關于環(huán)境保護的文獻綜述

1、關于環(huán)境保護的文獻綜述     摘要：隨著人口、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學技術的飛速發(fā)展 ,環(huán)境和環(huán)境問題已越來越引起人們的普遍關注和重視。面對世界范圍內(nèi)的環(huán)境危機的嚴峻挑戰(zhàn) ,開展并加強環(huán)境保護工作已迫在眉睫。本文主要介紹了以現(xiàn)代微生物選育及培養(yǎng)技術和新型高效生物反應器為基礎的環(huán)境生物技術在水污染治理、城市垃圾填埋、工農(nóng)業(yè)污染源等方面的應用，最后還討論了環(huán)境生物技術的應用及發(fā)展前景。  關鍵詞：環(huán)境生物技術；污染治理；城市垃圾填埋；廢水；應用前景；MBR技術；環(huán)境保護 前言  環(huán)境生物技術(Enviro

2、nmentalBiotechnology) 是指直接或間接利用生物的生理活動 ,建立降低或消除污染物的生產(chǎn)工藝 ,或能夠高效地凈化被污染的環(huán)境以及將污染物轉(zhuǎn)化為資源的人工技術，是現(xiàn)代生物技術與環(huán)境科學結(jié)合產(chǎn)生的一門新興交叉學科, 是從傳統(tǒng)的廢水生物處理技術起始, 通過應用現(xiàn)代微生物選育和培養(yǎng)技術和新型高效生物反應器, 而逐步發(fā)展起來的一種經(jīng)濟效益和環(huán)境效益俱佳的、解決當前日益嚴重的包括水污染在內(nèi)的“三廢”問題的最有效手段之一。  通常，日常生活中較普遍的污染源就是“三廢”?！叭龔U”指的是廢水、廢氣和固體廢棄物，這三大污染源嚴

3、重污染了人類的生存環(huán)境。將環(huán)境生物技術應用于“三廢”問題的治理 ,主要是指利用微生物原理將污染物質(zhì)進行生物降解和生物轉(zhuǎn)化 ,從而提高環(huán)境質(zhì)量 ,達到環(huán)境污染治理的目的。  環(huán)境生物技術的起源可以追溯到一百多年前的活性污泥工藝的發(fā)展 ,其理論和實用技術在此一百多年來不斷發(fā)展和進步 ,并得到廣泛應用 ,對控制環(huán)境污染和改善環(huán)境質(zhì)量起到了重要作用。而從全世界范圍來看,環(huán)境污染至今還沒有得到有效控制,特別是對發(fā)展中國家而言。在我國,隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展 ,環(huán)境污染現(xiàn)狀也依然嚴峻 ,并有加劇的趨勢，近年來 

4、,我國的環(huán)境污染治理力度不斷加大 ,進入了一個新的高速發(fā)展時期 ,對環(huán)境污染治理新技術的要求也日益迫切。隨著現(xiàn)代生物技術的發(fā)展 ,尤其是現(xiàn)代分子生物學技術的出現(xiàn) ,為環(huán)境科學的發(fā)展帶來了新的機遇?，F(xiàn)代環(huán)境生物技術就是在這一形勢下形成的。它是現(xiàn)代生物技術在環(huán)境科學領域中的應用 ,是現(xiàn)代生物技術與環(huán)境科學緊密結(jié)合而形成的新興交叉學科 ,是一種經(jīng)濟效益和環(huán)境效益俱佳的、解決復雜環(huán)境污染問題的有效手段 ,是當代環(huán)境科學研究發(fā)展的主導方向之一。   目前生物技術應用于環(huán)境保護中主要是利用微生物，少部分利用植物作為環(huán)

5、境污染控制的生物。生物技術已是環(huán)境保護中應用最廣的、最為重要的單項技術，其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質(zhì)的降解、清潔可再生能源的開發(fā)、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測、污染環(huán)境的修復和污染嚴重的工業(yè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)等環(huán)境保護的各個方面，發(fā)揮著極為重要的作用。應用環(huán)境生物技術處理污染物時，最終產(chǎn)物大都是無毒無害的、穩(wěn)定的物質(zhì)，如二氧化碳、水和氮氣。利用生物方法處理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移，因此它是一種消除污染安全而徹底的方法。特別是現(xiàn)代生物技術的發(fā)展，尤其是基因工程、細胞工程和酶工程等生物高技術的飛速發(fā)展和應用，大大強化了上述環(huán)境生物處理過程，使生物處理具有更高的效率，更低的成本

6、和更好的專一性，為生物技術在環(huán)境保護中的應用展示了更為廣闊的前景。下面將簡單介紹一下環(huán)境生物技術在環(huán)境保護方面的應用：  1. 廢水生物處理技術  由于環(huán)境中的污染物無論是氣體、液體或固體, 經(jīng)過在自然界中的遷移、轉(zhuǎn)化, 其最終歸趨大多數(shù)是水體, 因此, 水污染的問題尤其突出。我國的水污染十分嚴重,高濃度有機物廢水的處理是我國水污染治理的重點難題。污水中有毒物質(zhì)的成分十分復雜,包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質(zhì)等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用,從而使污水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為

7、有益的無毒物質(zhì),使污水得到凈化。應用遺傳工程技術構(gòu)建符合人們需要的微生物高效菌以及具有降解多種污染物功能的超級菌 可以提高對污，染物的降解能力、加快降解速度,以增強凈化污水的效力。如微生物高效菌能夠?qū)⑶杌?#160;(氰化鉀、氰氫酸、氰化亞銅等)分解成二氧化碳和氨;利用專門分解硫化物的微生物可以從廢水中回收硫磺;利用能夠降解石油烴的超級菌以清除油對水質(zhì)的污染等。還可以將大量的微生物高效菌凝聚在泥粒上形成活性污泥,用來分解和吸附廢水中的有毒物質(zhì),污水凈化后沉積的污泥中存在豐富的氮、磷、鉀等元素,是很好的有機肥料。目前應用到廢水治理中的生物技術主要有：(1)生物強化技術; (

8、2)生物反應技術; (3)生物發(fā)酵技術。  2.大氣污染的生物處理  隨著現(xiàn)代工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展,大量有毒、有害氣體被排出,嚴重污染環(huán)境。微生物對污染物能較快地適應,并可使廢物、廢氣得到降解和轉(zhuǎn)化。同傳統(tǒng)空氣污染控制技術如活性炭吸附、濕法洗滌和燃燒等相比,微生物法以其處理效果好、投資及運行費用低、易于管理等優(yōu)點,逐漸應用于空氣污染控制中。  3.  污染土壤的生物修復  重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通

9、過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態(tài),使重金屬固定或解毒,降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質(zhì)的含量,激發(fā)微生物的活性,由此可以改善土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu),這將有助于土壤的固定,遏制風蝕、水蝕等作用,防止水土流失。  4. 生物監(jiān)測  傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測以化學分析,即用成熟的儀器和生物分析 (如魚的毒性測試)為主,當代生物技術的發(fā)展有望增加相關的新手段,如通過測定微生物的酶和細胞基團等來監(jiān)測環(huán)境的變化。目前研究較多的有生物發(fā)光菌 (Biolu

10、minescentbacterium)、氰菌 (Cya2nobacteria)、鹵素呼吸菌 (Halorespiringbacterium)、苯乙烯降解菌和蘭貽貝 (Bluemussels)等,主要監(jiān)測水體中的有害物和海水藻類的爆發(fā)。ManBockGu和 Ge2unCheelGil應用生物發(fā)光細菌開發(fā)出了兩階段多頻道毒性連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。每個頻道含有一個兩階段生物反應系統(tǒng),其中含有特定的生物發(fā)光菌株。使用該系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)測同一樣品和分別確定不同類型毒性。通過分析,從每個頻道獲得的資料,可得到總體毒性和各類單項毒性的數(shù)據(jù)。 5.固體廢棄物的生物處理技術

11、  固體廢棄物主要包括工業(yè)固體廢棄物和城市生活垃圾。傳統(tǒng)的固體廢棄物處理方法主要有固積、埯埋、焚燒 ,這些方法會造成二次污染。生物技術的介入可將固體廢棄物進行無害化 ,資源化 ,減量化 ”處理 ,處理過程達到了真正的清潔有效 ,還可優(yōu)化生態(tài)循環(huán);若把處理后的產(chǎn)物作為有機肥料投入農(nóng)業(yè) ,又可為人們提供高品質(zhì)、高產(chǎn)量的綠色食品 ,構(gòu)成食物鏈意義上的又一良性循環(huán) 。20世紀 60年代以來 ,研究人員就開始進行有關高效、快速堆肥方法的研究。至今 ,歐美各國及日本已開發(fā)了&#

12、160;10多種機械快速堆肥工藝 ,其中最著名的是達諾式回轉(zhuǎn)圓筒型發(fā)酵倉工藝。國外還發(fā)展用蚯蚓床處理有機垃圾和糞便。大型化的固體廢棄物填埋場技術可靠 ,處理效率有保證 ,適合環(huán)境要求。目前 ,生物反應器式填埋場已在美國獲得廣泛的重視 。  6.  環(huán)境生物技術在城市垃圾填埋場的應用  城市生活垃圾的處理是目前我國環(huán)境污染控制的最重要課題之一。城市生活垃圾的人日均產(chǎn)生量 ,因地而異 ,但必須按日運出城市作適當處理。處理的目的是使垃圾資源化、減量化和無害化。當前發(fā)達國家中城市生活垃圾中作為

13、資源再利用的分率高達40 %,其余的部分 ,最通用的方法是衛(wèi)生填埋法 ,堆肥法和焚化法。然而將環(huán)境生物技術應用于垃圾填埋場，可以改善垃圾填埋生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)垃圾資源化綜合利用，美化垃圾場自然景，減少垃圾場對周邊環(huán)境的不良影響，加速垃圾分解，使垃填埋場地可以重新被利用，有很高的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，常適合我國垃圾處理的現(xiàn)狀和我國的經(jīng)濟發(fā)展水平 具有廣闊的推廣應用前景。其應用主要包括三個方面：利用環(huán)境生物技術將垃圾填埋場地轉(zhuǎn)化為建設用地；利用植物改善垃圾填埋場生態(tài)環(huán)境；利用垃圾填埋場地和垃圾腐熟土種植草坪。  城市生活垃圾的最新處理技術是生物反應器式&

14、#160;持;日覆蓋層設置;沉降以及穩(wěn)定期的結(jié)束。生物反應器式填埋場的操作要點包括:垃圾的分揀及預處理;水分控制;LC回流;微生物活性的保持;日覆蓋層設置;沉降以及穩(wěn)定期的結(jié)束。生物反應器式填埋場已在美國獲得廣泛的重視。美國 EPA于2000 年 4 月發(fā)出征求意見的聲明中說“: BL 已被承認可能是對固體廢棄物處理的一個革新。  結(jié)束語 現(xiàn)代生物技術是解決環(huán)保問題的強有力手段 ,它是一種能產(chǎn)生巨大效益的高新技術 ,與物理、化學技術相比,生物技術具有顯著的高效廉價的特點。目前國際上有許多環(huán)境生物技術成果已進人商品化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。另外，由于我國是一個污染嚴重的國家，因此建立一個有利于現(xiàn)代生物技術在環(huán)保中應用的良好環(huán)境規(guī)劃、法規(guī)和資金投入是必不可少的，同時要鼓勵和資助環(huán)境生物技術的研究和創(chuàng)新。我們也應充分利用我國的資源優(yōu)勢 ,借鑒國外的先進技術和先進經(jīng)驗 ,根據(jù)我國的國情有重點地加強環(huán)境生物技術的研究與開發(fā)。   參考文獻  環(huán)境科學與現(xiàn)代生物技術的完美結(jié)合評現(xiàn)代環(huán)境生物技術      作者柳萍,女,清華大學出版