生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用策略

李 何

（信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 信陽 464000）

作為新時代的新技術(shù)與新應(yīng)用，生物技術(shù)主要包括基因?qū)W、動物學(xué)、微生物學(xué)、植物學(xué)等諸多與生物技術(shù)相關(guān)的科學(xué)研究。以往，生物技術(shù)被廣泛應(yīng)用于食品安全、農(nóng)林種植、醫(yī)學(xué)制藥等領(lǐng)域，但近年來其在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用價值日漸顯現(xiàn)。因此，本文針對生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用策略研究，具有至關(guān)重要的技術(shù)價值與環(huán)保意義。

1 生物技術(shù)的基本內(nèi)涵及其與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系

1.1 生物技術(shù)的基本內(nèi)涵

生物技術(shù)是指以現(xiàn)代生命科學(xué)為重要基礎(chǔ)，以先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為主要手段，對動植物、微生物等物質(zhì)原料予以加工，通過提供產(chǎn)品為社會服務(wù)的一種技術(shù)形式。從本質(zhì)上講，生物技術(shù)屬于現(xiàn)代化的新興技術(shù)，主要以DNA分子技術(shù)為核心支撐，涵蓋了基因工程、酶工程、細(xì)胞工程以及微生物工程等多種生物高新技術(shù)。當(dāng)前，我國還處于生物技術(shù)的初期研發(fā)階段，應(yīng)用范圍也僅限于食品加工、醫(yī)藥研究、農(nóng)作物改良等多個方面，但隨著生物技術(shù)的日臻成熟，其在我國環(huán)境檢測與環(huán)境污染治理領(lǐng)域中的應(yīng)用研究也不斷深入。與其他技術(shù)形式相比，生物技術(shù)的特征如下：生產(chǎn)原料比較簡單，以現(xiàn)有生物為主要對象，善于利用再生資源；可操作性與安全性較高，特別是在常溫常壓狀態(tài)下能夠連續(xù)操作，可以節(jié)約資源，減少污染。

1.2 生物技術(shù)與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系

環(huán)境保護(hù)所涉及的范圍較廣、內(nèi)容較多，如森林保護(hù)、水資源保護(hù)、土地資源保護(hù)和空氣質(zhì)量保護(hù)等。其中，任何不合理的自然資源開發(fā)與利用行為都是造成環(huán)境污染與資源浪費(fèi)的重要誘因。然而，新興的生物技術(shù)對生態(tài)環(huán)境保護(hù)有著十分重要的積極作用，特別是生物凈化技術(shù)的應(yīng)用價值逐漸得到人們的認(rèn)可與重視[1]。因此，深化對生物技術(shù)理論與技術(shù)操作的相關(guān)研究，積極探索出環(huán)保、節(jié)能的生物凈化手段，促進(jìn)生物學(xué)知識與工程技術(shù)的有機(jī)融合，對發(fā)揮生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的積極作用影響深遠(yuǎn)。

社會生產(chǎn)能力的不斷加強(qiáng)，使得現(xiàn)代人的生活節(jié)奏越來越快，更為便捷的生活方式也成為人們的共同追求，投入少、低耗能、高效率的經(jīng)濟(jì)方式成為首選。生物技術(shù)作為一種現(xiàn)代化科技手段，能夠在一定程度上為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供保障，尤其是對生物凈化技術(shù)的深入研究，更有助于我國尋求高質(zhì)高效的環(huán)境污染治理技術(shù)與手段，對改善我國的環(huán)境質(zhì)量、美化民眾的生活環(huán)境等有著深遠(yuǎn)意義。由此可見，生物技術(shù)和環(huán)境保護(hù)之間具有相互作用的關(guān)系。

2 生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 資源再生優(yōu)勢

生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的科學(xué)合理應(yīng)用，有助于實現(xiàn)污染物向再生資源的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而促進(jìn)資源的再循環(huán)使用。譬如，日本借助于生物技術(shù)，通過對地溝油的提煉與轉(zhuǎn)化，成功使地溝油“變廢為寶”，成為可供垃圾車使用的燃料。通過生物技術(shù)促進(jìn)地溝油向燃料的成功轉(zhuǎn)化，不僅節(jié)省了回收地溝油所需的大量成本，也避免了未予以回收的地溝油被傾倒至江河而造成的環(huán)境污染問題，實現(xiàn)了對自然資源的再生利用。

2.2 徹底清污優(yōu)勢

生物技術(shù)具有打破多種污染物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的功能，能夠?qū)ξ廴疚锏膬?nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新組合，并形成全新的物質(zhì)，能夠達(dá)到徹底清除污染物的較高環(huán)保目標(biāo)。與此同時，重組而成的新物質(zhì)通常都具有無害、無毒的特性，即二次污染現(xiàn)象基本不會出現(xiàn)，這在很大程度上確保了環(huán)境污染處理技術(shù)的穩(wěn)定性與安全性[2]。

2.3 突破限制優(yōu)勢

生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，通常依附于化學(xué)反應(yīng)對各種污染物進(jìn)行的分解與轉(zhuǎn)化處理，這一系列化學(xué)反應(yīng)基本上不受氣候條件、場地或者時間的限制，這與環(huán)境污染本身的多樣性、復(fù)雜性以及地域性恰好一致，使得生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用價值更高、應(yīng)用范圍更廣。

2.4 低成本優(yōu)勢

環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的生物技術(shù)應(yīng)用，主要是以酶促反應(yīng)為基的一系列生物化學(xué)過程，一般在常溫與常壓狀態(tài)下即可進(jìn)行，操作過程較為簡單，所需成本與傳統(tǒng)環(huán)境保護(hù)技術(shù)相比更為低廉。與此同時，環(huán)境生物技術(shù)還可以連續(xù)性操作，最大程度實現(xiàn)資源的節(jié)約，降低對環(huán)境的污染以及資源的浪費(fèi)等。低廉的成本，是生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用的突出優(yōu)勢。

2.5 高效率優(yōu)勢

在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，生物技術(shù)通常能直接將污染物一步到位地轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無毒無害物質(zhì)，如CH4、N2、H2O、CO2等。例如，雖然芳香烴普遍具有生物毒性，但在低濃度狀態(tài)下，人們完全可以采用生物技術(shù)直接對其予以分解，整個分解過程十分迅速。

3 生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 廢水凈化及處理

生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用，最為常見的就是廢水凈化及處理，即廢水生物處理技術(shù)。生物技術(shù)在廢水凈化及處理中的應(yīng)用，主要是憑借生物技術(shù)對廢水中微生物的有效控制和利用，促使污染物出現(xiàn)轉(zhuǎn)移或者轉(zhuǎn)化成其他形式，進(jìn)而達(dá)到廢水凈化的目的。廢水生物處理技術(shù)的整個過程都不會產(chǎn)生任何不可回收的廢物，具有十分突出的降解、沉降以及吸附等能力。目前，生物技術(shù)在廢水凈化及處理領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，如生物膜法、活性污泥法等。

3.2 廢氣凈化及處理

應(yīng)用生物技術(shù)對廢氣進(jìn)行控制、凈化及處理，把廢氣中的惡臭物質(zhì)或有機(jī)污染物降解，或者轉(zhuǎn)化成低害甚至無害物質(zhì)，進(jìn)而實現(xiàn)空氣凈化，這是治理空氣污染的一項新技術(shù)。然而，該實踐起步較晚，各方面技術(shù)還有待進(jìn)一步研發(fā)與完善，故而在空氣污染治理領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍還十分有限。發(fā)展至今，生物技術(shù)在廢氣凈化及處理中的應(yīng)用手段主要包括生物吸附法、生物洗滌、生物過濾等，經(jīng)常使用的生物反應(yīng)器則有生物濾池、滲濾器以及生物凈氣塔等。

3.3 固體廢棄物處理

城鄉(xiāng)污染的主要來源之一就是固體廢棄物的污染，無論是城市生產(chǎn)生活垃圾，還是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活垃圾等都是造成固體廢棄物污染的重要因素。目前，針對固體廢棄物的處理技術(shù)主要包括物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)以及生物技術(shù)等，其中固體廢棄物生物處理技術(shù)主要利用微生物對各種有機(jī)固體廢棄物的分解功能，促使固體廢棄物無害化，甚至使其轉(zhuǎn)化為可循環(huán)利用資源[3]。生物技術(shù)是固體廢棄物處理技術(shù)中最為高效的方式之一。就目前而言，生物技術(shù)在固體廢棄物處理中的應(yīng)用主要包括生物浸出、沼氣化、廢纖維飼料化、堆肥化和廢纖維素糖化等。

3.4 環(huán)境檢測及評價

生物技術(shù)在改善與保護(hù)環(huán)境中發(fā)揮了不可替代的作用，其環(huán)保性與高效性功能也對多種環(huán)境問題的治理發(fā)揮了決定性作用。隨著生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的創(chuàng)新化應(yīng)用，環(huán)境檢測及評價也開始采用生物技術(shù)。例如，生物傳感器與生物芯片等技術(shù)不僅可以為環(huán)境檢測及評價提供精準(zhǔn)的環(huán)境質(zhì)量參數(shù)，而且能為環(huán)境檢測與防范預(yù)警等提供詳盡的數(shù)據(jù)依據(jù)。實踐證明，生物技術(shù)在環(huán)境檢測及評價領(lǐng)域中的合理應(yīng)用，大大促進(jìn)了環(huán)境的健康可持續(xù)發(fā)展。

3.5 環(huán)境污染修復(fù)

隨著生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的功能凸顯，其在環(huán)境治理方面的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。其中，環(huán)境污染修復(fù)中的生物技術(shù)應(yīng)用就是近年來新拓展的范圍及新研發(fā)的技術(shù)類型，最具代表性的就是無機(jī)污染物真菌修復(fù)技術(shù)的誕生[4]。但綜合目前的整體情況可以發(fā)現(xiàn)，生物修復(fù)技術(shù)仍以土壤污染治理及修復(fù)為主，實際應(yīng)用范圍還比較單一。因此，加強(qiáng)對生物技術(shù)在環(huán)境污染修復(fù)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究任重道遠(yuǎn)。

4 生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用策略

4.1 樹立現(xiàn)代化的環(huán)境保護(hù)理念，強(qiáng)化生物技術(shù)的先期防治功能

傳統(tǒng)環(huán)境保護(hù)思想以后期治理為主，這與新時代的環(huán)境保護(hù)工作需求不相適應(yīng)。對此，人們必須積極轉(zhuǎn)變環(huán)境保護(hù)理念，切實促進(jìn)傳統(tǒng)“先污染、后治理”的落后觀念向“防治結(jié)合、預(yù)防為主”的新時代環(huán)境保護(hù)觀念轉(zhuǎn)變。與此同時，還要強(qiáng)化生物技術(shù)在環(huán)保先期防治工作中的應(yīng)用，積極研發(fā)及應(yīng)用生物技術(shù)新成果，提升環(huán)境保護(hù)工作的整體水平。

4.2 增加對生物技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用的投資力度，不斷強(qiáng)化資金支撐力

生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用程度受制于政府以及全社會的支持程度，因為生物技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用需要龐大的人力、物力及財力支持。對此，政府需要持續(xù)增加對環(huán)境生物技術(shù)的資金投入，特別是一些高效益、強(qiáng)創(chuàng)新、可操作性強(qiáng)的技術(shù)，更需要政府的有力支持[4]。另外，高校應(yīng)發(fā)揮科研優(yōu)勢，幫助環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的生物技術(shù)取得跨越性的突破與創(chuàng)新。

4.3 充分借助現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢，提高環(huán)境生物技術(shù)信息交流能力

資源共享是新時代的發(fā)展趨勢，只有堅持交流與合作，才能確?？萍嫉牟粩喟l(fā)展與創(chuàng)新。以環(huán)境保護(hù)中的生物技術(shù)應(yīng)用為例，只有充分借助現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，才能加快更新速度，拓展應(yīng)用范圍，提升環(huán)境保護(hù)的作用。具體來說，可以設(shè)置專門的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境生物技術(shù)信息交流平臺，然后將搜集、分類與匯總到的現(xiàn)有國內(nèi)外生物技術(shù)信息發(fā)布到該平臺上，以提升環(huán)境生物技術(shù)的信息交流能力。

4.4 增強(qiáng)專業(yè)人才的培養(yǎng)力度，促進(jìn)生物環(huán)保技術(shù)的高質(zhì)高效發(fā)展

人才作為生物技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的核心力量，在實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)工作中有著決定性的價值。這就要求政府、社會以及個人等加大對高校的支持力度，幫助高校增設(shè)專門的環(huán)境生物技術(shù)專業(yè)，并幫助高校積極開展大學(xué)生實習(xí)培訓(xùn)或出國進(jìn)修等活動，努力提升其培養(yǎng)環(huán)境生物技術(shù)人才的能力。

4.5 積極借鑒其他國家的成功經(jīng)驗，提高生物環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用效率

從生物技術(shù)的整體情況來看，其在全球領(lǐng)域內(nèi)依然屬于一門尖端科學(xué)，發(fā)展速度極為迅猛，西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)把生物技術(shù)列為國民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性以及支柱型產(chǎn)業(yè)。但我國在生物技術(shù)方面的研究與應(yīng)用還處于起步階段，因而需要高度關(guān)注國際領(lǐng)域中生物技術(shù)的新動態(tài)與新趨勢，重視對新技術(shù)的引進(jìn)與利用[5]。值得注意的是，在借鑒與引用其他國家成功經(jīng)驗與新技術(shù)的過程中，必須緊密結(jié)合我國的實際國情，以確保生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)工作中的高效應(yīng)用。

5 結(jié)語

我國對于生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用研究還處于起始階段，需要全社會的共同努力與支持，持續(xù)加強(qiáng)生物技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用力度，從而實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目的。同時，生物技術(shù)的無污染、低成本與高效率等優(yōu)勢，也大大保障了其在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的重要地位。當(dāng)前，我國環(huán)境保護(hù)問題與資源緊缺問題十分突出，而生物技術(shù)的著力研發(fā)與科學(xué)應(yīng)用有助于改善我國生態(tài)環(huán)境，繼而實現(xiàn)美麗中國的奮斗目標(biāo)。