分子生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用

林杰喜

(陽江市環(huán)境監(jiān)測(cè)站 廣東省陽江市 529500)

隨著生物技術(shù)中的細(xì)胞融合技術(shù)、基因技術(shù)及分子生物技術(shù)的不斷發(fā)展，生物技術(shù)治理環(huán)境污染得到進(jìn)一步的研發(fā)和利用，也是較為環(huán)保的治理方式，對(duì)于未來的環(huán)境保護(hù)來說，受到各國(guó)政府、國(guó)際組織及企業(yè)的重視，對(duì)于提高環(huán)境質(zhì)量效果和保護(hù)環(huán)境有著重要作用。

1 與環(huán)境污染物相關(guān)的分子生物技術(shù)

1.1 PCR-DGGE技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)

PCR是一種利用脫氧核糖核酸(DNA)半保留復(fù)制原理，在體外擴(kuò)增位于兩段已知序列之間的DNA區(qū)段從而得到大量拷貝的分子生物技術(shù)。運(yùn)用PCR-DGGE技術(shù)處理染織廢水、酶制劑廢水和紅霉素廢水，首先測(cè)定三種廢水樣品處理不同階段生理生化性質(zhì)指標(biāo)：pH、COD、TP(總磷)、硫化氫含量、氨含量、色度變化規(guī)律。結(jié)果顯示，三種廢水樣品整個(gè)處理過程中pH變化波動(dòng)較大，COD、TP(總磷)、氨含量、硫化氫含量和色度五個(gè)指標(biāo)呈逐漸下降的趨勢(shì)。

1.2 基因重組技術(shù)

基因重組是一種創(chuàng)新型生物技術(shù)，它通過酶切擴(kuò)增技術(shù)在作為研究對(duì)象的生物基因組當(dāng)中獲取所需要的目標(biāo)基因。再同載體相連接構(gòu)成新的DNA分子，然后將新構(gòu)成的DNA分子輸入至受體細(xì)胞之內(nèi)，以此體現(xiàn)出新的基因特征。已經(jīng)分離的菌株及具有降解作用的基因通常存在于質(zhì)粒體上，而在細(xì)菌進(jìn)行繁殖當(dāng)中，質(zhì)粒體極易丟失，所以將對(duì)細(xì)菌原本具有的降解力產(chǎn)生負(fù)面影響，這種重組菌提高了對(duì)各種生物降解功能，所以，應(yīng)用于治理環(huán)境污染，或?qū)Σ糠謴U棄物進(jìn)行發(fā)酵處理都有顯著效果。

2 分子生物技術(shù)在水處理藥劑中的應(yīng)用

水處理藥劑是一種化學(xué)藥劑，利用它可以對(duì)工業(yè)和用水及其他廢水進(jìn)行處理。該種藥劑功能包括：減少水垢、降低污泥，抑制泡沫數(shù)量，預(yù)防盛水容器的腐蝕，清除懸浮在水中的固體、清除毒性物質(zhì)等。此外，這種藥劑還具有除臭、脫色，軟化水質(zhì)、穩(wěn)定水質(zhì)的功效。

2.1 微生物絮凝劑的分類

國(guó)際上在上世紀(jì)七十年代起開始著手這方面的研究與應(yīng)用，我國(guó)在這面起步相對(duì)較晚，通常微生物絮凝劑可劃分為三大類。第一類是直接應(yīng)用微生物細(xì)胞；第二類是從微生物的細(xì)胞壁當(dāng)中提取。第三類是微生物經(jīng)過細(xì)胞代謝后的產(chǎn)生的絮凝劑。

2.2 絮凝機(jī)理

微生物絮凝劑由生物大分子成構(gòu)成，這種分子本身帶有電荷，學(xué)術(shù)界認(rèn)為，微生物絮凝劑的若干種絮凝機(jī)理中，最為人們接受的是橋聯(lián)機(jī)理學(xué)說。研究人員實(shí)驗(yàn)的證明，絮凝劑TH6添加在生活污水中，對(duì)COD的去除率達(dá)68%，對(duì)SS的去除率達(dá)91%；采用微生物絮凝劑普魯蘭對(duì)味精生產(chǎn)企業(yè)的廢水進(jìn)行處理，對(duì)COD與SS的去除率均達(dá)在40%上下，對(duì)濁度的去除率達(dá)99%；將硫酸鹽還原菌培養(yǎng)液當(dāng)作凈化劑，可使電鍍廢水當(dāng)中具有的Cr汁濃度得到大幅度降低，降幅可達(dá)88%，由此彰顯出微生物絮凝劑的廣闊前景。

2.2.1 “電性中和”機(jī)理

水中膠體這種膠粒，其分子本身攜帶負(fù)電荷，在與攜帶正電荷的絮凝劑相遇時(shí)，便發(fā)生正負(fù)電荷的中和反應(yīng)，導(dǎo)致膠體呈現(xiàn)出不穩(wěn)定狀態(tài)，膠粒與膠粒之間、膠粒與絮凝劑分子之間出現(xiàn)強(qiáng)烈碰撞，促使沉淀產(chǎn)生。在大量實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，通常采用加入金屬離子的方法對(duì)其凝絮狀態(tài)進(jìn)行調(diào)解，也可對(duì)PH值進(jìn)行調(diào)解，通過這種方式影響凝絮效果，整個(gè)過程取決于絮凝劑的帶電程度。

2.2.2 “化學(xué)反應(yīng)”機(jī)理

微生物絮凝劑當(dāng)中的部分活性基團(tuán)在同被絮凝對(duì)象當(dāng)中的部分基團(tuán)相遇時(shí)，可導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，形成較大分子，引起沉淀現(xiàn)象，對(duì)生成的大分子進(jìn)行處理，或添加另種活性基因，使大分子產(chǎn)生化學(xué)變化，以對(duì)其的絮凝活性產(chǎn)生抑制作用。有專家研究得出這樣結(jié)論，此類絮凝劑的絮凝活性決定于活性基因，與溫度的相關(guān)性強(qiáng)，溫度可促其發(fā)生化學(xué)變化。

2.2.3 微生物絮凝劑的特點(diǎn)

(1)高效無毒。微生物絮凝劑同鐵鹽、鋁鹽以及聚丙烯酞胺等化學(xué)藥劑對(duì)比，在用量相同的情況下，其對(duì)活性污泥所產(chǎn)生的絮凝作用，從速度方面而言最具優(yōu)勢(shì)，并且產(chǎn)生的沉淀也更易作過濾處理。作為微生物菌體內(nèi)外所分泌出的一種生物大分子，這種絮凝劑具有較高的安全性，沒有無毒特，(2)避免二次污染。從微生物菌體內(nèi)分泌，故不會(huì)對(duì)其本身產(chǎn)生危害，不會(huì)對(duì)水處理的效果產(chǎn)生影響，此外，絮凝后的殘?jiān)ㄟ^生物降解進(jìn)行處理，對(duì)環(huán)境也無二次污染的威脅。(3)出色的脫色功能。這種微生物絮凝劑可處理多種物質(zhì)，包括具有活性的污泥、活性木炭、還有印染廢水等，其凝速快的特點(diǎn)，決定了需要量也較小，特別對(duì)膠體和溶液的絮凝效果尤佳。動(dòng)物廢水中含有許多種有機(jī)分子，使用這種絮凝脫色效果顯著，對(duì)動(dòng)物血液的作用同樣顯著。缺點(diǎn)是其絮凝作用易被毒物質(zhì)所干擾，所以，應(yīng)對(duì)待處理廢水采取菌體預(yù)防生長(zhǎng)預(yù)防措施。

3 結(jié)語

作為新興技術(shù)，分子生物技術(shù)在水處理方面展現(xiàn)了廣闊發(fā)展前景，同時(shí)也為其他領(lǐng)域帶來福音。分子生物技術(shù)日益受到人們的關(guān)注，在科技迅速發(fā)展的背景下，分子生物技術(shù)將為人類產(chǎn)生創(chuàng)造更多的貢獻(xiàn)。

[1]朱將偉,陳衛(wèi)紅,邱江平.生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的研究與應(yīng)用概況[J].生物技術(shù)通訊,2010(01).

[2]余宏偉.微生物在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J].農(nóng)家科技,2011(04).