李強(qiáng)

（重慶市環(huán)境保護(hù)工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，重慶400020）

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，制造的廢物垃圾越來(lái)越多，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。自然界中的微生物種類繁多，起著物質(zhì)轉(zhuǎn)化與降解作用，是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一，將微生物應(yīng)用到環(huán)境污染治理中，可以實(shí)現(xiàn)垃圾的無(wú)害化降解和污染的有效治理，在廢水中投入微生物可以有效降解廢水中的污染物，達(dá)到利用微生物進(jìn)行環(huán)境治理保護(hù)的目的。

2 固定化酶技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用

2.1 進(jìn)行環(huán)境污染物的監(jiān)測(cè)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)水環(huán)境造成了很大程度的污染與破壞，極大地危害水體周圍人們的健康和安全，因此，要加大對(duì)有關(guān)水體的檢測(cè)工作，保障水體的安全性和可靠性。固定化酶技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，縮短檢測(cè)使用的時(shí)間，使檢測(cè)效率大大提高。利用固定化酶制定的酶反應(yīng)器可以直接進(jìn)行環(huán)境污染物的監(jiān)測(cè)，也可以在固定化酶技術(shù)的基礎(chǔ)之上，輔助應(yīng)用傳感器技術(shù)提高檢測(cè)的靈敏性。酶反應(yīng)器與傳統(tǒng)的檢測(cè)手段相比，成本更低，靈敏度更高，體積小，攜帶方便，特異性強(qiáng)，在水體環(huán)境的檢測(cè)過(guò)程中有十分廣泛的應(yīng)用。此外，酶反應(yīng)系還可以應(yīng)用于農(nóng)藥的檢測(cè)，研究人員利用固定化乙酰膽堿酯酶制成檢測(cè)設(shè)備，可以快速準(zhǔn)確地檢測(cè)蔬菜樣品中的農(nóng)藥殘留情況[1]。

2.2 固定化酶應(yīng)用于有機(jī)廢水處理工作

水體污染工作一直無(wú)法得到有效治理的一個(gè)主要原因是缺乏系統(tǒng)科學(xué)的廢水處理與治理手段，由于廢水成分相對(duì)比較復(fù)雜，波動(dòng)性較大，只選取一種或單獨(dú)幾種固定化酶往往無(wú)法很好地實(shí)現(xiàn)水體中垃圾的降解，所以一般采取組合使用的方法，使污染物能夠得到有效處理。根據(jù)實(shí)際固定化酶的應(yīng)用案例來(lái)看，多種固定化酶聯(lián)用的效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于單一固定化酶，但從實(shí)際污水處理活動(dòng)中來(lái)看，固定化酶處理方法相對(duì)來(lái)說(shuō)投入成本較高，而且固定化酶壽命較短，機(jī)械強(qiáng)度較差，本身也容易變質(zhì)，影響固定化酶在污水處理中的應(yīng)用效果[2]。

污水處理中常用的固定化酶包括漆酶酪氨酸酶、辣根過(guò)氧化物酶等，這些酶具有較強(qiáng)的降解能力，可以有效降解廢水中毒性較強(qiáng)的酚類。用固定化酶也可以有效處理受污染水體中的農(nóng)藥，利用聚丙烯負(fù)載二氧化鈦膜固定農(nóng)藥降解酶，可以有效降解農(nóng)藥中的甲基對(duì)硫磷，減少農(nóng)藥對(duì)水體環(huán)境的污染。隨著人們對(duì)固定化酶降解技術(shù)的研究不斷深化，固定化酶技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟，各種新的固定化酶廢水處理技術(shù)層出不窮，進(jìn)一步擴(kuò)大了固定化酶的使用領(lǐng)域。比如當(dāng)前正熱的污染水源修復(fù)固定化酶復(fù)合材料，可以廣泛應(yīng)用于廢水處理工程，材料成本較低，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，具有綜合交叉學(xué)科創(chuàng)新集成的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了原有固定化酶的不足，具有極大的應(yīng)用空間和發(fā)展?jié)摿3]。

2.3 固定化酶技術(shù)用于大氣治理活動(dòng)

工廠生產(chǎn)過(guò)程中排放的煙氣、汽車尾氣以及秸稈燃燒等都會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成污染和破壞，而且隨著我國(guó)工業(yè)體系的不斷完善和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，能源資源消耗量逐年加大，導(dǎo)致空氣中二氧化碳含量越來(lái)越多，其他污染物質(zhì)的比例也相應(yīng)上升，嚴(yán)重影響人們的生活環(huán)境。利用固定化酶技術(shù)可以減少大氣環(huán)境中二氧化碳的量，改善大氣環(huán)境質(zhì)量，比如以還原型煙酸胺腺嘌呤二核苷酸為電子供體制備的一種新型海藻酸，可以把二氧化碳催化成甲醇，或者催化二氧化碳水化。

2.4 固定化酶技術(shù)在清潔生產(chǎn)中的應(yīng)用

固定化酶技術(shù)在使用過(guò)程中一般不會(huì)產(chǎn)生二次污染，反應(yīng)條件相對(duì)比較溫和，因此廣泛應(yīng)用于企業(yè)的清潔生產(chǎn)過(guò)程中，并隨著技術(shù)研究的不斷深化，在清潔生產(chǎn)工藝中應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。比如在造紙廠生產(chǎn)過(guò)程中，使用木聚糖酶和漆酶可以防止生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生氯代有機(jī)物質(zhì)，減少污染物的排放，解決該工藝生產(chǎn)過(guò)程中的污染問(wèn)題。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，固定化酶技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷拓寬，各種新型固定化酶技術(shù)和聯(lián)合固定化酶技術(shù)在污染治理和污染防護(hù)過(guò)程中有良好的應(yīng)用效果，具有重要的環(huán)保意義和環(huán)保價(jià)值。

3 固定化微生物在環(huán)境工程中的運(yùn)用

3.1 處理廢氣

我國(guó)對(duì)固定化微生物技術(shù)的研究相對(duì)來(lái)說(shuō)起步較晚，雖然發(fā)展速度快，但與發(fā)達(dá)國(guó)家之間仍然存在較大的差距。我國(guó)針對(duì)固定化微生物在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用最早可以追溯于20世紀(jì)90年代，但只有數(shù)量很少的研究人員進(jìn)行該項(xiàng)目的研究，相關(guān)的實(shí)踐與理論知識(shí)較少，例如通過(guò)滴濾塔反應(yīng)器對(duì)含硫化氫的氣體進(jìn)行處理，通過(guò)海藻酸鈉和氯化鈣交聯(lián)法可以達(dá)到硫化氫氣體80%的凈化效果。比如通過(guò)固定床反應(yīng)器可以對(duì)固定化微生物的作用進(jìn)行系統(tǒng)的分析和探究，通過(guò)使用海澡酸鈉包埋的活性污泥對(duì)含有氨氣的臭氣進(jìn)行處理，處理結(jié)果表明氨基的去除力能夠達(dá)到90%以上。使用固定化微生物也可以對(duì)含甲硫醇的惡臭氣體進(jìn)行處理和過(guò)濾，處理效率高，能夠除去99%以上的甲硫醇?xì)怏w，而且處理速度快。只要在反應(yīng)塔中停留十幾秒便可實(shí)現(xiàn)大多數(shù)甲硫醇?xì)怏w的去除，具有良好的處理效果。

3.2 固定化微生物在廢水處理中的應(yīng)用

固定化微生物技術(shù)有較高的生物量和比較高的生物活性，在進(jìn)行廢水處理過(guò)程中，固定化微生物通過(guò)生物育種的形式固定廢水中的有機(jī)污染物和微生物，避免廢水中微生物的繁殖和變異，從而實(shí)現(xiàn)廢水的凈化。

4 固定化酶技術(shù)與固定化微生物的前景和展望

固定化酶技術(shù)和固定化微生物技術(shù)都是一種相對(duì)比較新的污水處理技術(shù)，雖然在其他領(lǐng)域有比較廣泛的應(yīng)用，但在污水處理過(guò)程中，仍然沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)?；氖褂?。在利用固定化酶技術(shù)和固定化微生物技術(shù)進(jìn)行環(huán)境污染治理的過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際污染情況和污染物的種類，采取針對(duì)性的方法合理處理固定化酶和固定化微生物，保證投入使用的效果，推進(jìn)環(huán)境工程的發(fā)展進(jìn)程。從實(shí)際使用過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，固定化酶技術(shù)和固定化微生物技術(shù)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)和水污染的治理方面有十分顯著的效果，可以明顯改善水體質(zhì)量，減少水體污染。同時(shí)，這兩種技術(shù)在其他領(lǐng)域尤其是環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域也有十分廣泛的應(yīng)用，包括對(duì)水生物的處理，二氧化碳的處理以及土壤條件的改善等。因此，固定化酶技術(shù)和固定化微生物技術(shù)在環(huán)境工程領(lǐng)域有至關(guān)重要的作用，并具有良好的發(fā)展前景和應(yīng)用前景，相應(yīng)的技術(shù)人員與研究機(jī)構(gòu)要不斷加強(qiáng)對(duì)固定化酶和固定化微生物技術(shù)的研究，大力開發(fā)針對(duì)性強(qiáng)、靈敏度高、成本低的固定化酶與固定化微生物治理技術(shù)，有效推進(jìn)環(huán)境工程污染治理工作，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，固定化酶和固定化微生物技術(shù)能夠充分利用自身的優(yōu)勢(shì)，有效降解環(huán)境污染物中的有害物質(zhì)，在環(huán)境工程領(lǐng)域有十分關(guān)鍵的應(yīng)用價(jià)值，本文主要針對(duì)固定化酶和固定化微生物的應(yīng)用進(jìn)行探討，指出二者的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用效果，希望能為環(huán)境工程污染物治理與污染監(jiān)測(cè)工作提供一定的參考。