藻类在城市污水监测中的应用(1)
水环境污染中生物监测方式及运用
155水环境污染中生物监测方式及运用河北工院云环境检测技术有限公司 赵乾,段晓晨近年来经济增长的同时，我国水资源污染却是越来越严重，无论是居民生活还是各行业对于水的需求和用量都在快速增长。
而水环境质量，特别是居民饮用水的质量直接对人类生活健康产生影响，受检测技术的局限，经常出现污水超标排放情况，将一些重金属、有机物等污染物直接排到自然水体中，造成水体污染。
水环境污染检测作为水环境保护的基础，借助定量调查，掌握目标水体环境与变化特征，获得相应数据保证水环境保护工作的顺利开展。
传统水环境检测时主要采取理化方法，存在检测成本高、污染大等情况，逐渐不能满足实际需求。
生物检测技术主要通过生物个体、群体、群落等对环境污染时所做出的反应来检测和评价其污染程度。
我国生物监测技术起步晚，到目前尚没有形成完整的体系，需要不断发展与完善生物监测技术。
一、水环境污染监测中生物监测技术原理生物体和其生存环境之间属于相互依存，相辅相成的局面，既有帮助又有制约。
一旦环境遭受污染，生物在吸收营养物质时会连带周围污染物一齐吸收，而这些污染物不会像正常物质一般进行消化、吸收和代谢，而是一直积聚在生物体内。
生物体也会因此表现出不同的症状。
生物监测技术，就是利用生物体本身对于污染物或者环境变化所做出的敏感反映来判断水体受污染程度。
如表1，是在检测技术下不同生物对于环境污染所反映出的症状。
通过生物监测能直接反映出致污物的化学效应，使生物受污后的影响全部显现，而且有些生物对于污染物接受的灵敏度甚至超过精密的科学仪器，结果既准确又迅速。
现阶段，水环境监测技术仅能监测单项污染物浓度，但是生物监测技术却能弥补其不足，将污染物的综合影响直观显现不仅操作方便，而且成本低。
但生物检测也存在一定缺陷，它不能对污染物浓度进行准确检测，缺少统一的标准。
无法得出环境因素与污染物的综合影响，整个检测周期较长。
这些也对生物检测技术的应用和推广产生限制，需要技术人员持续研究与改进，使得生物监测技术可以在水环境监测中更好地发挥作用。
藻类在环境污染治理中的应用及其作用原理
藻类在环境工程中的应用及其作用原理一、引言我国是个多湖泊国家,大于lkm2的天然湖泊有2300余个,湖泊总面积为70988km2,总贮水量为708亿m3,其中淡水贮水量为225亿m3,是我国最重要的淡水资源之一,具有水利防洪、通水供水及气候调节等多种功能,对社会和经济的发展起到了不可估量的作用,是人民生活不可缺少的宝贵资源.因此,湖泊水资源与我国的经济持续发展以及人民生活休戚相关.但自70年代以来,随着我国工农业的迅速发展和城镇化进程的加速,工业废水和生活污水排放量日益增加,加之人们环境意识淡薄,将湖泊用作工业废水、生活污水受纳场所和农业灌溉退水的归宿,最终导致了许多湖泊水体污染及富营养化.2004年中国环境状况公报指出,2004年监测的27个重点湖库中,满足II类水质的湖库2个,占7．5％；Ⅲ类水质的湖库5个,占1 8．5％；Ⅳ类水质的湖库4个,占14．8％；V类水质湖库6个,占22．2％：劣V类水质湖库lO 个,占37．0％.其中“三湖”太湖、巢湖、滇池水质均为劣V类,主要污染指标是总氮和总磷.大型湖泊如太湖、巢湖、洪泽湖、洞庭湖、鄱阳湖等因富营养化和水污染严重,导致一些水域已经失去其资源价值,无法利用,且情况仍在恶化,因此湖泊的治理成为当务之急.目前的污水处理工艺较多,可以根据不同的进水水质和处理要求选择相关的工艺.这些在工艺上各具特色的处理系统有一个共同的特征,即都需要比较繁杂的设备,较高的日常运行费用,复杂的管理维护操作,并且对微生物生存的环境条件十分敏感.因此,研究新的污水处理工艺成为必然.而此时藻类便得到了科学家、学者们的亲睐.一、藻类的介绍藻类泛指具同化色素而能进行独立营养生活的水生低等植物的总称.是一类有些也为,如的藻类.主要水生,无维管束,能进行光合作用.体型大小各异,小至长1微米的单细胞的,大至长达60公尺的大型.一些权威专家继续将藻类归入或植物样生物,但藻类没有真正的根、茎、叶,也没有维管束.一些藻类与其他真核生物一样有,有具膜的液泡和如线粒体,大多数藻类於生活过程中需要.用各种分子如叶绿素、、等进行光合作用.地球上的光合作用90％由藻类进行,据信在地球早期的历史上藻类在创造富氧环境中发挥重要作用.藻类植物的种类繁多,目前已知有3万种左右.藻类分布的范围极广,对环境条件要求不严,适应性较强,在只有极低的营养浓度、极微弱的光照强度和相当低的温度下也能生活.不仅能生长在江河、溪流、湖泊和海洋,而且也能生长在短暂积水或潮湿的地方.从热带到两极,从积雪的高山到温热的泉水,从潮湿的地面到不很深的土壤内,几乎到处都有藻类分布.大多数藻类都是水生的,有产于海洋的；也有生于陆水中的淡水藻.在水生的藻类中,有躯体表面积扩大如单细胞、群体、扁平、具角或刺等,体内贮藏比重较小的物质,或生有鞭毛以适应浮游生活的浮游藻类；有体外被有胶质,基部生有固着器或,生长在水底基质上的底栖藻类；也有生长在冰川雪地上的冰雪藻类；还有在水温高达80℃以上温泉里生活的温泉藻类.藻体不完全浸没在水中的藻类也很多,其中有些是藻体的一部分或全部直接暴露在大气中的气生藻类；也有些是生长在土壤表面或土表以下的土壤藻类.就藻类与其它生物生长的关系来说,有附着在动、植物体表生活的附生藻类；也有生长在动物或植物体内的内生藻类；还有的和其它生物营共生生活的共生藻类.总之,藻类的生活习性是多种多样的,对环境的适应性也很强,几乎到处都有藻类的存在.因此,将藻类应用到环境工程中的污水处理、环境净化方面具有相当大的可能性与研究空间.二、藻类在环境污染治理中的应用及其作用原理1.蓝藻基因工程在环境保护方面的应用11吸收重金属1996年美国的Erbe等将小鼠金属硫蛋白基因与报告基因ca t融合后转入聚球藻中, 提高了对重金属Cd2+ 的抗性; 小鼠金属硫蛋白和人肝脏金属硫蛋白已经分别被转进鱼腥藻PCC 7120和集胞藻PCC 6803中并成功表达,可用于改造重金属污染的土壤和水域并回收贵重金属离子.研究发现蓝藻基因组中的植物螯合肽合酶基因编码的植物螯合肽在对重金属解毒过程中扮演了重要的角色, 将此基因在大肠杆菌中表达后可以有效保护大肠杆菌对抗高温、重金属、高盐、杀虫剂和紫外线等的伤害.目前已有一批重金属抗性基因在细菌中表达成功, 如汞操纵子基因、镍转运蛋白基因、汞转运蛋白基因等.这些基因工程菌对重金属的耐受性明显增强, 其吸附容量和选择性吸附能力也有显着的提高.2降解农药鱼腥藻PCC7120可以降解卤代化合物林丹六氯环己烷, 六六六, 转有来源于pseudomona spaucimobilis的linA基因控制林丹降解的第一步的鱼腥藻PCC 7120降解林丹速度加快,并且降解受nir启动子的调控.另外, 表达42氯苯羟化酶的鱼腥藻PCC 7120能降解42氯苯和42碘苯 28.有机磷杀虫剂也可以被蓝藻降解, 甲基对硫磷在有氧、光合条件下可以被鱼腥藻PCC 7120还原转化.因此利用转基因蓝藻解决农药污染成为有希望的途径.1996 年日本的Suzuki等把真养产碱菌Alca ligenes eurtrophus的羧丁酸聚合酶基因转入聚球藻PCC 7942中表达后, 催化合成的聚羟丁酸PHB 是制造可降解塑料的原料.近年来, 中国科学院植物所、上海师范大学和有机化学所合作, 把高等植物光合作用中Calvin循环中三个酶: 果糖1, 6二磷酸酶、果糖1, 6 二磷酸酯醛缩酶ALD 和丙糖磷酸酯异构酶TPI的基因转入鱼腥藻PCC 7120中表达后,明显的提高了吸收和同化CO2 的能力, 希望以后在减少大气中温室气体含量中发挥作用.人们很早就认识到化石燃料是不可再生资源, 因此可再生能源的研究越来越受到人们的关注.除了传统的风能、水能、太阳能等, 生物燃料已经成为研究的热点.生物燃料包括用生物体生产氢气、甲烷、乙醇、生物柴油等, 其中氢气由于燃烧产物是水而成为最清洁的生物燃料.目前为了应对能源危机, 一些科学家正在寻找产氢的生物来制造清洁能源氢气, 蓝藻便是其中之一.目前应用蓝藻产氢还处于研究阶段, 一方面是继续筛选产氢率高的突变株, 另一方面就是有效利用基因工程技术对产氢相关酶基因进行改造, 从而改进生物产氢系统, 使蓝藻提供大量的清洁、高效的理想能源./O +硅藻强化新工艺在污水处理中的应用21A /O +硅藻土水处理新工艺介绍A /O +硅藻精土强化新工艺是利用硅藻土处理技术对传统A /O工艺的改进.用硅藻土处理池取代了传统工艺中的二沉池,首先提高了固液分离效率,降低了占地和投资;其次,不仅发挥了硅藻土物化处理的作用,还充分发挥了微生物载体的作用,提高生化处理效率;再次,系统产生的剩余污泥可通过硅藻精土处理池的自动排泥系统排出.与传统的A /O工艺相比,具有处理效果好、投资费用低、占地面积省等优点.图1典型的A /O +硅藻精土强化新工艺流程框图传统的A /O工艺是在一个反应池中划分为厌氧区和好氧区,只设一个终沉池,碳源物质由污水提供,既节省了外加药剂,又利用了反硝化过程去除了一部分污水中的有机物,节省了能耗.虽然A /O工艺在去除有机物的时候能一定程度上去除磷氮,但很难同时取得好的除磷脱氮效果,而且反应池容积较大,投资费用较高.而当A /O工艺与硅藻精土结合成一个组合工艺,就弥补了双方的不足.2A /O +硅藻精土强化新工艺的作用原理A /O +硅藻精土强化新工艺通过硅藻精土与微生物的协同作用 ,利用硅藻精土处理系统具有的絮凝、吸附和过滤等功能, 提高了对CODcr ,BOD5等有机污染物的去除率及脱氮效果；硅藻土回流至生化池后 ,由于硅藻土具有良好的生物相容性 ,可以作为一种优良的多孔生物载体 ,多种微生物大量富集和挂膜在硅藻土上 ,进一步提高生化系统的处理效果；硅藻精土作为微生物的载体以其巨大的比表面积 ,为微生物提供了一个很好的附着生长的空间；采用硅藻土处理池取代传统工艺中的二沉池 ,表面负荷提高近一倍 ,并提高了泥水分离的处理.目前A /O +硅藻强化新工艺技术以其特有的优点在中小型城镇污水处理领域中备受关注.3取得的成果随着 A /O +硅藻土水处理工艺技术在工程应用中的不断成熟 ,考虑到地区水资源短缺的普遍现象以及缺水地区对污水处理厂出水中水回用的迫切需求 ,江苏省嘉庆水务发展有限公司科研人员和江苏省环境科学研究院、永城市污水处理中心环保专家们经过反复试验论证 ,于 2007年提出了在该工艺中用由特殊材料制成的悬浮填料取代原有的悬挂纤维填料 ,就是生物浮动床 MBBR工艺 +硅藻精土强化工艺 ,它是 A /O +硅藻土水处理工艺技术的延伸.目前生物浮动床 MBBR工艺 +硅藻精土强化工艺已在工程实践中得到应用.本工艺具有以下优点:1处理效果稳定、效率高;2对水质水量的冲击负荷适应能力强;3占地面积小 ,投资省;4能耗低 ,运行费用低;5自控水平高 ,管理要求低 ,维护简便;6该工艺生化部分可采用全地埋式布置 ,故冬季低温对处理系统影响程度小 ,加上硅藻精土的作用不受温度的影响.因此处理系统可以确保冬季低温条件下的处理效果.7出水水质好 ,经过滤、消毒后可以作为中水回用于工厂生产用水、道路冲洗、农田灌溉和绿化.8可根据进水水质浓度的高低和水量的大小调整运行方式 ,降低运行费用.3、川蔓藻在环境修复中的应用3大量的生态学研究已经表明以川蔓藻种群为建群种的海草床对于环境具有极其重要的价值.川蔓藻具有较好的净化水体的功能.它通过与浮游藻类争夺水体营养盐、光照以及释放克藻的次生代谢产物来有效抑制藻类的过量生长,从而提高水体的透明度.因此在富营养化日益严重的河口海岸带恢复与重建川蔓藻具有重要的意义.川蔓藻对于环境变化的高度响应,有利于它在恶化水环境中的恢复与重建.如它对盐度和碱度的较强适应性,可能使它成为生境严重破碎的海岸湿地恢复与重建的先锋植物.2004 年 4 月,研究发现川蔓藻是我国天津滨海滩涂湿地发生次生演替的先锋植物,并首次将它用于以再生水为水源的滨海河道生态修复工程中.研究结果表明：川蔓藻能够在营养盐含量较高的再生水体中生长和繁殖,而且对于再生水体中无机营养盐的去除效果极好.它对于再生水体中的磷酸盐去除率达到 90 %～94 %,氨氮的去除率超过92 %～98 %.再生水河道水体中叶绿素 a 与川蔓藻的生物量呈显着的线性负相关,说明川蔓藻种群能够用于含盐量较高的滨海再生水的富营养化控制.近年来海岸资源调查结果表明,由于滨海城市经济迅速发展带来的河口海岸带的环境污染日益严重,我国华南地区的海草场的生态环境受到明显的威胁,华北渤海湾的大面积的海草场已严重衰退.因此迫切需要我们去了解我国海岸湿地生态系统中的植物资源和它们对于污染环境的适应与改变,并进行生态修复.3．固定化藻类细胞去除污水中N、P的应用4利用藻类处理污水始于20世纪60年代,利用污水培养藻类既可以廉价高效的去除污水中的N、P等污染物质,还可以产生大量的藻类生物量,这些生物量可以作为饲料、肥料或燃料等加以利用.用固定化藻类细胞处理污水具有藻类细胞密度高、反应速度快、去除效率高、藻细胞易于收获、净化后的水可再利用等优点,是一项重要的生物工程技术,在污水处理中有广阔的应用前景.1固定化藻类细胞去除N、P的原理藻类细胞能利用水体中多种无机氮和有机氮化合物作为氮源,利用二氧化碳和硝酸盐作为碳源进行光自养生长,被藻细胞吸收的硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐可以用于氨基酸和蛋白质等物质的合成.污水中磷酸盐的去除有两条主要途径：1在有氧的条件下,直接被藻细胞吸收,并通过多种磷酸化途径转化成ATP、磷脂等有机物；2在无氧的条件下形成磷酸盐沉淀.因此,藻类细胞可以用来去除污水中富集的N、P等营养物质,并以有机物的形式将储存在藻细胞中.而采用固定化技术可以大大提高藻细胞对N、P等营养盐的去除效率.2藻类细胞固定化技术藻类细胞固定化的基本方式有2种：吸附和包埋.吸附是将藻细胞附着在载体基质的表面；而包埋是将藻细胞包埋或封闭在载体的内部.其中,包埋是目前采用的主要方式.包埋载体可以采用人工合成的高分子聚合物,如聚乙烯基泡沫、聚氨基甲酸酯泡沫、聚丙烯酰胺等：也可采用天然聚合物．如褐藻胶、角叉藻胶、琼脂、脱乙酰壳多糖等.包埋方法主要由包埋基质的物理和或化学性质决定.四、藻类在其他方面的应用1、高效藻类塘技术的研究进展5高效藻类塘HRAP,又名高负荷氧化塘.与传统稳定塘SP相比主要有以下几个方面的特征：1塘深较浅,一般为0．3～O．6m,而传统稳定塘的深度根据类型不同一般在O．5～2．0m不等；2有连续搅拌装置,促进塘内的污水与藻类完全混和,并推动水流作环型或螺旋型流动,流速在0．15～O．45rn／s,而传统稳定塘一般没有搅拌装置,只有曝气稳定塘中的曝气装置在曝气的同时起到混合塘内水体的作用；3停留时间较短,一般为4～10天,比传统稳定塘停留时间短7---10倍；4高效藻类塘一般分成几个狭长的廊道,所以廊道的宽度较窄,而传统稳定塘不设挡板没有狭长的廊道.高效藻类塘对污染物的去除主要是通过藻类和细菌的共同作用而完成的.塘内由于水深较浅,太阳光能直射到塘底,所以有利于藻类的新陈代谢.藻类在水中经筛选存活并大量自然繁殖,同时藻类间又相互粘结交联及通过与细菌的作用形成一种类似于活性污泥的可絮凝结构,称之为藻菌共体.塘内生长的藻类光合作用释放的氧供给好氧型微生物进行代谢活动,从而对有机污染物进行氧化分解,代谢产物C02又成为藻类光合作用所需的碳源,如此循环,使水质不断净化.高效藻类塘中藻类对污染物的去除起着直接和间接两种作用.直接的作用是藻类光合作用产生的氧供好氧菌降解有机物之用,同时为硝化细菌创造良好的好氧环境,有利于硝化作用的进行.另外,直接作用还包括藻类的生长繁殖过程中吸收氮、磷等营养盐,有利于氮、磷等污染物的去除.间接作用是藻类光合作用吸收C02,导致水中的pH值升高,从而有利于导致NH3的挥发和磷酸盐的沉淀.高效藻类塘高浓度藻类的光合作用使白天塘内的DO浓度保持在8～15mg／L之间,pH值也能达到8．O～9．5,从而形成了藻菌生长繁殖和污染物去除的有利条件.2冬季水网藻对源水水质的净化作用6水网藻是大型的网片状或网袋形缘藻, 其繁殖能力比形成水花的蓝绿藻更强, 在其生长的过程中可大量吸收水体中的氮、磷, 而使蓝绿藻由于失去赖以生长的高营养条件, 无法在水体中大量繁殖, 可达到以藻治藻的目的.水网藻还是一种营养价值极高的天然饵料.气候温暖的春夏秋季节,水网藻和刚毛藻生长速度快, 对氨氮和生化需氧量等水质指标有较高的去除率, 是净化水源水质的有效生态工程措施.三、总结藻类参考文献【1】席超王春梅施定基,蓝藻基因工程应用研究进展.中国生物工程杂志,2010,303：107【2】赵崇山田欣潘红霞, A /O +硅藻强化新工艺在中小型城镇污水处理中的应用总结.环境科学与管理,2010年3月第35卷第3期92、95页【3】王卫红季民,沉水植物川蔓藻的生态学特征及其对环境变化的响应.海洋通报,2006年6月第25卷第3期第18、19页【4】王起华张岚翠王冰,固定化藻类细胞去除污水中氮、磷的研究进展.工业水处理,2005年6月第25卷第6期第6、7页【5】陈广,高效藻类唐处理太湖地区农村生活污水研究.硕士学位论文,第4、5页【6】王朝晖林秋奇祀桑齐雨藻骆育敏,水网藻Hydrodictyonret reticulatum在不同环境条件下对氮磷的吸收能力.中国环境科学,1999,193：257。
浅谈藻类对环境净化和环境保护的作用
所 以 ，几 乎到 处 都 有 藻 类的 存 在 。将 藻 类 应 用 到环 境 净 ２ ． １ 水质检 测
１ 藻类净化环境的功用
１ ． １ 吸收污染物
当水体 中有机物 浓 度过高 时 ，藻类细 胞可异 养生长 ，
染 ，而且 方便 、快捷 、可信 度高 。根据不 同水 体 中指 永生
物 种类 的变化 ，便可 得知该 水体 的水 质状 况 。通过对 浮游
也 有 产 于海 洋 的 海 藻 。 另外 也 有有 些 非 水 生 的藻 类 ，比 等潜在 危险 。
２ 水质量检测和排除污染物
早在 ｌ ９ ０ ８ 年 ，Ｋ ｏ ｌ ｋ ｗ ｉ ｔ ｚ和 Ｍａ ｒ ｒ ｓ ｏ ￣ ｚ 就将 藻类 用于
水环 境 质量监测 ，提 出 了指 示河流 有机污 染的 污水生 物系 统 以藻类 作为指 示生 物来监 测水 质 ，不但 不会 造成二 次污
重金属 污染 的水体 具有 高效 、低耗 、环保 等特 点。藻 类既
藻 类不 但 应 用 于 水 质监 测 ，而且 还 能 在 去 除 水体 中
可 以利 用 有 机物 ，又 可 以 有效 富 集 、降解 包 括 农药 、烷 的氮 、磷 等营 养物 质和污 水 中的 有机物 ，净化 污水 中起重 烃 、偶 氮染料 、淀 粉 、酚类 、邻苯 二 甲酸 酯及 金属有 机污 要 作用 。藻类 因具有 耐污性 强 ，对温度 和光 强的适应 范 围 染物 等 多 种 有机 化 合 物 。藻 类之 所 以具 有 强大 的 吸附 能 广 ，沉 降性好 且 易于 培养 等特 点而在 污水处理 中得 到广泛 力 ，主 要是其 细胞 壁上 存在 多聚糖 、蛋 白质 、脂类及 核酸 研 究和应 用 。氧化塘 工艺 有机污 染物 由好气性 细菌进 行氧 等物 质 ，一 般情 况下 ，随着温 度的 上升 ，藻类 对污 染物 的 化分解 ，而细 菌生 存所需 要的氧 ，主要 由藻 类的光 合作用 吸附效 果会 下降 。藻 类对金 属离子 的吸 附在酸性 偏 中性 条 提 供 。活性藻 污水 处理技 术 ，不 需要 任何化学 物 品 ，在特 件下效果较 好 ，随 着 ｐ Ｈ 的降低 ，吸附速率 迅速下降…。 的产 量和使 用量 的不断 增加 ，它们 对水 环境所 造成 的污染 令 人 关注 ，被 确 定 为 中 国优 先控 制 的 有 机 污染 物 。藻 类 能对 酚类 化 合物其 进 行物 理吸 附 。ＡＲＡ Ｖ Ｉ ＮＤＨＡＮ 等 ，
藻类在污水处理中的应用
藻类在污水处理中的 应用
污水处理系统
❖ 水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化 学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。
❖ 污染物主要有：（1）未经处理而排放的工业 废水；（2）未经处理而排放的生活污水； （3）大量使用化肥、农药、除草剂的农田污 水；（4）堆放在河边的工业废弃物和生活垃 圾；（5）水土流失；（6）矿山污水。
好氧塘
好氧塘的深度较浅，阳光能透至塘底，全部塘水内都含有溶解氧，塘内菌藻共生， 溶解氧主要是由藻类供给，好氧微生物起净化污水作用。适用于气候温暖且阳光充 足的地区。
好氧塘内的生物种群
好氧塘内的生物种群主要有藻类、菌类、原生动物、后生动物、 水蚤等微型动物。
菌类主要是生存在水深0.5m的上层，浓度为1×108～5×109个/ mL，主要种属与活性污泥和生物膜相同。
稳定塘的流程组合
稳定塘的流程组合依当地条件和处理要求不同而异，下图为几种典型 的流程组合。
稳定塘的流程组合
稳定塘的流程组合
稳定塘的流程组合
我国目前较大的稳定塘
❖ 齐齐哈尔稳定塘 （日处理20万 m3城市污水）; ❖ 西安漕运河稳定塘（日处理17万 m3城市污水） ； ❖ 山东胶州氧化塘（日处理3万 m3城市污水） ；
污水处理概述
❖ 一级处理：机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除 污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等；BOD一 般可去除30%左右，达不到排放标准；
❖ 二级处理：生物处理，主要去除污水中呈胶体和溶 解状态的有机污染物质（BOD，COD物质），去除 率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准；
❖ 三级处理：深度处理，它包括营养物的去除和通过 加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。
污水处理生物技术的应用(1)
污水处理生物技术的应用作者：王东海连冬梅来源：《城市建设理论研究》2013年第24期【摘要】随着城市建设的发展，人民的生活水平不断的提高，人们对城市环境的要求也越来越高。
城市污水处理技术水平的高低直接决定了人民的生活质量，因此，本文就生物技术在污水处理过程中的应用方面做了浅要分析，希望可以起到抛砖引玉的作用，促进我国污水处理生物技术的进一步发展。
【关键词】污水处理生物技术应用中图分类号：U664文献标识码： A 文章编号：一、前言水是人类生命的命脉，是生物赖以生存不可或缺的基本物质。
然而，随着社会经济的迅猛发展和人口的剧增，大量未经处理的工业废水和生活污水肆意排入江河湖泊，使人类有限的淡水资源遭受N,P及有机物的严重污染，水体富营养化进程加速。
寻求能从废水中有效去除过剩营养并使废水得以再利用的高效、低耗、应用性广的污水处理新技术始终是环境科学家们关注和探索的焦点。
随着现代工业化进程的加快，大量未经处理过的生活及工业废水，排入到了江河之中，因此采取适当、合理、有效的方法对城市污水进行处理势在必行。
二、生物膜法技术生物膜法是令微生物附着在惰性滤料上，形成膜状的生物污泥，从而对污水起到净化效果的生物处理方法。
生物膜法技术在 20 世纪六十年代开始出现，起初主要应用于工业废水处理包括高负荷生物滤池、塔式生物滤池等方面，后来扩展到接触氧化法，并广泛运用在纺织、印染、化纤等化工行业的废水处理。
其中，接触氧化法因填料做不到经久耐用、成本低廉，且对大型池的均匀布水布气存在技术困难等，在城市污水处理工程中无法得到广泛应用。
研究结果显示，高负荷生物滤池、固体接触法和生物曝气滤池法等生物膜法技术的突破和投入使用，表明生物膜法在市政污水处理上的良好前景。
首先来看这两项技术的原理。
高负荷生物滤池、固体接触，英文简称 TF/SC，属于美国的城市污水处理标准技术，国内由国家市政工程西北设计研究院与兰州铁道学院联合开发，通过在试验室、中间试验和工程生产试验等各个环节实施全流程试验，获得完整的设计参数后，并建设两座污水量为 10×104m3/d 的规模处理厂投入实用。
藻类在水质监测中的应用
藻类在水质监测中的应用10级生物科学班，100650103,玉罕务（保山学院资源环境学院，云南保山678000 ）摘要：由于藻类对水质环境变化敏感，能够及时准确、综合反映水域生态环境状况。
且大量研究表明，藻类在水环境监测中具有重要的生物指示作用。
为此，利用藻类来评价和监测水质日益受到重视，利用藻类进行水环境监测的方法也越来越成熟。
本文综述了藻类在水质监测中的应用及其应用方法和特点，为综合监测和治理水环境提供一定的理论依据和支持。
关键词:藻类；水质监测；方法Abstract: Since algae is sensitive to water quality environment changes, it can reflect accurate and comprehensive water ecological environment situatio n in a timely manner. And a large nu mber of studies have show n that algae in water environment monitoring has important biological in dicator.Therefore, using algae to evaluati on and mon itor ing of water quality is beco ming more and more atte nti on, the method of using algae in water environment monitoring is becoming more and more mature.This paper reviews the application of algae in water quality monitoring and application methods and characteristics of the comprehensive monitoring and management of water environment for provide certa in theoretical basis and support.Key words: alage; water monitor; methods藻类为低等植物，藻类形态结构非常简单，整个有机体都能吸收营养制造有机物，其繁殖方式简单，通常以细胞分裂为主，当环境条件适宜、营养物质丰富时，藻类个体数的增长非常快。
藻类在污水处理中的应用
藻类在污水处理中的应用藻类在污水处理中的应用第一章引言污水处理是保护环境和人类健康的重要手段，而藻类作为一种微生物能够有效地降解污水中的有机物和氮、磷等营养物质，其在污水处理中的应用逐渐受到关注。
第二章藻类在污水处理中的机理及作用1.藻类的光合作用藻类利用阳光能进行光合作用，通过吸收二氧化碳并释放氧气，从而提高污水中氧气的含量，促进水体中生物的新陈代谢，有助于有害物质的降解。
2.藻类对氮、磷的吸收藻类能够利用污水中的氨氮、硝态氮和磷酸盐等营养物质作为养分，并将其转化为藻类体内的生物质，从而达到污水处理的效果。
第三章藻类在污水处理中的应用方法1.浮游藻类培养利用人工培养池或光合反应器，调控适宜的水质参数和光照条件，使藻类迅速繁殖起来。
然后将浮游藻类与含有污水的水体接触，利用其生物质产生的群落效应，降解污水中的有机物和营养物质。
2.沉水藻类利用将适宜的藻类种子投入污水中，通过给予适宜的污水深度和水力负荷，使藻类在污水中生长繁殖。
然后，通过沉淀池或其他方式收集藻类，达到污水处理的目的。
3.藻类与其他微生物结合利用将藻类与其他降解微生物如细菌等结合使用，通过互补作用，提高污水的降解效率。
第四章藻类在污水处理中的应用效果评价1.污水处理效果的监测通过测定水质参数如COD、氨氮、磷等指标，评估藻类在污水处理中的降解效果。
2.经济性和可持续性评估考虑藻类培养的成本、能源消耗以及藻类在污水处理中的持续运行性，评估藻类污水处理技术的经济可行性和可持续发展性。
第五章藻类在污水处理中的限制与挑战1.温度和光照条件的影响藻类的生长与环境因素密切相关，温度和光照等因素对藻类生长繁殖有较大影响。
2.水质的限制污水中的高浓度重金属离子和有机物等物质可能对藻类的生长和污水处理效果产生负面影响。
3.技术的成熟度和推广应用藻类在污水处理中的应用技术仍处于研究与探索阶段，技术成熟度较低，推广应用还存在一定的挑战。
第六章结论藻类在污水处理中具有潜力，能够有效地降解有机物和氮、磷等营养物质。
污水处理中菌藻共生系统去除污染物机理及其应用进展
污水处理中菌藻共生系统去除污染物机理及其应用进展污水处理中菌藻共生系统去除污染物机理及其应用进展一、引言随着工业化和城市化的不断发展，污水处理问题日益成为全球环境保护的重要议题。
传统的污水处理方法主要依靠生物处理工艺，如厌氧消化、好氧生物处理等。
然而，传统方法存在处理效率低、能耗高以及产生二次污染物等问题。
因此，寻找一种高效且能够同时降解多种污染物的处理方法成为迫切的需求。
二、菌藻共生系统的介绍菌藻共生系统是一种利用藻类和细菌之间的协作关系来处理污水的新型生物法。
藻类对光合作用过程产生的氧气极其敏感，而细菌则需要氧气来进行有氧呼吸，二者之间完美结合，相互促进，并能够降解污水中的有机物、氮、磷等污染物。
菌藻共生系统的建立依赖于一种被称为“转门效应”的现象，即有机污染物通过藻类和细菌的协同作用，使得污水的有机物质降解效率更高，同时还可降低处理过程中耗能。
三、菌藻共生系统去除污染物的机理1. 藻类的光合作用藻类对光敏感，通过光合作用将阳光能量转化为化学能，并产生氧气。
光合作用可以提供丰富的能量，使细菌在有氧条件下得以繁殖和生长。
2. 细菌的降解作用细菌通过降解有机物质来获得能量和生存。
菌藻共生系统中，细菌通过对有机物的氧化降解，将其转化为藻类利用的无机盐，如氨氮转化为亚硝酸和硝酸盐。
3. 菌藻共生的协同作用藻类通过产生氧气满足细菌的需氧呼吸，而细菌则通过分解有机物提供藻类所需的无机盐。
菌藻之间的协同作用形成了一个闭环，实现了有机物和氮磷等污染物的高效降解。
四、菌藻共生系统在污水处理中的应用进展菌藻共生系统在污水处理中的应用已经取得了一些进展。
一些研究表明，菌藻共生系统在处理罐和人工湿地等各种环境中都能得到良好的应用效果。
同时，这种系统的搭建和运行成本较低，对能源的消耗也较少。
然而，目前菌藻共生系统在实际应用中还面临一些挑战。
首先，如何选择适合的微生物种类是关键。
不同环境中的微生物种类和数量不同，需要根据具体的污染物特点进行选择。
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含硫泉水
可疑席藻
含氯废水
河生水绵
清洁水
梭形裸藻 含铬污废水 孤枝根枝藻
富氧清静水
易变裸藻 强酸性水体 项圈新月藻 泥炭沼泽、高山湖泊
厚壁微孢藻 湿草地污水 锐新月藻 含高浓度铬污废水
藻类植物中的叶绿素含 量 、光 合 作 用 能 力 、固 氮 能力等指标的变化来反 映 水 体 的 污 染 状 况 。水 体 被污染后， 藻类的这种生 产 能 力 则 会 发 生 变 化 。水 生生物对污染物具有积 累和放大作用， 用理化检
过各种方式从环境中富集某些元素。用常 ３０ｍｉｎ， 尽量把河段各种大型底栖动物采集 规 理 化 监 测 方 法 来 分 析 是 不 能 得 出 结 果 完 全 ， 然 后 对 所 得 生 物 样 进 行 鉴 定 、分 类 ， 的。只有通过生物监测手段才能得出结果。 再用贝克公式计算， 此法在日本应用已达 藻类监测还能早期发现环境污染 ， 可直接 １０ 多 年 之 久 。 所 得 数 值 与 水 质 的 关 系 为 ：
的运用［Ｊ］．环境与开发， １９９９（ １） ５ 林碧琴， 谢淑琦． 水生藻类与水体污染监测
［Ｍ］．沈阳： 辽宁大学出版社， １９８８ ６ 邓春凯．生 物 的 指 示 作 用 与 水 环 境［Ｊ］．环 境 保
护科学， ２００７（４）
观察污染物对生命系统的危害。此外， 藻类 ＢＩ＞３０ 为 清 洁 水 体 ， ２９￣１５ 为 较 清 洁 水 体 ， ７ 杨阳．污／废水的生物监测方法及其发展［Ｊ］．中
２ 况琪军， 夏宜睁， 惠阳等．重金属对藻类的致
ＰＩＯＮＥＥＲＩＮＧ ＷＩＴＨ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＭＯＮＴＨＬＹ ＮＯ．４ ２００８ １４３
化， 可以比较准确地判断出水环境质量的
用藻类监测水体污染程度和毒性的方
现状和变化。藻类与水环境的指示关系（ 见 法还有水生植物生产力的测定、生物体内
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
表 ３） 。
残留的测定等。生产力的测定是通过测定
表 ３ 水环境的指示藻类
指示藻类
适宜水体
指示藻类
适宜水体
两栖颤藻
高盐污水
小毛枝藻 含铜、铬、酚污废水
镰头颤藻 有毒性工厂废水 团集刚毛藻
验方法测定他们体内的
３．２ 生物指数法
有害物质的含量和分布情况， 可研究水体
生物指数法是用数学公式反映生物群 中污染物的积累、分布和转移规律。
落结构变化， 以评价环境质量。用生物指数
在条件许可的情况下， 应采取藻类监
评价水体环境质量常用的方法是培克法。 测与其他的理化监测进行综合监测， 以确
培 克 （ Ｂｅｃｋ） 于 １９５５ 年 首 先 提 出 以 生 物 指 保监测结果的科学性， 使水质监测工作达
弱因藻类的不同而各异。常见的几种重金 等缓流水体后， 水生生
属污染物对藻类生长的影响（ 见表 １） 。
物特别是藻类将大量
重金属对藻类的毒性作用受各种环境 繁殖， 使生物量的种群
因素直接或间接的影响， 其中主要的环境 种类数量发生改变， 破
表 ２ 富营养化湖泊与贫营养化湖泊中浮游植物的比较
项目
富营养化湖泊
金属 处理浓度（ ｐｐｍ） 影响程度
２
显著抑制
汞
０．５
生长下降
藻类 歧岖鱼腥藻
能对其中的藻类产生影响（ 见表 ２） 。当然， 不同的藻类对于同一种水体污染， 其反应 是不一样的， 有些抗性较强， 难以在短期内
监测水体健康状况。水体中的藻类对污染
０．２
生长抑制 普通小球藻 反映出水质的变化。而有的藻类对各种污
元 素 的 浓 度 ， 却 能 通 过 “生 物 放 大 ”作 用 在 用以评价水体环境质量。它是定量反映藻
生物体内积累， 利用低等植物监测就可能 类生物群落结构的种类、数量及群落中种
清楚地反应出来。
类组成比例变化的信息。多样性指数法中
２．４ 可行性
常用是 沙 农 （ Ｓｈａｎｎｏｎ－ Ｗｅａｖｅｒ） 多 样 性 指
并可能引发水华。 能够利用藻类进
行水体污染监测最主
脆杆藻属（ Ｆｒａｇｉｌａｒｉａ） 冠盘藻属（ Ｓｔｅｐｈａｎｏｄｅｓｃｕｓ）
星杆藻属（ Ａｓｔｅｒｉｏｎｅｌｌａ）
金藻纲（ Ｃｈｒｙｓｏｐｈｙｅａｅ） 锥囊藻属（ Ｄｉｎｏｂｒｙｏｎ）
作者简介： 刘伟（ １９８４～） ， 女， 华东师范大学环境科学系硕士研究生， 研究方向： 环境污染治理； 刘学良（ １９８２～） ， 男， 华东师范大学中国城市研究中心硕士 研 究 生 ， 研 究 方 向 ： 城 市 与 区 域 规 划 ； 何 国 富 （ １９７５～） ， 男 ， 华 东 师 范 大 学 环 境 科 学 系 博 士 ， 研 究 生 导 师 ， 研 究 方 向 ： 水 污 染 控 制 和 生 态 修 复 ； 沙 龙 滨 （ １９８２～） ， 男， 华东师范大学硕士研究生， 研究方向： 环境污染治理。 收稿日期： ２００８－ ０１－ １８
微囊藻属（ Ｍｅｃｒｏｃｙｓｔｉｓ） 片硅藻科（ Ｄｉａｔｏｍａｃｅａｅ）
等片硅藻科（ Ｄｅａｔｏｍａｃｅａｅ） 平板藻属（ Ｔａｂｅｌｌａｒｉａ）
因素有水中的酸碱度（ ｐＨ 值） 、温度、光照、 坏了水体的生态平衡，
直链藻属（ Ｍｅｌｏｓｉｒａ）
小环藻属（ Ｃｙｃｌｏｔｅｌｌａ）
磷 酸 盐 及 螯 合 剂 等 。 水 中 的 ｐＨ 值 和 氧 化 还原电位势是影响水中金属迁移转化的两 个重要的理化因素， 温度是环境中金属离
中各种因素综合作用的结果。
日 本 津 田 松 苗 于 １９６０、１９６４、１９７４ 年
究进展 ［Ｊ］． 辽宁大学学报自然科学版 ， ２０００
２．２ 富集性
对贝克指数作了多次修改， 他提出不限定
（ ３）
生物监测的一个重要特点是它能够通 采 集 面 积 ， 由 ４ ～５ 人 在 一 个 点 上 采 集 ４ 邓义祥， 张爱军．试论藻类在水体污染监测中
数来评价水体污染的程度． 他提出的计算 到一个新水平。
式是： 生物指数（ ＢＩ） ＝２ｎＡ＋ｎＢ 其 中 ： ｎ—生 物 种 类 数 ； Ａ—类 是 敏 感
种类数； Ｂ—类是耐污种类数。 若计算的指数值为 ０， 表示水体被有
参考文献
１ 王丙莲， 杨艳， 张利群等．水质监测中藻类植 物的应用研究进展［Ｊ］．山东科学， ２００７（ １）
监测能监测污染物对环境长时期的影响。 １４￣６ 为不清洁水体， ５￣０ 为极不清洁水体。
国卫生检验杂志， ２００６（ １２）
２．３ 灵敏性
３．３ 多样性指数法
（ 责任编辑 高 平 吕继俊）
有些藻类对污染物很敏感， 在某些情
多样性指数法是应用数理统计法求得
况下甚至精密仪器都不能测出的某些微量 表示生物群落的种类和个体数量的数值，
１４２ 科技创业月刊 ２００８ 年第 ４ 期
藻类在城市污水监测中的应用
应用技术
受的是综合影响， 不只是个别离子的综合 机 物 严 重 污 染 ， １￣６ 为 中 等 污 染 ， １０￣４０ 时
毒效应［Ｊ］．水生生物学报， １９９６（３）
作用， 因而藻类生物监测反映了整个环境 为清洁水区。
３ 姜彬慧， 林碧琴．重金属对藻类的毒性作用研
０．０８
完全抑制 羊角月牙藻 染物具有较好的敏感性， 环境中某些物质
０．０２
显著抑制 歧岖鱼腥藻 的微小变化往往能对这些藻类产生显著的
０．７５
完全抑制 黄群藻 锥囊藻 影响； 还有些藻类只能生活在污水中或为
＞１０
生长抑制 念珠藻
某些污染物特定的指示藻类。
０．５
５０％抑制 淡水硅藻
２．４
５０％抑制 普通小球藻 ２ 藻类监测的优点
质 污 染 现 象 。大 量 工 业
重金属排放到水体中以后， 被藻类吸 废水和生活污水以及
收 ， 影 响 藻 类 的 生 长 代 谢 、抑 制 光 合 作 用 、 农 田 径 流 中 的 植 物 营
减少细胞色素， 导致细胞畸变， 改变天然环 养物质未经处理排入
境中的种类组成。重金属对藻类的毒性强 湖泊、水库、河口、海湾
科技创业
月 刊
ＰＩＯＮＥＥＲＩＮＧ ＷＩＴＨ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＭＯＮＴＨＬＹ
藻类在城市污水监测中的应用
刘 伟 刘学良 何国富 沙龙滨
（ 华东师范大学环境科学系 上海 ２０００６２）
摘 要 藻类在水环境监测中起着非常重要的作用， 和传统的理化监测方法相比， 藻类监测具有其他不具
水污染的藻类监测日益为人们所重
上式 Ｄ 值越大， 说明水体中生物种类
视， 常见的藻类生物监测方法有指示生物 越多， 水质越好； 反之， Ｄ 值越小， 说明水体
法 、生 物 指 数 法 和 多 样 性 指 数 法 等 。
中生物种类越少， 水体水质就越好。一般认
３．１ 指示生物法
为沙农指数与水质的关系为： ０ 无生物， 严
贫营养化湖泊
数量
丰富
稀少
品种
较少
分布
主要生长在水体表层
很多
昼夜间的迁移
有限
可生长至深层
水华现象
经常发生
频繁
主要的藻类 蓝藻纲（ Ｃｙａｎｏｐｈｙｃｅａｅ）
很少出现
鱼腥藻属（ Ａｎａｂａｅｎａ）
绿藻纲（ Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｃｅａｅ）
束丝藻属（ Ａｐｈａｎｉｚｏｍｅｎｏｎ） 角星鼓藻属（ Ｓｔａｕｒａｓｔｒｕｍ）
生物监测价格低廉且不需要购置昂贵 数。其公式为：
仪器。利用生物监测比较方便， 可能克服理
Ｄ＝－ ∑（ ｎｉ ／ｎ） ｌｏｇ２（ ｎｉ ／ｎ）
化监测的局限性和连续取样的繁琐性。
式 中 ： Ｄ— ——多 样 性 指 数 ； ｎ— ——样 品