水中微生物污染的防治

水中微生物污染的防治（精选十篇）

水中微生物污染的防治 篇1

我们在某钢铁企业除盐水站的RO出口水检测到大量的细菌, 该除盐水站的RO膜使用的是聚酰胺复合膜 (TFC膜) , 而且在其后的管道、设备、水箱等内壁处包括RO容器及元件内层均发现大量菌膜粘液, 经分析测试, 污堵物中有细菌、真菌、霉菌、藻类等微生物。

1 微生物污染的原因

微生物污染的主要来源是反渗透 (RO) 进水。由于地表水和浅层地下水中都存在着微生物, 预处理系统对细菌的去除效果较差, 不能确保反渗透 (RO) 进水无菌, 微生物进入RO组件, 而RO组件内部潮湿阴暗可为微生物生长提供理想环境, 若在进人反渗透系统前不加以杀灭, 这些微生物将以反渗透膜为载体借助反渗透浓水段的营养盐而繁殖生长, 在温热的条件下, 微生物的生长更是迅速, 几天之内便可在反渗透膜表面形成生物膜层, 导致反渗透系统进出水间压差迅速增大, 产水量与脱盐率快速下降, 同时污染产品水[1]。另一方面预处理也可能是微生物污染源, 如辅助除去悬浮物体的絮凝剂过量, 给微生物提供了适宜的生长环境。还有活性炭过滤器出水有时会有大量微生物, 因为被活性炭吸附的有机物会成为微生物繁殖的温床。

该除盐水站使用的RO膜元件是聚酰胺复合膜 (TFC膜) , 这种膜具有产水通量大, 脱盐率高等优点, 但是由于TFC膜耐氧化性差, 对进水中含氯量有严格的要求 (Cl2<0.1ppm) , 非但不能在水中加Na Cl O, 还必须把水中原有的余氯通过加药 (Na HSO3等还原剂) 除去, 通常情况下还原剂会过量投加, 这样不但会还原余氯, 同时会还原水中的游离氧, 从而造成一个厌氧的环境。剩余硫的化合物会为硫细菌的代谢提供能量来源。系统的硫细菌为厌氧的光能营养菌, 因此有可能使膜表面细菌大量繁殖而造成微生物污染。[2]

2 防止微生物污染的措施

该系统在系统水进入反渗透之前加入了阻垢剂, 阻垢剂采用的是六偏磷酸钠, 该药剂易水解为正磷酸盐, 而磷酸根又是细菌极好的营养源, 会使水富营养化而导致细菌和藻类繁殖, 并造成RO系统的微生物污染, 所以我们用有机磷酸来替代六偏磷酸钠, 阻垢效果好了很多, 而且也不会使水富营养化, 对抑制细菌在RO系统的繁殖有一定的效果。

在生产过程中原水在进入预处理系统前要投加氧化性杀菌剂, 进入反渗透装置前要投加还原剂 (亚硫酸氢钠) 防止膜元件氧化。通常情况下还原剂会投加过量, 造成一个厌氧环境, 使膜表面细菌大量繁殖, 造成微生物污染。针对现场的情况, 首要是切断细菌的营养来源, 抑制其生长。我们采用的方法是检测进水的余氯值, 调整还原剂 (亚硫酸氢钠) 的投加量, 使反渗透进水的余氯互之平衡。

经过以上处理之后, 我们再从产水口取样化验, 细菌量少了很多, 但仍有一部分细菌没有去除, 考虑到可能是RO进水的微生物较多, 同时RO系统已经遭受微生物的污染, 我们在RO进口水中又添加了抑菌剂 (异噻唑啉酮) , 异噻唑啉酮属非氧化杀菌剂, 它具有广谱 (能杀死水中的细菌、真菌、藻类, 包括粘液膜下的微生物) 、高效 (加药浓度为0.5mg/L就能很好地抑制细菌的生长) 、低毒 (对昆明种小鼠的LD50为2.723g/kg) , 对环境安全等优点, 是较为理想的抑菌剂, 它分子中含有氮—硫键, 通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀菌作用, 与微生物接触后, 就能迅速地抑制其生长, 这种抑制过程是不可逆的, 从而导致微生物细胞的死亡, 在细胞死亡前, 用异噻唑酮处理过的微生物不能再合成酶和分泌有粘附性的生物膜的物质。[3]异噻唑酮还能穿透粘附在设备、管道、水箱表面的生物粘液膜, 抑制和杀灭粘膜下的微生物。

经过以上一系列的防治措施之后, 再次从RO产水口取样化验, 大部分细菌、微生物都已经被去除, 产水的细菌含量已经达到标准要求。

3 RO系统停用时的控制

当RO系统停止使用超过48小时, 既不能使RO膜风干 (会使RO的水通量变小且不可逆) , 又要防止微生物的繁殖增生。

短期 (一周内) 停用, 可每24小时常规冲洗一次。或者用1%~3%的甲醛溶液每2天冲洗一次, 每次冲洗15min。

停用超过一周, 应依次用RO出口水;碱清洗剂 (0.1%Na OH+0.2%EDTA-Na2, p H=12) , 1%甲醛清洗液, 酸清洗剂 (0.1%HCl) 依次清洗RO系统各30min, 排去清洗液后用1-1.5%的连二亚硫酸钠 (SMBS) 溶液充满RO系统并密闭封存, 该保存液每月更换一次。

4 结语

(1) 在反渗透水处理系统中反渗透膜的微生物污染在各种膜污染中是最严重的。它具有发展迅速, 形成的生物膜难于彻底清除等特点, 易堵塞膜, 导致反渗透系统进出水间压差迅速增大, 产水量与脱盐率快速下降, 可能污染产品水, 甚至损坏膜。

(2) 可以通过监测给水、产水和浓水中的细菌总数值的变化来简易判断是否是微生物污染。

(3) 要加强对地下水作为原水时预处理消毒杀菌的重视, 防止在RO装置中出现微生物污染。

(4) 对微生物污染的防治除常规方法外, 还可以采用氧化性和非氧化性杀菌剂定期、交替冲击性、大剂量杀菌。严格控制给水中的有机物含量, 抑制细菌的生长繁殖。对于活性炭处理工艺, 只要调整好反洗频率及更换频次, 也可以防止微生物污染。

摘要：本文针对反渗透水处理系统运行中出现的微生物污染情况, 分析了反渗透膜微生物污染产生的原因, 提供了微生物污染防治的措施与方法。

关键词：反渗透膜,微生物污染,防治措施

参考文献

[1]张建国, 罗凯.反渗透应用与研究现状[J].中国资源综合利用, 2004 (12) :6.

[2]杨显丽.反渗透水处理技术在厂的应用[J].工业水处理, 2003 (1) :77-78.

水中微生物污染的防治 篇2

膜生物反应器在污水处理中的应用范围和规模虽然不断增加,然而,膜污染严重阻碍了膜生物反应器技术的`推广应用.作者从膜的性质、料液性质以及膜分离的操作条件三个方面分析了膜污染的成因和膜污染过程,系统论述了膜污染在国内外的研究进展;另外还从改善膜本身的抗污染能力,变化混合液的特性,优化膜分离的操作条件和膜清洗四个方面介绍了膜污染的防治方法.

作 者：霍守亮 黄显怀 刘绍根 程静 作者单位：霍守亮,程静(北京工业大学建工学院,北京,100022)

黄显怀,刘绍根(安徽建筑工业学院环境工程系,安徽,合肥,230022)

水中氧化物的污染及其测定方法探究 篇3

【关键词】水中氧化物；污染；测定方法；防治策略

0.引言

水中氧化物的污染是近年来水资源保护过程中的一个重要问题，加强水中氧化物污染情况的测定以及治理，是各地城市建设和发展过程中的重要途径。水中氧化物的污染情况的测定，主要是通过对水中的溶解氧的情况进行测定获得的。水中氧化物的污染呈现出几个重要的特点，比如累积性较强、潜伏性以及滞后性较强等。

1.水中氧化物污染的特点以及危害

1.1累积性

水源生态系统与大气和土壤生态系统之间的特性具有差异性，水体本身是一种十分特殊的资源，近年来，人类为了经济利益，对水体的开发越来越多，在对水体资源进行开发和利用的过程中，导致一些重金属在水体中扩散和稀释的速度比较慢，而且迁移的难度比较大，因此使得水体中出现较多的污染物，而且造成污染的元素还会在水体中不断地沉积，经过长时间的累积会导致水体中的污染元素含量超标，最终影响水资源的质量。

1.2潜伏性以及滞后性

不同污染元素对水体造成的污染有所不同，当水体遭受某些污染时可以很明显地表现出来，容易被人发现，但是有些污染形式往往存在潜伏性，当水体遭受污染之后并不能直接表现出来，反而需要经历一定的时间之后才能显示出来。为了对水中氧化物的污染情况进行确定，一般要经过水体样品分析化验、通过人畜健康状况的检查之后才能确定是否遭受了污染。因此水体的污染在一定程度上也具有一定的潜伏性和滞后性，而且近年来水体的污染会呈现多种污染同时发生的情况，污染的强度也会十分大，这对水体污染的治理带来很大的难度。

1.3不可逆转性

水中氧化物的污染基本是一个不可逆转的过程，污染过程中一般有多种有机化学物质的同时作用，有的化学物质被降解的时间较长，因此在一定时间内呈现出污染的不可逆转性，这种污染会导致水体的质量受到很大的影响，严重时还有可能会导致人畜出现生命危险。

1.4治理较困难

水是一种流动的资源，对于水资源而言，一旦发现了污染情况，治理起来往往比较困难。水本身具有一定的自净功能，当水中的污染在一定范围之内时水可以实现自净，但是当水中的污染超过一定的限度，则会导致水资源的治理难度增加。尤其是现代工业的发展，使得水中的很多重金属污染元素增多，很多重金属元素不能通过稀释以及水体的自净作用实现化解，因此水资源中的污染会越来越严重，而且也增大了水资源的污染控制难度。

2.水中氧化物污染的测定和治理

水中的氧化物污染是导致水体变质、水中出现恶臭的原因，对水体的污染进行治理，不仅要治标，而且要根治，消除水中的异味以及污染物，在进行水体污染防治的过程中需要对水中的氧化物的污染情况进行测定，然后才去相应的方法进行治理。一般说来，测定和治理可以同时完成。

2.1水中氧化物污染的检测

水中氧化物污染的检测方法有生物检测、理化检测等。生物监测是理化监测的重要补充，对于水体的质量的评估具有十分重要的意义。理化检测一般指考虑到瞬时污染的状况，如果要对水体中的污染进行长期连续的监测，选择理化检测并不经济。生物检测对于水体污染的累积效应的了解更加有用，因此在长期的检测过程中，使用生物监测更加合理。在检测过程中，可以通过对污染物的浓度值进行测定来反映具体的污染程度，但是这种方法并不全面，因此在水体中，一些含量比较微小的污染元素的污染程度更重，因此，利用生物检测可以对理化检测中的一些不足进行补充。在检测的过程中，选择合适的指示生物，可以对污染物的毒性进行灵敏的反映，并且能够更加真实地反映出污染物的情况。

生物检测是当前水体污染物测定的重要方法，生物检测能够综合地反映各种污染物的情况，比如有的污染情况通过理化检测不能准确的反映出来，但是通过指示生物的显示，则可以十分准确地反映出来，因此具有更好的检测效果。在生物检测过程中，需要对指示生物进行选择，指示生物不仅要能够适应被污染的水体环境，还要能够具有较高的灵敏性。在检测过程中，首先要将指示生物投放到出现污染的水体中，然后要定期对指示生物的情况进行测定，以了解水体污染的状况。

2.2水中氧化物污染的治理

2.2.1湿式吸收氧化法

湿式吸收氧化法在水体污染的控制中比较常见，这种方法对于污染比较严重、污染程度较深的水体污染具有良好的效果。在污染的防治过程中，利用这种方法进行污染处理所需要的设备中有三种塔：填料塔、喷雾塔和文丘里洗涤塔。这些设备主要是为了促进液体和气体之间的接触，从而使得水体污染散发出来的一些恶臭气体可以被吸收。首先，恶臭气体可以被化学溶液吸收，然后被氧化，对氧化物污染处理的效果取决于污染产生的气体在化学溶液中的溶解度，溶解度越高，则吸收效果越好。溶解度越低，则吸收效果越差。如果水中的氧化污染物中还含有其他物质，则应该要采用多级吸收系统。第一级系统中用水或硫酸溶液吸收除去相应的污染气体或者物质，然后用氢氧化钠提升水体的pH值，然后可以使用氯酸钠等氧化剂溶液吸收和氧化其余的污染气体或者物质。经过处理之后的气体，再景观除雾装置，可以直接排放或者与干净的气体一起排放到水体和大气中。湿式吸收氧化法直接借用了化学工业里的单元操作理论和实践经验，具体较多的优点，比如十分成熟、可靠、有效等，在未来的一段时间内可以成为控制水体氧化物污染的重要方法。需要注意的是，利用这种方法进行污染治理时，需要对除雾装置进行合理的选择，如果除雾装置的选择不合理，则很有可能会导致排放的气体中夹杂了很多残留的氯化物。

2.2.2生物过滤法

生物过滤法也是水体污染治理中的重要方法，与生物检测有一定的联系，在生物过滤过程中，需要采用天然的滤料对水中的氧化物污染进行处理，同时还需要利用生长在滤料中的细菌以及其他的微生物进行氧化降解。因此在生物过滤法中，滤料的选择十分关键，滤料要适合细菌以及其他的微生物生长，因此在水体污染的治理过程中，可以用作滤料的材料有木削、垃圾堆肥过程的产物、沙、土壤、石头、贝壳等。近年来，一些有机或者无机的人工合成材料也在水体污染的治理过程中得到了广泛的应用，由于人工合成的技术比较先进，人工合成的滤料在表面积和均一性方面都有了很大的提升，因此在水体污染的治理过程中有越来越广泛的使用，而且相对于天然滤料，成本也会较低一些。

3.结语

水中氧化物污染是导致水体变质的重要原因，在水体氧化物污染的治理过程中，需要先对其他的氧化物污染情况进行测定，并且对污染的特点进行了解，选取合适的方法进行治理，提高水体质量。

【参考文献】

[1]王德民，张大年.污水处理系统恶臭气体的产生及微生物法处理（下）[J].上海化工，2001（13）.

水中微生物污染的防治 篇4

1 微生物污染产生原因

原水中的微生物往往附着在悬浮颗粒上，反渗透装置经过混凝、沉淀和过滤等预处理系统去除悬浮物、降低原水中的浊度的同时，也去除了大部分的微生物。然而，仍有少量微生物滞留在原水中，滤后水经过反渗透装置时，被反渗透膜截留下来的微生物会粘附在膜表面，消耗浓水中的营养物质，大量繁殖，降低膜的通量，导致产品水产量和质量下降。

2 微生物污染防治措施

反渗透膜的微生物污染可以通过合适的预处理方法得到有效的预防，但微生物污染到了一定程度之后仍需要通过化学清洗使膜的性能得到不同程度的恢复。

2.1 预处理方法

预处理方法包括调整预处理系统和投加杀生剂。

2.1.1 调整预处理系统

调整预处理系统包括增加微滤、超滤或纳滤装置、增设具有生物吸附及抑制功能的砂滤装置、将传统的过滤器改造成生物过滤器等。

将预处理系统中的滤池进行技术创新，使其具备生物滤池的功能，可同时有效防治反渗透膜的微生物污染问题。下面着重介绍德国BHU公司与德国EVONIK公司合作开发的BiosS-Treat技术，包括其原理、装置及工程应用实例。

BiosS-Treat技术是一种生物吸附及抑制工艺，具有适于微生物生长栖息、繁衍的稳定环境，有利于微生物的生长繁殖，并能够抑制微生物在反渗透膜表面大量繁殖，避免生物污堵。该技术具有特殊的过滤装置形式、滤料、滤速、反冲洗程序及生物抑制剂，这些工艺特点能够保证出水水质符合设计要求。

BiosS-Treat过滤装置的基本形式是V型滤池，滤料层厚度为1500mm～1800mm，与生物滤池要求的厚度基本一致；滤料粒径为0.7mm～1.2mm，与常规V型滤池要求的粒径基本一致。滤料由特殊矿物破碎而成，具有较高的比表面积与适当的空隙率，有利于生物膜形成、固着，有利于好氧菌与空气充分接触，去除原水中的BOD、N、P等营养物质。滤速为6m/h～8m/h，略低于常规V型滤池要求的滤速，较低的滤速有利于微生物在滤池内生长繁殖。反冲洗基本模式可采用气冲—气水同时冲—水冲的程序，但冲洗强度、时间及频率要避免滤池内形成的生物膜被过多的洗掉，影响新的生物膜充分发挥其净化功能。生物抑制剂投加在滤池后，通过滤池的部分微生物在生物抑制剂的抑制作用下，在缺乏营养物质的环境中不易在反渗透膜表面形成生物污堵，从而在浓水一侧被去除。

BiosS-Treat技术的工程实例：

(1）某电力公司的制水厂，原水为海水，为余热锅炉提供软化水，采用的净水工艺流程为格栅除渣—过滤—2级反渗透—电脱盐，采用常规手段防止反渗透系统产生生物污堵，每年反渗透系统的化学清洗次数约8次。应用BiosS-Treat技术后，节约运行成本45%。

(2）某炼油厂的脱盐水站，原水为河水，采用的净水工艺流程为混凝—沉淀—超滤—反渗透—离子交换—除氧，应用BiosS-Treat技术的前后运行状况对比如表1所示。

由表1可知，应用BiosS-Treat技术前，采用常规手段防止反渗透系统产生生物污堵，每年反渗透系统的化学清洗次数约17次，保安过滤器更换频繁，反渗透膜使用寿命短。采用BiosS-Treat技术后每年反渗透系统的化学清洗次数约1次，保安过滤器更换次数少了很多，反渗透膜使用寿命变长，节约运行成本70%。

2.1.2 投加杀生剂

杀生剂分为氧化型杀生剂和非氧化型杀生剂。杀生剂投加方式可分为连续性和冲击式，连续性杀生一般投加的是氧化型杀生剂或高剂量的亚硫酸氢钠，冲击式杀生的杀生剂可选用亚硫酸氢钠，也可选用非氧化型杀生剂。

氧化型杀生剂主要有次氯酸钠、无机溴化物、液氯、有机氯、臭氧等。氧化型杀生剂通过氧化等多种途径对微生物产生灭活作用。反渗透膜材质多为聚酰胺复合膜，为避免强氧化型杀生剂对反渗透膜及元件的损坏作用，还需向原水中投加还原剂（如亚硫酸氢钠）来与氧化型杀生剂进行反应。中国石化燕山分公司[5]东区污水回用装置，采用超滤与反渗透技术处理牛口峪污水处理场氧化沟出水，反渗透系统受到微生物污染，运行初期，清洗周期不到20d。为控制微生物污染，投加杀生剂试验步骤如表2所示，结果表明，第四步骤的杀菌效果明显，反渗透系统的清洗周期延长到35d。

非氧化型杀生剂主要有2,2-二溴-3-氰基丙酰胺等DPNBA系列、二甲基二硫代氨基甲酸钠、异噻唑啉酮（Kathon）及其衍生物、EDTA钠盐、十二烷基苯磺酸钠等。京丰热电厂[6]采用的循环冷却水排污水处理流程为过滤—超滤—反渗透，采用专用的非氧化型杀生剂，控制反渗透膜微生物污染问题。

2.2 反渗透膜的化学清洗

反渗透系统运行一段时间后，仍会面临微生物污染问题，为了恢复系统性能，需对反渗透系统进行化学清洗。化学清洗剂主要有EDTA钠盐、甲醛、戊二醛、十二烷基苯磺酸钠、乙二胺四乙酸钠等。

中国长城铝业公司热力厂锅炉补充水系统[7]采用的杀灭微生物的化学清洗方案为0.2%的EDTA二钠盐，加0.1%的氢氧化钠将溶液调节pH值至12，对反渗透系统进行化学清洗，再用0.1%的甲醛溶液进行清洗，再经过有机物污染、无机盐结垢的化学清洗程序后，反渗透系统性能恢复到运行初期水平。

某电厂[8]使用1%的EDTA四钠盐与0.05%的十二烷基苯磺酸钠，加碱调节pH值至12左右，对反渗透系统进行循环清洗，然后经过较长时间的浸泡，能够有效清除反渗透膜的有机物及微生物污染。

3 微生物污染防治措施探讨

以BiosS-Treat技术为代表的生物吸附及抑制工艺与传统的预防反渗透微生物污染的手段不同，它不是建立在杀死微生物的基础上，而是在滤池内建立一个适合微生物生长繁殖的理想环境，不需要投加氧化型杀生剂来灭活微生物，因而也不需要投加还原剂来还原氧化型杀生剂，能有效防止反渗透膜频繁的化学清洗，节约运行成本。

氧化型杀生剂具有杀生能力强、杀生作用快、药剂持续时间长、pH值适用范围广的优点，缺点是氯消毒对反渗透膜有破坏作用，还需投加还原剂或设置活性炭过滤器来消除它的破坏作用。设置活性炭过滤器后，保安过滤器和反渗透装置虽没有余氯，但又会导致比较严重的微生物污染问题，还需要在保安滤池后投加非氧化型杀生剂，运行费用高。专用的非氧化型杀生剂具有杀生能力强、使用方便、毒性小等优点，对反渗透膜没有破坏作用，缺点是价格昂贵。

反渗透膜的化学清洗可以恢复比较高的膜通量，仍有污染物残留在膜表面，造成反渗透膜不可逆转的损伤，且操作不当或不及时，仍会导致膜元件遭受损坏，很难完全恢复系统性能，频繁的化学清洗会还会严重缩短反渗透膜的使用寿命，导致脱盐处理费用增加。

4 微生物污染防治措施展望

反渗透膜的化学清洗属于末端治理手段，是在微生物污染预处理系统选择不当或在长期的运行中使用的恢复反渗透系统性能的措施，应尽量避免进行频繁的化学清洗，延长反渗透膜的使用寿命。在实际应用中，尽可能加强预处理来降低反渗透膜的微生物污染。预处理措施中，投加杀生剂仍是预防微生物污染的主要措施。非氧化型杀生剂成本降低后，将逐步取代氧化型杀生剂，成为聚酰胺复合膜的主要杀生剂，而氧化型杀生剂与非氧化型杀生剂的综合应用将是主要的杀生剂投加方式。随着人们认识的提高，生物吸附及抑制工艺的工程应用呈快速增长趋势，有望成为主要的防治反渗透膜的微生物污染的技术措施。

摘要：反渗透技术在海水淡化、各类水处理及水回用方面有着广泛的应用,但膜污染严重影响其更广泛的应用。反渗透膜污染主要包括无机盐结垢、有机物污染和微生物污染,其中微生物污染对膜的破坏性最为严重且最难控制。本文介绍了反渗透膜的微生物污染产生原因及防治措施,并对防治措施进行探讨,最后预测了主要防治措施的应用前景。

关键词：反渗透,微生物污染,生物吸附及抑制工艺,杀生剂,化学清洗

参考文献

[1]李毓亮,金焱,张兴文.反渗透膜污染过程与膜清洗的试验研究.水处理技术,2010,36(3):46-48.

[2]姜宝鑫,杨庆峰.反渗透膜生物污染的研究进展.化工进展,2010,29(8):1554-1560.

[3]郑猛,吴青芸,周浩媛,等.海水淡化反渗透膜微生物污染及防控研究进展.膜科学与技术,2015,35(1):123-130.

[4]李进,张葆宗.反渗透水处理系统微生物污染特性分析及对策.工业水处理,2000,20(5):10-12.

[5]赵辉.石化污水回用中反渗透膜的微生物污染.化工环保,2009,29:123-125.

[6]梁建瑞.超滤-反渗透膜组合工艺处理电厂循环排污水.水处理技术,2006,32(6):79-81.

[7]何建军.反渗透系统的污染及清洗.水处理技术,2002,28(5):299-301.

水中的生物教案 篇5

2.理解鱼类适应水中生活的特点。

3.概述藻类、苔藓和蕨 类植物的形态特征和生活环境。

4.说出藻类植物对生物圈的作用和与人类的关系，并树立生物体与生活环境相适应的观点。

【复习提纲】

1.水中常见的动物种类有鱼类(如:鲫鱼 带鱼)、腔肠动物(如:珊瑚 水母)、节肢 动物(虾 蟹 蜘蛛 蜈蚣)、软体动物(如:河蚌 蜗牛 乌贼) 、两栖动物(如:青蛙)等，其中种类最多分布最广的是节肢动物。

2.鲫鱼的身体两侧各有一行侧线，它是一种特殊的感觉器官，它和神经相连，有感知水流的方向、速度和测定方位的作用; 背部深色渐变到腹部白色, 有利于躲避敌害。鲫鱼的运动器官是鳍，它游泳时靠尾鳍和躯干的左右摆动产生向前的动力; 胸鳍和腹鳍有平衡身体的作用; 鲫鱼的呼吸器官是鳃，鲫鱼的身体可分头、躯干和尾三部分，鳃盖后缘以前是头部，中间部分是躯干部，肛门以后是尾部，身体呈纺锤形，体表覆盖鳞片，鳞片表面有粘液，可以减小游泳时水的阻力，鱼体内的鳔, 能够调节鱼体在水中所受浮力的大小, 使鱼可以停留在 不同的水层。

3.四大家鱼：青鱼、草鱼 、鳙鱼和鲢鱼，把它们混养殖在 一个池塘里，可以充分利用水域的立体空间和各种天然饵料多养料，以达到高产的目的。

4.河蚌 用鳃呼吸，以斧足运动等适应水 中生活的结构特点，贝壳是由外套膜分泌物形成的,当河蚌的外套膜受到砂粒或异物刺激时，会分泌大量珍珠质把异物层层包裹起来，便逐渐形成一颗璀璨夺目的珍珠。

5.藻类植物 有单细胞 ，也有多细胞的。藻类植物没有根、茎、叶，靠体内叶绿素进行光合作用，制造有机物，释放氧气和为鱼类、浮游生物提供食物。具体作用是: ① 提供氧气 ② 提取工业原料 ③ 食用 ④ 净化污水.

6.水绵是由许多结构相同的长筒状的细胞相互连接而成的。

【复习检测】

1.“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝。”江水泛绿是由于下列哪类植物大量繁殖引起的

A.裸子植物 B.苔藓植物 C.蕨类植物 D.藻类植物

2.大气中，近90%的氧气于哪类植物

A.藻类植物 B.苔藓植物 C.蕨类植物 D.种子植物

3.某类植物提供了空气中绝大部分的氧气，没有根、茎、叶的分化，分布在占地球表面约71%的水域环境中。这类植物是

A.苔藓植物 B.藻类植物

C.蕨类植物 D.种子植物

4.下列动物真正属于鱼的是

A.甲鱼 B.黄鳝 C.鲸鱼 D.娃娃鱼

5.生活在水里，用鳃呼吸，体表被有鳞片的动物是( )

A.乌龟 B.鲤鱼 C.海豚 D.珊瑚虫

6.“水上大世界，动物添精彩”下列只能生活在水中，用鳃呼吸、用鳍游泳的动物是( )A.蚯蚓 B.草鱼 C.青蛙 D.猎豹

7.你有过捉鱼的经历吗?下河摸鱼时，已经捉到手的鱼往往又会让它挣脱，这是由于其体表有生很滑的黏液。鱼体表黏液的主要作用是

A.预防人类捕捉 B.减少运动阻力 C.保持体表湿润 D.辅助呼吸

8.下列属于我国特有的水生哺乳动物是 ( )

A.中华鲟 B.海豹 C.扬子鳄 D.白鳍豚

9.鱼是适应水中生活的一类动物，其呼吸器官是( )

A.肺 B.皮肤 C.气管 D.鳃

10.鲫鱼游泳时，前进的动力主要来自( )

A.尾鳍的摆动 B.胸鳍和腹鳍 的`摆动

C.各种鳍的共同作用 D.躯干部和尾鳍的摆动

11.在探究“鱼鳍在游泳中的作用”时，某小组同学正在讨论探究计划，他们按甲、乙、丙、丁的顺序依次发言。你看，一个人一个主意。请你来分析其中蕴含的科学方法。

(1)丙提出的方法在科学研究中叫做____________，本实验采用这种方法最主要的优点是_______________________________________。

(2)丙与丁提出的实验方案，可使实验结果更为可靠的是_________的。因 此，生物科学研究中，在同时有活体和模型可供选用的情况下，应首选___________作为实验材料。

(3)丁提出的实验方案中的A、B分别探究____________、___________在游泳中的作用，它们是实验组还是对照组?_____________。

生物教学中如何渗透防治污染的知识 篇6

一、向学生介绍生物污染的意义

不可否认, 科学技术给人类带来了很大的便利, 但人类在享受生活的同时也要承受因科技发展而产生的副作用。生物科学是一柄双刃剑, 它对人类有着很大的贡献, 如它解决了粮食问题, 提高了人类的医疗水平, 一些最近开展的基因工程更将发挥前所未有的作用, 但是它带来的副作用也在时刻警醒着我们, 一些巨大的风险或许正在暗处伺机而动, 待积累到一定程度后将给人类带来致命的一击。初中生物是义务教育课程的重要组成部分, 我们有必要对学生进行这方面知识的渗透, 既要让学生认识到生物学和生物工程的重大发现和成果, 也要让学生明白一些生物工程可能给人类生存环境带来的负担和损害。笔者将结合生物教材中关于生物污染的内容向学生做一个详细的讲解, 带领大家一起探讨防治生物污染的知识。

二、生物污染的类型和产生的影响

从污染的类型来说, 生物污染有一类是属于物种层次的污染, 在很早的时候这种污染就存在了, 只是随着近代科学技术的发展, 污染的问题更加突出了。生物污染还有一类是属于基因层次的, 这种污染原来并没有, 是在基因工程的发展过程中产生的, 它的危害极大, 越来越受到人们的重视。总的来说, 生物污染会对三个方面产生重要的影响, 一是生物多样性, 二是人类的健康, 三是经济发展。

(一) 对人体健康有害的生物污染

直接作用于人体健康的生物污染古已有之, 此种污染存在时间较长, 人们对它的认识也比较充足。那些会对人体造成伤害, 使人染上各种疾病的生物污染有以下四类:一种是霉菌, 它能够侵染人的各个部位, 使人染上霉菌性的皮肤病, 同时, 它也会让人产生过敏性疾病, 带来重大的危害;第二种是花粉, 它会引起过敏, 使人产生各类过敏性疾病, 如过敏性鼻炎、过敏性哮喘等;第三种是人体携带的细菌和病毒, 在人体免疫力强时, 它们不会爆发, 待到人体免疫力弱时, 就会大肆入侵, 危害人体健康;第四种是动物以及尘螨, 有时鸟类的皮屑和粪便也会成为污染物的来源。

多了解这方面的知识对学生是有好处的, 不仅能让他们养成爱讲卫生的好习惯, 还能使他们增强防病、抗病的知识和能力, 让学生拥有健康的体魄。在教学过程中, 教师可以为学生介绍一下最近几年比较“知名”的、对人类危害比较大的病毒, 如非典、埃博拉等。对于这些病毒, 人类对它们的生物机理并不明确, 也没有良好、有效的防病手段。教师可以让学生了解一下这些课题, 为他们的心灵播种探究的种子, 或许某些年后, 我们的学生就能研制出抗击这些病毒的药物了。

(二) 外来物种对当地生态环境的破坏

人们受猎奇心理的影响总想要引进一些本地没有的物种, 这些外来物种虽然使当地的物种更丰富, 但是对当地生态环境的破坏也是极大的, 近年来有很多这样的例子为我们敲响了警钟。如从西欧引进的一种北美虾, 本以为会促进本地区的物种多样化, 结果却使本地虾全部灭绝;昆明滇池引进了一种南美的水生植物, 该植物的侵入使得大约40种鱼类死亡。在我们江苏, 也曾引进过一些对生态环境有极大破坏作用的外来物种, 如芦竹、牛蛙等, 这些外来物种在新环境中生活得很惬意, 生存环境与原来相差无几, 原有的天敌却消失了, 它们大量繁殖、生长, 侵占了原有物种的空间, 给原有物种带来了致命的伤害, 导致某些物种的灭绝, 间接地破坏了生态环境。

三、基因工程产生的污染

近几年人类加大了对基因工程的研究, 在农业、医学、工艺等领域都能看到转基因生物大放异彩, 同时, 科学家和有关部门也将转基因生物对人类健康带来的危害向我们提出了警告。我们的生活中已经有了转基因食品的影子, 虽然标签上有提示, 但是, 对于普通人来说还是很难判断其优劣的。生物课程是与转基因工程联系最紧密的科目, 我们有责任和义务为学生介绍这方面的知识, 让他们了解一些新的工程成果, 明白什么样的生物污染会对我们的生存环境带来危害。最让人担忧的当数用于治疗异种之间的器官移植的研究和应用。一旦别的动物的基因通过各种途径污染改变了人类的基因, 原来危害别的动物的病毒和疾病也会危害人类。当然克隆等生物工程给环境和和人类所带来的负面影响我们还无法完全认识和预知。因此我们有必要严格管理这一类的研究和应用。一旦别的动物的基因进入人类基因库, 那将会给人类带来毁灭性的灾难。

四、向学生介绍生物污染方面的知识

生物教学中如何渗透防治污染的知识 篇7

一、向学生介绍生物污染的意义

不可否认, 科学技术给人类带来了很大的便利, 但人类在享受生活的同时也要承受因为科技发展而产生的副作用。生物科学是一柄双刃剑, 它对人类有着很大的贡献, 如它解决了人类的粮食问题, 提高了人类的医疗水平, 一些最近研发的基因工程更将发挥前所未有的贡献, 但是, 它带来的副作用也在时刻警醒着我们, 一些巨大的风险或许正在暗处伺机而动, 待积累到一定程度给人类带来致命的一击。

初中生物是义务教育课程的重要组成部分, 我们有必要对学生进行这方面知识的渗透, 既要让学生认识到生物学和生物工程的重大发现和成果, 也要让学生明白一些生物工程可能给人类生存的环境带来的负担和伤害。笔者想要结合生物教材中关于生物污染的内容向学生做一个详细的讲解, 带领他们一起探讨生物污染防治的知识。

二、生物污染的类型

从污染的类型来说, 生物污染有一类是属于物种层次的污染, 在很早的时候这种污染就存在了, 只是随着近代科学技术的发展, 污染的问题更加突出了。生物污染还有一类是属于基因层次的, 这种污染原来并没有, 是在基因工程的发展过程产生的, 它的危害极大, 越来越受到人们的重视。综合来说, 生物污染会对三个方面产生重要的影响, 一是生物多样性, 二是人类的健康, 三是经济发展。

(一) 对人体健康有害的生物污染

直接作用于人体健康的生物污染古已有之, 此种污染存在时间较长, 人们对它的认识也比较充足。那些会对人体造成伤害, 使人染上各种疾病的生物污染有以下四类:1.霉菌, 它能够侵染人的各个部位, 使人染上霉菌性的皮肤病, 同时, 它也会让人产生过敏性疾病, 带来重大的危害。2.花粉, 它会引起过敏, 使人产生各类过敏性疾病, 如过敏性鼻炎, 过敏性哮喘等。3.人体携带的细菌和病毒, 在人体免疫力强时, 它们不会爆发, 待到人体免疫力弱时, 就会大肆入侵, 危害人体健康。4.动物以及尘螨, 有时鸟类的皮屑或粪便也会成为污染物的来源。

多了解这方面的知识对学生是有好处的, 不仅能让他们养成爱讲卫生的好习惯, 还能使他们增强防病、抗病的知识和能力, 让学生拥有健康的体魄。在教学过程中, 教师可以为学生介绍一下最近几年比较“知名”的、对人类危害比较大的病毒, 如非典、埃博拉等。对于这些病毒, 人类对它们的生物机理并不明确, 也没有良好、有效的防病手段。教师可以让学生了解一下这些课题, 为他们的心灵播种探究的种子, 或许, 某些年后, 我们的学生就能研制出抗击这些病毒的手段了呢。

(二) 外来物种对当地生态环境的破坏

人们受猎奇心理的影响总想要引进一些本地没有的物种, 这些外来物种虽然使当地的物种更丰富, 但是对当地生态环境的破坏也是极大的, 近年来有很多这样的例子为我们敲响了警钟。

如, 西欧引进了一种北美虾, 本以为会促进本地区的物种多样化, 结果却使本地虾全部灭绝;昆明滇池引进了一种南美的水生植物, 该植物的侵入使得大约有40种鱼类灭绝。在我国江苏, 也曾经引进过一些对生态环境有极大的破坏作用的外来物种, 如芦竹、牛蛙等, 这些外来物种在新环境中生活得很惬意, 生存环境与原来相差无几, 原有的天敌却消失了, 它们大量繁殖、生长, 侵占了原有物种的空间, 给原有物种带来了致命的伤害, 导致了物种的灭绝, 间接地破坏了生态环境。

(三) 基因工程产生的污染

近几年人类加大了对基因工程的研究, 在农业、医学、工艺等领域都能看到转基因生物大放异彩, 同时, 科学家和有关部门也对转基因生物对人类健康带来的危害对我们提出了警告。我们的生活中已经有了转基因食品的影子, 虽然标签上有提示, 但是, 对于普通人来说还是很难判断其优劣的。

生物课程是与转基因工程联系最紧密的科目, 我们有责任和义务为学生介绍这方面的知识, 让他们了解一些新的工程成果, 明白什么样的生物污染会对我们的生存环境带来危害。

最让人担忧的当数用于治疗异种之间的器官移植的研究和应用。一旦别的动物的基因通过各种途径污染改变了人类的基因, 原来危害别的动物的病毒和疾病也会危害人类。当然克隆等生物工程给环境和人类所带来的负面影响我们还无法完全认识和预知。因此我们有必要严格管理这一类的研究和应用, 一旦别的动物的基因进入人类基因库, 那将会给人类带来毁灭性的灾难。

三、如何向学生介绍生物污染方面知识

水中微生物污染的防治 篇8

(一) 膜污染简介

广义的膜污染是指因在膜外表面、孔间及在膜内部结构之间发生的固态悬浮物和不溶性物质的沉积导致的膜性能的降低。膜污染最直观的表现就是膜通量持续降低, 其造成因素一般认为是浓差极化和狭义的膜污染, 前者是由于膜的固液分离作用, 使较大的溶质被膜截留, 溶质颗粒在膜表面不断的积累, 其在膜面的浓度超过主体溶液的浓度, 在界面上就形成了溶质浓度梯度, 溶质颗粒在梯度力的作用下, 经过界面向主体溶液扩散, 最后堆积在膜表面, 引起渗透压的增加, 使膜通量减少的现象。这是一种可逆污染, 可通过降低料液浓度或改善膜面附近料液侧的流体力学条件, 如提高流速、采用湍流促进器和设计合理的流道结构等方法, 来减小浓差极化的影响。后者是指被处理物料中的微粒、胶体粒子和溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的膜表面或膜孔内吸附、堵塞使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化的现象。根据污染物的颗粒大小和多孔膜的孔径之间的关系将污染分成膜面堆积、全孔堵塞、部分孔堵塞、孔内吸附四种情况。污染物可大致分为有机沉淀 (大分子、生物物质等) , 无机沉淀 (金属氧化物、钙盐等) , 颗粒沉淀三大类。

膜通量的下降严重影响处理进程和出水水质以及膜的使用寿命, 间接增加了处理成本, 所以膜污染的防治在膜生物处理工艺的运行研究中就显得非常重要。膜污染的防治方法和研究主要围绕3个方面展开:膜材料与结构的开发、反应器运行条件的优化及活性污泥混合液性质的调控。超声波防护技术属于对反应器运行条件进行优化范畴, 是一种过程中处理工艺。

(二) 超声波在膜污染防治中的应用

超声波应用于膜分离技术中主要是用超声波来强化膜分离与清洗提高膜通量。研究表明, 超声技术应用于大分子的膜错流过滤过程, 可以有效提高渗透通量, 控制膜污染的发展;对于膜清洗过程, 超声可以有效提高清洗效果。

1. 作用机理

关于超声波强化膜分离与清洗的机理比较复杂。一般认为超声引起膜面的高频振动、超声空化、声流以及热效应是主要机理。

当超声波在液体中传播时, 超声波与液体的作用会产生非热效应, 表现为液体激烈而快速的机械运动与空化现象。超声空化是指液体中的微小泡核在超声波的作用下被激活, 表现为气泡的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列的动力学过程。空化现象和它的各种效应的基本特点都和液体中空穴和空化泡的形成、猛烈闭合有关。当气泡崩溃时, 在极短时间内, 在泡内产生5000K以上的高温和大约5×107pa的高压, 并伴生强烈的冲击波和速度达110m/s左右的极小“微射流喷嘴”, 把水射到膜的表面上, 产生的高能冲击液对污垢层直接反复冲击, 破坏污物与清洗件表面的吸附;引起污物层的疲劳破坏而脱离。加之超声音频振动的协同作用, 气泡还能“钻入”裂缝作振动, 使污垢脱落。同时超声波在清洗液中传播时产生正负交变的声压, 由于非线形效应在固体和液体界面上会产生高速的声流和微声流, 一方面微声流和声流会把新鲜溶液带到膜表面。溶解膜表面的颗粒, 同时空蚀去除不溶解的污染物, 减少膜表结垢。另一方面产生声流和微声流能够直接破坏污物、除去或削弱边界污层、增、加搅拌、扩散作用。

另外, 由于空化泡破裂的瞬间会释放出巨大的能量, 使氢氧键断裂产生氧化能力极强·OH, 同时空化泡内爆时产生的冲击波亦可破坏溶剂结构, 并通过改变活性元素的溶剂化作用而影响其反应活性。所以超声空化在一定程度上可降解反应器中的污染物质, 有助于膜分离的进行。

2. 超声波防治膜污染的国内外研究现状

(1) 国外研究现状

国外将超声波应用于膜污染的防护也限于最近十年, 研究比较系统;我国这方面的研究也就在最近几年, 大量的研究都证实了超声波能够显著提高或恢复膜通量。Takaomikobayashi等设计了三种方式来考察超声波传播方向对葡聚糖溶液渗透通量的影响:方式一膜平行于水平面, 料液位于膜的下方, 小分子物质向上透过超滤膜, 超声波以垂直于膜面的方向向上辐射料液;方式二膜垂直于水平面料液自下而上输送, 超声波位于膜的下方, 其传播方向与膜面平行, 并均匀辐射料液和渗透液;方式三膜平行于水平面, 料液位于膜的上方, 小分子物质向下透过超滤膜。超声波以垂直于膜面的方向向上辐射透过液。结果显示:三种方式超声波辐射强化膜过滤, 其渗透通量均比未经辐射的有显著提高。当超声传播方向与透过液穿过膜的方向一致时, 膜通量提高最大。Xijuncai等利用相同装置研究了低频 (45KHz) 的超声波辐射对1%葡聚糖溶液透过PAN膜的错流超滤性能的影响。发现超声处理对分子量较高的葡聚糖溶液有较大的影响, 渗透通量显著提高;而对水和小分子量的葡聚糖则影响较小。他们还利用GPC凝胶渗透色谱法考察了超声波对葡聚糖分子的影响, 发现若将超声波探头直接放置于溶液中, 可导致葡聚糖的降解;若超声波是穿过超滤装置外壁而辐射到超滤组件中, 则葡聚糖分子量几乎不变。

(2) 国内研究现状

芮延年、郭旭红等在对染料废水的膜分离实验中主要探讨了超声振动对膜反洗周期的影响, 同时就振动频率、频幅和声压与透水率之间的关系进行了研究。试验表明, 当超声频率较低时, 对提高膜的反洗周期影响较小, 而当超声频率超过15k Hz时, 反洗周期成线性增长。声强达到80W/m2时透水率达到最大值。当再提高声强透水率反而下降, 声压过高时膜分离试验装置出现颤抖现象。另外, 通过频率对膜的破坏性试验发现, 适当的频率是可以提高膜的透水率, 当频率过高时反而影响膜的透水率。当频率>50k Hz时, 膜体出现破裂迹象。迪莉拜尔·苏力坦、莫罹、黄霞等在膜法水处理技术中, 对超声波清洗以减少膜污染, 快速恢复膜比通量进行了初步的研究。由于超声波能在清洗溶液中形成极大的扰动, 并伴有强大的冲击波和微射流, 能与污染膜充分接触和作用, 较常规的物化清洗方法效果更好, 可使膜比通量恢复54%。

(三) 存在的问题与展望

1. 研究中存在的问题与不足

空化和空蚀现象对物体的破坏作用是十分强大的, 空泡溃灭还同时产生强烈的振动和噪声, 对水力机械的工作效率和寿命也有很大的危害作用。Masselinlsabelle等通过47k Hz超声波对聚合膜聚矾膜 (PES) 、聚丙烯脂膜 (PAN) 与聚乙烯氟膜 (PVDF) 进行清洗实验, 考察了超声波清洗后膜的通量恢复和损伤情况。研究发现在超声波作用下, PES膜的扩散曲折率参数的变化率值从150%至500%, 显示膜已受到广泛的破坏。扫描电镜来观察PES100膜, 可见多处邻近的膜孔之间相连通, 形成长条的裂纹, 膜的孔径分布也向孔径增大的方向移动。张国俊、刘忠洲等考察了超声波清洗对平板超滤膜的损伤, 研究发现超声波对膜的损伤程度与超声波的功率大小密切相关, 超声波功率大于30W后, 超滤膜的截留率下降明显, 特别是在超声波功率大于50W后, 实验中可用肉眼观察到膜表面的针孔现象。因此, 在采用超声波来清洗超滤膜或用超声波作为强化渗透的一种手段时, 超声波对膜的损伤作用是一个不可忽视的问题。

从现今的研究来看, 单纯采用低功率超声波对污染严重的超滤膜进行直接物理清洗, 通量恢复并不完全。超声波清洗主要还是起到对化学清洗的协同作用。张国俊、刘忠洲等通过超声波和次氯酸钠协同作用清洗超滤膜, 清洗时间从20~30min缩短到5min左右。黄霞等在对膜处理工艺中污染的膜进行清洗, 将化学清洗与超声波相结合进行清洗2h后, 膜过滤性能在常规化学清洗基础上继续提高约20%。

将超声波应用于对膜污染进行防治, 是对超声波声空化效应应用于机械清洗的一种借鉴。但是机械体与膜在结构、性能上有着很大的差异, 声空化效应确实可以通过振动振荡、水力剪切、剥离等作用改变膜附近流体的水力状况, 对膜面污染进行很好的防治, 但是这种可逆污染运用其他传统的污染防治手段同样可以实现, 而且传统的方法经济效果更优, 负效应更小, 所以这种方式在膜污染的防治中作用的机理还需要更深入的研究、其作用效应还需要进行更全面的评估。而对于不可逆膜污染, 运用传统的方法却不能很好地进行防治, 超声波声空化效应得作用能否深入膜孔, 有效消除膜孔堵塞物需要加以考证。

超声波声空化效应是一种能够产生非常规环境条件和作用的效应, 发挥作用的同时伴随着巨大的能量、压力还有机械作用的产生, 这些效应是否会对膜生物反应器中的生物造成不良的抑制乃至致死作用同样值得深究。

直接利用超声波的声空化效应降解处理污水中的污染物质是高级氧化技术中的常规使用方法之一, 对超声波发生器进行一些改性研究, 在实现其防治膜污染的功能的同时强化其氧化降解污染物的功能可以使设备的利用率得到提升, 污染物也能得到更深度的处理, 在基础研究中有必要对这种方式的可行性进行探讨。

2. 研究展望

国内外的超声波强化膜分离与清洗研究大多还只限于实验室阶段, 如要真正用于规模清洗中, 仍有大量的基础性研究工作亟待进一步开展。如何将超声波声场参数 (频率、声强) 、操作参数 (温度、压力、流速等) 、膜材料与结构等因素的优化组合;如何减轻超声波清洗污染膜对于膜化学稳定性、力学性质的损伤;如何将超声波和化学清洗相结合;如何在膜法水处理过程中实现空纤维膜组件的超声清洗等将是今后研究的重点。当然超声波在膜污染防治中的作用机理仍然并不是十分明朗, 超声波防治工艺的设计、与其他工艺联用的设计方面还有许多工作要做, 它们也都是需要进一步深入探讨的问题。

参考文献

[1]隋鹏哲, 文湘华, 黄霞.厌氧膜—生物反应器中超声控制膜污染研究.环境污染治理技术与设备, 2006, 7 (4) :25-29.

[2]章宏梓, 高从锴.膜污染和极化现象.水处理技术, 2006, 32 (4) :1-4.

[3]胡玉平, 姜超.膜生物反应器膜污染机理及其防治.净水技术, 2004, 23 (1) :26-28.

[4]吴金玲, 黄霞.膜—生物反应器混合液性质对膜污染影响的研究进展.环境污染治理技术与设备, 2006, 7 (2) :16-23.

水中微生物污染的防治 篇9

近年来, 经济水平高速发展的同时也带来了日益严重的环境污染问题, 在环境污染防治工作中环境技术、创新技术的应用十分重要, 创新环境技术的有效筛选、大力推广和应用离不开客观、公平和科学的环境技术评价体系。美国环境保护署最早创立环境技术评估 (Environmental Technology Verification) ETV制度, 随后加拿大和日本等国也先后创建并运用ETV制度。环境技术验证评估是在政府、环境技术开发者、使用者的委托下, 由第三方验证和测试机构对创新环境技术的环境保护效果、环境影响等重要性能进行客观、公正和科学的测试和分析, 公开评估报告, 同时授予技术持有方使用ETV标识的行为。环境技术评估制度以客观优质的数据和统计学方法为基础, 对创新的环境技术进行评估, 为环境技术的用户提供可靠的评价, 提高创新环境技术的可信度和竞争力。

我国的环境保护事业越来越受到重视, 环境技术评估方面也取得了一定的成果, 但是随着经济的发展, 现有的环境技术评估模式由于其在客观性、公正性和科学性方面的局限, 已经逐渐无法满足创新环境技术推广和应用的需求。在这种情况下, 加快环境技术评估研究, 创建客观、公平、公正和科学的环境技术评估体系具有十分重要的意义, 是推广和应用创新环境技术的重要基础, 是加速我国环境污染防治工作的强效手段。

1 水污染防治生物处理技术验证评估的意义

对我国水污染防治生物处理技术验证评估方法进行研究的目的是, 结合我国实际情况, 建立一套客观、公正、科学的水污染防治生物处理技术验证评估体系, 指导环境技术验证评估工作按照规定的标准、程序和方法对工业化实验、具有产业化前景的技术、产品和工艺进行实证评估, 着重对这些技术的环境保护效果、环境影响、经济性、科学性、创新性以及技术持有方声明的技术特点进行验证和客观、公正和科学的评价, 有力推动创新环保技术的产业化和市场化。

2 水污染防治生物处理技术验证评估指标体系的构建

借鉴国外环境技术评估技术的先进经验, 同时结合我国国情, 确定我国水污染防治生物处理技术验证评估方法指标体系的设计原则, 主要有以下几个方面:

(1) 符合我国的相关政策法规和技术标准。我国现行的环境政策、环境法规和技术规范等是创建指标体系的主要依据。

(2) 确保验证结果真实、可靠和科学, 确保提供系统、全面的评价, 这要求指标体系清晰、明确、完整、科学。

(3) 评估方法涉及创新的技术, 指标体系要避免泄露技术的核心内容, 保护技术开发者的知识产权。

(4) 验证评估技术不仅要满足当前需要, 还要注重验证评估制度的可持续发展。

(5) 将与国际接轨纳入考虑, 提高技术的竞争性。

依照以上设计原则, 水污染防治生物处理技术验证评估方法指标体系包含测试指标和参考指标两类指标。测试指标是指水质指标、二次污染指标、工艺运行指标和经济技术指标等一级指标以及各一级指标下设的众多二级指标和三级指标。水质指标的测试主要通过分析水质中的污染物浓度, 衡量污水处理技术的水污染物去除性能。水质指标主要是根据我国现行的污水处理排放标准确定的。二次污染指标主要研究所测试技术的使用会对环境造成何种影响, 包括噪声、臭味和固体废物等。工艺运行指标主要考察污染物消减效果和工艺运行参数之间的关系, 它为工艺运行的科学管理和科学评价提供参考。经济技术指标包括能源消耗指标、药剂消耗指标、材料消耗指标、水耗指标和资源能源回收利用率共五项。

测试指标按特性不同分为通用指标和特征指标, 通用指标具有普遍适用性, 适用于各类水污染防治生物处理技术验证评估, 主要有化学需氧量、生物需氧量、PH酸碱度和氨氮等。特征性指标是对所评估技术的特殊处理性能或者水质污染特征进行反映的指标, 特征性指标是申请方和验证机构根据技术的特征和评估要求确定的。

3 水污染防治生物处理技术验证测试的方法

根据现行的环境技术验证评估技术, 基于完整、可靠和科学的指标体系, 确立定量测试分析为主、定性描述为辅的验证方法。各类评价指标优先根据水污染防治相关国标法进行定量分析, 没有相应国标法规定的或者目前不具备定量分析条件的, 可以根据验证测试的规定和程序进行定量分析或者定性描述。水污染防治生物处理技术验证测试分为现场验证测试和实验室验证测试两种。现场验证测试是在水污染防治现场对所验证技术进行实地测试和验证, 这种方法使用便捷、成本较低且获得的数据真实可靠, 主要用于工业废水以及生活污水的验证测试。实验室验证测试是在实验室内模拟水污染现场环境和温度等条件进行的验证测试, 使用该方法可以在短时间内获得大量的、优质的、可重复的实验数据, 节省了验证测试时间, 但同时因为需要严格模拟实际环境, 因此成本费用相对较高, 多用于生物反应器、一体化污水处理设备、生物助剂等技术的验证测试。

参考文献

[1]许春莲, 张伟, 宋乾武, 等.水污染防治生物处理技术验证评估指标研究[J].中国工程科学, 2013, 15 (3) :44-48.

[2]Vanotti MB, Szogi A A, Hunt P G, et al.Development of environmentally superior treatment system to replace anaerobic swine lagoons in the USA[J].Bioresource Technology, 2007, 98 (17) :3184-3194.

[3]孟伟, 张远, 王西琴, 等.流域水质目标管理技术研究:水污染防治的环境经济政策[J].环境科学研究, 2008, 21 (4) :1-9.

[4]黄海明, 宋乾武, 许春莲, 等.水污染防治生物处理技术验证评估方法研究[J].环境工程技术学报, 2012, 2 (3) :259-263.

水中微生物污染的防治 篇10

土壤重金属主要指Cr、Cd、Hg、Pb、类重金属As以及Cu、Zn等,它们的毒害会使农作物减产、品质下降[1],还能通过食物链的富集,传递到动物和人,危害人类身体健康。根据《全国土壤污染状况调查公报》显示我国耕地污染超标点位约占全部点位的16.1%,其中无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%,主要重金属污染物包括Cd、Pb、Hg和As[2]。在粤北地区,矿山开采导致有10%的耕地呈现不同程度的重金属污染[3]。

1 重金属污染现状

粤北地区各类矿产资源丰富,是以有色金属矿居多。长期开采的矿山和冶炼厂包括韶关的大宝山矿区、韶关冶炼厂等。采矿活动产生的重金属随着酸性废水淋滤到环境中,是矿区周边环境重金属污染的最主要问题[4]。

随着矿区持续开采,粤北矿区周边农田土壤和农产品重金属污染问题越来越严重,已经引起政府相关部门重视和科研人员积极研究。周建明等对韶关矿区周边一带农田土壤和蔬菜作物监测表明,有多种蔬菜和稻米中Pb、Cd超标严重[5]。许超等[6]研究调查得出,大宝山矿山下游地区稻田土壤污染是以Cd和Cu为主的多金属复合污染,稻田土壤Cd、Zn、Pb和Cu的平均浓度分别为2.19mg/kg、244.94 mg/kg、179.93 mg/kg和287.91mg/kg,均远高于广东省土壤背景值[7]。相关分析结果表明矿区周边农田土壤重金属污染主要来自矿区酸性废水灌溉。

粤北矿区周边农田土壤大多呈酸性,p H值主要集中在4.38~7.15之间,通过分析以及结合相关报道发现粤北地区土壤中重金属总量和有效态重金属含量随着土壤酸度的变化出现相应的变化,是有效态镉含量随土壤酸性增加而急剧上升。

粤北矿区周边农田土壤呈酸性,其重金属污染呈现出局部高浓度复合型多重金属环境污染。根据广东省土壤背景值和国家土壤环境质量二级标准2个评价标准的评价结果,表明粤北矿区农田土壤受到重金属Cd、Cu、Zu、Pb及类金属As等重金属的污染程度为:Cd>Cu>Zn>Pb>As。

2 矿区农田土壤重金属污染来源

2.1 矿山废水及尾矿的污染

矿山开采及加工活动产生的有毒重金属随着采矿所产生的酸性矿山废水将矿区尾矿中的有毒重金属淋滤带到环境中,从而导致矿区周边农田土壤重金属含量超标。

2.2 矿区含重金属废水灌溉

矿区生产排放废水不少存在重金属含量超标现象,这些重金属含量超标的废水经河道及地下水进入农田系统,导致农田土壤重金属超标,并进一步通过食物链危害人类身体健康。

2.3 大气沉降进入土壤的重金属

矿区生产所产生的含重金属粉尘经过自然沉降和降水进入矿区周围的农田,从而使得农田土壤中Pb、Zn、Cd、Cr、As、Cu等重金属含量超标。

3 矿区农田土壤重金属污染生物修复防治对策

农田重金属修复是我国独有的现状,目前国内外常用的土壤重金属污染技术中物理修复一般工程量大,化学修复会影响土壤理化性质,而生物修复则以工程量小,改善土壤理化性质等优点正变为研究热点,并已逐步用于实际工程中。由于韶关矿区农田重金属污染呈现出局部高浓度复合型多重金属环境污染,所需修复技术和工艺特别复杂,技术要求高,一般的物理和化学方法很难奏效,因此,可选用生物修复技术。一般生物修复技术主要包括以下3种修复技术。

3.1 植物修复

植物通过吸收、降解、根滤、稳定、挥发等生命活动及作用,可以清除土壤和水体中的重金属等污染物质,达到修复环境的目的,因此,植物修复是现今最具有潜力、正在迅速发展的消除环境中重金属污染的绿色的、成本低的、可持续的技术。植物对矿区土壤重金属修复具有长期可持续,修复成本相对较低且生态效益较为明显的特点[10]。

3.2 微生物修复

微生物修复是利用土壤中的一些特殊微生物群落对重金属沉淀、吸附、还原和氧化等物理和化学作用,改变重金属形态或价态从而降低重金属的活性或毒性,达到修复重金属污染土壤的目的。

3.3 植物-微生物联合修复

污染土壤的微生物-植物联合修复主要由2种形式组成,通过某些微生物分泌生物表面活化剂及有机酸,并产生含Fe细胞等提高重金属离子在土壤中的活性,促进植物对重金属吸收;通过与促进植物生长的根际细菌和菌根真菌关联性来提高植物的生物量,从而增加重金属的在植物体内的累积量[11]。

4 结论与展望

生物修复技术是一项有前途的新技术,它是实施较简便、投资较少和对环境干扰较小,能广泛用于矿山农田土壤修复,改良重金属污染农田土壤;对于多金属复合污染更有实用价值。

4.1 韶关矿区

周边农田土壤存在多种类不同程度重金属污染,Cd和As污染严重。

4.2 进一步寻找和筛选

多金属超富集植物与耐性植物,研究如何回收再利用超富集植物体内的重金属以及如何避免不能回收的植物造成再污染[12]。

4.3 研究和制定

合理的以农户为本的农田土壤污染生态补偿机制,保障农户的基本生产生活,以发挥农户的主动性和积极性,从而全面有效的推动我国农田土壤重金属污染防止工作的顺利实施。

摘要：随着矿山持续开采,粤北地区矿山周边土壤重金属污染日趋严重,经常导致该地区农产品重金属含量超标。本文分析了近年来韶关矿区农田土壤重金属污染类型及概况、简述了重金属污染的成因,并据此提出矿区农田重金属污染土壤的生物修复防治措施。

关键词：农田土壤,重金属污染,生物修复

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