水污染的防治

生物净化在水污染控制中的应用-—by x学术号:X摘要:水污染控制包括内部环境控制和外部环境控制。前者是污染源的治理，难度大，成本高。后者利用生态自净能力控制水污染。生物净化是控制外界环境的重要手段。地球上到处都有可以参与净化的生物种和属。它们通过独特的代谢活动，吸收、积累、分解和转化污染物，降低污染物浓度和毒性，最终达到排放标准。其高效性和简便性使得生物净化越来越重要。摘要:目前，我国七大水系中有近一半受到严重污染，86%的城市河段水质普遍超标。水污染不仅加剧了水资源的短缺，而且严重威胁着人们的身心健康。据初步调查，我国有7亿人饮用大肠杆菌超标的水，6543.8+0.9亿人饮用有害物质超标的水。其中，约3500万人饮用硝酸盐超标水，6300多万人饮用高氟水，200万人饮用高砷水，3800多万人饮用苦咸水，血吸虫病流行区约有654.38+0.1万人。相当多的城市水污染严重，威胁着饮用水的质量。目前，饮用水水质带来的危害已经严重影响了人们的生活和健康。看着这些触目惊心的数字，人们不禁感到恐惧。然而，当人们沉浸在优越的物质生活中，渐渐忘记这些事情的时候，今年的哈尔滨停水事件再次给我们敲响了警钟！种种现实让人疑惑，这些污染的根源是什么？答案是——污染和浪费。随着经济的发展，废水量迅速增加。然而，大部分废水未经处理直接或间接排入水中，严重污染了水资源。而人们对水资源的浪费，使得可利用的水资源更加稀缺。面对各种危机，人们开始关注水资源的保护和水污染的治理。水污染控制包括内部环境控制和外部环境控制。前者是污染源的治理，难度大，成本高。后者是利用自然环境的净化能力来治理水污染。生物净化是控制外界环境的重要手段。因为地球上到处都有可以参与净化活动的生物种属，它们通过自身特有的代谢活动，吸收、积累、分解、转化污染物，降低污染物浓度，使有毒物质无毒，最终达到水排放标准。因此，人们重视污水的生物净化。常用的方法有:(1)沉淀处理用于净化生活污水。在污染物未破坏水域自净能力的前提下，采用简易网格，通过滤食性和沉食性动物在水中的活动和运动，提高水体自净能力，促进水体中悬浮物的沉淀并埋入底泥中，净化污水。(2)水产养殖用于含有机污染物的生活污水和工业废水。水生生物降解污染物是防止水体富营养化的有效措施。1.放养水生维管束植物(简称水生植物)等自养水生植物对水污染的耐受性好。它们不仅可以通过光合作用吸收环境中的CO2并释放O2来改善水质，还可以消除许多污染元素。目前已发现其中不少对有机污染物、酚氰类农药、重金属元素有很强的净化能力。茭白和射手座对生活污水中BOD的去除率可达80%以上；香蒲、眼子菜和凤眼莲能去除石油废水中95%的有机污染物。蓼属植物在水中的DDT为0.3ppb时，体内浓度可达30.3ppm，富集系数为654.38+百万。凤眼莲在含3ppm的铅水中可积累5468ppm，是水中铅浓度的1823倍。在含6ppm镉的水中，茎叶可吸收700ppm的镉，根的含量是茎叶的10 ~ 16倍。凤眼莲每四天可从废弃矿井水中获得75gAg。很多水生植物生长速度快，能吸收大量的N、P、K养分。凤眼莲能吸收N1989kg、P 322kg、K 3188kg；每年每公顷；在水面放养60%的小球藻、小球藻和栅藻，仅用1天就能使氮、磷、铁、钠含量降低55%，9天就能使污染浓度几乎为零，完全可以把生活污水变成饮用水。种植芦苇、荸荠、香蒲可以净化工业废水中的有毒物质。比如氰在芦苇中与丝氨酸结合形成丙氨酸，然后转化为天冬酰胺和天冬氨酸，从而失去了氰的毒性；砷、汞、镉储存在水生植物中，从而降低废水中有毒物质的浓度。2.水产动物养殖用于净化生活污水。有人把鱼贝类养在1/5污水的池塘里，但仍能正常存活，增重率比纯水高。用污水养殖一些草食性鱼类，不仅可以利用营养元素，还可以利用池塘中的蓝藻作为饵料，达到消除水体富营养化的目的。由于这种方法养殖的动物往往有异味或积累有害健康的物质，影响食用价值，目前利用水生动物净化污水的应用和报道很少。(3)生物稳定塘法是国内外用于处理生活污水和石化、焦化、造纸、制药废水的传统方法。1.好氧池利用天然池塘、洼地、水坑中的水生植物、藻类和微生物的吸收、分解和氧化作用净化污水，是典型的藻菌生长系统。依靠藻类和细菌的关系，不仅污水可以在池塘中循环净化。通过池塘中的物理化学和生物化学作用去除有毒物质；有机污染物被微生物降解；由于池塘中物理因素引起的凝聚和沉淀，悬浮物被去除；病原菌因为不适应环境而死亡；由于藻类的增殖和吸收，氮和磷被部分去除。经证实，一个30亩的浅水藻塘可处理2万个生活污水，BOD去除率可达80% ~ 95%。2.厌氧池在厌氧条件下，通过厌氧菌和兼性菌降解有机污染物，一般由两步组成。一是水解，不溶性大分子有机污染物被芽孢杆菌、变形杆菌和链球菌的胞外酶降解为水溶性低分子量氨基酸、单糖和有机酸；其次，有机酸被甲烷杆菌和产甲烷球菌降解为CO2和CH4，从而净化污水。这种方法可以把池塘的深度增加到4米。由于BOD去除率只有50% ~ 70%，所以常被用于工业废水的预处理。(4)活性污泥法适用于大型污水处理厂和工矿废水的处理。这种方法在好氧菌作用下，从含有大量有机污染物的废水中形成生物絮体(活性污泥)。利用活性污泥对污染物的吸附作用，以及微生物、藻类、原生动物和寡毛类在絮体上对有毒物质的分解和氧化作用，使废水在曝气池中停留4 ~ 10 h，使污泥与废水充分接触，完成净化过程。活性污泥的组成:1。污泥絮体的成分复杂，因被处理废水的性质而异，但大多数絮体是由细菌胶束形成的；2.污泥生物在群体周围生活的生物群主要包括变形虫、鞭毛虫、足类和纤毛虫，特别是枝孢菌属和颠茄属。该方法净化效果好，目前正在向完善方向发展。(5)生物膜法用于净化食品工业和发酵工业废水。实践中常用生物滤池，它利用滤料(花岗岩、无烟煤等)的吸附作用。)或转盘留住污水中的细菌、藻类和微型动物形成厚度为2 ~ 3 mm的生物膜，其中原生动物吞食细菌使膜不断更新，蠕虫吞食有机残留物，动物运动使粘性生物膜松动，在膜外层形成厚度为0.1 ~ 0.2 mm的生态平衡生态位。污水流经生物膜时，有机污染物被迅速吸收，成为细菌的代谢物质；可溶性污染物被微生物降解吸收，转化为体内物质储存；难降解污染物被过滤器冲走，并被生物降解去除；过多的老化生物膜通过捕食寡毛纲动物和昆虫幼虫而被去除。为了保证废水与矿化生物滤料充分接触，废水需要在生物滤池中停留30 min，污染物浓度会大大下降。(6)采用生物接触氧化法处理生活污水和毛纺、化工、制浆废水。该方法兼有活性污泥法和生物膜法的特点。采用的流程如下:1。生物铁法利用铁的物理化学效应和生物效应处理焦化废水；2.活性炭生物膜法利用活性炭的吸附作用，使微生物在炭表面繁殖，降解污染物，净化含氯化合物工业废水；3.生物酸化还原氧化法处理硝基苯类化合物工业废水。(7)土地处理系统用于处理生活污水和食品工业废水。这种方法是物化和生化的综合过程。通过土壤的强过滤、吸附、氧化和离子交换作用，微生物的吸收和分解作用，以及土壤结构和植物根系对污染物的阻隔作用，可以彻底净化污水。污水在稻田中停留3 ~ 8d，对(BOD)5的去除率可达80% ~ 95%，对P和N的去除率分别可达98%和85%。但污水中过多的油和皂会堵塞土壤缝隙，往往会给灌溉田带来“污水病”，所以在施用前必须进行预处理。(8)固定化细胞用于净化各种工业废水。固定化细胞是由废水中含有特殊催化酶的微生物直接制备的。这种方法必须筛选具有特殊分解能力的菌株，形成平衡系统，实现强化废水净化。包埋纯种微生物作为吸附剂制备的固定化细胞可以有效去除废水中的重金属、苯酚等芳香族有毒化合物。有人从活性污泥中分离出热带假丝酵母，焦化废水中苯酚的去除率达到99%。该方法纯化效果最高，但高产酶菌株选育困难，成本高，影响了发展。综上所述，生物净化在水污染控制中具有强大的生命力。根据处理后污水的成分和处理目的，选择合适的处理方法或对污水进行综合处理可以起到很大的作用。在希望这些新方法得到应用的同时，我们也应该认识到，这些处理方法只是一些补救措施，只有少量的可利用水资源不能再允许我们破坏它们。采取预防为主，治理为辅的措施，采取防治结合的战略方针，从源头上消除污染，在每个人的意识中形成节水的观念，在实践中采取有效措施治理污染水体。生命之源——水是有限的、珍贵的、不可再生的。面对一次次惨痛的教训，每个人都应该自觉树立节水意识，节约每一滴水，减少和消除人为的水污染。水污染是文明的污染，时代的污染；水的消失意味着民族的消失，意味着人类的灭亡！为了民族的复兴，为了人类的生存，为了所有生命的继续存在，珍惜水资源，从现在开始，从我做起！参考书:《生物通报》1993第7号报告集《中国水资源可持续发展战略》；中国工程院钱、张光斗主编《植物资源与环境学报》;中国科学院植物研究所，江苏省。