污水處理中分子生物學(xué)技術(shù)及應(yīng)用研究

胡威威

摘? 要：隨著社會經(jīng)濟的快速提升，工業(yè)發(fā)展所帶來的污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，人們越來越關(guān)注污水處理的問題。分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，相較于傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)能夠更加有效地處理污水中復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)。在該文中，將分析在污水處理的過程中分子生物學(xué)技術(shù)，并探討其在相應(yīng)過程中的具體應(yīng)用，以此來提升污水處理的效率與質(zhì)量，保障人民群眾的用水安全。

關(guān)鍵詞：污水處理? 分子生物學(xué)技術(shù)? 微生物檢測

中圖分類號：X703 ? ?文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）12（a）-0083-02

隨著社會經(jīng)濟的快速提升，工業(yè)發(fā)展所帶來的污染問題愈發(fā)嚴(yán)重。而在當(dāng)前的污染問題中，水污染的問題與人民百姓的生活息息相關(guān)，這也使得人們越來越關(guān)注污水處理的問題。而分子生物學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，使得污水處理的效率與質(zhì)量都得到了保障，并使其成為了當(dāng)前污水處理領(lǐng)域的重點內(nèi)容。

1? 污水處理中的分子生物學(xué)技術(shù)

1.1 污水處理中的檢測工作

分子生物學(xué)技術(shù)在污水處理中，主要應(yīng)用于對污水中的微生物進行檢測，其主要類型有以下3種。

（1）致病菌的檢測。水是很多病毒性細(xì)菌傳播與存活的途徑，一但含有病毒性細(xì)菌的水通過各種方式使病菌進入到人類的身體中，便會對其身體健康乃至生命安全造成影響。而在污水的傳統(tǒng)處理方法中，在對病菌進行測定時大多數(shù)都是采用將其細(xì)胞進行分離培養(yǎng)，而后再以此為基礎(chǔ)對細(xì)菌的種類以及數(shù)量進行確定。然而這種方法所消耗的時間較長，操作十分復(fù)雜，精度也難以得到保障，難以實現(xiàn)污水的有效處理，使得污水的再次應(yīng)用中存在著隱患。而分子生物學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)，不僅提升了檢測工作的效率，并且檢測結(jié)果的可靠與準(zhǔn)確性也能夠得到保障。例如，在目前的污水處理中，對腸炎沙門菌等病菌進行檢測時，通過分子生物學(xué)中的基因芯片法能夠快速地對水中的病菌種類以及其特性進行鑒定。同時，除了基因芯片法外，PCR技術(shù)、FISH技術(shù)、SSCP技術(shù)也同樣能夠?qū)Σ【M行檢測。

（2）病毒的檢測。病毒是影響人類身體健康的重要因素，并且病毒害具備著感染性、發(fā)病率高等問題。而在對其進行檢測的過程中，因為其不具備細(xì)胞，難以對其進行檢測。在傳統(tǒng)的方法中，需要利用病毒的寄生特性來對其進行查找，并通過電鏡對并對進行觀察，使得整體的檢測工作效率低下，缺乏精確度。而采用現(xiàn)代分子生物學(xué)的原理通過PCR技術(shù)來對其進行確認(rèn)，能夠快速對污水中潛在的病毒污染進行檢測，防治病毒在水中進行傳播的同時，還可以有效地對水質(zhì)進行改善。

（3）病原微生物的檢測。根據(jù)當(dāng)前水體污染的情況來看，水體中潛藏的病原體主要為蠕蟲，而蠕蟲不僅會通過水體傳播，還會進入到其他生物體內(nèi)，使得人們在對其進行食用時，導(dǎo)致蠕蟲進入到人體內(nèi)部，危害身體健康。并且蠕蟲只能夠通過顯微鏡才能夠?qū)ζ溥M行觀察，為便需要采用PCR技術(shù)，確認(rèn)其分布并加以治理。

1.2 PCR技術(shù)與DNA重組技術(shù)

根據(jù)上文可以得知在污水處理中，主要采用的分子生物學(xué)技術(shù)就是PCR技術(shù)與DNA重組技術(shù)。PCR技術(shù)最初被發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)80年代，其全稱為聚合酶鏈反映技術(shù)，而其特點便能夠?qū)⑽⒘康腄NA進行放大便于利用其進行比對，也因此除了對污水處理有著極大的作用外，還被應(yīng)用于對犯罪中罪犯遺留的毛發(fā)、血液、皮膚進行鑒定，從而獲得罪犯的DNA信息的刑偵工作中。PCR的基本原理是基于DNA的天然復(fù)制過程，而其基本反應(yīng)步驟為變性—退火—延伸這3個基本步驟構(gòu)成的。并且因為PCR反應(yīng)具備能夠?qū)⒁锱c模板DNA特異正確地進行結(jié)合，遵守堿基配對原則等特性，因此具有較強的特異性，這就使得PCR的操作十分便捷，并且具有較高的靈敏度，以及極強的特異性，便于在污水處理的過程中對病菌、病毒以及病原微生物進行檢測。同時PCR技術(shù)也衍生出了RT-PCR技術(shù)以及競爭PCR技術(shù)等分子生物學(xué)技術(shù)。RT-PCR技術(shù)與競爭PCR技術(shù)的差異在于，RT-PCR技術(shù)只能夠檢測出含有RNA病毒的微生物，其在對DNA進行轉(zhuǎn)化時必須應(yīng)用RNA通過相反轉(zhuǎn)錄酶來對其進行轉(zhuǎn)變。而競爭性PCR則是一種定量的PCR，其通過對突變性競爭模板與控制競爭模板進行人工構(gòu)建后，將其加入到PCR反應(yīng)體系中，通過對其模板的濃度進行確認(rèn)來進行定量研究。

DNA重組技術(shù)是基于20世紀(jì)70年對限制性核酸內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)而誕生的，其原理是通過對將多個單獨的DNA片段進行連接，而后便會產(chǎn)生出一個自主復(fù)制的DNA分子出現(xiàn)在特定的宿主之中。DNA在重組其所要經(jīng)歷的主要過程，首先，便是在對外源DNA進行獲取后，根據(jù)其特性來對載體做出相應(yīng)的選擇。其次，將目的DNA片段與經(jīng)過處理后的載體進行連接，并在宿主的細(xì)胞中導(dǎo)入連接后的產(chǎn)物，使DNA的分子發(fā)生復(fù)制擴增的現(xiàn)象，并發(fā)生重組。最后，在培養(yǎng)基上對菌落進行培養(yǎng)，篩選出其中的DNA陽性克隆。而在污水處理的過程中，通過基因工程技術(shù)，能夠培養(yǎng)出對有害污染物的細(xì)菌進行有效降解的基因工程菌，以此來對污染物細(xì)菌進行降解。同時，指示菌的應(yīng)用也能夠?qū)ξ鬯约皬U水進行動態(tài)監(jiān)測，將污水中出現(xiàn)的成分改變以及特定物質(zhì)的變化迅速反映出來。此外，基因工程菌與指示菌需要具備能夠在特定環(huán)境擁有較高的存活率、外源基因容易被擴增、檢測與定量、對特定物質(zhì)發(fā)生的變化較為敏感等特點，只有如此才能夠?qū)崿F(xiàn)在污水處理中合理地應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)。

2? 分子生物學(xué)技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

2.1 污水除磷

污水的除磷工作，是控制水土營養(yǎng)含量的重要環(huán)節(jié)。在水體如果因為磷的含量過度使得水土內(nèi)部營養(yǎng)過于豐富，便會導(dǎo)致水華現(xiàn)象的發(fā)生，使得水體中的生物因為缺氧而死亡。并且水體中磷的含量還會使土壤性質(zhì)發(fā)生改變，因而便需要在對污水進行處理時，采用PCR-DGGE技術(shù)來控制污水中磷的含量，將其控制在合理的范圍內(nèi)。而PCR-DGGE技術(shù)相較于傳統(tǒng)的除磷技術(shù)有著更高的效率與更好的使用性，并將污水中含有的各類菌體進行集中的統(tǒng)一處理，大幅度提升了污水中過量磷的處理效率。

2.2 提升處理效率

分子生物學(xué)技術(shù)在提升污水處理效率時，不僅僅是在于一個方面，而是通過對污水中含有的各類菌落進行研究，并把握其性質(zhì)與功能，實現(xiàn)對污水中污染物的有效降解，以此來對污水的處理效率進行提升。例如，在鹽度較高的水體培養(yǎng)能夠?qū)ξ廴疚镞M行高效降解的基因工程菌時，為了適應(yīng)其水體環(huán)境，在對菌種進行培養(yǎng)的過程中，可以通過PCR技術(shù)對菌種的耐鹽性進行提升，以此來提高菌種的使用效率。

2.3 優(yōu)化處理工藝

在對城市的污水進行處理時，因為城市在發(fā)展的過程具有更多的影響因素，這就導(dǎo)致了城市污水中化學(xué)物質(zhì)與微生物種類更加繁雜。因而在對其進行處理時，必須通過分子生物學(xué)技術(shù)來優(yōu)化并創(chuàng)新對污水的處理工藝，并且還可以在對污水處理的過程中，通過相應(yīng)的工藝來對污水中可以應(yīng)用于其他行業(yè)的生產(chǎn)或是研究中的特殊微生物進行提取，實現(xiàn)對污水處理成本的控制，并有效地實現(xiàn)資源的回收再利用。但在對新型工藝的使用中需要注意，嚴(yán)格把控好污水處理技術(shù)的使用，要使其能夠符合相應(yīng)規(guī)章制度與標(biāo)準(zhǔn)，避免產(chǎn)生反效果，影響污水處理工藝的優(yōu)化。

3? 結(jié)語

綜上所述，在污水處理的過程中，PCR與DNA重組等分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用能夠有效地實現(xiàn)對致病菌與指標(biāo)菌、病毒、病原微生物的檢測工作，并且其在污水處理中的具體應(yīng)用于污水除磷以及處理效率與處理工藝的提升與優(yōu)化過程中，以此來保障人民群眾的用水安全。

參考文獻

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