管道生產管理
[拼音]：shengwu jinghua
[英文]：biological purification
生物類群通過代謝作用（異化作用和同化作用）使環境中的汙染物的數量減少，濃度下降，毒性減輕，直至消失的過程。
概述
根據生態學的觀點，生物圈可以分為陸地生態系統、淡水生態系統和海洋生態系統。它們之間在物質迴圈和能量流動方面有緊密的內在聯絡。水體、空氣和土壤的汙染，只要不超過生態系統的負載能力，汙染物就可以通過物理的、化學的和生物學的作用得到淨化，其中生物學的作用佔有十分重要的地位。如果環境汙染物超過了生態系統的負載能力，生物淨化作用就會遭到破壞，整個生態系統就有可能失去平衡，產生不良的後果。隨著人類社會的進步和生產力的發展，生物淨化的功能在更大的規模上得到利用，並逐步發展成為環境生物工程的重要組成部分。
陸地生態系統的生物淨化作用
包括植物對大氣汙染的淨化作用和土壤-植物系統對土壤汙染的淨化作用。
植物淨化大氣主要是通過葉片的作用實現的。因此，就同一種植物而言，葉的面積愈大，葉片生產量愈高，淨化作用就愈強。一般可以應用植物生態學中的“葉面積指數”（即植物的總葉面積與該植物所佔土地面積之商值）作為衡量植物淨化功能的一個引數。在這方面，木本植物比草本植物有明顯的優勢，因而森林淨化大氣的作用日益受到重視。綠色植物（包括樹木和草坪）淨化大氣的作用主要有：
（1）吸收二氧化碳，放出氧氣，維持人類環境中兩者的平衡；
（2）對降塵和飄塵有滯留過濾作用；
（3）在植物抗性範圍內能通過吸收而減少空氣中二氧化硫、氟化氫、氯氣等有害物質的含量；
（4）在植物抗性範圍內能減少臭氧的發生，減輕光化學煙霧汙染；
（5）有過濾細菌或殺菌作用；
（6）對某些重金屬有吸收和淨化作用；
（7）減輕噪聲汙染。各種植物的淨化機理同它們的形態解剖構造和生理生化特性緊密相關，而且有遺傳學方面的基礎。因此，這種淨化機理在不同種屬間存在很大差異，另一方面又同植物所生長的環境條件有關。
土壤－植物系統的生物淨化功能主要由下列要素組成：
（1）植物根系的吸收、轉化、降解和合成作用；
（2）土壤中真菌、細菌和放線菌微生物區系的降解、轉化和生物固定作用；
（3）土壤中動物區系的代謝作用，對於一般有機物質，特別是對含氮、磷、鉀的有機物具有理想的淨化效果。
利用土壤-植物系統的生物淨化功能，發展汙水灌溉的主要目標是：
（1）充分利用水肥資源，提高農、林、牧業的生產力；
（2）保證農副產品的生物學質量；
（3）節約能源消耗，擴大新的生物能源（甲烷、甲醇、乙醇）的生產途徑；
（4）最大限度減輕汙染物對水系的汙染，防止環境的二次汙染。
淡水生態系統的生物淨化作用
河流、湖泊、水庫等水體中生活著細菌、真菌、藻類、水草、原生動物、貝類、昆蟲幼蟲、魚類等生物，對汙染物會產生生物淨化作用。淡水生態系統中的生物淨化，細菌起主導作用。通常用五日生化需氧量 (BOD5)和化學需氧量(COD)這兩個引數作為衡量水體中生物降解有機物汙染的綜合指標。溫度、營養物質比例（包括碳／氮）和溶解氧是影響水體自淨作用的主要環境條件。不過，若進入水體的某種汙染物的濃度超過生物生存的閾值，整個生態系統的功能就會受到衝擊，水體的生物自淨作用往往也會遭到破壞。
水體中某些特殊的微生物類群還能吸收並濃縮水中汞、鋅、鎘等重金屬元素或生物難降解的人工合成有機物。這些物質經過生物固定沉積在底部沉積物中，使水體逐步得到淨化。
水體生物淨化的原理已被廣泛應用於各種型別的氧化塘、土地處理系統以及生化處理汙水的環境生物工程中（包括各種曝氣活性汙泥法、生物濾池、生物轉盤和酶法等）。
中國在發展汙水處理廠的同時，十分注意因地制宜地應用各種水體自淨功能。如湖北省鄂城縣鴨兒湖被生產有機磷、有機氯農藥為主的化工廠排出的綜合性廢水所汙染。鴨兒湖的治理工程就是一個由細菌—藻類—浮游生物—魚類生物群落構成的兼有厭氧－需氧的多級氧化塘系統，在廠內治理的基礎上，這個系統淨化功能良好，有毒物質的年平均去除率對硫磷為98.7％，六六六為86.2％。COD年平均降低77.3％。
許多種水生、沼生植物，例如蘆葦(Phragmites com-munis)和大米草(Spartina anglica)， 對水中懸浮物、氯化物、 有機氮、 硫酸鹽均有一定的淨化能力。水蔥(Scirpusvalidus)能淨化水中酚類，鳳眼蓮（水葫蘆）（見圖）、綠萍、金魚藻(Ceratophуllum demersum)、菱角等有吸收水中重金屬元素的作用。這些植物還可提供生物能源（甲醇、乙醇、沼氣）。
海洋生態系統的生物淨化功能
海洋佔地球上總水量的97％左右。陸地生態系統和淡水生態系統中的汙染物，除了殘留在原處或者分解、或者擴散到大氣中以外，最終的歸宿是海洋。
汙染海洋的物質種類繁多，其中石油是數量大、危害重的主要汙染物。海洋中石油汙染物一般通過揮發、溶解、擴散、氧化、生物降解、動植物吸收、沉澱等途徑逐步消失，其中生物淨化作用是很重要的。
海洋中降解石油烴的微生物主要是細菌，此外，還有酵母、放線菌和絲狀真菌。影響海洋中微生物淨化石油烴的環境因素主要為：
（1）油的組成。
（2）營養成分比例。
（3）溫度。深海有低溫(<4℃)、高壓、稀營養等特點，微生物對石油汙染物的淨化作用甚小；近岸和淺海長期受陸地影響，溫度較高，營養物較豐富，一般生物降解比較旺盛。海洋微生物不僅對石油烴有強大的淨化功能，而且對苯並(a)芘等多環芳烴化合物，也有較好的降解能力。
自然界充滿著生命和生物淨化的因素，用實驗室方法已經成功地從土壤中分離出特殊而高效的分解某類汙染物的微生物。美國從土壤中分離出反硝化小球菌(Micrococcus denitrificans)，它的酶提取液，能除去三氯丙酸或三氯丁酸中的氯。保加利亞從黑鈣土中分離出Bacillus megatherium 菌種，能降解西馬金(Simazine)和阿特拉津(Atrazine)等除莠劑。日本從土壤中分離出紅酵母和蛇皮癬菌，能分別降解30～40％的多氯聯苯。目前通過人工誘變方法可以得到能降解某些人工合成的難以降解的有機汙染物的微生物種類。應用遺傳工程技術可以把降解芳烴、萜烴、多環芳烴的質體轉移到能降解酚類的細菌體中，產生所謂“超級細菌”，這種細菌具有同時降解四種有機汙染物的特殊功能。此外，在高等植物中也篩選出一些具有特殊的吸收重金屬或放射性核素功能的種類，例如黃頷蛇草吸收重金屬量比水稻高10倍。吸收90鍶量特別高的植物有矮叢苔草(Carex humilis)、直立快子芥（Arabis stricta）、大刺兒菜 (Cirsium arvense)等。在農作物中，蕎麥是一種生長期短、吸收90鍶能力很強的植物。
生物淨化現象在陸地、淡水和海洋生態系統中是普遍存在的，但淨化能力都有一定限度。環境生物學重要任務之一就是了解和掌握自然界的生物淨化的基本規律，有條件時加以人工控制，以強化生物淨化功能。