生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用探討

1.鄒夏峰 2.范立早 3.李 鵬

1.吉安市氣體排放污染防治監(jiān)督管理中心 2.高安市環(huán)境保護(hù)局 3高安市環(huán)境保護(hù)局環(huán)境監(jiān)察大隊(duì)

生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用探討

1.鄒夏峰 2.范立早 3.李 鵬

1.吉安市氣體排放污染防治監(jiān)督管理中心 2.高安市環(huán)境保護(hù)局 3高安市環(huán)境保護(hù)局環(huán)境監(jiān)察大隊(duì)

隨著信息科技的發(fā)展，生物技術(shù)也發(fā)展的非常迅速，受到廣泛應(yīng)用，特別是在環(huán)保領(lǐng)域，生物科技有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，物技術(shù)以其實(shí)用性和環(huán)保性的獨(dú)特特征，已經(jīng)越來(lái)越多地被應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)工作之中。

生物技術(shù)；環(huán)境保護(hù)；應(yīng)用

現(xiàn)代生物技術(shù)有兩大類，一類是傳統(tǒng)神農(nóng)購(gòu)物技術(shù)，一類是新興生物技術(shù)，前者是利用生物天然機(jī)能所進(jìn)行的物質(zhì)生產(chǎn)過(guò)程的一項(xiàng)技術(shù)。而后者則是利用各種新興技術(shù)，比如基因工程、細(xì)胞工程，通過(guò)人工改造生物機(jī)能與酶進(jìn)行物質(zhì)生產(chǎn)與處理過(guò)程的技術(shù)。

1 生物技術(shù)的組成和特點(diǎn)

不少研究學(xué)者認(rèn)為，現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)有四個(gè)部分組成，分別是微生物工程、酶工程以及細(xì)胞與基因工程，每個(gè)工程都有各自的理論特點(diǎn)與使用范圍，但是它們又不是相互獨(dú)立存在的，它們之間有密切聯(lián)系會(huì)進(jìn)行互補(bǔ)，從而形成完整的一個(gè)體系?，F(xiàn)代生物技術(shù)特征有五點(diǎn)，第一，其主要對(duì)象與工具是生物，對(duì)資源循環(huán)重復(fù)使用十分重視，倡導(dǎo)保護(hù)環(huán)境；第二，生物技術(shù)可以在常規(guī)溫度與壓力下進(jìn)行，操作方式簡(jiǎn)單方便，而且能夠持續(xù)性操作，能源消耗低，進(jìn)而對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染要??；第三，可以根據(jù)需求要培育與創(chuàng)造新品種等產(chǎn)品；第四，效率更高，生產(chǎn)成品的途徑與方法也更多；第五，該特點(diǎn)也是最重要的一個(gè)特點(diǎn)，就是現(xiàn)代生物技術(shù)可以解決傳統(tǒng)方法所不能處理的問(wèn)題。正是因?yàn)檫@些特點(diǎn)，讓現(xiàn)代生物技術(shù)從20世界末出現(xiàn)以來(lái)就廣受關(guān)注，而其帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)利益與潛力更是讓眾人的目光移不開。

2 目前生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

2.1 生物技術(shù)在處理水源污染方面的應(yīng)用

生物技術(shù)在改善水體質(zhì)量，治理水源污染方面有很重要的作用。首先，在水體質(zhì)量改善方面，生物技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。污水中含有許多的有毒物質(zhì)，成分十分復(fù)雜，其中包括重金屬、有機(jī)磷、酚類、氰化物、有機(jī)酸、醛及蛋白質(zhì)等等。利用微生物自身的新陳代謝等生命活動(dòng)，能夠?qū)⑺w中的部分有毒有害物質(zhì)很好的去除，從而使得水體中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，使水體得到凈化。固定化酶技術(shù)就是應(yīng)用最為廣泛的一種污水處理技術(shù)，主要是通過(guò)武力吸附法或者化學(xué)鍵合法使水溶性酶和固態(tài)不溶性載體相結(jié)合，從而將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，從而有效的對(duì)污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行處理。除此之外，生物膜處理法、活性污泥法、穩(wěn)定塘法、人工濕地處理系統(tǒng)工程以及土地處理系統(tǒng)法等都是常見的水污染控制與治理的生物技術(shù)。

2.2 生物技術(shù)在凈化廢氣方面的應(yīng)用

生物技術(shù)應(yīng)用于水環(huán)境治理當(dāng)中已經(jīng)有了很長(zhǎng)的歷史，但是在廢氣治理方面歷史還很短，研究也非常有限。上個(gè)世紀(jì)80年代末期，生物技術(shù)在工業(yè)廢氣凈化處理領(lǐng)域的應(yīng)用成為許多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。當(dāng)前比較成熟的廢氣生物處理技術(shù)有生物洗滌、生物吸附以及生物過(guò)濾法等等，與傳統(tǒng)的廢氣處理工藝相比，突顯出許多的優(yōu)勢(shì)，如果高效率、低成本、高安全性等等。目前，廢氣生物處理技術(shù)主要可以分為吸附法和過(guò)濾法兩大類，吸收法主要在一些含有胺、酚和乙醛等污染物的氣體的凈化中廣泛應(yīng)用，去除率能夠高于百分之九十，而生物過(guò)濾常被用作除臭工藝，用于臭味廢氣的降解。德國(guó)利用生物膜過(guò)濾處理含硫臭氣時(shí)，硫化氫去除率能夠達(dá)到百分之九十以上。

2.3 生物技術(shù)在處理固廢中的應(yīng)用

固廢主要指城市生活垃圾、污泥、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢物等。利用生物技術(shù)，能夠?qū)⒐腆w廢棄物進(jìn)行無(wú)害化、資源化、減量化的處理，從而使其成為用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢料或者其他有用產(chǎn)品，從而真正實(shí)現(xiàn)變廢為寶。一般生活垃圾堆肥工藝可以分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩大類，其中目前研究最為熱門的是高溫好氧堆肥工藝。通過(guò)高溫好氧堆肥工藝得到腐熟肥料具有改良土壤、增強(qiáng)肥效等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾資源化，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的的有效措施。

2.4 生物技術(shù)在治理土壤污染治理中的應(yīng)用

在對(duì)土壤污染治理過(guò)程中，生物技術(shù)主要應(yīng)用于重金屬污染修復(fù)過(guò)程，也就是利用微生物或者植物的作用，對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行凈化和削減，從而降低其毒性。通過(guò)生物作用，土壤中的重金屬會(huì)轉(zhuǎn)變其化學(xué)形態(tài)，從而使重金屬固定或者解毒，通過(guò)生物吸附，還能夠?qū)⒅亟饘俚牧繙p少甚至消除。去除重金屬之后的土壤，能夠提高有機(jī)質(zhì)的含量，改善生態(tài)結(jié)構(gòu)，從而有利于土壤固定，更好的避免水土的流失。

2.5 生物技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

(1)生物芯片和生物傳感器應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)

生物芯片、生物傳感器是利用固定在載體上的生物大分子與檢測(cè)對(duì)象間的特異性地相互作用的原理做成的檢測(cè)模塊。載體上的生物大分子與檢測(cè)對(duì)象相互作用的過(guò)程中發(fā)生的物理或化學(xué)變化現(xiàn)象轉(zhuǎn)化成生物電信號(hào)，檢測(cè)系統(tǒng)將電子信號(hào)放大，可得到與生物轉(zhuǎn)感器或生物芯片相互作用的環(huán)境物質(zhì)的相關(guān)信息。這類檢測(cè)方法靈敏度高、針對(duì)性強(qiáng)、檢測(cè)速率快，目前已有產(chǎn)品成功應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，諸如生物需氧量生物傳感器、微生物毒性生物傳感器等。

(2)生物免疫檢驗(yàn)

生物免疫檢驗(yàn)是利用檢驗(yàn)系統(tǒng)的免疫自我識(shí)別功能，對(duì)環(huán)境毒性物質(zhì)進(jìn)行抗原或抗體的特異反應(yīng)而檢測(cè)環(huán)境毒性物質(zhì)。該方法靈敏度高、針對(duì)性強(qiáng)、操作方便、成本低，目前已廣泛應(yīng)用到環(huán)境污染物的實(shí)時(shí)監(jiān)控領(lǐng)域。

(3)Ames實(shí)驗(yàn)

1975年美國(guó)加利福尼亞大學(xué)Ames教授建立Ames實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)廣泛應(yīng)用于食品、化妝品的致突變性。方法適用于測(cè)試樣品中的混合污染物，反映的是多種污染物的綜合致突變效應(yīng)，是一種較好的環(huán)境潛在突變物的預(yù)警手段。

2.6 環(huán)境污染修復(fù)中的應(yīng)用

生物修復(fù)指的是用那個(gè)生物本身的代謝功能來(lái)消除、降低環(huán)境中的污染成本的技術(shù)，主要從增加通氣程度與菌種等方面進(jìn)行，有些生物本身就具有天然的分解有毒成分的物質(zhì)，所以可以有效達(dá)到治理環(huán)境污染的目標(biāo)。生物修復(fù)技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)候只在石油烴污染上使用，但由于帶來(lái)的治理效果非常后，慢慢的被應(yīng)用到更多領(lǐng)域中，治理各種污染類型。不僅我國(guó)對(duì)其重視，國(guó)外也對(duì)生物修復(fù)技術(shù)十分關(guān)注，不斷研究發(fā)現(xiàn)，微生物的分解功能可以治理大面積受到污染的區(qū)域。

總結(jié)：

環(huán)境保護(hù)工作離不開生物技術(shù)的應(yīng)用，生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)工作中起到了不可替代的重要作用。在未來(lái)，生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)過(guò)程中必須要考慮到發(fā)展的因素，必須將經(jīng)濟(jì)發(fā)展同環(huán)境保護(hù)有效的統(tǒng)一起來(lái)，形成與經(jīng)濟(jì)密切配合的環(huán)境保護(hù)體系，從而實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)真正的價(jià)值，保障生物技術(shù)的不斷發(fā)展，為人們創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為不斷促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

[1]吳志強(qiáng)，康長(zhǎng)安，顧自強(qiáng).生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J].廣州化工，2015(6)：142-144

[2]賈彬，楊蕾.生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)工作中的應(yīng)用研究[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2013(1)：175-176

[3]王本法.淺析現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的利用[J].經(jīng)營(yíng)管理者，2011(18)：202

[4]陸學(xué)梅，詹樂(lè)明.淺談生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J].引文版：工程技術(shù)，2015(4)：172

[5]尹杰.基于生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的研究與應(yīng)用概況[J].科研，2016(6)：00302