摘要：随着世界经济格局的改变以及经济形势的不断变化，化工能源产业蓬勃发展，居民生活水平不断提高，相应地，其所带来的环境问题日益突出，尤其是水体污染问题，工业废水以及生活废水的排放使人类面临严峻的水污染挑战。为了缓解这一问题，水环境治理势在必行，如何利用现代生物技术高效治理水质污染问题成为各国政府亟待解决的问题。本文从现代生物技术的内涵出发，探讨微生物技术在水质污染治理中的应用。
关键词：生物技术；水质污染；水体净化
生物技术在水质污染治理中主要包括两个方面，一是微生物自身的净化作用，一是微生物酶对水体的净化。生物技术实质上属于工程性学科的研究范畴，因此又叫做生物工程，主要是根据生命科学原理，结合现代科学技术研究新工艺手法的一门综合性工程技术。目前，现代生物技术在水体净化中的应用不断拓展，主要有生物模式、物理模式和化学模式三种，对水中悬浮物及化学物质进行监测治理。
一、现代生物技术概述
现代生物技术是一门新兴学科，不仅包括生物工程学的内容，同时涵盖了生态环境学，包括物理方法、化学方法和生物方法。物理方法主要是对水中的悬浮颗粒物等较为明显的杂质进行吸附；化学方法则是针对水中所含的化学元素，如汞、铅、铜等；生物方法主要包括生物分解作用和生物本身的物理作用。环境生物技术又是一门综合性学科，从大的方面来看包括生态工程、基因工程和细胞工程，从小的方面来看还有发酵技术、酶工程、蛋白质技术等众多层次，涉猎学科非常广泛。
水污染净化过程的前提是水环境监测，其核心生物技术有三种：一是利用水体细菌总量和大肠埃希氏菌等污染指示菌监测水质；二是对水体致癌性的监测，主要借助鼠伤寒沙门氏菌来完成；三是通过水中藻类植物的含量判断水体霉性。这三种技术目前已经在水质监测中得到广泛应用，弥补了我国过去水环境监测有效性不足的问题，为水污染净化治理奠定基础。
二、微生物的分解净化作用
（一）微生物酶解作用
微生物酶解作用是指利用微生物自身含有以及代谢产生的酶对水中污物进行分解，以此来进行水质污染的净化，微生物酶的种类繁多，目前广泛应用的主要有水解酶、还原酶、转移酶以及合成酶。例如，对于中含有磷的污水可以借助磷解酶来净化，磷解酶能够将污水中的磷酸单脂进行分解而得到磷酸根离子。
聚合酶链式反应是一种DNA合成技术，随着克隆技术、分子技术以及序列分析技术的发展，DNA体外合成复制已经成为快速获取目标DNA的常用方法。在污水净化治理中，PCR 技术主要用于微生物监测和基因工程菌复制，打破了传统培养方式周期长、不易成活的局限，大大提高了净化效率。但生物酶具有高效、专一的特点，其使用条件也有一定的限制，在不同温度、不同PH值的水体环境下，生物酶活性不同，其降解作用也不同，限制了生物酶更加广泛的使用。
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（二）微生物自身的分解作用
微生物的生存与代谢能够产生具有分解作用的介质，对受污染的水质进行净化，正是这一特点使得生物技术在污水处理中的应用越来越广泛。微生物分解介质在发挥作用时，受多种因素的影响，主要包括分解时间、接触面积和基因工程三个方面，相应地，微生物分解技术可分为以下几类：
1.生物反应器技术。本技术从分解时间的角度出发，通过增加污染物与分解介质的接触时间来提高分解效率。生物反应器通常借助需要借助一个大面积载体，微生物在载体表面聚集并代谢产生分解介质，形成一层分解膜，反应器发挥载体作用，让分解膜与污染物充分接触，增加分解时间，提升分解效力，这项技术主要应用于西方国家。
2.固定技术。污染物与微生物的接触面积越大，分解效率也就越高，固定技术就是将微生物固定在特定范围之内，最大限度提高二者接触面积。在微生物的生命活动中会通过繁殖活动产生生物淤泥，经测算，生物淤泥中含有大量的高效分解菌，如脱色细菌、脱磷细菌等，对污水中的有机物与无机物分解十分有效。目前，我国主要运用循环式污泥法进行水质污染净化。
3.基因工程技术。基因工程技术就是从DNA的角度对微生物基因进行改造，通过增强微生物自身分解能力与酶解作用，提高污染物分解效率，主要是针对合成有机物的降解。近年来，分子生物技术不断发展，基因重组在微生物基因改造中发挥重要作用，例如，通过重组产生的芽孢杆菌能够对污水中含有的TNT进行高效转化，分解效率在90%左右；另外还有能够分解乙腈化合物的裂腈杆菌。
三、微生物的物理净化
水污染的来源主要是工业废水和生活污水的排放，水中污染物主要包括重金属（铜、汞、铅等）、有机物、无机物以及固体颗粒物。对于常见的有机污染物，主要借助外界酶和微生物酶的分解作用，有时也通过基因工程技术进行降解，但是对于无法被酶解的重金属污染物，这些手段无能为力。微生物本身的物理作用则成为消除重金属污染的一把利器，一是微生物的富集作用，一是微生物能够产生吸附物质。
微生物的富集作用是指微生物通过自身的代谢功能，将重金属吸收到体内，从而减少了水体中金属含量，这类微生物能够将重金属在体内进行主动堆积，并对其进行相应地转化，最终产生活性物质络合金属。另外，微生物在完成代谢的过程中，能够产生具有吸附作用的絮凝物质，这是一种天然的吸附剂，能够有效吸附水中的铁离子、铝离子、锌离子等重金属离子，但是这种吸附作用只适用于重金属的浓度不太大的水体环境。
结语
综上所述，环境生物技术最开始是应用于水环境污染监测方面，而目前已经成为水环境污染防治和水体污染修复的有效手段，成为净化水质污染的首要选择，提高了社会综合经济效益。分子生物技术在水质污染净化中得到广泛应用，不仅表明了生命科学工程的快速发展，也为未来环保领域生物技术的应用指明方向，综合运用生物酶解技术和微生物物理降解作用，切实水提高污染治理水平。
参考文献
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论文作者:孙荣艳
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/11/13
标签：微生物论文; 分解论文; 生物技术论文; 水体论文; 作用论文; 水质论文; 技术论文; 《基层建设》2017年第24期论文;