第一篇：環(huán)境生物技術(shù)論文

廢水生物處理新技術(shù)的理論與應(yīng)用

唐耿蘭

摘要：針對(duì)我國(guó)目前生態(tài)環(huán)境狀況，對(duì)廢水生物處理技術(shù)近年來(lái)的發(fā)展進(jìn)步、功能作用及特性進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：廢水生物處理、污染控制技術(shù)、城市廢水處理廠、生物處理技術(shù)價(jià)及闡釋。

引言：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，各地廢水處理工作不斷迅速有效地開展，污水處理廠數(shù)目明顯增加。城市污水處理廠作為解決城市水污染最基本的途徑，是保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境，治理河流污染的必要舉措。本文針對(duì)廢水處理問(wèn)題，介紹了廢水生物處理新技術(shù)。

廢水生物處理技術(shù)已有一百多年的歷史，其理論和實(shí)用技術(shù)在此一百多年間也不斷發(fā)展和進(jìn)步，并得到廣泛應(yīng)用，對(duì)控制水污染和改善水體水質(zhì)起到了重要作用。而從全世界范圍看，水污染至今還沒有得到有效控制，特別是在廣大的發(fā)展中國(guó)家。在我國(guó)，水污染依然嚴(yán)重，水環(huán)境與水生生態(tài)狀況仍十分嚴(yán)峻，近年來(lái)我國(guó)城市廢水處理廠建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)新的高速發(fā)展時(shí)期，對(duì)廢水處理新技術(shù)的要求日益增長(zhǎng)。廣大環(huán)境保護(hù)科技工作者非常需要一部系統(tǒng)全面、反映廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展的著作。

一、廢水生物處理新技術(shù)：

廢水生物處理是用生物學(xué)的方法處理廢水的總稱，是現(xiàn)代廢水處理應(yīng)用中最廣泛的方法之一，主要借助微生物的分解作用把廢水中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，使廢水得到凈化。按對(duì)氧氣需求情況，廢水生物處理可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。

厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，甲烷菌再把有機(jī)酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應(yīng)器等。好氧生物處理系采用機(jī)械曝氣或自然曝氣（如藻類光合作用產(chǎn)氧等）為廢水中好氧微生物提供活動(dòng)能源，促進(jìn)好氧微生物的分解活動(dòng)，使廢水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、廢水灌溉、氧化塘，等等。

生物污水處理是用生物學(xué)的方法處理污水的總稱，是現(xiàn)代污水處理應(yīng)用中最廣泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，使污水得到凈化。按對(duì)氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，甲烷菌再把有機(jī)酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應(yīng)器等。好氧生物處理系采用機(jī)械曝氣或自然曝氣（如藻類光合作用產(chǎn)氧等）為污水中好氧微生物提供活動(dòng)能源，促進(jìn)好氧微生物的分解活動(dòng)，使污水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物處理效果好，費(fèi)用低，技術(shù)較簡(jiǎn)單，應(yīng)用比較簡(jiǎn)單。當(dāng)簡(jiǎn)單的沉淀和化學(xué)處理不能保證達(dá)到足夠的凈化程度時(shí)，就要用生物的方法作進(jìn)一步處理。生物處理中要特別注意掌握凈化污水的微生物的基本特點(diǎn)，滿足其要求條件；污水中BOD與COD比值要大于0.3。溫度影響較大，冬季一般效果較差。

二、生物轉(zhuǎn)盤

生物轉(zhuǎn)盤工藝是廢水生物處理新工藝的一種。

廢水生物處理新技術(shù)之生物膜法，是與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術(shù)，是一種固定膜法，廢水中微生物沿固體（可稱載體）表面生長(zhǎng)的生物處理方法的統(tǒng)稱，主要用于去除廢水中溶解性的和膠體狀的有機(jī)污染物，因微生

物群體沿固體表面生長(zhǎng)成粘膜狀，故名。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng)，其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氣層、好氣層、附著水層、運(yùn)動(dòng)水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機(jī)物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進(jìn)入?yún)挌鈱舆M(jìn)行厭氣分解，流動(dòng)水層則將老化的生物膜沖掉以生長(zhǎng)新的生物膜，如此往復(fù)以達(dá)到凈化廢水的目的。

生物膜法具有以下特點(diǎn)：一是對(duì)水量、水質(zhì)、水溫變動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)；二是處理效果好并具良好硝化功能；三是污泥量?。s為活性污泥法的3/4）且易于固液分離；四是動(dòng)力費(fèi)用省。用廢水生物處理新技術(shù)生物膜法處理廢水的構(gòu)筑物有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤和生物接觸氧化池等。

生物轉(zhuǎn)盤作為一種好氧處理廢水的生物反應(yīng)器，可以說(shuō)是隨著塑料的普及而出現(xiàn)的。反應(yīng)器由水槽和一組圓盤構(gòu)成：數(shù)十片、近百片塑料或玻璃鋼圓盤用軸貫串，平放在一個(gè)斷面呈半圓形的條形槽的槽面上。盤徑一般不超過(guò)4米,槽徑約大幾厘米，有電動(dòng)機(jī)和減速裝置轉(zhuǎn)動(dòng)盤軸，轉(zhuǎn)速1.5～3轉(zhuǎn)/分左右，決定于盤徑，盤的周邊線速度在15米/分左右。廢水從槽的一端流向另一端，盤軸高出水面，盤面約40%浸在水中，約60%暴露在空氣中。盤軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),盤面交替與廢水和空氣接觸。盤面為微生物生長(zhǎng)形成的膜狀物所覆蓋，生物膜交替地與廢水和空氣充分接觸，不斷地取得污染物和氧氣，凈化廢水。膜和盤面之間因轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生切應(yīng)力，隨著膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜從盤面脫落，隨水流走。生物轉(zhuǎn)盤一般用于水量不大時(shí)。同生物濾池相比，生物轉(zhuǎn)盤法中廢水和生物膜的接觸時(shí)間比較長(zhǎng)，而且有一定的可控性。水槽常分段，轉(zhuǎn)盤常分組，既可防止短流，又有助于負(fù)荷率和出水水質(zhì)的提高，因負(fù)荷率是逐級(jí)下降的。生物轉(zhuǎn)盤如果產(chǎn)生

臭味，可以加蓋。

三、生物轉(zhuǎn)盤應(yīng)用實(shí)例

廢水生物處理新工藝中一體化廢水處理裝置一體化廢水處理裝置，是一種以旋轉(zhuǎn)生物處理單元——生物轉(zhuǎn)盤為核心的高效廢水處理裝置。整個(gè)裝置分為以下幾個(gè)處理單元：

1、初沉池 廢水通過(guò)提升泵將調(diào)節(jié)池廢水提升至SW裝置內(nèi)，首先進(jìn)入初沉池，初沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用淺層沉降原理，使廢水中大部分懸浮物和無(wú)機(jī)顆粒物沉降下來(lái)，同時(shí)也可夾帶去除一部分有機(jī)物。為了便于隨時(shí)提取某塊斜板以清理所附載的難以滑落的污泥，裝置采用了活動(dòng)斜板。初沉池底部與缺氧區(qū)隔開，避免缺氧池混合液的攪動(dòng)，影響初沉池的沉淀效果，初沉池的污泥定期由抽糞車清除。

2、缺氧池 缺氧池位于生物轉(zhuǎn)盤殼體和外部箱體間的夾層內(nèi)，在此空間內(nèi)，初沉池的來(lái)水與經(jīng)水力提升轉(zhuǎn)子提升的回流硝化液以及二沉池的回流污泥在此混合，并經(jīng)潛水?dāng)嚢铏C(jī)充分混合，完成反硝化過(guò)程，硝態(tài)氮在反硝化菌的作用下最終形成氮?dú)?，從水中逸出，最終達(dá)到脫氮的目的。

3、旋轉(zhuǎn)生物處理單元—生物轉(zhuǎn)盤 夾層缺氧池經(jīng)脫氮的出水自流至旋轉(zhuǎn)生物處理單元。旋轉(zhuǎn)生物處理單元是裝置的核心部分，采用了獨(dú)特的復(fù)合生化技術(shù)，能在低能耗條件下高效降解污染物。整個(gè)旋轉(zhuǎn)生物處理單元由三級(jí)生物反應(yīng)器組成，每個(gè)生物反應(yīng)器由一個(gè)生物轉(zhuǎn)子和一個(gè)生化槽組成，每個(gè)生物轉(zhuǎn)子內(nèi)部由多級(jí)生物葉輪構(gòu)成，每個(gè)生物葉輪上設(shè)置了大量地螺旋狀的生物葉片。在傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，三個(gè)生物轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，空氣（氧氣）通過(guò)生物轉(zhuǎn)子端面的氣水孔進(jìn)入，與廢水混合，經(jīng)氧氣、廢水、微生物三相接觸和傳質(zhì)，實(shí)現(xiàn)含碳有機(jī)物的降

解和含氮有機(jī)物的硝化過(guò)程。同時(shí)，旋轉(zhuǎn)的生物葉片被廢水沖刷，老化的生物膜脫落，新的生物膜形成，從而達(dá)到生物系統(tǒng)不斷更新的過(guò)程。硝化后的廢水經(jīng)水力轉(zhuǎn)子提升至中間分配水槽，分配水槽由堰門控制著去往沉淀池和缺氧池廢水流量。

4、二沉池 二沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用淺層沉降原理，將旋轉(zhuǎn)生物處理單元的出水中含有大量脫落老化的生物膜沉淀，澄清后的處理出水進(jìn)入下一個(gè)單元。沉淀的污泥一部分通過(guò)回流污泥泵進(jìn)入缺氧池，另一部作為剩余污泥有抽糞車定期外運(yùn)。

四．城市生活污水處理技術(shù)的新發(fā)展：

1.新的處理工藝開發(fā)研究的主要目標(biāo)

進(jìn)一步提高出水水質(zhì)：降低懸浮物，降解富營(yíng)養(yǎng)物，去除生物難降解物減少其它，溶解性無(wú)機(jī)物含量改善衛(wèi)生指標(biāo)，降低在相同處理能力和效果時(shí)的處理費(fèi)用，減少占地面積，提高處理能力。

2.活性污泥法－膜分離處理技術(shù)

在膜分離技術(shù)中，膜就相當(dāng)于普通濾池中的濾料，它可以讓混合液中的一部分組分順暢通過(guò)，讓其余組分不能通過(guò)，從而達(dá)到分離混合液的目的。膜的分類及分離特征：

微濾：細(xì)菌、原生動(dòng)物；

超濾：乳化劑、病毒；

納米過(guò)濾：腐殖酸、酶、活性劑/顏料；

反滲透：溶解鹽

城市生活污水處理中主要采用：微濾、超濾，工業(yè)廢水處理：納米過(guò)濾、反滲透

五．污水好氧微生物處理新工藝

廢水經(jīng)格柵去除雜物后,用潛污泵抽至斜板沉淀池,同時(shí)加入去磷劑,出水自流進(jìn)入曝氣生物濾池,DO控制在3~5 mg/l,出水進(jìn)入清水池后再進(jìn)入消毒池,二氧化氯加入量為30 g/M3廢水,停留時(shí)間1.5 h。曝氣生物濾池12~24小時(shí)進(jìn)行反沖洗一次,反沖洗出水再返回調(diào)節(jié)池、斜板沉淀池每天排泥一次,排入污泥沉淀池,其上清液進(jìn)入調(diào)節(jié)池,剩余污泥定期消毒后環(huán)衛(wèi)清污車運(yùn)走。經(jīng)處理后水質(zhì)達(dá)到(GB8978-1996)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。以曝氣生物濾池為主工藝處理醫(yī)院污水,工藝可靠、出水穩(wěn)定,但必須按嚴(yán)格的管理程序、即質(zhì)量測(cè)試、操作設(shè)備、工藝技術(shù)管理環(huán)節(jié),同時(shí)設(shè)備必須一年進(jìn)行一次大修,處理后水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放是可行的。

活性污泥降解污水中有機(jī)物的過(guò)程：

活性污泥在曝氣過(guò)程中，對(duì)有機(jī)物的降解（去除）過(guò)程可分為兩個(gè)階段，吸附階段和穩(wěn)定階段。在吸附階段，主要是污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去，這是由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類的粘性物質(zhì)所致。在穩(wěn)定階段，主要是轉(zhuǎn)移到活性污泥上的有機(jī)物為微生物所利用。當(dāng)污水中的有機(jī)物處于懸浮狀態(tài)和膠態(tài)時(shí)，吸附階段很短，一般在15～45min左右，而穩(wěn)定階段較長(zhǎng)。

結(jié)論：城市廢水處理新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，為城市污水處理提供了更過(guò)的選擇空間。同時(shí)也使得我國(guó)污水處理技術(shù)正在向著國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)。通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用及人們對(duì)日常生活中無(wú)磷清潔用品的廣泛使用，減少有害污水的產(chǎn)生，為我國(guó)環(huán)境保護(hù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：《現(xiàn)代廢水處理新技術(shù)》、《污水好氧處理新工藝》、《污水厭氧處理新工藝》、《城市廢水處理技術(shù)》

第二篇：《環(huán)境生物技術(shù)論文》

摘 要：城市的發(fā)展影響和帶動(dòng)著周邊村鎮(zhèn)的發(fā)展，建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村成為是我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程中的重大歷史任務(wù)。新農(nóng)村建設(shè)就是建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化的具有可持續(xù)發(fā)展的和諧農(nóng)村。以村莊整治為切入點(diǎn)，以改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件為起點(diǎn)，逐步將新農(nóng)村建設(shè)全面推開，是我市郊區(qū)農(nóng)村建設(shè)與發(fā)展的實(shí)際要求。新農(nóng)村建設(shè)對(duì)于實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。關(guān)鍵字：新農(nóng)村；城市化；鄉(xiāng)村景觀；新農(nóng)村建設(shè)

一、城市與新農(nóng)村

城市是一定地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、政治和文化中心。城市的行政概念，在我國(guó)是指按國(guó)家行政建制設(shè)立的直轄市、市和建制鎮(zhèn)。國(guó)家要求縣人民政府所在地的縣城均設(shè)建制鎮(zhèn)。鄉(xiāng)村分為集鎮(zhèn)和村莊，集鎮(zhèn)是鄉(xiāng)人民政府所在地。鎮(zhèn)是在我國(guó)的行政區(qū)劃中，鎮(zhèn)是建制鎮(zhèn)的簡(jiǎn)稱。我國(guó)的鎮(zhèn)是包括縣人民政府所在地的建制鎮(zhèn)和縣以下的建制鎮(zhèn)。城鎮(zhèn)發(fā)展的均衡性，強(qiáng)調(diào)城市、農(nóng)村、大城鎮(zhèn)、小城鎮(zhèn)都能協(xié)調(diào)發(fā)展。

城市化是指人類生產(chǎn)和生活方式由鄉(xiāng)村型向城市型轉(zhuǎn)化的歷史過(guò)程，表現(xiàn)為鄉(xiāng)村人口向城市人口轉(zhuǎn)化以及城市不斷發(fā)展和完善的過(guò)程。又稱城鎮(zhèn)化、都市化。隨著城市開發(fā)與擴(kuò)展, 周邊村鎮(zhèn)迅速實(shí)現(xiàn)城市化。資料顯示：改革開放以來(lái)我國(guó)的城市數(shù)量增長(zhǎng)了4倍多，城市面積也拓展了4倍，目前，中國(guó)城市數(shù)量近700座，城市化率已達(dá)到34.9%[1]。2006年2月21日，中央以“一號(hào)文件”的形式發(fā)布了《國(guó)務(wù)院關(guān)于推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的若干意見》，把建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村作為中國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程中的重大歷史任務(wù)。文件強(qiáng)調(diào)，推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)要注重實(shí)效，不搞形式主義；要加強(qiáng)村莊規(guī)劃和人居環(huán)境治理；村莊治理要突出鄉(xiāng)村特色，保護(hù)有歷史文化價(jià)值的古村落和古民宅；本著節(jié)約原則，充分立足現(xiàn)有基礎(chǔ)進(jìn)行房屋和設(shè)施改造，防止大拆大建，防止加重農(nóng)民負(fù)擔(dān)，扎實(shí)穩(wěn)步地推進(jìn)村莊治理。

二、新農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)

城市有城市的歷史與功能，所以形成城市的肌理和布局方式，鄉(xiāng)村有鄉(xiāng)村的歷史與功能，因此形成鄉(xiāng)村的布局模式，同樣是鮮活的、富有生命力的。在新農(nóng)村建設(shè)中，我們不能照搬城市的建筑形式、街道布局、河道處理方式，防止出現(xiàn)類似城市的美化運(yùn)動(dòng)。長(zhǎng)期從事城市與國(guó)土及景觀規(guī)劃的北京大學(xué)教授俞孔堅(jiān)，從1997年就呼吁在城市化和城鎮(zhèn)建設(shè)中應(yīng)避免形式主義的“城市化妝”行為，專門輯文呼吁“警惕暴發(fā)戶意識(shí)下城市美化運(yùn)動(dòng)”。在前不久的中國(guó)二十一世紀(jì)城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略論壇上，俞孔堅(jiān)提醒人們：社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)很可能被部分急于追求政績(jī)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)干部簡(jiǎn)單理解為“寬?cǎi)R路，大洋房”，這可能給五千年的中國(guó)鄉(xiāng)村大地的生態(tài)和鄉(xiāng)土遺產(chǎn)景觀帶來(lái)不可逆的“破壞性建設(shè)”。[2]我們的目標(biāo)應(yīng)該是把城市建成生態(tài)化、人性化的宜居城市，而不是把鄉(xiāng)村建成城市。城鎮(zhèn)內(nèi)有完善的商業(yè)、文化、教育設(shè)施，便利的、合理的基礎(chǔ)設(shè)施和公共設(shè)施的配置有效的提高了資源的利用率。完善的醫(yī)療衛(wèi)生、教育體系、勞動(dòng)保障等都可以有效的惠及每一位農(nóng)民，從而大幅度的提高農(nóng)民的生活水平、就業(yè)能力以及人口素質(zhì)。讓一切最生動(dòng)活潑的城市生活的優(yōu)點(diǎn)和美麗、愉快的鄉(xiāng)村環(huán)境和諧的組合在一起,實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化。

三、新農(nóng)村旅游與休閑產(chǎn)業(yè)和園林景觀

隨著人們生活方式的不斷變化，農(nóng)業(yè)從第一產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)延伸，于是就開

始發(fā)展觀光農(nóng)業(yè)和休閑農(nóng)業(yè)。目前依托農(nóng)業(yè)資源發(fā)展起來(lái)的農(nóng)業(yè)旅游與休閑產(chǎn)業(yè)的范圍相當(dāng)廣泛，并且呈現(xiàn)多元化發(fā)展。一些諸如“農(nóng)家樂”的新的旅游區(qū)相繼出現(xiàn)，主題主要有鄉(xiāng)村花園、鄉(xiāng)村民宿、觀光農(nóng)園、休閑農(nóng)場(chǎng)和市民農(nóng)園、教育農(nóng)園、休閑牧場(chǎng)等幾種類型。歷經(jīng)多年的發(fā)展，這些以農(nóng)業(yè)旅游為主導(dǎo)的休閑產(chǎn)業(yè)類型取得了明顯成效，在旅游、教育、環(huán)保、醫(yī)療、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等方面發(fā)揮了重要作用，農(nóng)業(yè)旅游與休閑產(chǎn)業(yè)將成為發(fā)展前景良好的新興產(chǎn)業(yè)之一。

3.1新農(nóng)村建設(shè)的生態(tài)系統(tǒng)

在鄉(xiāng)村里，有限的資源，特別是土地和水、林地資源，幾千年不斷的開墾，使中國(guó)土地生態(tài)異常脆弱，自然災(zāi)害頻繁。歷史上，因自然災(zāi)害而流離失所的鄉(xiāng)民往往是社會(huì)不安定因素，而城鎮(zhèn)化對(duì)土地的侵占又將使這種人地關(guān)系矛盾更加突出。在中國(guó)廣大鄉(xiāng)村，在漫長(zhǎng)的人地共生體的互動(dòng)和演化過(guò)程中，生態(tài)安全格局往往和鄉(xiāng)土文化遺產(chǎn)景觀相疊加而存在，如村落背后的“龍山”，村落前面和邊上的“風(fēng)水池”和“水口”，都是關(guān)鍵的生態(tài)景觀，也是村落民間信仰的重要依托，因而往往得到時(shí)代村民的保護(hù)。所謂生態(tài)安全格局，是指對(duì)維護(hù)生態(tài)過(guò)程的健康和安全具有關(guān)鍵意義的景觀元素、空間位置和聯(lián)系，包括連續(xù)完整的山水格局、濕地系統(tǒng)、河流水系的自然形態(tài)、綠道體系，以及中國(guó)過(guò)去已經(jīng)建立的防護(hù)林體系等等。[3]它是一個(gè)多層次的、連續(xù)完整的網(wǎng)絡(luò)。中國(guó)鄉(xiāng)村的山水格局、生態(tài)景觀、鄉(xiāng)土文化遺產(chǎn)和草根信仰體系，是中國(guó)鄉(xiāng)土聚落“天地—人—神”和諧的基礎(chǔ)。

3.2新農(nóng)村鄉(xiāng)村景觀

不僅具有樸素的自然美，而且它和人們平凡的生活保持著最為直接和緊密的聯(lián)系。根據(jù)鄉(xiāng)村的功能要求、景觀要求和經(jīng)濟(jì)條件，創(chuàng)造出優(yōu)美的極具特色的鄉(xiāng)村景觀藝術(shù)形象，無(wú)疑是新農(nóng)村建設(shè)中不可或缺的重要組成部分，也將為我國(guó)大地增添一道亮麗的色彩。鄉(xiāng)村景觀是具有特定景觀行為、形態(tài)、內(nèi)涵和過(guò)程的景觀類型，是聚落形態(tài)由分散的農(nóng)舍到提供生產(chǎn)和生活服務(wù)功能的集鎮(zhèn)代表的地區(qū)，是土地利用以粗放型為特征、人口密度較小，具有明顯田園特征的景觀區(qū)域。根據(jù)多學(xué)科的綜合觀點(diǎn)，從空間分布和時(shí)間演進(jìn)的角度上，鄉(xiāng)村景觀是一種格局，是歷史過(guò)程中不同文化時(shí)期人類對(duì)于自然環(huán)境干擾的記錄，一方面反映著現(xiàn)階段人類對(duì)環(huán)境的干擾，另一方面其年代久遠(yuǎn)，也是人類景觀中最具歷史價(jià)值的遺產(chǎn)。景觀包括農(nóng)業(yè)為主的生產(chǎn)景觀和粗放的土地利用景觀以及特有的田園文化特征和田園生活方式。因此，鄉(xiāng)村景觀建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要分層次、分類型、分階段逐步。[4]

3.3新農(nóng)村旅游景觀建設(shè)

隨著城市化發(fā)展快，城市人口增多，交通擁擠，環(huán)境污染，城市人很希望到郊區(qū)農(nóng)村觀光旅游，這為發(fā)展城郊觀光休閑農(nóng)業(yè)提供了市場(chǎng)需求。我們應(yīng)抓住城市這個(gè)目標(biāo)市場(chǎng)，積極發(fā)展現(xiàn)代都市型的農(nóng)業(yè)旅游和休閑產(chǎn)業(yè)。用經(jīng)營(yíng)文化、經(jīng)營(yíng)社區(qū)的理念來(lái)開發(fā)建設(shè)我們的農(nóng)業(yè)旅游景點(diǎn)理應(yīng)成為我們工作的重要部分。因?yàn)殚_展農(nóng)業(yè)旅游可以減少農(nóng)產(chǎn)品中間流通環(huán)節(jié)，有高附加產(chǎn)值，并可帶動(dòng)農(nóng)產(chǎn)品銷售、餐飲住宿、休閑購(gòu)物、觀光度假及其他旅游活動(dòng)(如垂釣、農(nóng)家樂)的發(fā)展而產(chǎn)生乘數(shù)效應(yīng)。應(yīng)大力加強(qiáng)農(nóng)業(yè)旅游與休閑產(chǎn)業(yè)設(shè)施的建設(shè)與發(fā)展，這是立足城郊資源優(yōu)勢(shì)，調(diào)整農(nóng)業(yè)、農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)步驟之一。國(guó)家農(nóng)業(yè)部門應(yīng)

重視發(fā)展農(nóng)業(yè)旅游，并成立相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)，組織、規(guī)劃、研究推動(dòng)大陸農(nóng)業(yè)旅游的發(fā)展，為發(fā)展農(nóng)村這一新型產(chǎn)業(yè)提供組織保證。要加強(qiáng)與旅游部門的合作，促進(jìn)農(nóng)業(yè)與旅游的結(jié)合。所以，農(nóng)業(yè)部門和園區(qū)經(jīng)營(yíng)者應(yīng)積極與旅游部門聯(lián)系，開展旅游合作，建立農(nóng)業(yè)旅游網(wǎng)絡(luò)體系。

按照規(guī)劃先行的原則，統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展。規(guī)劃要尊重自然，尊重歷史傳統(tǒng)，根據(jù)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化、生態(tài)等個(gè)方面的要求進(jìn)行編制。規(guī)劃的內(nèi)容要體現(xiàn)因地制宜的原則，延續(xù)原有鄉(xiāng)村特色，保護(hù)整體景觀；體現(xiàn)景觀生態(tài)、景觀資源化和景觀美學(xué)原則，突出重點(diǎn)，明確時(shí)序、適當(dāng)超前。堅(jiān)守鄉(xiāng)村文化、民族文化精神，承認(rèn)差異，寬容差異，倡導(dǎo)個(gè)性。要研究歷史化、民族化、鄉(xiāng)土化、個(gè)性化等問(wèn)題，對(duì)海外而言要能弘揚(yáng)出中國(guó)特色，對(duì)國(guó)內(nèi)而言要弘揚(yáng)出地方特色和民族特色，對(duì)本地而言要弘揚(yáng)出自我特色。積極發(fā)掘景觀環(huán)境中的民族文化資源，從文化個(gè)性培育的視角，要求將民族文化傳統(tǒng)中的優(yōu)秀成分，轉(zhuǎn)化成在當(dāng)代具有全球意義的文化價(jià)值資源，進(jìn)而對(duì)世界文化做出獨(dú)特貢獻(xiàn)。民族的才是世界的，一種文化只有與時(shí)代相適應(yīng)，跟上時(shí)代前進(jìn)的步伐，才能是一種有生命力的文化，一種根深葉茂的文化。

3.4新農(nóng)村推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

經(jīng)濟(jì)學(xué)家把社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)當(dāng)作擴(kuò)大內(nèi)需、拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)的機(jī)遇和策略，因此加大資金投入、進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、開展農(nóng)村產(chǎn)業(yè)化工程等等，被視為新農(nóng)村建設(shè)的有效途徑；社會(huì)學(xué)家把新農(nóng)村建設(shè)當(dāng)作縮小城鄉(xiāng)差別、共享改革開放成果和建立公平、民主社會(huì)的機(jī)遇，因此呼吁鄉(xiāng)村體制改革、建立農(nóng)民為主體的地方組織、打破城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)；城市建設(shè)者則籍此以推進(jìn)鄉(xiāng)村的城市化建設(shè)、以村鎮(zhèn)整治為重點(diǎn)，將城市設(shè)施擴(kuò)展到農(nóng)村，因此便派大量城市規(guī)劃師和工程師，帶著打破一個(gè)舊世界，創(chuàng)造一個(gè)新世界的豪邁與**，把一個(gè)個(gè)美麗的藍(lán)圖強(qiáng)加給廣大鄉(xiāng)村，大到土地利用規(guī)劃和山河整治，小到農(nóng)民房的設(shè)計(jì)，等等。各種視角的討論可謂多如牛毛，其中不乏真知灼見。[5]2006年全國(guó)旅游主題為“2006中國(guó)鄉(xiāng)村游”、宣傳口號(hào)為“新農(nóng)村、新旅游、新體驗(yàn)、新風(fēng)尚”。開發(fā)建設(shè)新農(nóng)村游、農(nóng)家游，農(nóng)業(yè)的生態(tài)保護(hù)、農(nóng)業(yè)的休閑旅游，對(duì)于城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展、社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)來(lái)說(shuō)，具有重要意義。

結(jié)語(yǔ)

社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，是我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程中的重大歷史任務(wù)。在對(duì)其進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)時(shí)，保護(hù)好村落的生態(tài)環(huán)境、傳承歷史文化、維護(hù)草根信仰體系，建立一個(gè)充滿活力的和諧社會(huì)，是新農(nóng)村建設(shè)規(guī)劃的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。舊的村落不應(yīng)被徹底鏟平，也不應(yīng)完全被城市化，而是通過(guò)一定的景觀格局來(lái)使村落的生態(tài)、歷史、文化和社會(huì)的生命過(guò)程得以延續(xù)和再生。

參考文獻(xiàn)：

[1]《中國(guó)科技財(cái)富》2004年11期 訪中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)劉維新文《中小城市房地產(chǎn)發(fā)展破題》

[2]《科學(xué)時(shí)報(bào)》2006.3.29 俞孔堅(jiān) “警惕和防止“新農(nóng)村”名義下的破壞性建設(shè)——關(guān)于保護(hù)和鞏固和諧社會(huì)根基的兩個(gè)建議”

[3]《城市規(guī)劃學(xué)刊》 2006(05):38-45 俞孔堅(jiān) 李迪華 韓西麗 欒博 “新農(nóng)村建設(shè)規(guī)劃與城市擴(kuò)張的景觀安全格局途徑——以馬崗村為例”

[4]《建筑時(shí)報(bào)》 張建華 陳火英 “探索新農(nóng)村建設(shè)背景下的鄉(xiāng)村景觀建設(shè)”

[5]《建筑學(xué)報(bào)》2006(10):39-43 俞孔堅(jiān) “生存的藝術(shù)：

第三篇：環(huán)境生物技術(shù)

一、名詞解釋

1.生化需氧量（BOD，biochemical oxygen demand）：“生物化學(xué)需氧量”的簡(jiǎn)稱。是指在一

定期間內(nèi)，微生物分解一定體積水中的某些可被氧化物質(zhì)，特別是有機(jī)物質(zhì)所消耗的溶解氧的數(shù)量。以毫克/升或百分率、ppm表示。它是反映水中有機(jī)污染物含量的一個(gè)綜合指標(biāo)。BOD越大，表示水體中有機(jī)物越多，污染越嚴(yán)重。如果進(jìn)行生物氧化的時(shí)間為五天就稱為五日生化需氧量（BOD5），相應(yīng)地還有BOD10、BOD20。

2.化學(xué)需氧量（COD），是在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)，所消

耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個(gè)指標(biāo)。化學(xué)需氧量越大，說(shuō)明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。

3.污泥負(fù)荷率：有機(jī)物與微生物之比稱污泥負(fù)荷率(F:M)。它影響過(guò)程的代謝深度和污泥的沉降性能，也影響運(yùn)行的穩(wěn)定性和基建費(fèi)用。污泥負(fù)荷率低些，過(guò)程的運(yùn)行比較容易，處理效率比較穩(wěn)定，剩余污泥量比較少，但基本建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用一般要高些。普通活性污泥法的負(fù)荷率常在0.15～0.3公斤BOD5/公斤污泥之間。

4.容積負(fù)荷：volume loading 每立方米池容積每日負(fù)擔(dān)的有機(jī)物量，一般指單位時(shí)間

負(fù)擔(dān)的五日生化需氧量公斤數(shù)（曝氣池，生物接觸氧化池和生物濾池）或揮發(fā)性懸浮固體公斤數(shù)（污泥消化池）。其計(jì)量單位通常以kg/(m3·d)表示。

5.廢水厭氧生物處理：在厭氧條件下，由多種微生物共同作用，降解廢水中的有機(jī)物，使

其轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)，達(dá)到污水進(jìn)化的過(guò)程。

6.生物表面活性劑：是微生物或植物在一定條件下培養(yǎng)時(shí)，在其代謝過(guò)程中分泌出的具有

一定表面活性的代謝產(chǎn)物，能顯著改變特別是降低液體表面張力或兩相間界面張力的物質(zhì)，如糖脂?多糖脂?脂肽或中性類脂衍生物等

7.生物修復(fù)：是指利用生物特別是微生物催化降解有機(jī)污染物，從而修復(fù)被污染環(huán)境或消

除環(huán)境中污染物的一個(gè)受控或自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程。

8.生物農(nóng)藥：又稱天然農(nóng)藥，利用生物體本身或由生物體產(chǎn)生的生理活性物質(zhì)作為殺蟲劑

或除草劑，對(duì)特定的病蟲害產(chǎn)生作用的安全性能高的新農(nóng)藥。

9.農(nóng)用抗生素：是指由微生物發(fā)酵產(chǎn)生、具有農(nóng)藥功能、用于農(nóng)業(yè)上防治病蟲草鼠等

有害生物的次生代謝產(chǎn)物。放線菌、真菌、細(xì)菌等微生物均能產(chǎn)生農(nóng)用抗生素，其中放線菌產(chǎn)生的農(nóng)用抗生素最多。

10.內(nèi)碳源：活性污泥中微生物死亡后自溶后釋放的含碳有機(jī)物，也稱二次性基質(zhì)。

11.馴化：這里特指活性污泥的馴化，是定向選育微生物的方法與過(guò)程，通過(guò)人工措施使微生物逐步適應(yīng)某種特定條件，最后獲得具有較高耐力和代謝活性好的菌株。

二、簡(jiǎn)答

1.環(huán)境生物技術(shù)的基本概念、研究?jī)?nèi)容？

答：環(huán)境生物技術(shù)是一門由現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境工程相結(jié)合的新興交叉學(xué)科，是直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成部分或某些機(jī)能，建立降低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝，或者能夠高效凈化環(huán)境污染以及同時(shí)生產(chǎn)有用物質(zhì)的人工技術(shù)系統(tǒng)。其研究?jī)?nèi)容：分為三個(gè)層次，第一層次是以基因工程為主導(dǎo)的現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)，第二層次是以廢物的生物處理的傳統(tǒng)環(huán)境生物技術(shù)，第三次是以氧化糖、人工濕地和農(nóng)業(yè)生態(tài)地為主的傳統(tǒng)環(huán)境生物技術(shù)。

2.活性污泥性能指標(biāo)有哪些？

答：（1）MLSS（Mixed Liquid Suspanded Solid）指1L曝氣池混合液中所含懸浮固體干重，它是衡量反應(yīng)器中活性污泥數(shù)量多少的指標(biāo)。它包括微生物菌體（Ma）、微生物自生氧化產(chǎn)物（Me）、吸附在污泥絮體上不能被微生物所降解的有機(jī)物（Mi）和無(wú)機(jī)物（Mii）。

（2）、MLVSS（Mixed Liquid Volatile Suspanded Solid）指1L曝氣池混合液中所含揮發(fā)性懸浮固體含量，它只包括微生物菌體（Ma）、微生物自生氧化產(chǎn)物（Me）、吸附在污泥絮體上不能被微生物所降解的有機(jī)物（Mi），不包括無(wú)機(jī)物（Mii）。所以MLVSS能比較確切地反映反應(yīng)器中微生物的數(shù)量。

（3）、SV% 污泥沉降比，曝氣池混合液在量筒中靜止30min后，污泥所占體積與原混合液體積的比值。

（4）、SVI 污泥體積指數(shù)，指曝氣池混合液經(jīng)30min靜止沉降后1g干污泥所占的體積，單位為ml/g。

（5）、SDI 即污泥密度指數(shù)，指100ml混合液靜止30min后所含活性污泥的g數(shù)。單位為g/ml。

（6）、污泥負(fù)荷 ：污泥負(fù)荷是反應(yīng)器設(shè)計(jì)和運(yùn)行的一個(gè)重要參數(shù)，它指單位活性污泥所能去除的五日生化需氧量，單位是kgBOD5/kgMLSS。

3.什么是絲狀線膨脹？引起絲狀線膨脹的原因及其預(yù)防措施？

答：活性污泥處理中，絲狀細(xì)菌及其他絲狀微生物異常地大量增殖，造成最終沉定池中污泥幾乎不沉淀的異?，F(xiàn)象稱為絲狀線膨脹。原因：（1）偏酸環(huán)境：偏酸易于絲狀菌生長(zhǎng)繁殖；

（2）供氧不足；（3）水溫偏高；（4）碳氮比失衡。

預(yù)防措施：(1)強(qiáng)化曝氣；(2)調(diào)整負(fù)荷；(3)分段注水；(4)投加含氮化合物；(5)投加石灰和消化污泥；(6)稀釋流入污水；(7)如碳水化合物增多，要調(diào)查廢水的來(lái)源；(8)有毒廢水進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理；(9)接種活性污泥。

4.什么是厭氧生物處理、好氧生物處理？?jī)烧咧g的比較。

答：廢水厭氧生物處理：在厭氧條件下，由多種微生物共同作用，降解廢水中的有機(jī)物，使其轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)，達(dá)到污水進(jìn)化的過(guò)程。

好氧生物處理：利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧氣存在的條件下進(jìn)行生物代謝以降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無(wú)害化的處理方法。

兩者之間的比較：

(1)好氧生物處理的反應(yīng)速度較快，所需的反應(yīng)時(shí)間較短，故處理構(gòu)筑物容積較小。且處理過(guò)程中散發(fā)的臭氣較少。厭氧生物處理缺點(diǎn)是反應(yīng)速度較慢，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，處理構(gòu)筑物容積大等。

（2）廢水厭氧生物處理過(guò)程不需另加氧源，故運(yùn)行費(fèi)用低。此外，它還具有剩余污泥量少，可回收能量(CH4)等優(yōu)點(diǎn)。好氧生物處理過(guò)程需通氧，費(fèi)用較高。

（3）好氧生物處理較厭氧生物處理負(fù)荷較低。

（4）兩者作用的微生物不同：好氧處理為好氧微生物，厭氧處理為厭氧生物。

5．厭氧生物轉(zhuǎn)盤的工藝特點(diǎn)？

答：工藝特點(diǎn)，書上P180.6.生物膜法中，生物膜載體的條件？

答：(1)生物膜載體要易流化不易流失；（2）要易于掛膜且無(wú)害；（3）可以提供較大的比表面積以增加生物附著量；（4）價(jià)格低廉且易就地取材；（5）生物相容性好，粒度及孔徑適中，可以偶聯(lián)足夠的生物分子；（6）機(jī)械強(qiáng)度大，性質(zhì)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。

7.生物膜法的機(jī)理？

答：生物膜法是指廢水流過(guò)生長(zhǎng)在固定支承物表面上的生物膜，利用生物氧化作用和各相間的物質(zhì)交換，降解廢水中有機(jī)物的方法。其作用機(jī)理：生物膜法處理廢水就是使廢水與生物膜接觸，進(jìn)行固、液相的物質(zhì)交換，利用膜內(nèi)微生物將有機(jī)物氧化，使廢水獲得凈化，同時(shí)，生物膜內(nèi)微生物不斷生長(zhǎng)與繁殖。生物膜在載體上的生長(zhǎng)過(guò)程是這樣的：當(dāng)有機(jī)廢水或由活性污泥懸浮液培養(yǎng)而成的接種液流過(guò)載體時(shí)，水中的懸浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有機(jī)底物而生長(zhǎng)繁殖，逐漸在載體表面形成一層粘液狀的生物膜。這層生物膜具有生物化學(xué)活性，又進(jìn)一步吸附、分解廢水中呈懸浮、膠體和溶解狀態(tài)的污染物。

8.影響活性污泥處理廢水效果的因素？

答：書上P57，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、pH值、溫度、溶解氧的含量以及某些有毒物質(zhì)等極大地影響著好氧生物處理系統(tǒng)的運(yùn)行及凈化功能。

⑴營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) ：污水中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量及比例影響著微生物的生長(zhǎng)、繁殖，從而影響好氧生物處理系統(tǒng)的處理效果。

⑵溶解氧的含量 ：溶解氧(即DO)是影響好氧生物處理系統(tǒng)運(yùn)行的主要因素之一。⑶pH值

⑷污水的溫度

⑸有毒物質(zhì)

9.在PHAs的生產(chǎn)過(guò)程中，通常采用的發(fā)酵方式有哪些？流加發(fā)酵法有哪些優(yōu)勢(shì)？ 答：書P372底，P373上。

10.影響纖維素酸水解的因素？

答：書P252

11.生物表面活性劑大規(guī)模生產(chǎn)的條件及應(yīng)用與前景？

答;書P452—P456

12.危險(xiǎn)性化合物的微生物降解的意義？

第四篇：生物技術(shù)論文

生物芯片技術(shù)及其在環(huán)境科學(xué)方面的應(yīng)用全是別人的，加點(diǎn)自己的

摘要：生物芯片技術(shù)是20世紀(jì)以來(lái)發(fā)展迅速且引人矚目的一個(gè)前沿領(lǐng)域。本文主要介紹了生物芯片技術(shù)在環(huán)境化學(xué)、環(huán)境微生物檢測(cè)以及環(huán)境醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。并對(duì)生物芯片在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用前景做出了展望。

關(guān)鍵詞：生物芯片;環(huán)境科學(xué);

生物芯片（biochip）技術(shù)是20世紀(jì)90年代初期發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新興的領(lǐng)域，自從1991年Fodor等提出DNA芯片的概念后，近年來(lái)以DNA芯片為代表的生物芯片技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。生物芯片是融微電子學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)為一體的高度交叉的新技術(shù)，其概念源于計(jì)算機(jī)芯片。它主要是指通過(guò)微加工和微電子技術(shù)在固體基質(zhì)表面構(gòu)建微型生物化學(xué)分析系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生命機(jī)體的組織、細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸、糖類及其它生物組分進(jìn)行準(zhǔn)確、快速、高通量的檢測(cè)。生物芯片技術(shù)的本質(zhì)特征是利用微電子、微機(jī)械、化學(xué)、物理及計(jì)算機(jī)，將生命科學(xué)研究中的樣品檢測(cè)、分析過(guò)程實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、集成化、微型化。芯片上集成了成千上萬(wàn)密集排列的分子微陣列或分析元件，能夠在短時(shí)間內(nèi)分析大量的生物分子，快速準(zhǔn)確的獲取樣品中的生物信息，檢測(cè)效率是傳統(tǒng)檢測(cè)手段的成百上千倍。該技術(shù)被評(píng)為1998世界十大科技進(jìn)展之一。目前，生物芯片已在環(huán)境微生物檢測(cè)、環(huán)境化學(xué)及環(huán)境醫(yī)學(xué)等研究方向重顯現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

一、生物芯片的分類及其原理 常見的生物芯片主要分為三大類：即基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、芯片實(shí)驗(yàn)室。

1.基因芯片（Gene chip）基因芯片又稱DNA芯片（DNA chip）。）。最初的生物芯片主要用于基因測(cè)序、基因表達(dá)圖譜的鑒定和基因突變的分析與檢測(cè)，而且隨著人類基因組計(jì)劃的逐步實(shí)施以及分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展，基因芯片己成為生物芯片中最重要的一類。基因芯片是在基因探針的基礎(chǔ)上研制出的，所謂基因探針只是一段人工合成的堿基序列，在探針上連接一些可檢測(cè)的物質(zhì)，根據(jù)堿基互補(bǔ)的原理，利用基因探針到基因混合物中識(shí)別特定基因。它將大量探針分子固定于支持物上，然后與標(biāo)記的樣品進(jìn)行雜交，通過(guò)檢測(cè)雜交信號(hào)的強(qiáng)度及分布來(lái)進(jìn)行分析。

2蛋白質(zhì)芯片（Protein Chip）蛋白質(zhì)芯片與基因芯片的基本原理相同，但它利 用的不是堿基配對(duì)原理而是抗體與抗原結(jié)合的特異性即免疫反應(yīng)來(lái)檢測(cè)。蛋白質(zhì)芯片構(gòu)建的簡(jiǎn)化模型為：選擇一種固相載體能夠牢固地結(jié)合蛋白質(zhì)分子（抗原或抗體），這樣形成蛋白質(zhì)的微陣列，即蛋白質(zhì)芯片。蛋白質(zhì)芯片的檢測(cè)原理類似于抗原、抗體檢測(cè)的 ELIS法，如采用雙抗夾心的形式，通過(guò)機(jī)械點(diǎn)涂的方法，將多種不同的單克隆抗體點(diǎn)樣固定在固相介質(zhì)表面（一般是膜介質(zhì)）上，制備抗體蛋白芯片，并與多種抗原樣本雜交，使芯片上的抗體捕獲相應(yīng)的抗原。然后再與標(biāo)記的多種不同的抗體雜交，由于蛋白抗原上的多價(jià)結(jié)合表位可結(jié)合標(biāo)記抗體，根據(jù)雜交信號(hào)的有無(wú)、多少便能進(jìn)行定性、定量的分析。3芯片實(shí)驗(yàn)室（LAB—on—a—chip）芯片實(shí)驗(yàn)室是生物芯片研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，它是將傳統(tǒng)的樣品制備、生化反應(yīng)、數(shù)據(jù)檢測(cè)三個(gè)步驟集成于一體，縮小構(gòu)成芯片上的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，是生物芯片發(fā)展的最高階段。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)生物芯片必須以微電流平臺(tái)作為支撐，只有把樣品制備、分析和信號(hào)獲得連為整體，才能開發(fā)出生物芯片應(yīng)用的最大潛力。目前，利用芯片縮微實(shí)驗(yàn)室已成功地將樣品分離、DNA提取、PCR反應(yīng)、DNA雜交檢測(cè)這幾個(gè)離散步驟在一個(gè)或幾個(gè)芯片構(gòu)成的密閉系統(tǒng)中完成。由于芯片可以做成十分微小的形狀，所以便于攜帶，檢測(cè)分析所需樣品少，節(jié)約了大量試劑和人工。同時(shí)芯片可以 進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，成本可以降到很低，用于各種分析 的芯片就可以做成一次性使用，避免了樣品污染和交叉污染。芯片實(shí)驗(yàn)室是未來(lái)生物芯片的發(fā)展方向。

二、生物芯片在環(huán)境科學(xué)研究中的應(yīng)用

生物芯片是近幾年發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新興和熱點(diǎn)領(lǐng)域，在國(guó)外研究和應(yīng)用較多，我國(guó)在此方面的研究尚處于起步階段，且主要應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域，在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和研究較少。但其高通量、檢測(cè)快的特點(diǎn)，使其在環(huán)境領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景?，F(xiàn)今，生物芯片已在環(huán)境化學(xué)、環(huán)境生物學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)、環(huán)境醫(yī)學(xué)及分子生態(tài)學(xué)等研究領(lǐng)域中有了應(yīng)用實(shí)例。

1、生物芯片在環(huán)境化學(xué)中應(yīng)用

生物芯片在環(huán)境化學(xué)中的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域是分析和監(jiān)測(cè)環(huán)境中的污染物。環(huán)境化學(xué)污染物主要包括有機(jī)化學(xué)性污染物和無(wú)機(jī)污染物。生物芯片設(shè)計(jì)集成化，從而簡(jiǎn)化了分析過(guò)程，使檢測(cè)速度加快，因此在環(huán)境監(jiān)測(cè)中有很好的應(yīng)用和發(fā)展前景。目前，在環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域中得到應(yīng)用的有毛細(xì)管電泳芯片、微反應(yīng)芯片等。Wang等將毛細(xì)管電泳芯片與厚膜電流檢測(cè)器集成在一起（緩沖液為MES(20mol/L，PH＝5.0），分離管道長(zhǎng)度為72mm，分離電壓為2000V）。使用此方法，可在140S內(nèi)從摻入有機(jī)磷神經(jīng)毒物的河水中分離檢測(cè)出磷、甲基對(duì)硫磷、殺螟硫磷和乙基對(duì)硫磷。這些結(jié)果顯示毛細(xì)管電泳芯片有可用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的快速檢 查。Backer等［6JN用基于氧化錫的微反應(yīng)芯片實(shí)現(xiàn)了對(duì)空氣中CO、NO和NO2氣體的測(cè)量。

2、生物芯片在環(huán)境微生物檢測(cè)方面中的應(yīng)用

微生物廣泛存在于環(huán)境中，其密度及多樣性是反應(yīng)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，因此，對(duì)環(huán)境微生物進(jìn)行檢測(cè)具有十分重要的意義。隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，人們可以在分子水平上構(gòu)建細(xì)菌的進(jìn)化樹并以此為依據(jù)對(duì)其進(jìn)行分類。基因組水平的DNA雜交技術(shù)成為菌種鑒定的里程碑，利用16SrRNA的高度保守性，人們可以通過(guò)6SrRNA的序列分析來(lái)對(duì)細(xì)菌進(jìn)行分類。通過(guò)該方法研究環(huán)境中微生物的組成、數(shù)量及其變化，可以了解生物群落的結(jié)構(gòu)與其功能及生物地球化學(xué)活動(dòng)的關(guān)系。Guschin等利用寡核苷酸微陣列芯片對(duì)硝化細(xì)菌進(jìn)行了分類，芯片上固化的寡核苷酸與16SrRNA序列完全互補(bǔ)，并通過(guò)改變探針的微陣濃度和多顏色檢測(cè)來(lái)進(jìn)行定量分析。2008年，Victor Parror等利用包含200個(gè)抗體的微陣列生物芯片，并結(jié)合免疫解析的方法尋找通用微生物標(biāo)記物以進(jìn)行環(huán)境檢測(cè)，其檢測(cè)限為:0.2ng/ml蛋白質(zhì)和10·4—10·5個(gè)細(xì)胞/ml，并成功地在全球范圍內(nèi)極端環(huán)境樣品中檢測(cè)到了生物大分子物質(zhì)。

3、生物芯片在環(huán)境醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

環(huán)境醫(yī)學(xué)是研究環(huán)境與人群健康的關(guān)系，特別是研究環(huán)境污染對(duì)人群健康的有害影響及其預(yù)防的一門科學(xué)。如今，生物芯片技術(shù)已在環(huán)境流行病學(xué)、職業(yè)病研究和環(huán)境醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。①應(yīng)用于環(huán)境流行病學(xué)： 周琦等以SARS冠狀病毒TOR2株序列為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，研制出用于檢測(cè)SARS病毒的全基因芯片，芯片探針長(zhǎng)度為70nt，相鄰探針序列重復(fù)25nt，共660條病毒探針，覆蓋了SARS冠狀病毒的全部序列，應(yīng)用該基因芯片對(duì)病人、出人境食品、動(dòng)植物及其產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明基因芯片技術(shù)檢測(cè)SARS冠狀病毒靈敏度 高、特異性強(qiáng)，而且準(zhǔn)確、快速。吳海等以HBV、HVC高度保守的片段為探針成功制作了乙、丙型肝炎病毒雙檢基因芯片，可望應(yīng)用于臨床。趙偉等PCR產(chǎn)物用點(diǎn)樣儀點(diǎn)于玻片介質(zhì)上，制成芯片，檢測(cè)４０例乙肝患者血清的乙肝病毒，準(zhǔn)確率達(dá)８０％

②用于對(duì)公害病和職業(yè)病的研究:NIEHs已經(jīng)開始環(huán)境基因組目標(biāo)的研究以確定包括在環(huán)境疾病中的200個(gè)基因共同的序列多態(tài)性。NIEHs對(duì)暴露到PAHs和其他污染物環(huán)境中的波蘭煤炭爐工人的血液、淋巴系統(tǒng)基因表達(dá)進(jìn)行了研究。這種研究一個(gè)重要的考慮是基因表達(dá)可以被其他因素影響，如食物、健康狀況、個(gè)人習(xí)慣等，減少這些因素的影響必須完成大量處理樣品與對(duì)照樣品的比較。一個(gè)新的領(lǐng)域基因毒理學(xué)正在發(fā)展起來(lái)，研究基因差異與毒物易感性的關(guān)系，在人類對(duì)疾病易感性個(gè)體變化的認(rèn)識(shí)上基因毒理學(xué)將產(chǎn)生巨大推動(dòng)作用 ③應(yīng)用于環(huán)境醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè): 孟紫強(qiáng)等探討了SO的分子毒作用機(jī)制，通過(guò)采用Affmetrix公司的大鼠基因表達(dá)譜芯片（RAE230A）研究了短期動(dòng)態(tài)吸人SO的大鼠肺組織基因表達(dá)譜的變化，并揭示了高濃度SO短期暴露對(duì)基因表達(dá)的影響。楊磊等用基因芯片分析急慢性砷染毒時(shí)人正常肝細(xì)胞（Ｌ--02細(xì)胞）基因表達(dá)譜的變化，得出了長(zhǎng)期染砷后與腫瘤發(fā)生及氧化還原有關(guān)的基因表達(dá)量升高的結(jié)。

三、環(huán)境芯片的在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用前景展望

生物芯片技術(shù)是21世紀(jì)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，有很好的發(fā)展前景。它克服了傳統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)操作繁雜、自動(dòng)化程度低，檢測(cè)效率低等不足，充分利用了生物科學(xué)、信息學(xué)等當(dāng)今前沿領(lǐng)域的研究成果，現(xiàn)在已越來(lái)越廣泛的被應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域中。環(huán)境科學(xué)研究的主要是環(huán)境中的物質(zhì)，尤其是人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物，及其在環(huán)境中的產(chǎn)生、遷移轉(zhuǎn)變、歸宿等過(guò)程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此，將生物芯片技術(shù)引入環(huán)境科學(xué)研究中有重大意義。生物芯片高信息量、快速、微型化、自動(dòng)化、成本低、污染少、用途廣等優(yōu)點(diǎn)，很適應(yīng)環(huán)境學(xué)研究中的技術(shù)需求，使其在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。雖然生物芯片技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例還較少，且其自身還有許多問(wèn)題亟待解決（如提高芯片的特異性、簡(jiǎn)化樣品制備和標(biāo)記操作程序、增加信號(hào)檢測(cè)的靈敏度等等），但隨著技術(shù)的發(fā)展與完善，生物芯片技術(shù)必將會(huì)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到環(huán)境科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，給２１世紀(jì)人類對(duì)環(huán)境的保護(hù)和治理帶來(lái)一場(chǎng)“革命”。

［參考文獻(xiàn)］

［1］ 陳忠斌．（生物芯片技術(shù)）．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 ［2］ 李瑤．（基因芯片技術(shù)——解碼生命），化學(xué)工業(yè)出版社，2004 ［3］ 曲媛媛/魏利.(微生物非培養(yǎng)技術(shù)原理與應(yīng)用)，科學(xué)出版社，2009

第五篇：環(huán)境與生物技術(shù)

現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

摘要：日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題成為制約經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要障礙。隨著環(huán)境生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，生物技術(shù)在治理環(huán)境污染中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。文章重點(diǎn)介紹了生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代生物技術(shù)生態(tài)環(huán)境環(huán)境保護(hù)

現(xiàn)代生物技術(shù)是指以DNA技術(shù)為先導(dǎo)，包括微生物工程、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程和生物修復(fù)技術(shù)在內(nèi)的一系列生物高新技術(shù)的統(tǒng)稱。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，生物技術(shù)作為一種高新技術(shù)，已普遍受到世界各國(guó)和民間研究機(jī)構(gòu)的高度重視，發(fā)展十分迅猛。目前，現(xiàn)代生物技術(shù)不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用，且隨著日益突出的環(huán)境問(wèn)題，其在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測(cè)、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物、城市生活垃圾的處理、有毒有害物質(zhì)的無(wú)害化處理等方面發(fā)揮著重要的作用。嚴(yán)格的說(shuō)，環(huán)境生物技術(shù)指的是直接或間接利用生物或生物體的某些組成部分或某些機(jī)能，建立降低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝，或者能夠認(rèn)識(shí)環(huán)境過(guò)程、高效凈化環(huán)境污染、同時(shí)又生產(chǎn)有用物質(zhì)的工程技術(shù)。由于其在處理環(huán)境污染物等方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和以及無(wú)二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn)。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)的深入，人們已越來(lái)越意識(shí)到，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，為從根本上解決環(huán)境問(wèn)題提供了無(wú)限的希望。在改良環(huán)境中沒有其他技術(shù)所可代替和比擬的。為此，本文將主要談?wù)劕F(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用。

一、現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境治理上的特點(diǎn)

（1）生物技術(shù)處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結(jié)構(gòu)，降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人類活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染減輕到最小程度，這樣既做到一勞永逸，不留下長(zhǎng)期污染問(wèn)題,同時(shí)也對(duì)垃圾廢棄物進(jìn)行了資源化利用。

（2）利用發(fā)酵工程技術(shù)處理污染物質(zhì)，最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無(wú)毒無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮?dú)夂图淄闅怏w等，常常是一步到位，避免污染物的多次轉(zhuǎn)移而造成重復(fù)污染，因此生物技術(shù)是一種既安全又徹底消除污染的手段。

（3）生物技術(shù)是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過(guò)程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì)，其反應(yīng)過(guò)程是在常溫常壓和接近中性的條件下進(jìn)行的，所以大多數(shù)生物治理技術(shù)可以就地實(shí)施，而且不影響其他作業(yè)的正常進(jìn)行，與常常需要高溫高壓的化工過(guò)程比較，反應(yīng)條件大大簡(jiǎn)化，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉、效果好、過(guò)程穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

所以，當(dāng)今生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理，有毒有害物質(zhì)的無(wú)害化處理等各個(gè)方面。

二、現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

生物處理技術(shù)概述

生物處理就是在設(shè)計(jì)的工程設(shè)施內(nèi)，利用生物降解與與轉(zhuǎn)化作用去除水、廢水、固體廢棄物、廢氣等介質(zhì)的污染物質(zhì)。利用生物處理技術(shù)進(jìn)行污染物的無(wú)害化處理已有近百年的歷史。盡管生物處理已有很長(zhǎng)的歷史，但隨著生物技術(shù)的發(fā)展、污染問(wèn)題的發(fā)展、工程技術(shù)的進(jìn)步，新的和改良的生物處理工藝仍不斷涌現(xiàn)，大大拓展了生物處理的應(yīng)用領(lǐng)域。

環(huán)境生物技術(shù)中利用微生物的降解作用來(lái)處理水中污染物的方法，通常被稱為

生化處理方法或生物降解法，以植物吸收為主來(lái)凈化土壤與水體的方法有土地生物修復(fù)、生物塘和人工濕地技術(shù)等

1、生物處理在在水污染治理中的基本原理。

好氧處理技術(shù)好氧降解技術(shù)包括活性污泥法和生物膜法。

（1）活性污泥法活性污泥法是最傳統(tǒng)的好氧生物處理技術(shù)?；钚晕勰嗍侵肝⑸锢脧U水中的有機(jī)物生長(zhǎng)與繁殖而形成的絮凝體。活性污泥法的工作原理是：在廢水中通過(guò)曝氣供氧，促進(jìn)微生物生長(zhǎng)形成活性污泥，利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能來(lái)凈化廢水中的有機(jī)污染物。處理過(guò)程中，有機(jī)降解是依賴活性污泥的吸附與氧化分解能力，而泥水分離則是利用活性污泥的凝聚和沉降性能?；钚晕勰喾ㄖ袃身?xiàng)最基本的技術(shù)措施是：通過(guò)曝氣來(lái)提高反應(yīng)器水體中溶解氧的水平；通過(guò)污泥回流來(lái)保證反應(yīng)器中的生物量與活性。

（2）生物膜法生物膜法是在處理污水的反應(yīng)器中添加介質(zhì)（填料）作為微生物附著的載體。在分解有機(jī)污染物的過(guò)程中，微生物在介質(zhì)表面生長(zhǎng)繁殖，逐步形成粘液狀的膜，然后利用固著在介質(zhì)表面的這種微生物膜來(lái)凈化污水。在分解有機(jī)污染物的過(guò)程中，膜逐步增厚，形成表層好氧、內(nèi)層兼氧和厭氧的微生態(tài)環(huán)境，因此生物膜法具有一定的厭氧降解功能。生物膜法具有無(wú)需污泥回流、膜的生物活性高、反應(yīng)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

厭氧處理技術(shù)自20世紀(jì)70年代起，就有一大批類似好氧降解的厭氧反應(yīng)器被研制和開發(fā)出來(lái)，如厭氧濾池（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化床（AFB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（IC）、厭氧折流板式反應(yīng)器（ABR）和厭氧序列式反應(yīng)器（ASBR）等。厭氧技術(shù)的應(yīng)用范圍已擴(kuò)展到高、中、低濃度的多類有機(jī)廢水和生活污水的處理，其特點(diǎn)是廢水處理和能源回收相結(jié)合，但出水水質(zhì)難以達(dá)到直接排放的要求。

2、環(huán)境生物技術(shù)在固體廢棄物處理中的應(yīng)用

利用生物技術(shù)處理固體廢棄物中的城市生活垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物，主要方法是衛(wèi)生填埋、堆肥和發(fā)酵沼氣。

衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋是將城市生活垃圾存積在大坑或低洼地的衛(wèi)生填埋場(chǎng)，填埋場(chǎng)下層應(yīng)有不透水的自然隔水基質(zhì)或人工隔水層，在填埋場(chǎng)設(shè)置排氣口和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每天填入的垃圾壓實(shí)后鋪蓋一層土壤，并通過(guò)科學(xué)管理來(lái)恢復(fù)地貌和維護(hù)生態(tài)平衡。其原理是利用微生物將垃圾中的有機(jī)物分解。垃圾通過(guò)衛(wèi)生填埋還可產(chǎn)生沼氣。堆肥

堆肥是固體基質(zhì)在有效的低溫條件下的發(fā)酵過(guò)程，適用于生活垃圾的處理。其基本步驟是：廢棄物—預(yù)處理—堆肥—后處理—存放。對(duì)堆肥處理器進(jìn)行足夠的通氣是堆肥成功的關(guān)鍵。該技術(shù)安全性高，成本低廉。

發(fā)酵產(chǎn)生沼氣

主要利用畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈、生活污水等。其原理是微生物厭氧發(fā)酵使有機(jī)質(zhì)降解，產(chǎn)生沼氣，此法在農(nóng)村有著廣闊的發(fā)展前景，沼氣不但可用作照明和燃料，還可建成以沼氣工程為紐帶的“豬、沼、果”生態(tài)農(nóng)場(chǎng)等生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。

3、生物技術(shù)在在廢氣及大氣污染治理中的應(yīng)用

在廢氣及大氣污染治理中的應(yīng)用采用生物技術(shù)控制和處理廢氣，將廢氣中的有機(jī)污染物或惡臭物質(zhì)降解或轉(zhuǎn)化為無(wú)害或低害類物質(zhì)，從而凈化空氣，是一項(xiàng)空氣污染控制的新技術(shù)。目前采用的方法主要有生物過(guò)濾、生物洗滌和生物吸附法等，所采用的生物反應(yīng)器為生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。

生物過(guò)濾法生物濾池內(nèi)部填充活性填料，廢氣經(jīng)加壓預(yù)濕后從底部進(jìn)入生物濾池，氣體中的無(wú)機(jī)污染物、有機(jī)污染物或惡臭物質(zhì)與填料上附著生成的生物膜（微生物）接觸，被生物膜吸收，最終被降解為水和二氧化碳或其它成分，處理過(guò)的氣體從生物濾池的頂部排出。該方法的特點(diǎn)是設(shè)備少、操作簡(jiǎn)單、不需外加營(yíng)養(yǎng)物、投資運(yùn)行費(fèi)用低、去除效率高，但反應(yīng)條件較難控制、占地面積較大。生物洗滌法生物洗滌法分為廢氣吸收和懸浮液再生兩個(gè)階段，通常由一個(gè)裝有填料的洗滌器（吸收設(shè)備）和一個(gè)裝有活性污泥或生物膜的生物反應(yīng)器（再生反應(yīng)器）構(gòu)成廢氣從吸收設(shè)備底部進(jìn)入，向上流動(dòng)，與頂部噴淋向下的生物懸浮液在填料床中相互接觸，經(jīng)傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)入液相，再進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)或經(jīng)微生物分泌的胞外酶作用分解，凈化后的氣體從吸收設(shè)備頂部排出。吸收了廢氣的生物懸浮液從再生反應(yīng)池的底部進(jìn)入，通入空氣充氧，廢氣被微生物氧化利用的過(guò)程也就是懸浮液的再生過(guò)程，再生后的懸浮液再進(jìn)入吸收設(shè)備進(jìn)行頂部噴淋，吸收與再生兩個(gè)過(guò)程反復(fù)進(jìn)行。該方法的特點(diǎn)是反應(yīng)條件易控制、壓降低、填料不易堵塞，但設(shè)備較多，需外加營(yíng)養(yǎng)，成本較高，對(duì)溶解度小的化合物難以處理。生物滴濾法生物滴濾法是在生物吸收法基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，集合了生物過(guò)濾法和生物吸收法兩種工藝的優(yōu)點(diǎn)，生物吸收和生物降解同時(shí)發(fā)生在一個(gè)反應(yīng)裝置內(nèi)。滴濾池內(nèi)裝有填料，填料表面被生物膜覆蓋。循環(huán)水不斷噴灑在填料上，廢氣通過(guò)滴濾池時(shí)，氣體的污染物被微生物降解。該方法的特點(diǎn)是只有一個(gè)反應(yīng)器、操作簡(jiǎn)單、壓降低、填料不易堵塞、污染物去除效率高，比生物過(guò)濾法能更有效地處理含鹵化合物、硫化氫或氨等廢氣。但需外加營(yíng)養(yǎng)、運(yùn)行成本較高。

植物修復(fù)植物修復(fù)技術(shù)是一種以太陽(yáng)能為動(dòng)力，利用植物的同化功能凈化大氣的綠色技術(shù)。由于植物的種類、群落及生態(tài)習(xí)性與功能的差異，不同的植物可在不同的時(shí)空尺度上對(duì)近地表大氣污染進(jìn)行修復(fù)。主要過(guò)程是持留和去除。植物對(duì)大氣中的粉塵有阻擋、過(guò)濾和吸附作用，其滯塵量的大小與樹種、林帶寬度、草皮面積、林帶種植狀況以及氣象條件有關(guān)。植物的殺菌作用可以減輕生物性大氣污染。植物通過(guò)吸收作用、同化作用、降解、轉(zhuǎn)化以及對(duì)酸雨的中和緩沖作用等對(duì)化學(xué)性污染物具有一定的去除作用。植物修復(fù)是一項(xiàng)對(duì)環(huán)境友好、技術(shù)要求相對(duì)較低的修復(fù)方法，容易為社會(huì)民眾所接受，而且與傳統(tǒng)的修復(fù)技術(shù)相比，成本要低得多。大氣污染的植物修復(fù)理論與技術(shù)對(duì)城市園林綠化、環(huán)境規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。

4、生物技術(shù)在污染土壤的生物修復(fù)中的應(yīng)用

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(fù)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：通過(guò)生物作用(如酶促反應(yīng))改變重金屬在土壤中的化學(xué)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(dòng)性和生物可利用性,通過(guò)生物吸收、代謝達(dá)到對(duì)重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復(fù)過(guò)程可以增加土壤有機(jī)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(fēng)蝕、水蝕等作用,防止水土流失。

5、在生物監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)以化學(xué)分析，即用成熟的儀器和生物分析(如魚的毒性測(cè)試)為主，當(dāng)代生物技術(shù)的發(fā)展有望增加相關(guān)的新手段，如通過(guò)測(cè)定微生物的酶和細(xì)胞基團(tuán)等來(lái)監(jiān)測(cè)環(huán)境的變化。目前研究較多的有生物發(fā)光菌(Bioluminescentbacterium)、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(cè)水

體中的有害物和海水藻類的爆發(fā)。ManBockGu和 Ge2unCheelGil應(yīng)用生物發(fā)光細(xì)菌開發(fā)出了兩階段多頻道毒性連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。每個(gè)頻道含有一個(gè)兩階段生物反應(yīng)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(cè)同一樣品和分別確定不同類型毒性。通過(guò)分析，從每個(gè)頻道獲得的資料，可得到總體毒性和各類單項(xiàng)毒性的數(shù)據(jù)。

三、環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展前景

1、微生物脫硫技術(shù)的開發(fā)

利用微生物脫去煤中的無(wú)機(jī)硫和有機(jī)硫，可控制燃煤中SO2等含硫氣體的排放。這些微生物包括硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌、酸熱硫化葉菌等。日本利用氧化亞鐵硫桿菌已使H2S脫除率達(dá)99.99%，我國(guó)利用該菌對(duì)煉油廠進(jìn)行干氣催化和工業(yè)廢氣脫硫，H2S脫除率分別為71.5%和46.9%。在燃煤的處理過(guò)程中，還可采用浮選與微生物脫硫技術(shù)相結(jié)合，對(duì)煤和黃鐵礦進(jìn)行分離，達(dá)到清除或降低燃煤SO2排放的目的。利用微生物還可將石油成分中的硫分離出來(lái)。雖然生物技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用時(shí)間尚短，但其具有技術(shù)簡(jiǎn)單成本低、安全性好、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。今后，在微生物脫硫技術(shù)以及高活性脫硫菌種的研制和培養(yǎng)方面，配以清潔生產(chǎn)技術(shù)的研究，將會(huì)備受關(guān)注，也會(huì)成為解決原煤燃燒產(chǎn)生的SO2污染的最佳途徑。

2、水污染治理工藝的完善

廢水生物處理技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室階段已比較成熟，也已比較廣泛地應(yīng)用于實(shí)際工程中。好氧與厭氧工藝相結(jié)合、生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的廢水處理技術(shù)、無(wú)害化的生產(chǎn)工藝過(guò)程、高效完善的自動(dòng)化體系以及構(gòu)建針對(duì)難降解污染物的生物基因庫(kù)和特殊功能的微生物的培養(yǎng)研究是今后主要的發(fā)展方向。

3、難降解污染物的處理

基因工程是通過(guò)基因分離和重組技術(shù)，將人類需要的目的基因片段移到受體生物細(xì)胞中并表達(dá)出來(lái)，使受體生物具有該目的基因表達(dá)后顯現(xiàn)出來(lái)的特殊性狀，以改進(jìn)生物物種。利用基因工程構(gòu)建的高效菌種來(lái)處理如殺蟲劑、塑料、橡膠制品、醫(yī)療廢物、危險(xiǎn)廢物等難降解的污染物，是現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一。

4、生物傳感器的研制

隨著科技的進(jìn)步，分子生物技術(shù)將會(huì)在開發(fā)研制生物傳感器方面發(fā)揮積極作用。生物傳感器可以滿足實(shí)施自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)的需要，判斷環(huán)境污染發(fā)展的趨勢(shì)，探索污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化以及降解規(guī)律，檢測(cè)污染致突變的成因，分析污染的來(lái)源，從而使生物環(huán)境污染監(jiān)測(cè)更便捷、更靈敏、更全面。生物傳感器具有成本低、制作容易、使用方便、測(cè)定快速等優(yōu)點(diǎn)。

5、與其它技術(shù)的結(jié)合環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展離不開相關(guān)科學(xué)技術(shù)的配合。其與相關(guān)科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，可提高處理效率、增強(qiáng)處理效果。將光、聲、電與高效生物處理技術(shù)相結(jié)合，處理高濃度有毒有害難降解有機(jī)廢水，如光催化氧化－生物處理新技術(shù)、電化學(xué)高級(jí)氧化－高效生物處理技術(shù)、輻射分解－生物處理組合工藝等；采用SBR＋臭氧氧化工藝和物化氣?。佑|氧化處理印染廢水，采用混凝－氣?。瓍捬酰醚跆幚砥r麻廢水、油田和煉油廢水等。這些工藝、設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)的結(jié)合正在使以環(huán)境生物技術(shù)為主的綜合治理技術(shù)向自動(dòng)化、模塊化方向發(fā)展。

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環(huán)

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術(shù)

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