摘要：水是人类的生命之源，随着城市建设和工业的快速发展，目前我国的水污染情况比较严重，如何做好水污染处理和防治是当务之急。本文结合作者近年工作实际，从水污染治理的角度出发，主要阐述了生物修复的几种方式，其中包括: 植物修复、微生物修复、动物修复等，然后综述了生物修复的方法，分析了修复机理和修复流程，研究了３种方式的联合修复，并对生物修复的发展进行了展望。
关键词：水污染；生物修复；联合修复
１引言
人类的生存与发展都离不开水资源，水是生态之基、生产之要、生命之源，其作为大自然赋予人类非常珍贵的财务，价值是没有任何东西能相比的。在我国，人均水资源拥有量仅为世界平均水平的四分之一，而在水资源如此短缺的同时，我们还面临着严重的水污染问题。
国内外的水污染修复技术主要包括物理方法、化学方法和生物方法，生物方法主要是利用动物、植物和微生物的生命活动，在水中对其进行培育和接种，从而实现污染物的转移、转化和降解。在上个世纪，美国首次利用生物方法成功处理了阿拉斯加海滩埃克森“瓦尔迪斯”号巨型油轮溢油污染，生物方法从此逐渐成为水污染修复的热点与前沿。目前，生物方法因其低成本、无二次污染、生态协调等优点已被广泛应用于水污染修复中。
２动物修复
动物修复主要是利用水生动物对水体中有机和无机物质的吸收和利用来净化受污染的水体，一般是通过呼吸道、消化道、皮肤等途径。利用生态系统食物链中的蚌、螺、草食性浮游动物和鱼类，直接吸收营养盐类、有机碎屑和浮游植物，可取得显著的效果。
浮游动物主要包括原生动物和后生动物，污水处理中常见的原生动物有肉足类、鞭毛类和纤毛类，常见的后生动物有轮虫、甲壳类和昆虫及其幼体等。浮游动物能分泌有利于细菌凝聚的物质，并且本身在沉降过程中挟带细菌下沉，从而改善了污泥的沉降性能；浮游动物能吞食浮游植物和污泥碎片，并能活化细菌；浮游动物对毒物比细菌敏感，可对污水中的毒性起到监测作用。鱼类能够以浮游植物和浮游动物为食，有效地抑制后两者的过度繁殖，避免二次污染，使修复作用达到最佳效果。动物在水污染修复中主要起辅助作用，但它在处理污染物质的同时增加了经济效益及观赏效益，是传统生物修复的必要补充。
３植物修复
利用植物对污染的水体进行修复已有较长的历史，早在上世纪50年代就有国外研究者发表了应用藻类去除污水中的氮磷营养的报道。植物修复主要是利用绿色植物来消除水体污染，通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用实现净化水体的目的。植物不仅能有效地吸收水体中的营养物质，降解有毒污染物，富集重金属离子，还能提高水体的ｐＨ值和溶氧。
水污染植物修复技术主要包括根际过滤技术和植物转化技术。根际过滤技术是利用植物从污水中吸收、沉淀和富集污染物，适用于根际过滤技术的植物必须有较大的根系，最好是须根植物。植物转化技术是通过植物新陈代谢作用达到降解环境中污染物的目的，植物转化取决于污染物从水体中直接吸收和在植物器官中新陈代谢的积累，植物转化目前主要的应用领域包括石化产品污染、燃料溢出物污染、垃圾掩埋中的淋滤物等。
４微生物修复
微生物修复是利用微生物的吸收降解作用清除水体中的污染物，或是使污染物无害化的过程，是最主要最基础的生物修复技术。水体中的微生物分解污染物作为碳源和能源而生活，污染物在微生物各种酶的作用下，经过厌氧或好氧的过程，最后被降解为无害物质，有效地降低了水中的污染物浓度，从而有效改善水质。微生物修复主要包括活性污泥法、生物膜法和微生物制剂投加法。
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4.1活性污泥法
活性污泥法是一种好氧生物处理法。活性污泥是由许多细菌、微型动物和一些胶体物、悬浮物混杂形成的。在有氧条件下，利用污水中原有的有机污染物作为培养基，进行活性污泥的连续培养，再利用共吸附凝聚和氧化分解作用净化污水中的有机污染物。氮磷的化合物也能部分被去除。
活性污泥法的主要构筑物是曝气池和二沉池。污水与活性污泥进入曝气池混合，由于活性污泥的表面积大，且表面具有多糖类粘质层，在与污水接触的３～５ｍｉｎ内，能够去除大部分有机物，悬浮物和胶体物质能被絮凝和吸附。同时进行曝气，使污水和活性污泥得到充分接触，并提供充足氧气，活性污泥中的微生物利用污水中一部分有机物进行合成代谢，并通过氧化分解另一部分有机物获取能量，最终形成ＣＯ２和Ｈ２Ｏ等稳定物质，然后混合液进入二沉池。在二沉池中，生物修复过程基本完成，采用重力沉淀法，将新生菌体凝聚形成活性污泥沉降，活性污泥与澄清水分离后回流到曝气池，澄清水溢流排放，剩余污泥排除。
4.2生物膜法
生物膜法主要用于溶解性的和胶体状的有机污染物的去除，是一种与活性污泥法并列的好氧生物处理技术。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，自填料向外可分为厌氧层、好氧层、附着水层、运动水层。微生物在填料表面附着生长并形成高度亲水性物质，当污水流经表面时形成附着水层，附着水层内的有机污染物因膜内外的浓度差和水流的紊动而向膜内部扩散，好氧或兼氧微生物利用水中溶解氧氧化有机污染物进行生长繁殖，形成好氧层，而有机污染物则不断的被吸附和降解，随着微生物数量的增长，好氧层厚度不断增加，膜内外逐渐形成溶氧梯度，当膜厚增到一定程度后，在氧不能透入的膜内侧形成厌氧层，污水流经厌氧层，有机污染物被厌氧或是兼氧微生物降解或利用，从而实现污水的修复，最终形成的薄膜即为生物膜。
4.3微生物制剂投加法
菌剂投加法就是直接向受污染的水体中接入外源的高效降解菌从而达到降解污染物、修复污染水体的目的。高效的降解菌可以从污染水体中直接分离获得，通过驯化培养可以提高菌株的活性，也可通过诱变、基因工程等技术来构建。
５联合修复
随着生物修复技术的发展，单一修复技术优缺点并存的结果已无法满足污水处理的需求，生物联合修复已得到了广泛的关注和应用。
人工湿地是通过对自然湿地的模拟形成人工生态系统，其净化机理独特而又复杂。利用污水－微生物－水生植物－水生动物复合生态系统的协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收、微生物分解和动物消费来实现对污水的高效净化，是目前应用比较广泛的生物修复技术。近年来，我国将该技术广泛应用于城市污水处理和景观水体净化方面，并逐渐扩展至处理农业污水、暴雨径流和富营养化水体等。
结束语：
当前，生物修复技术在国际上已蓬勃发展，随着环境污染的日益严重和人们环保意识的增强，对生物修复技术应用的需求也越来越大，生物修复已从单一的环境目标治理，发展为广泛应用于环境保护的各个方面，并且开始影响其他行业。然而，目前我国的生物修复应用还处于起步阶段，进一步的发展需要社会、同行及主管部门的共同努力和支持。大力开展生物修复技术的研究，推进生物修复技术在环境保护中的应用，将有效地解决我国目前和未来面临的严峻的环境污染问题，开启环境保护的新篇章。
参考文献：
［1］张磊，郎建峰，牛姗姗．生物膜法在污水处理中的研究进展［Ｊ］．水科学与工程技术，２０１０．
［2］刘诗一．厌氧／好氧生物膜法处理腈纶废水的中试研究［Ｄ］．邯郸：河北工程大学，２０１２
［3］吴启堂，陈同斌．环境生物修复技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００７．
论文作者:徐松
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/13
标签：生物论文; 污染物论文; 水体论文; 污泥论文; 微生物论文; 植物论文; 污水论文; 《基层建设》2017年第7期论文;