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摘要:微生物技术在现阶段生物修复过程中的应用已经取得了显著的成效,其主要是基于生态系统强大的自我恢复功能辅以人工方式,使自然突变以及人类影响下的受破坏生态系统得以重建,进而恢复生态系统原貌。本文现对微生物修复技术的应用机理进行分析,并在此基础上就其在水污染修复过程中的应用,谈一下个人的观点和认识,以供参考。
关键词:微生物技术;水污染修复;机理;作用与应用
微生物技术主要是利用微生物自身的功能,比如吸收、转化以及降解自然环境条件下的各种污染物,从而使污染物浓度能够降低至可接受范围。在此过程中,其主要依赖于微生物代谢,通过降解和有效转化有害物质,构建水体生态平衡系统,进而实现治水和水污染修复之目的。
一、微生物技术的应用作用
1、可净化耗氧有机物
污染水体在一定条件下可以实现自然净化,其中自然界的各种微生物所起的作用不可小觑,这些微生物具有降解、代谢以及激活和去毒等重要作用。比如,真菌以及细菌和藻类等,污染物质可以作为生物氧化基质,生产ATP以后将有机污染物氧化成二氧化碳和水。对于假单胞菌属以及不动杆菌属和诺卡菌属等,可在碳源以及能源型基质上正常生长,将其中的非生长基质进行有效的代谢转化。在此过程中,藻类以及原生动物和各种真菌等,在细胞内酶作用下将污染物的分子结构予以转化,使其成为二氧化碳。
2、可净化富养水体
微生物技术在水体污染修复过程中的应用,主要是在氧化作用、还原作用以及光合作用和同化或者异化作用下将有机污染物有效转变成化合物,以此来提高水质水平,改善和恢复水体平衡。在富营养污染水体净化过程中,微生物在碳、氮以及硫和磷等主要元素的循环作用下,可以对水体中的污染物以及水藻等起到预制生长的作用。具体而言,就是通过控制上述元素的含量以及在水体中的存在形式,激发食藻类生物的大量繁殖,对有机物进行快速分解,进而消除氨气、硫化氢以及氮和磷等元素,抑制藻类繁殖,从而起到净化水体的作用。
3、可去除水体中的重金属
在水体重金属处理过程中,微生物技术的应用非常重要,其主要是利用细菌、酵母以及各种藻类和微生物代谢去除污染水体中的重金属,以此来降低污水中的重金属离子浓度。其中,细菌通过吸附、氧化还原以及淋滤和协同效应等,对重金属进行富集和有效的转化;真菌通过吸附以及络合作用,来富集重金属;菌根可以分泌特殊分泌物,改变根际的生长环境以及重金属的存在形态,从而实现重金属毒性降低之目的。
4、可减少有机物的含量
污染水体中的微生物大量繁殖和活动,可对水体中的有机物起到很好的降解和机制作用,而且能够有效的净化污水。研究表明,污染水体中的COD以及BOD等物质的去除与水体中的微生物数量呈线性关系,去除因素与微生物的活性关系密切。在人工湿地中存在者非常明显的好氧以及厌氧菌群,植物根和茎上的好氧微生物占比较多,湿地植物根系区不仅有大量的好氧微生物,而且也存在这很多的兼性厌氧微生物。
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二、微生物技术在水污染修复中的应用实践
1、重金属污染水体的修复
水体之所以会受到重金属污染,主要是因为各种人为因素造成的,其中包括采矿以及冶炼和金属加工、废电池处理等,同时还包括电子以及染料和农药化肥的大量应用。现阶段国内对水体重金属处理和水污染修复方面的报道集中表现在水体底泥的处理以及水生植物-微生物联合修复技术的应用研究。 比如,从铅锌矿中筛选和分离出耐铅锌真菌,铅锌的浓度在100 mg/L以及pH值达到5.0时,该真菌就会对铅锌离子达到最大去除率,其中铅的去除率可达97.8%,而锌的去除率可达54.1%。同时,基于沥浸微生物技术的应用,可对浓缩污泥以及添加聚丙烯酰胺的脱水污泥予以沥浸处理,处理后的污泥Zn溶出率可达66.65%和59.13%。由此可见,微生物技术的应用,有效提高了重金属污染水体的处理和修复质量。
2、工业废水的微生物修复
以印染废水和造革废水为例,其中的有机物含量以及色度等都非常的高,而且都是生化性能相对比较差的难降解污水。当前该种类型的废水和污染水体处理过程中,常用的技术方法是膜生物反应器法、固定化微生物法以及SBR法和微生物絮凝剂法。其中,膜曝气-生物膜反应器作为新的膜-生物污染水体处理工艺,其主要采用的是基因工程菌生物膜来去除难降解的污染物。比如,在SPG膜上形成一层基因工程菌生物膜,通过对SPG膜曝气-生物膜反应器进行应用来处理污水。研究表明,气压保持在300 kPa以及每平方米生物量在25 g时,反应器对工业废水中的污染物五天去除率可达98%以上。
3、富养水体的微生物修复
微生物修复是基于特异微生物代谢来减少水体中的营养物质,比如以碳素纤维作为生物膜载体,利用膜载体与生物碳素纤维去除污染水体中的氮和磷等。上述技术的应用,对氮、磷的去除效果非常的显著,尤其是BCF可以去除百分之九十以上的氮与磷。再如,光合细菌对污染水体的修复也起到了非常重要的作用,研究表明光合细菌的投入量与上覆水中的CODMn以及总氮和磷含量呈负相关性,与氨氮和有机质呈显著相关性(其中P<0.01)。在生物降级有机物过程中,包含三个环节。一是水解酸化,复杂的大分子以及不溶或者难溶性有机物在酶的作用下水解,成为很多个小分子以及可溶性有机物;小分子以及有机物可以渗透到细胞体内部,然后分解产生有机酸以及醇和醛等物质;二是产酸,即在细菌作用下将上述有机酸有效的分解成乙酸以及二氧化碳和氢气;三是产甲烷,即产甲烷细菌在乙酸以及乙酸盐和含碳化合物的共同作用下,可以产生甲烷,以此来减少水体中的有机物含量。
结束语
总而言之,微生物技术在污染水体的净化过程中起到了一定的促进作用,虽然应用效果显著,但也有其局限性。基于多方面影响因素的考虑,实践中应当筛选和培育适应性较强的菌株以及菌群,这样才能更好地实现污染水体修复之目的。体
参考文献
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论文作者:韩璐
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/3
标签:水体论文; 微生物论文; 重金属论文; 有机物论文; 污染物论文; 技术论文; 作用论文; 《基层建设》2017年第34期论文;