精細(xì)化工行業(yè)環(huán)境保護(hù)與污水生物處理技術(shù)

陳仁修（成都師范學(xué)院，四川 成都610000）

1 精細(xì)化工行業(yè)及環(huán)境保護(hù)

精細(xì)化工行業(yè)在開展工作的過程中，會(huì)形成大量的人工合成有機(jī)物，這些有機(jī)物會(huì)不斷積累，排放到大氣環(huán)境當(dāng)中，最終造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染。我國環(huán)保部門相關(guān)研究顯示，近年來我國的精細(xì)化工廠，每年都會(huì)被列入到污染企業(yè)的黑名單當(dāng)中，并且多年來對(duì)其進(jìn)行批評(píng)教育甚至政策懲罰均未見明顯起效。如何對(duì)精細(xì)化工行業(yè)的發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系進(jìn)行平衡，是我國精細(xì)化工行業(yè)在發(fā)展過程中需要著重考慮的問題。精細(xì)化工行業(yè)在生產(chǎn)過程中，由于會(huì)大量使用芳香族化合物或雜環(huán)族化合物來對(duì)需要的產(chǎn)品進(jìn)行人工生產(chǎn)，導(dǎo)致這些無法被降解的化合物大量產(chǎn)生，在大自然的水源、土壤之中不斷富集，最終造成水源、土壤的嚴(yán)重污染。除了產(chǎn)品生產(chǎn)過程會(huì)對(duì)環(huán)境造成較為嚴(yán)重的污染以外，精細(xì)化工生產(chǎn)的工藝以及流程較為復(fù)雜，且生產(chǎn)周期較為漫長，生產(chǎn)的效率以及產(chǎn)品的數(shù)量受到實(shí)際反映情況的影響，因此在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于產(chǎn)品反應(yīng)率低下造成原料大量過剩的情況，而這些廢棄物同樣會(huì)造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染。

對(duì)于精細(xì)化工行業(yè)的生產(chǎn)來說，由于其生產(chǎn)過程中的原料主要以有機(jī)物為主，因此在對(duì)有機(jī)物進(jìn)行處理時(shí)，通常會(huì)選擇使用生物處理技術(shù)來對(duì)有機(jī)物進(jìn)行處理，生物技術(shù)中的微生物將會(huì)有效的對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解，從而達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。但是隨著精細(xì)化工行業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的人工合成有機(jī)物出現(xiàn)于人們的視野當(dāng)中，生物降解性較為低下，因此，傳統(tǒng)的生物降解技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前精細(xì)化工行業(yè)有機(jī)物的全面降解。給予這種情況，有必要對(duì)精細(xì)化工以及環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系進(jìn)行分析，并探究新的技術(shù)來對(duì)精細(xì)化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展打下的基礎(chǔ)。

2 當(dāng)前污水生物處理的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國精細(xì)化工行業(yè)在對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理時(shí)，往往選擇應(yīng)用傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)來對(duì)其進(jìn)行處理。但是實(shí)際上，傳統(tǒng)的生物處理方式只能夠清除污水中最多約80%左右的有機(jī)物，盡管對(duì)于環(huán)境保護(hù)有一定的幫助，但是卻無法達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，傳統(tǒng)生物處理技術(shù)下仍然有相當(dāng)一部分有害物質(zhì)沒有有效的被降解。通過分析其根源后可以發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用傳統(tǒng)的生物化工處理技術(shù)來處理精細(xì)化工生產(chǎn)產(chǎn)生的污水時(shí)，由于污水中一些有機(jī)物的存在，會(huì)導(dǎo)致微生物受到毒性侵害以及惡性抑制等作用，嚴(yán)重降低微生物的降解能力，甚至無法將生物降解的酶進(jìn)行產(chǎn)出。盡管相關(guān)的研究人員對(duì)微生物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定程度的改變，但是仍然無法從根本上解決問題，傳統(tǒng)污水處理技術(shù)的長時(shí)間應(yīng)用，使得精細(xì)化工工業(yè)污水無法得到有效的處理，最終影響污水治理的效果，并造成較為嚴(yán)重的環(huán)境污染。

3 精細(xì)化工生產(chǎn)中污水生物處理技術(shù)探索

3.1 應(yīng)用生物遺傳技術(shù)來進(jìn)行污水生物處理

當(dāng)微生物對(duì)精細(xì)化工生產(chǎn)產(chǎn)生污水中的有機(jī)物進(jìn)行降解時(shí)，主要是通過自身產(chǎn)生相應(yīng)的酶來對(duì)化合物進(jìn)行降解來完成的，而確定該種微生物能否實(shí)現(xiàn)對(duì)某一類有機(jī)物的降解，關(guān)鍵在于該種微生物能否產(chǎn)生降解該種有機(jī)物的酶。具體來說，微生物所產(chǎn)生的降解酶被分為適應(yīng)酶和固有酶兩大類型。固有酶，顧名思義就是指微生物在遺傳以及繁衍時(shí)，自身通過一定的化合物質(zhì)而合成的酶。而適應(yīng)酶則不同，它是指微生物通過適應(yīng)環(huán)境，掌握自身所處污水中較多的有機(jī)物，并通過一定的底物產(chǎn)生能夠?qū)⑽鬯杏袡C(jī)物進(jìn)行降解的酶。適應(yīng)酶的產(chǎn)生意味著微生物能夠有效的適應(yīng)環(huán)境，具備一定的特異性。生物遺傳技術(shù)就是通過分析微生物的特異性來充分掌握其變異情況以及針對(duì)性降級(jí)有機(jī)物情況，從而更加具有目的性的進(jìn)行污染的治理。對(duì)精細(xì)化工行業(yè)產(chǎn)生污水進(jìn)行處理時(shí)，需要充分掌握各種發(fā)生了變異性微生物的特性，并且根據(jù)所產(chǎn)生污水中有機(jī)物的類型來對(duì)微生物進(jìn)行選擇，或是為具有特異性降解功能的微生物進(jìn)行誘導(dǎo)。另外，細(xì)胞融合技術(shù)也是精細(xì)化工行業(yè)污水治理的常用技術(shù)之一，通過細(xì)胞融合技術(shù)的使用，能夠進(jìn)一步提升污水處理的針對(duì)性和效率?，F(xiàn)階段，我國在精細(xì)化工行業(yè)污水治理方面針對(duì)細(xì)胞生物學(xué)的研究已經(jīng)位于世界先進(jìn)水平，顯著增加了特異降解菌的總體選擇范圍，能夠處理較多種類型的有機(jī)物，最大程度的提升自身的降解效率。但是現(xiàn)階段我國針對(duì)污水中微生物降解相關(guān)的生物遺傳技術(shù)研究以及應(yīng)用仍然存在著較多的缺陷，當(dāng)前最常用的生物研究方式仍然是生物篩選，特異性更高的細(xì)胞融合技術(shù)以及變異性降解菌的誘導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用成功率并不是很高，這對(duì)于我國精細(xì)化工行業(yè)污水生物處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展造成了較為明顯的阻礙。

3.2 應(yīng)用基因工程技術(shù)來進(jìn)行污水生物處理

近年來，隨著人們對(duì)基因工程研究的不斷增多，基因工程也逐漸成為精細(xì)化工行業(yè)污水治理的新選擇之一。在生物處理技術(shù)中所應(yīng)用的微生物，它們的遺傳信息主要存儲(chǔ)在脫氧核糖核酸以及核糖核酸當(dāng)中，因此，研究人員在研究特異性微生物降解菌時(shí)，可以先對(duì)這些特異性微生物生成酶進(jìn)行基因組學(xué)相關(guān)的研究。通常來說，這種研究首先是對(duì)該生物的基因組進(jìn)行提取，然后對(duì)遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制過程進(jìn)行人為的控制，調(diào)整特異性降解酶的合成過程，確保降解酶的存在并對(duì)降解酶所負(fù)責(zé)的催化過程進(jìn)行分析，最終通過對(duì)微生物的基因進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)整個(gè)微生物遺傳過程的改變，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化工行業(yè)產(chǎn)生污水的有效降解。

在使用基因工程技術(shù)來對(duì)污水進(jìn)行處理時(shí)，首先需要專業(yè)人員對(duì)微生物細(xì)胞中的基因進(jìn)行提取，然后通過事先設(shè)計(jì)好的方式來對(duì)基因進(jìn)行重組，從而滿足微生物降解的需求。在污水處理中應(yīng)用基因工程，能夠顯著提升酶所催化的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度，從而更加快速的降解有機(jī)物，提升污水處理的效率。舉例來說，人們現(xiàn)階段所使用的各種微生物對(duì)石油進(jìn)行降解時(shí)，降解的速度是十分緩慢的，整個(gè)石油的降解時(shí)長至要按照數(shù)十日來進(jìn)行計(jì)算。但是通過基因工程的使用，降解速度過于緩慢這一問題便迎刃而解了，通過分析能夠提升石油降解效率的酶并對(duì)其進(jìn)行基因重組，在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)石油的降解?，F(xiàn)階段，精細(xì)化工生產(chǎn)中的各種污染物半衰期普遍時(shí)間較長，因此與其他污水處理技術(shù)相比，基因工程在污水中有機(jī)物的降解方面的優(yōu)勢十分明顯。通過分析反應(yīng)酶并進(jìn)行基因重組，能夠有效提升降解效率，而且，由于厭氧菌的處理時(shí)間較長，但是人工合成的工程菌在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)便能夠?qū)ξ鬯械母鞣N有機(jī)物進(jìn)行降解，提升降級(jí)效率的同時(shí)還減少了資金的投入。

基因工程的美好前景使得人們能夠通過人工培育的方法來培養(yǎng)一些具有針對(duì)性的生物菌，顯著減少原料生產(chǎn)產(chǎn)生的污染，并高效的處理掉精細(xì)化工行業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的大量芳香烴化合物、雜環(huán)化合物等，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的有效保護(hù)，使得精細(xì)化工生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染問題得到有效的控制。同時(shí)，基因工程技術(shù)的出現(xiàn)也解決了傳統(tǒng)生物降解技術(shù)降解率不高、降解有機(jī)物不完全的問題，節(jié)約了資金成本的使用，這對(duì)于促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及環(huán)境保護(hù)均具有較為明顯的意義。

4 結(jié)語

綜合全文，在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，環(huán)境污染問題及其后果也隨之顯現(xiàn)了出來，對(duì)于精細(xì)化工行業(yè)來說，其在處理生產(chǎn)污水方面同樣面臨著較為明顯的困境，越來越多人工合成復(fù)雜化合物的形成使得環(huán)境中的有機(jī)物不斷積累，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。因此，如何在保障精細(xì)化工行業(yè)發(fā)展的同時(shí)有效治理環(huán)境污水，是當(dāng)前精細(xì)化工行業(yè)生產(chǎn)亟待解決的問題。而近年來，基因工程技術(shù)以及生物遺傳技術(shù)的使用為精細(xì)化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了一種新的思路，因此在未來，可以更多的應(yīng)用以上兩項(xiàng)技術(shù)來對(duì)精細(xì)化工行業(yè)的污水進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)環(huán)境的有效保護(hù)。