現(xiàn)代生物技術(shù)在生物修復(fù)中的應(yīng)用

高新林 夏英垚

【摘 要】隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國面臨著諸如環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問題。在解決這些問題的方法中，現(xiàn)代生物技術(shù)是重要的是方法之一。本文主要介紹了我國的環(huán)境狀況，總結(jié)了生物修復(fù)技術(shù)、現(xiàn)代生物技術(shù)的特點，并對現(xiàn)代生物技術(shù)在生物修復(fù)中的應(yīng)用和問題及展望進行了綜述。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代生物技術(shù)；生物修復(fù)；應(yīng)用

1 我國的環(huán)境狀況

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，近年來雖采取了大量控制措施，但環(huán)境污染的趨勢仍在繼續(xù)。如何在經(jīng)濟高速發(fā)展的同時控制環(huán)境污染，改善環(huán)境質(zhì)量是我國當(dāng)前亟待解決的重要問題[1]。在環(huán)境保護中，從源頭上防止污染是實現(xiàn)經(jīng)濟增長和改善環(huán)境所必須執(zhí)行的技術(shù)策略[2]。綠色技術(shù)嶄露頭角，理想的綠色技術(shù)是采用無毒、無害的原料、催化劑和溶劑，采用高選擇性、極少副產(chǎn)品的反應(yīng)，實現(xiàn)零排放[3]。隨著生物技術(shù)研究的進展和人們對環(huán)境問題認(rèn)識的深入，現(xiàn)代生物技術(shù)為環(huán)境污染問題的解決提供了重要依據(jù)。

2 生物修復(fù)技術(shù)

環(huán)境污染物的清除有多種方法，其中常用的方法是是物理和化學(xué)方法，這些方法雖然行之有效，但通常成本很高，而且還容易造成二次污染。采用生物清除環(huán)境中污染物的生物修復(fù)技術(shù)則極具應(yīng)用前景，具有極大的潛力。生物修復(fù)是指在一定的條件下，利用微生物、植物和動物降解、穩(wěn)定和去除環(huán)境中的污染物，使受污染生態(tài)系統(tǒng)的正常功能得以恢復(fù)。利用生物修復(fù)技術(shù)可以削弱乃至消除環(huán)境污染物的毒性，降低污染物的健康風(fēng)險[4]。生物修復(fù)技術(shù)包括微生物修復(fù)、植物修復(fù)。微生物修復(fù)在生物修復(fù)技術(shù)中處于主導(dǎo)地位，近年來國內(nèi)外對微生物修復(fù)技術(shù)的研究非常重視。Fulthorpe等從巴基斯坦土壤中分離出一株微生物，能礦化2，4-D，還發(fā)現(xiàn)添加硝酸鹽、鉀離子和磷酸鹽能增加降解率[5]。植物修復(fù)是利用綠色植物來轉(zhuǎn)移、容納或轉(zhuǎn)化污染物使其對環(huán)境無害。植物修復(fù)的對象是重金屬、有機物或放射性元素污染的土壤及水體。研究表明，通過植物的吸收、揮發(fā)、根濾、降解、穩(wěn)定等作用，可以凈化土壤或水體中的污染物，達到凈化環(huán)境的目的。中國科學(xué)院水生生物研究所在湖北黃石完成的污水凈化和污水資源化雙重功能的新型穩(wěn)定塘設(shè)計實驗證明，水生植物能夠去除N、P，能達到一定的凈化效果[6]。

3 現(xiàn)代生物技術(shù)的特點

現(xiàn)代生物技術(shù)是指以DNA技術(shù)為先導(dǎo)，包括微生物工程、基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和生物修復(fù)技術(shù)在內(nèi)的一系列生物高新技術(shù)的統(tǒng)稱[7]。自20世紀(jì)80年代以來，生物技術(shù)作為一種高新技術(shù)，已普遍受到世界各國和民間研究機構(gòu)的高度重視，發(fā)展十分迅猛?，F(xiàn)代生物技術(shù)具有以下幾個特點：

（1）利用微生物，少部分利用植物作為環(huán)境污染控制的生物。（2）應(yīng)用環(huán)境生物技術(shù)處理污染物時，最終產(chǎn)物大都是無毒無害的穩(wěn)定的物質(zhì)。（3）利用生物方法處理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移。（4）生物處理具有更高的效率，更低的成本和更好的專一性。（5）生物技術(shù)的產(chǎn)品或副產(chǎn)品基本上都是可以較快生物降解的，并且都可以作為一種營養(yǎng)源加以利用。

4 現(xiàn)代生物技術(shù)在生物修復(fù)中的應(yīng)用

生物修復(fù)技術(shù)的最大特點是可以對大面積的環(huán)境污染進行治理。生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展最早可追溯到20世紀(jì)50年代，Martin Alexander與他的學(xué)生開展了農(nóng)藥在土壤中可降解性的研究，為生物技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)[8]。至70年代，隨著環(huán)境技術(shù)和微生物學(xué)的快速發(fā)展，生物修復(fù)技術(shù)也有了長足的發(fā)展。運用現(xiàn)代生物技術(shù)構(gòu)建高效菌，加強微生物對農(nóng)藥等污染物的降解能力，提高降解速率。生物強化技術(shù)可有效提高有毒有害污染物的去除效果，將生物強化技術(shù)融入到傳統(tǒng)的生物修復(fù)中，并結(jié)合現(xiàn)代分子生物技術(shù)提供的新方法、新手段進行監(jiān)測和評價，已成為生物修復(fù)發(fā)展的一種趨勢。通過對微生物的研究得知，微生物修復(fù)的最佳溫度在30℃，李榮等從受阿維菌素農(nóng)藥污染的土壤中分離出一株能高效降解阿維菌素的菌株AW70，這菌株在30℃-37℃的范圍內(nèi)降解率最好，能達到80%以上，而低溫和高溫對降解有一定的抑制作用[9]。生物修復(fù)在農(nóng)藥污染的應(yīng)用外，還在石油污染、水體污染修復(fù)中應(yīng)用廣泛。20世紀(jì)80年代以來生物修復(fù)技術(shù)開始應(yīng)用于石油污染治理。污水的生物凈化是利用微生物自身的生命活動對污水中的有毒物質(zhì)進行遷移和轉(zhuǎn)化，從而達到凈化目的的處理方法。

5 現(xiàn)代生物技術(shù)的問題與展望

近30年來現(xiàn)代生物技術(shù)的多數(shù)內(nèi)容已經(jīng)滲透到環(huán)境工程領(lǐng)域中。有應(yīng)用前景的領(lǐng)域包括廢物的高效生物處理技術(shù)、污染事故的現(xiàn)場補救、污染場地的現(xiàn)場修復(fù)技術(shù)等許多方面?，F(xiàn)代生物技術(shù)深入到我們生活領(lǐng)域中，給我們帶了重大作用。但生物技術(shù)也帶了許多問題。通過生物技術(shù)產(chǎn)生的新菌種從實驗室走到田間，可能會破壞生態(tài)平衡，帶來生態(tài)災(zāi)難。還有軍事政治家利用生物基因制造生物武器，利用基因重組技術(shù)，復(fù)制大量致病微生物的遺傳基因，并放入到武器中。給人類帶來新的憂患?，F(xiàn)代生物技術(shù)帶來的問題不容忽視，要提高研究人員的意識，加強國際合作和強化社會責(zé)任機制。通過對現(xiàn)代生物技術(shù)的倫理構(gòu)建，使其能夠更好的推動人類社會的發(fā)展。

縱觀現(xiàn)代生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其前景是美好的，大力發(fā)展現(xiàn)代生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)已成為世界各國經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略重點。專家預(yù)測現(xiàn)代生物技術(shù)創(chuàng)新的高潮將伴隨人類基因組計劃的完成而到來，以基因組為基礎(chǔ)的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)將成為21世紀(jì)的朝陽產(chǎn)業(yè)，它的巨大經(jīng)濟效益吸引著投資商和企業(yè)匯集于這一領(lǐng)域，現(xiàn)代生物技術(shù)將進入廣泛的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化階段，像當(dāng)年工業(yè)革命一樣，使人類的生活發(fā)生根本性的變化。

【參考文獻】

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