Ⅰ 生物學的研究意義
生物與人類生活的許多方面都有著非常密切的關系。生物學作為一門基礎科學,傳統上一直是農學和醫學的基礎,涉及種植業、畜牧業、漁業、醫療、制葯、衛生等等方面。隨著生物學理論與方法的不斷發展,它的應用領域不斷擴大。生物學的影響已突破上述傳統的領域,而擴展到食品、化工、環境保護、能源和冶金工業等等方面。如果考慮到仿生學,它還影響到電子技術和信息技術。人口、食物、環境、能源問題是當前舉世矚目的全球性問題。世界人口每年的增長率約20%,大約每過35年,人口就會增加一倍。地球上的人口正以前所未有的速度激增著。人口問題是一個社會問題,也是一個生態學問題。人們必須對人類及環境的錯綜復雜的關系進行周密的定量的研究,才能對地球、對人類的命運有一個清醒的認識,從而學會自己控制自己,使人口數量維持在一個合理的數字上。在這方面生物學應該而且可能做出自己的貢獻。內分泌學和生殖生物學的成就導致口服避孕葯的發明,已促進了計劃生育在世界范圍內的推廣。在人口問題中,除了數量激增以外,遺傳病也嚴重威脅人口質量。一些資料表明,新生兒中各種遺傳病患者所佔的比例在 3%~10.5%之間。在中國的部分山區,智力不全者佔2%~3%,個別地區達10%以上。揭示產生遺傳病的原因,找到控制和征服遺傳病的途徑無疑是生物學又一重要任務。進行家系分析以確定患者是否患有遺傳病,對患者提出有益的遺傳指導和勸告;通過對胎兒的脫屑細胞進行染色體分析和各種酶的生化分析,以診斷未來的嬰兒是否有先天性遺傳性疾病。這些方法都能避免或減少患有遺傳病嬰兒的出生,以減輕家庭和社會的沉重負擔。將基因工程應用於遺傳病的治療稱為基因治療,在實驗動物上對幾種遺傳病的基因治療已取得一些進展。隨著基因工程技術的發展,基因治療將為控制和治療人類遺傳病開辟廣闊的前景。
和人口問題密切相關的是食物問題。食物匱乏是發展中國家長期以來未能解決的嚴重問題,當前世界上有幾億人口處於營養不良狀態。到21世紀初,糧食生產至少每年要增長3%~8%才能使食物短缺狀況有所改善。人類食物的最終來源是植物的光合作用,但在陸地上擴大農業生產的土地面積是有限的,增加食物產量的主要道路是改進植物本身。過去,在發展科學的農業和「綠色革命」方面,生物學已做出巨大的貢獻。今天,人類在一定限度內定向改造植物,用基因工程、細胞工程培育優質、高產、抗旱、抗寒、抗澇、抗鹽鹼、抗病蟲害的優良品種已經不是不切實際的遐想。植物基因工程一些關鍵技術已經有所突破,得到了一些轉基因植物。此外,利用富含蛋白質的藻類、細菌或真菌,進行大規模培養,並從中獲得單細胞蛋白質。由於成功地利用了基因工程並取得了大規模連續發酵工程的技術經驗,單細胞蛋白技術已經取得了重大突破。氨基酸是蛋白質的單體,植物蛋白往往缺少某幾種人體必需的氨基酸,如果在食品中添加某種氨基酸,將會大大提高植物蛋白的生物學價值。用微生物發酵、固定化細胞或固定化酶技產氨基酸,已經逐步形成比較完整的體系,可以預料,氨基酸生產將在營養不良問題上發揮日益重要的作用。現代生物學成就和食品工業相結合,已使食品工業成為新興的產業而蓬勃地發展起來。
20世紀生態學關於人與自然關系的研究,喚醒人類重視賴以生存的生態環境。工業廢水、廢氣和固體廢物的大量排放,農用殺蟲劑、除莠劑的廣泛使用,使大面積的土地和水域受到污染,威脅著人類生產和生活。這就要求人們更深入地研究生物圈中物質和能的循環的生態學規律,並在人類的經濟生活以及其他社會生活中,正確的運用這些規律,使生物能夠更好地為人類服務。現代生物學證明,微生物所具有的生物催化活性是極為廣泛的,利用富集培養法幾乎可以找到降解任何一種含毒有機化合物的微生物,利用基因工程等技術還可以不斷提高它們的降解作用。因此,有降解作用的微生物及其酶制劑就成為消除污染的有力手段。利用微生物防治害蟲,以部分代替嚴重污染的有機殺蟲劑也是大有前途的。在農業中盡快使用生物防治、生物固氮等新技術,改變農業過分依賴石油化工的局面,這是關繫到恢復自然生態平衡的大事,也是農業發展的大勢所趨。大量消耗資源的傳統農業必將向以生物科學和技術為基礎的生態農業轉變
全世界的化工能源(石油、煤等)貯備總是有限的,總有一天會枯竭。因此,自然界中可再生的生物資源(生物量) 又重新被人所重視。自然界中的生物量大多是纖維素、半纖維素、木質素。將化學的、物理的和生物學的方法結合起來加工,就可以把纖維素轉化為酒精,用作能源。有人估計,到20世紀末全世界的汽車約有35%將使用生物量(酒精)。沼氣是利用生物量開發能源的另一產品。中國和印度利用農村廢料進行厭氧發酵產生沼氣已作出顯著成績。世界上已經出現了利用固相化細胞技術的工業化沼氣厭氧反應器。一些單細胞藻類中含有與原油結構類似的油類,而且可高達總重的70%,這是另一個引人注目的可再生的生物能源。太陽能是人類可以利用的最強大的能源,而生物的光合作用則是將太陽能固定下來的最主要的途徑,可以預測,利用生物學的理論和方法解決能源問題是大有希望的。
此外,對人口、食物、環境、能源等問題進行綜合研究,開創各種綜合解決這些問題的方法的農業生態工程的興起,最終將發展新的、大規模的近代化農業。
上面的敘述,僅就人口、食物、環境、能源問題和生物學的關系而言,也還是很不充分的。但由此可以看到,生物學的發展和人類的未來息息相關。
Ⅱ 學習微生物對污水處理的意義
通過微生物生長曲線可以實時的了解到污水處理的程度。微生物生長曲線按微生物生長速度的情況來劃分,可分為四個時期,1.停滯期(調整期)這是微生物培養的最初階段。在這個時期,微生物剛接入,細胞內各種酶系要有一個適應過程。此階段在污水處理中的實際意義不太大,只是對於剛剛運行的污水處理廠或是停頓檢修之後的再運行有意義。2.對數期(生長旺盛期)細胞經過一定時期調整適應後,就可以最快的速度進行增殖,細胞的生長亦就進入了生長旺盛期。在此時期,細菌數以幾何級數增加。在該期間內,細菌的生長速度最大。微生物周圍的營養物質較豐富,生物體的生長,繁殖不受底物限制。在這期間內,死菌數相對來說是較小的,一般在工程實際中,可略去不計。此時的微生物生長雖然旺盛,但不易沉降,在二沉池中仍以懸浮狀態存在,如果以這種狀態的出水排放的話,難以達到排放標准。3.靜止期(平衡期)細胞經過對數期大量繁殖後,污水中的營養物質逐漸被消耗,減少,細胞繁殖速度逐漸減慢,故有時亦稱為減速生長期。在此期間,細胞繁殖速度幾乎和細胞死亡速度相等,活菌數趨近穩定。這個現象的出現,,主要是由於環境中的養料減少,代謝產物積累過多所致。如果再次期間,繼續再增加營養物質,並排除代謝產物,那麼,菌體細胞又可恢復過去對數期的生長速度。當然我們並不希望將微生物的生長狀態定位在對數期,考慮到出水清澈的要求,我們更希望污泥具有良好的沉降性能,處於此時期的污泥即具有這種良好性能,因此,在污水處理中常將微生物固定在本時期。4.衰老期(衰亡期)在靜止期後,由於污水中的營養物質近乎耗盡,細菌將得不到營養而只能利用菌體內的儲存物質或以死菌體作為養料,進行著內源呼吸,維持生命,故亦稱為內源呼吸期。在這期間,活細胞數急劇下降,只有少數細胞能繼續分裂,大多數細胞出現自溶現象並死亡。菌體細胞的死亡速度超過分裂速度,生長曲線顯著下降。在細菌形態方面,此時是退化型較多,有些細菌在這個時期也往往產生芽孢。處於此時期的污泥沒有什麼活性,對有機物的去除基本沒什麼貢獻,因此常在污泥濃縮過程中使用。
希望對你有所幫助。
Ⅲ 水的意義是什麼
1、對氣候
水對氣候具有調節作用。大氣中的水汽能吸收地面輻射量的60%,再以大氣逆輻射的形式返回地面,從而對地面起到保溫作用。水的比熱容很大,海洋和陸地水體在夏季能吸收和積累熱量,使氣溫不致過高;在冬季則能緩慢地釋放熱量,使氣溫不致過低。
雨雪等降水活動對氣候形成重要的影響。海洋和地表中的水蒸發到天空中形成了雲,雲中的水通過降水落下來變成雨,零度以下則變成雪。由於不同的條件,水還會以冰雹、霧、露水、霜等形態出現並影響氣候和人類的活動。
2、對地貌
地球表面有71%被水覆蓋,從空中來看,地球是個藍色的星球。水侵蝕岩石土壤,沖淤河道,夾帶泥沙,營造平原,改變地表形態。
3、對生物
有學說認為,地球上的生命最初是在水中出現的。水是所有生物體的重要組成部分。人體中水佔70%;而水母中98%都是水。水中生活著大量的水生植被等水生生物。
水有利於部分生物化學反應的進行,如動物的消化作用及植物的光合作用。在生物體內還起到運輸物質的作用,如血液中的血漿絕大部分都是水,有助於體內營養及氧的傳輸。由於水可以透過蒸發而降低溫度,因此水對於維持生物體溫度的穩定起很大作用,如動物的汗液及植物的蒸騰作用。
水的氫鍵使水成為特優的吸熱能力,水將大部分所吸收的熱,用來打斷氫鍵,因此不會增加液體的溫度,而水的比熱容在25℃時,大約是4200J kg-1K-1,比其它液體普遍較高。因為有此項特質,生活在水中的有機體能得到水的保護,而不會因空氣中溫度的急遽變化而有致命的危險。
4、對人類社會
水是人類生活的重要資源,一天必需攝取2~3升的水,並提供人們日常生活用水和工農業生產用水,特別是農業需要大量水進行灌溉。
人類文明的起源大多都在大河流域,早期城市一般都在水邊建立,以解決灌溉、飲用和排污問題。在人類日常生活中,水對於人類各方面的作用不可或缺。
隨著科學技術的發展,人們興修水利,與水澇害和洪水等自然災害作斗爭。因此形成了一些專門與水有關的研究領域,如水力學,水文科學,水處理等,甚而產生了以水為生的產業水產業。
來源
地球是太陽系八大行星之中唯一被液態水所覆蓋的星球。地球上水的起源在學術上存在很大的分歧,目前有幾十種不同的水形成學說。
有觀點認為在地球形成初期,原始大氣中的氫、氧化合成水,水蒸氣逐步凝結下來並形成海洋;
也有觀點認為,形成地球的星雲物質中原先就存在水的成分。另外的觀點認為,原始地殼中硅酸鹽等物質受火山影響而發生反應、析出水分。也有觀點認為,被地球吸引的彗星和隕石是地球上水的主要來源
Ⅳ 污水處理的意義
污水處理的意義:將污水進行處理之後,可以對其進行循環使用,為我國的生產減少水資源的消耗。水處理技術利用相關的技術手段對污水進行凈化,使其可以繼續使用,所以污水處理極為重要。
按污水來源分類,污水處理一般分為生產污水處理和生活污水處理。生產污水包括工業污水、農業污水以及醫療污水等,而生活污水就是日常生活產生的污水,是指各種形式的無機物和有機物的復雜混合物,包括:
①漂浮和懸浮的大小固體顆粒;
②膠狀和凝膠狀擴散物;
③純溶液。
按水污的質性來分,水的污染有兩類:
一類是自然污染;另
一類是人為污染,當前對水體危害較大的是人為污染。
污水處理被廣泛應用於建築、農業、交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域,也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。
(4)水處理生物學的意義擴展閱讀
污水處理按照其作用可分為物理法、生物法和化學法三種。
①物理法:主要利用物理作用分離污水中的非溶解性物質,在處理過程中不改變化學性質。常用的有重力分離、離心分離、反滲透、氣浮等。物理法處理構築物較簡單、經濟,用於村鎮水體容量大、自凈能力強、污水處理程度要求不高的情況。
②生物法:利用微生物的新陳代謝功能,將污水中呈溶解或膠體狀態的有機物分解氧化為穩定的無機物質,使污水得到凈化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法處理程度比物理法要高。
③化學法:是利用化學反應作用來處理或回收污水的溶解物質或膠體物質的方法,多用於工業廢水。常用的有混凝法、中和法、氧化還原法、離子交換法等。化學處理法處理效果好、費用高,多用作生化處理後的出水,作進一步的處理,提高出水水質。
一級處理後的廢水BOD去除率只有20%,仍不宜排放,還須進行二級處理。二級處理的主要任務是大幅度去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機物,BOD去除率為80%~90%。
一般經過二級處理的污水就可以達到排放標准,常用活性污泥法和生物膜處理法。三級處理的目的是進一步去除某種特殊的污染物質,如除氟、除磷等,屬於深度處理,常用化學法。
Ⅳ 水在生物學上的重要性有哪些
水是動物生活所必需的物質,也是其最重要的生存條件之一。單從有機體中含有大量水分的事實就足以看出其舉足輕重的意義。昆蟲體內的含水量占體重的46-92%,文昌魚佔87%,蝌蚪佔93%,哺乳類約佔75%。
生命起源於水環境,許多動物目前仍在水中生活。
水的重要意義,首先表現在有機體內部水是一切生命活動,生化過程的基本保證。動物的呼吸,排泄等生理活動都離不開水。植物體內營養物質的運輸也離不開水。溶於水中的鹽類起著維持和調節滲透壓的作用。
誰在陸生生物熱能代謝過程中起著重要作用。蒸發散熱是動物降低溫度的重要手段。
環境中的水、濕度和降水量等都會影響到植被的生長情況和分布,從而間接對動物產生影響。
Ⅵ 生物科學的研究意義
生物與人類生活的許多方面都有著非常密切的關系。生物科學作為一門基礎科學,傳統上一直是農學和醫學的基礎,涉及種植業、畜牧業、漁業、醫療、制葯、衛生等等方面。隨著生物科學理論與方法的不斷發展,它的應用領域不斷擴大。現在,生物科學的影響已突破上述傳統的領域,而擴展到食品、化工、環境保護、能源和冶金工業等等方面。如果考慮到仿生學,它還影響到電子技術和信息技術。
人口、食物、環境、能源問題是當前舉世矚目的全球性問題。目前,世界人口每年的增長率約20%,大約每過35年,人口就會增加一倍。地球上的人口正以前所未有的速度激增著。人口問題是一個社會問題,也是一個生態學問題。人們必須對人類及環境的錯綜復雜的關系進行周密的定量的研究,才能對地球、對人類的命運有一個清醒的認識,從而學會自己控制自己,使人口數量維持在一個合理的數字上。在這方面生物科學應該而且可能做出自己的貢獻。內分泌學和生殖生物科學的成就導致口服避孕葯的發明,已促進了計劃生育在世界范圍內的推廣。在人口問題中,除了數量激增以外,遺傳病也嚴重威脅人口質量。一些資料表明,新生兒中各種遺傳病患者所佔的比例在3%~10.5%之間。在中國的部分山區,智力不全者佔2%~3%,個別地區達10%以上。揭示產生遺傳病的原因,找到控制和征服遺傳病的途徑無疑是生物科學又一重要任務。目前,進行家系分析以確定患者是否患有遺傳病,對患者提出有益的遺傳指導和勸告;通過對胎兒的脫屑細胞進行染色體分析和各種酶的生化分析,以診斷未來的嬰兒是否有先天性遺傳性疾病。這些方法都能避免或減少患有遺傳病嬰兒的出生,以減輕家庭和社會的沉重負擔。將基因工程應用於遺傳病的治療稱為基因治療,在實驗動物上對幾種遺傳病的基因治療已取得一些進展。隨著基因工程技術的發展,基因治療將為控制和治療人類遺傳病開辟廣闊的前景。
食物匱乏是發展中國家長期以來未能解決的嚴重問題,當前世界上有幾億人口處於營養不良狀態。從目前到21世紀初,糧食生產至少每年要增長3%~8%才能使食物短缺狀況有所改善。人類食物的最終來源是植物的光合作用,但在陸地上擴大農業生產的土地面積是有限的,增加食物產量的主要道路是改進植物本身。過去,在發展科學的農業和「綠色革命」方面,生物科學已做出巨大的貢獻。今天,人類在一定限度內定向改造植物,用基因工程、細胞工程培育優質、高產、抗旱、抗寒、抗澇、抗鹽鹼、抗病蟲害的優良品種已經不是不切實際的遐想。近年來,植物基因工程的一些關鍵技術已經有所突破,得到了一些轉基因植物。此外,利用富含蛋白質的藻類、細菌或真菌,進行大規模培養,並從中獲得單細胞蛋白質。由於成功地利用了基因工程並取得了大規模連續發酵工程的技術經驗,單細胞蛋白技術已經取得了重大突破。氨基酸是蛋白質的單體,植物蛋白往往缺少某幾種人體必需的氨基酸,如果在食品中添加某種氨基酸,將會大大提高植物蛋白的生物科學價值。目前,用微生物發酵、固定化細胞或固定化酶技術生產氨基酸,已經逐步形成比較完整的體系,可以預料,氨基酸生產將在營養不良問題上發揮日益重要的作用。現代生物科學成就和食品工業相結合,已使食品工業成為新興的產業而蓬勃地發展起來。
20世紀生態學關於人與自然關系的研究,喚醒人類重視賴以生存的生態環境。工業廢水、廢氣和固體廢物的大量排放,農用殺蟲劑、除莠劑的廣泛使用,使大面積的土地和水域受到污染,威脅著人類生產和生活。這就要求人們更深入地研究生物圈中物質和能的循環的生態學規律,並在人類的經濟生活以及其他社會生活中,正確的運用這些規律,使生物能夠更好地為人類服務。現代生物科學證明,微生物所具有的生物催化活性是極為廣泛的,利用富集培養法幾乎可以找到降解任何一種含毒有機化合物的微生物,利用基因工程等技術還可以不斷提高它們的降解作用。因此,有降解作用的微生物及其酶制劑就成為消除污染的有力手段。利用微生物防治害蟲,以部分代替嚴重污染的有機殺蟲劑也是大有前途的。在農業中盡快使用生物防治、生物固氮等新技術,改變農業過分依賴石油化工的局面,這是關繫到恢復自然生態平衡的大事,也是農業發展的大勢所趨。大量消耗資源的傳統農業必將向以生物科學和技術為基礎的生態農業轉變
全世界的化工能源(石油、煤等)貯備總是有限的,總有一天會枯竭。因此,自然界中可再生的生物資源(生物量)又重新被人所重視。自然界中的生物量大多是纖維素、半纖維素、木質素。將化學的、物理的和生物科學的方法結合起來加工,就可以把纖維素轉化為酒精,用作能源。有人估計,到20世紀末全世界的汽車約有35%將使用生物量(酒精)。沼氣是利用生物量開發能源的另一產品。中國和印度利用農村廢料進行厭氧發酵產生沼氣已作出顯著成績。世界上已經出現了利用固相化細胞技術的工業化沼氣厭氧反應器。一些單細胞藻類中含有與原油結構類似的油類,而且可高達總重的70%,這是另一個引人注目的可再生的生物能源。太陽能是人類可以利用的最強大的能源,而生物的光合作用則是將太陽能固定下來的最主要的途徑,可以預測,利用生物科學的理論和方法解決能源問題是大有希望的。
此外,對人口、食物、環境、能源等問題進行綜合研究,開創各種綜合解決這些問題的方法的農業生態工程的興起,最終將發展新的、大規模的近代化農業。由此可以看到,生物科學的發展和人類的未來息息相關。
Ⅶ 高中生物水的作用
水是生命存在的環境條件,同時也是生活物質本身化學反應所必需的成分,水對於維持生物體的正常生理活動有著重要的意義,因此水是生物體不能缺少的物質。
1.水是細胞內的良好溶劑
生物體內的大部分無機物質及一些有機物,都能溶解於水。水是物質擴散的介質,也是酶活動的介質。細胞內的各種代謝過程,如營養物質的吸收,代謝廢物的排出,以及一切生物化學反應等,都必須在水溶液中才能進行。
2.水的其他作用
①由於水分子的極性強,能使溶解於其中的許多種物質解離成離子,這樣也就有利於體內化學反應的進行。
②由於水溶液的流動性大,水在生物體內還起到運輸物質的作用,將吸收來的營養物質運輸到各個組織中去,並將組織中產生的廢物運輸到排泄器官,排出體外。
③水的比熱大,1 g水從15 ℃上升到16 ℃時需要4.18 J熱量,比同量其他液體所需要的熱量多,因而水能吸收較多的熱而本身溫度的升高並不多。水的蒸發熱較大,1 g水在37 ℃時完全蒸發需要吸熱2.40 kJ,所以蒸發少量的汗就能散發大量的熱。再加上水的流動性大,能隨血液循環迅速分布全身,因此水對於維持生物體溫度的穩定起很大作用。
④水還有潤滑作用。
⑤對植物來說,水能保持植物的固有姿態。由於植物的液泡里含有大量的水分,因而可以維持細胞的形態而使植物枝葉挺立,便於接受陽光和交換氣體,保證正常的生長發育。
⑥對生物體的生命活動起重要的調控作用。生物體內水的含量的多少以及水的存在狀態的改變,都影響著新陳代謝的進行。一般情況下,代謝活躍時,生物體內的含水量在70%以上含水量降低,則生命活動不活躍或進入休眠。當自由水比例增加時,生物體的代謝活躍,生長迅速而當自由水向結合水轉化較多時,代謝強度就會下降,抗寒、抗熱、抗旱的性能提高。
Ⅷ 簡述水的生態學意義
首先,水是任何生物體都不可缺少的重要組成成分,生物體的含水量一般為60~80%,有些生物可達90%以上(如水母、蝌蚪等),從這個意義上說,沒有水就沒有生命。其次,生物的一切代謝活動都必須以水為介質,生物體內營養的運輸、廢物的排除、激素的傳遞以及生命賴以存在的各種生物化學過程,都必須在水溶液中才能進行,而所有物質也都必須以溶解狀態才能出入細胞,所以在生物體和它們的環境之間時時刻刻都在進行著水交換。
各種生物之所以能夠生存至今,都有賴於水的一種特性,即在3.98℃時密度最大。水的這一特殊性質使任何水體都不會同時全部凍結,當水溫降到
3.98℃以下時,冷水總是在水體的表層而暖水在底層,因此結冰過程總是從上到下進行,這對歷史上的冰河時期和現今寒冷地區生物的生存和延續來說是至關重要的。此外,水的熱容量很大,而且吸熱和放熱是一個緩慢的過程,因此水體溫度不像大氣溫度那樣變化劇烈,也較少受氣溫波動的影響,這樣,水就為生物創造了一個非常穩定的溫度環境。
生物起源於水環境,生物進化90%的時間都是在海洋中進行的。生物登陸後所面臨的主要問題是如何減少水分蒸發和保持體內的水分平衡。至今,完全適應在乾燥陸地生活的只有像高等植物、昆蟲、爬行動物、鳥類和哺乳動物這樣一些生物,因為它們的表皮和皮膚基本是乾燥和不透水的,而且在獲取更多的水、減少水的消耗和貯存水三個方面都具有特殊的適應。水對陸生生物的熱量調節和熱能代謝也具有重要意義,因為蒸發散熱是所有陸生生物降低體溫的最重要手段。
Ⅸ 水的透明度有何生物學意義
什麼叫水的透明度?
水的透明度是指水的清澈程度。即將水注入特製的玻璃管中,以玻璃管下部白磁板上的黑點剛剛消失,而十字尚能看見時的水位高度(cm),為該水樣的透明度。
由於水的透明度是由其所含懸浮物的多少所決定,因此透明度基本上可以表徵水樣中懸浮物含量的多少。水中懸浮物含量大,則水的透明度低;水中懸浮物含量小,則水的透明度就高。
Ⅹ 1. 從生態系統的角度分析水體為什麼可以自凈水體自凈對污水生物處理有什麼意義,關鍵是什麼
水體自凈過程大致經歷如下幾個階段:①有機污染物排入水體後被水體稀釋,有機和無機固體物沉降至河底。②水體中好氧細菌利用溶解氧把有機物分解為簡單有機物和無機物,並用以構建自身有機體,水中溶解氧被大量消耗而急速下降以至為零,此時魚類絕跡,原生動物、輪蟲、浮游甲殼動物死亡,厭氧細菌大量繁殖,對有機物進行厭氧分解。③有機污染物在微生物代謝作用最終被礦化,生成CO2、H2O、PO43-、NH4+和H2S等,而NH4+和H2S等有可在硝化細菌和硫化細菌作用下,進一步被氧化為穩定的NO3-和SO32-。④隨著水體的自凈,有機物成為水體微生物生長繁殖的限制性因素,再加上諸如陽光照射、溫度、pH值和毒物等其他生態因子的變化,以及生物的拮抗作用,使前一階段大量繁殖的細菌死亡,溶解氧上升,水質變清,高等水生動物重新出現,水體恢復到污染前的狀態和功能,自凈過程完成。
水體自凈是廢水生物處理的基本原理所在,污水處理通過各種辦法把污水中的污染物分離出來,或使其轉化為無害的物質,從而使污水得到凈化的過程。處理污水的方法有物理法、化學法、物理化學法、生物法四種。物理法主要是通過物理作用來分離或回收污水中的懸浮物質;化學法主要是藉助化學反應的作用,來回收或去除污水中的溶解性物質;物理化學法是用物理和化學的過程來分離污水中的溶解性污染物,以及使水循環利用等;生物法是利用水中的微生物使污水中的有機污染物分解和轉化為簡單物質的過程。
大多數廢水生物處理工藝都是對水體自凈過程某些作用的加強或全部作用的加強,一些新技術的出現也和水體自凈規律的研究有著密切聯系。在污水處理中常用到一下方法活性污泥法(包含吸附作用、代謝作用、凝聚和沉降) 生物膜法 穩定塘法 厭氧處理法,這些常用的方法都是利用水體自凈的原理處理。