生物技術在環(huán)境保護領域中的應用

賀光祖

摘? 要：生物技術指的是人們以改造生物體或者加工生物原料為主要方法，進而實現人類生活生產所需要的某種環(huán)境或者某種產品的目的。隨著科技的發(fā)展，生物技術的應用范圍不斷擴大、生物技術水平不斷提高，促使環(huán)境得到不斷改善，本文結合生物技術的特征以及在環(huán)境保護中的應用價值，進而引申出生物技術在當前環(huán)境保護中出現的問題以及后續(xù)的改善措施。

關鍵詞：生物技術? 特點? 價值? 環(huán)境保護? 問題? 改善對策

中圖分類號：X17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）10（c）-0063-03

Abstract： Biotechnology refers to the main method that people use to transform organisms or process biological raw materials， and then achieve the purpose of a certain environment or a certain product that human life requires. With the development of science and technology， the scope of application of biotechnology continues to expand， and the level of biotechnology continues to improve， which promotes the continuous improvement of the environment. This article combines the characteristics of biotechnology and its application value in environmental protection， thus extending the biotechnology in the current environmental protection problems and subsequent improvement measures.

Key Words： Biotechnology; Characteristics; Value; Environmental protection; Problems; Improvement measures

生物技術的實現主要是通過微生物、動植物體對物質原料的加工，以某個產品或者某個特定環(huán)境的方式服務于社會。近些年政府部門對生物技術重視度越來越高，大力扶持相關產業(yè)的發(fā)展，現代生物技術應用廣泛，由早期的農業(yè)、醫(yī)療領域擴展到現在的環(huán)境保護、能源創(chuàng)造、產品研發(fā)等，尤其在環(huán)境保護方面發(fā)揮了巨大的作用，有效解決了我國當前環(huán)境治理的難題，且現代生物技術完全吻合我國提倡的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，因此應大力發(fā)展現代生物技術，將環(huán)境保護工作與現代生物技術進行高效結合正是大勢所趨。

1? 現代生物技術的特征

生物技術是一項新興的、綜合性的現代化高新技術，內容包含眾多，主要有微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程等，在我國早期的生物技術僅用于農業(yè)、食品、醫(yī)療等生存性行業(yè)領域，隨著近些年生物技術的不斷發(fā)展、適用范圍的不斷拓展，生物技術還可以用于環(huán)境保護等方面?，F在生物技術在環(huán)境保護中的特征主要有：（1）以生物為中介，以環(huán)境為中心，不過于依賴不可再生資源，更多的是利用可再生資源來開展環(huán)境保護工作;（2）現代生物技術在常溫、常壓下可以連續(xù)工作，而且高溫高壓下也不會影響，使環(huán)境被污染的可能性降低;（3）利用生物技術可以研發(fā)出更為優(yōu)質、安全、環(huán)保的產品，進而保護生態(tài)環(huán)境。

2? 生物技術應用到環(huán)境保護中的優(yōu)勢

將現代生物技術應用到環(huán)境保護中，可以提高環(huán)境污染的治理效果，還可以降低環(huán)境保護的成本費用，具體包括人力、物力、財力等。而使這些費用降低的主要途徑是現代生物技術中的酶技術和分子技術。例如，在生活中常見的廢物處理便采用了降解技術，通過對垃圾實行降解技術，可以減少垃圾排放、減少垃圾的污染，同時還能讓垃圾盡可能的再循環(huán)利用，從而保護我們賴以生存的環(huán)境。

除此之外，現代生物技術在環(huán)境保護中還具有以下3個層面的優(yōu)勢。

2.1 不受氣候條件限制

生物技術之所以能運用到環(huán)境保護中，主要是利用生物技術在污染物中的化學反應來進行環(huán)境治理，而生物技術在污染物中產生的化學反應通常情況下不受氣候、地點等自然條件限制，隨時隨地的可以產生化學反應。也正是由于現代生物技術不受自然條件限制的原因才致使現代生物技術的應用范圍被不斷擴大，環(huán)境治理的水平和成效不斷地被提高。

2.2 可再生資源的創(chuàng)造

現代生物技術在進行環(huán)境治理、環(huán)境保護的過程中，始終秉持著“可再生”的思想理念，從污染物中盡可能的提取可再生資源，從而保證循環(huán)利用的持續(xù)進行，這既是現代生物技術優(yōu)勢，也是其特點，更是其發(fā)展理念。例如農村的沼氣改造工程，不僅升級改善了農村的能源應用問題，還達到了環(huán)境保護的目的，也促進了農村資源合理有效的循環(huán)利用。

2.3 將有害污染物徹底消滅

現代生物技術可以將原有的污染物內部分子排列結構進行徹底打亂并重組，進而促使新的物質產生，新的物質是由無污染性、無毒害性、無腐蝕性的原子組成，而在這一過程中生物技術自然地以肉眼不可見的方式將有毒、有害的物質徹底消滅，在環(huán)境保護的過程中具有一勞永逸的作用。例如通過現代生物技術在處理污染物的過程中會產生二氧化碳（CO2）和水（H2O）等，而這些物質正是無毒、無害物質，對于生態(tài)環(huán)境沒有絲毫的破壞性。

3? 通過生物技術對環(huán)境的改善

3.1 減少污染物的排放

人們利用現代生物技術研發(fā)出了類似“工程菌”或者“菌類細胞株”等物質，進而可以促使污染物的排放量有效降低，甚至是零排放、零污染，使生態(tài)環(huán)境得到一定改善。例如生物農藥的出現改變了以往農藥巨毒、污染大的問題，進而實現了無毒、無污染，讓農民用得安全、用得放心，市民也買得放心，吃得放心;生物質能源的出現也可以有效減少污染物的排放量;“工程菌”具有催化作用，可以提升能源或者原料等化學反應的效率，進而提高原料或者能源的使用率。

3.2 進行環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境保護工作中必不可缺的項目便是環(huán)境監(jiān)測，環(huán)境監(jiān)測的方式主要有兩種，一種是生物監(jiān)測，還有一種是借用化學反應與相關的檢測設備進行環(huán)境監(jiān)測，其中生物監(jiān)測適用最廣。例如水域中的砷物質可以通過水葫蘆達到監(jiān)測目的，利用大腸埃希氏菌、克霉伯氏菌等可以對水質進行有效的監(jiān)測?，F代生物技術中有多項技術已經成功適用于現代環(huán)境監(jiān)測當中，譬如核酸探針技術、酶聯(lián)免疫吸附技術、PCR技術、生物傳感技術、聚合酶式反應技術以及生物熒光技術等。聚合酶式反應技術被用在沉積物、水樣、土壤等環(huán)境標本的細胞檢測過程中;水域中的含氧量、有機磷、酚、硝酸根以及空氣中的二氧化硫、氧化氮、二氧化碳等氣體濃度都可以通過生物傳感技術進行監(jiān)測。通過環(huán)境監(jiān)測，可以優(yōu)化環(huán)保技術，提高環(huán)保工作的質量和效率。

3.3 污水處理

水污染是環(huán)境污染中污染面積、污染程度都較為嚴重的部分，而水污染中最主要的便是工業(yè)污染，因此急需進行有效的生物治理。生物技術可以將污水凈化，將污水中的污染物轉變?yōu)闊o毒且無害的新物質，使生物的新陳代謝功能加強。現代生物技術中的固定化微生物技術是最新研究出的生物工程技術，對部分優(yōu)異菌種具有改造升級的作用，將具有脫色、脫氮、脫磷作用的專性菌進行固定，增加菌體密度，以此來提升污水治理的工作效率。

另外，還可以將特殊微生物應用在污水處理中，特殊微生物降解的淤泥中，含有豐富的有機物，這類有機物中，蛋白質含量豐富，其菌體中，還有大量的維生素，適合多種植物的生長。特殊微生物類型廣泛，能處理的污染物種類也非常多，污水中的洗滌劑、酒精等，均可以降解。普通厭氧菌、需氧菌無法輕易降解此類物質，但是，微生物對于物質的降解無選擇性，只要可以產生生物反應，即可降解，特殊微生物能夠直接將原有害物質分層處理，將大顆粒轉化為小顆粒，小顆粒轉化為小分子，分子再轉化為原子，最終形成對環(huán)境無害的微粒。另外，特殊微生物基本不會受到環(huán)境的影響，即便污水中氧氣濃度、溫度發(fā)生變化，對于降解效果的影響也微乎其微。

3.4 固體廢棄物處理

固體廢棄物即人類生產、生活中產生的喪失使用價值的各類固體、半固體廢棄物，在科技的發(fā)展與工業(yè)化進程的推進下，人民生活水平顯著提升，產生的固體廢棄物數量也越來越多。固體廢棄物種類多元、數量巨大、來源廣泛，對于水源、大氣、人類生活以及土壤等，都造成了極大的污染。對于固體廢棄物的處理，可以將復合微生物菌劑與填埋和堆肥進行有效結合，另外蚯蚓床也可以處理有機垃圾，通過蚯蚓床將固體廢棄物變?yōu)闋I養(yǎng)價值高且無異味的肥料。同時，還可以應用生物反應器填埋，這一技術是利用微生物的降解作用，借助先進設備與技術將填埋場轉化為生物反應器，為微生物的繁殖提供良好的條件，最大顯著提升固體廢棄物的降解效率。有研究人員嘗試將礦化垃圾床對滲透液處理功能與生物反應器技術相結合，構建出厭氧-準好氧新型聯(lián)合型生物反應器，取得了良好的降解效果?，F代生物工程技術還可以解決生活中的白色污染，主要方法有3種。（1）將白色污染中的優(yōu)勢微生物培養(yǎng)出來，進而培養(yǎng)出良好的降解菌，再結合發(fā)酵技術降解白色污染;（2）利用基因工程技術將降解白色污染蛋白的基因置入到土壤中，進而在土中自行降解;（3）根據基因工程創(chuàng)造出相關微生物，有效分解白色污染。

固體廢棄物是我國環(huán)境污染的常見污染源，傳統(tǒng)的填埋、焚燒、堆放處理方式，不僅效果有限，也會引發(fā)二次污染，近年來，微生物技術開始在固體廢棄物處理中得到推廣，這一處理方式有著綠色環(huán)保、成本低廉、不會產生二次污染的優(yōu)勢，特別適合應用在城市生活垃圾的處理上。當然，微生物技術的應用也存在各類不足，如對部分固體廢棄物降解難、反應速度慢等等，相信隨著研究深入，上述問題均會得到解決。

3.5 土壤污染處理

當前我國的土壤污染主要是重金屬污染，生活垃圾、污水灌溉、工業(yè)廢渣等都屬于重金屬污染?，F代生物技術在處理重金屬污染時需要兩個步驟：（1）借用生物技術的作用將土壤中重金屬物質的化學形態(tài)改變，將化學物質進行固定并限制其再發(fā)展。（2）發(fā)揮現代生物技術的代謝和吸收功能，凈化和減低重金屬物質的含量，盡可能地消滅重金屬對土壤的污染程度。土壤污染中污染的降解是一個長期、緩慢過程，在污染物種類的增加下，降解效率也會受到影響，情況嚴重時，甚至導致大量微生物死亡，對此，在微生物的選擇上，要做到合理、科學，為微生物生長提供良好的環(huán)境。在必要情況下，為了提高降解質量，需要增設營養(yǎng)鹽與氧氣，對于不同的污染源和土壤，要根據其特征來培育相應的微生物種群，需要注意的是，還要正視各類微生物之間的沖突和干擾問題，排除外部因素的干擾，為其生長提供良好的條件支持。同時，在土壤污染的治理上，要遵循環(huán)保、綠色原則，充分發(fā)揮出生物修復技術的作用和價值。

3.6 化肥污染治理

在農作物的生長中，化肥是一個重要生產資料，化肥的施加可以有效提升農作物品質，但是，如果化肥施加過量，容易導致土壤板結，未被吸收的化肥會進入地下水、地表水中，對水源造成嚴重污染，導致魚類死亡。還有的化肥有揮發(fā)性，會對空氣造成污染，因此，需要科學控制好化肥用量，應用生物固氮技術，能夠讓植物吸收空氣中的氮，另外，還可以應用細胞融合技術，將豆科植物固氮能力轉化到其他植物中，減少氮肥用量。

4? 結語

當前的生態(tài)環(huán)境已嚴重影響到市民的生產生活、國家的經濟發(fā)展等，必須加大對環(huán)境的保護力度。現代生物工程技術是一項新型的科技技術，現代生物工程技術可以有效治理環(huán)境污染問題，防止環(huán)境污染擴散化發(fā)展，保護生態(tài)環(huán)境可以有良好的發(fā)展，進而促進人與自然的和諧相處、和諧發(fā)展，因此還應加大對現代生物技術的關注度以及投入力度，通過大力扶持現代生物技術發(fā)展，進而保障人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境，為我們的子孫后代創(chuàng)造一個綠色的、健康的生活環(huán)境。

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