淺談生物工程技術(shù)及在環(huán)境保護中的應(yīng)用

摘 要：科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新的背景下，生物工程技術(shù)應(yīng)運而生并實現(xiàn)了在多領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用，促進了社會發(fā)展與進步。新時期，隨著人們環(huán)保意識的不斷提升，環(huán)保工作引發(fā)了社會各界的高度關(guān)注。將生物工程技術(shù)應(yīng)用于環(huán)保工作中，能夠更好地保證環(huán)境保護效果，改善人類生活環(huán)境，實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。本文首先概述了當(dāng)前我國自然生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，其次分析了生物工程技術(shù)在環(huán)保工作中的優(yōu)勢，最后探討了生物工程技術(shù)在環(huán)境保護中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：生物工程技術(shù);環(huán)境保護;應(yīng)用;分析

在過去的一段時間里，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)等各個行業(yè)的快速發(fā)展，極大地推動了社會進步與經(jīng)濟增長，但是也引發(fā)了嚴重的水污染、空氣污染、土壤污染問題，嚴重降低了人們的生活質(zhì)量，阻礙社會可持續(xù)發(fā)展。在其情形下，做好環(huán)保工作勢在必行，將生物工程技術(shù)應(yīng)用于環(huán)保工作中，具備顯著的優(yōu)勢。

一、當(dāng)前我國自然生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀概述

環(huán)境污染日益嚴重的背景下，必須要高度重視環(huán)境保護工作。環(huán)境保護工作的開展，旨在改善自然生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，提高人們的生活質(zhì)量，促進人與自然的和諧發(fā)展。近年來，在各行各業(yè)快速發(fā)展的形勢下，經(jīng)濟增長迅猛，但是環(huán)境污染問題卻越來越嚴重。現(xiàn)階段，環(huán)境污染來源廣泛，主要包括;農(nóng)藥污染、化肥污染、“三廢”污染等，導(dǎo)致水源、土壤以及自然環(huán)境遭受了嚴重的污染，甚至一度影響人們的正常生活。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前我國有近1/2的城市水源污染的問題，農(nóng)村地區(qū)則大多飲用的是未凈化的水，水質(zhì)不達標(biāo)，并且有近8000多萬人面臨飲水難的難題，再加上畜禽養(yǎng)殖需要飲用并排放大量的污染水，進一步加劇了水污染、環(huán)境污染等問題。在土壤污染方面，近年來我國耕地土壤質(zhì)量顯著下降，土地出現(xiàn)了嚴重的荒漠化現(xiàn)象，耕地重金屬元素超標(biāo)，不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與可持續(xù)發(fā)展。在多種因素的影響下，威脅著人體健康，導(dǎo)致近年來呼吸系統(tǒng)疾病、消化系統(tǒng)疾病呈現(xiàn)出高發(fā)趨勢。在這種情況下，做好環(huán)境保護工作勢在必行。生物工程技術(shù)在環(huán)境污染治理方面，具備安全高效低成本的特征，受到了人們的重視。

二、生物工程技術(shù)在環(huán)保工作中的優(yōu)勢分析

生物工程技術(shù)是一項綜合性學(xué)科，涵蓋多方面的高新技術(shù)，包括細胞工程、基因工程、微生物工程以及酶工程等等，在多項技術(shù)的支撐下，使得現(xiàn)代生物工程技術(shù)水平更高，功能更完善，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、食品領(lǐng)域以及醫(yī)藥領(lǐng)域中實現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，并且在環(huán)境污染治理及環(huán)境保護工作中也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。新時期，環(huán)保工作迫在眉睫，和傳統(tǒng)技術(shù)相比較而言，現(xiàn)代生物工程技術(shù)優(yōu)勢更加明顯，具體來說，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。首先，生物工程技術(shù)對于廢棄物的處理，主要是通過降解并破壞其分子結(jié)構(gòu)的方式實現(xiàn)的，并且經(jīng)過講解后的產(chǎn)物，能夠?qū)崿F(xiàn)再利用，在解決環(huán)境污染問題的同時，還實現(xiàn)了對資源的再利用，避免了浪費現(xiàn)象。其次，發(fā)酵工程技術(shù)作為生物工程技術(shù)的重要組成部分，利用該技術(shù)來對污染物質(zhì)進行處理并轉(zhuǎn)化成為一些較為穩(wěn)定的物質(zhì)，包括：水、氮氣、二氧化碳等等，這些物質(zhì)無毒無害，不僅保證了安全性，同時也實現(xiàn)了污染源的有效消除，改善了環(huán)境質(zhì)量。

三、生物工程技術(shù)在環(huán)境保護中的具體應(yīng)用探討

（一）在污水處理中的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)發(fā)展中，會產(chǎn)生大量的污水，如果隨意排放這些污水，會極大地污染水源。將生物工程技術(shù)應(yīng)用于污水處理中，效果顯著。首先，采取投加特種菌法處理污水，在污水中加入有分解污染物功能的微生物，保證特定細菌的穩(wěn)定性，實現(xiàn)對難降解廢水及有毒廢水的處理，該技術(shù)的應(yīng)用成本非常低。但是其效果不穩(wěn)定，尤其是在處理流動水的時候，所投入的微生物極易被沖掉。因此該技術(shù)常被應(yīng)用于靜態(tài)污水的處理。其次，可以采取固定微生物法處理污水，該技術(shù)發(fā)展于20世紀70年代，通過在某個載體上固定微生物，提升排水系統(tǒng)的微生物含量，富集泥齡較長的微生物。固定微生物法在分離固體、液體方面有著顯著的效果，并且能夠保證水的順暢通過，避免了堵塞等問題的出現(xiàn)。試驗表明，固定微生物法的應(yīng)用效果是其他常規(guī)方法的6倍，同時能夠達到50%的脫氮效果。

（二）在化肥污染處理中的應(yīng)用

近年來，隨著農(nóng)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的不斷加快，對于化肥的需求量越來越大。農(nóng)作物的生長，離不開化肥，施加適量的化肥能夠保證農(nóng)作物的產(chǎn)量。但是，如果濫用化肥，會導(dǎo)致出現(xiàn)土壤板結(jié)的現(xiàn)象，并且會嚴重污染地下水，同時也會阻礙池塘湖泊中生物的生長。過量使用揮發(fā)性的化肥，會增加空氣當(dāng)中的氮元素含量，形成酸雨，破壞空氣臭氧層。因此現(xiàn)，做好化肥污染處理工作顯得至關(guān)重要。固氮技術(shù)作為生物工程技術(shù)的重要組成部分，在該技術(shù)的支撐下，能夠?qū)崿F(xiàn)對空氣當(dāng)中的氮元素的自動化吸收，避免氮元素超標(biāo)造成污染。舉個例子來說，將生物工程技術(shù)應(yīng)用于小麥根系，使其能夠自動吸收氮離子并固定于根系當(dāng)中，試驗證明，固氮技術(shù)的應(yīng)用，使得小麥增產(chǎn)15%。此外，飲用細胞融合技術(shù)，能夠?qū)⒍诡愔参锏墓痰饔脩?yīng)用于非豆類植物中，在減少氮肥施加量的同時，緩解污染問題。

（三）在農(nóng)藥污染處理中的應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展中，病蟲害的發(fā)生概率較高，在發(fā)生病蟲害的情況下，大部分農(nóng)戶均是應(yīng)用農(nóng)藥來實現(xiàn)治理的。農(nóng)藥中含有大量的有機磷和有機氮，這是污染空氣和水源的重要物質(zhì)，同時也會威脅到人體健康。將生物工程技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)病蟲害防治工作中，并不會影響環(huán)境及水源，同時也具備了良好的殺蟲效果。尤其是近年來出現(xiàn)的生物病蟲害防治技術(shù)，替代農(nóng)藥殺蟲技術(shù)，極大地緩解了農(nóng)藥濫用所引發(fā)的污染問題。

（四）在固體垃圾處理中的應(yīng)用

分類生活及社會發(fā)展中，會產(chǎn)生大量的固體垃圾，這些固體垃圾不易于分解，是污染物的重要組成部分。在過去的一段時間里，人們對于固體垃圾的處理，大多采取的是掩埋處理，這些污染物長時間得不到分解，導(dǎo)致土壤污染。利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)來處理固體垃圾，能夠?qū)崿F(xiàn)生物分解代謝，并且還能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于其他用途，實現(xiàn)對循環(huán)再利用。這不僅實現(xiàn)緩解了固體污染物所產(chǎn)生的土壤污染問題，同時也現(xiàn)極大地降低了處理成本，甚至能夠從中獲得一定的收入。

（五）在白色污染物處理中的應(yīng)用

白色污染物主要以使塑料袋等垃圾為主，這些塑料袋難以降解處理，會嚴重污染環(huán)境。雖然當(dāng)前提倡使用環(huán)保購物袋，但是當(dāng)前在各大商超仍可以發(fā)現(xiàn)使用塑料袋的現(xiàn)象，個別人員由于缺乏環(huán)保意識，亂丟垃圾，給環(huán)境造成了嚴重的污染。利用生物工程技術(shù)處理塑料制品，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的降解，破壞其內(nèi)部聚酯分子結(jié)構(gòu)，在節(jié)省成本的同時，緩解白色污染問題。在實際的應(yīng)用，主要應(yīng)用的是基因工程技術(shù)，通過篩選優(yōu)勢微生物并形成高效降解菌，然后在發(fā)酵工程技術(shù)的支撐下，完成對白色污染物的降解處理工作。不僅如此，通過應(yīng)用基因工程技術(shù)，在土壤生物當(dāng)中導(dǎo)入可編碼降解的基因蛋白，也能夠?qū)崿F(xiàn)對塑料制品等白色污染物的有效降解。

（六）在生物品種改良中的應(yīng)用

在社會發(fā)展中，生物資源是重要的組成部分。但是，當(dāng)前生物物種處于不斷減少的趨勢。據(jù)相關(guān)預(yù)估表明，在接下來的20—30年時間里，將會有近1/4的物種陸續(xù)消失，這對于人類的生存及社會的可持續(xù)發(fā)展是不利的，因此做好生物保護及品種改良工作至關(guān)重要。在生物品種改良中，生物工程技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在生物工程技術(shù)的支撐下，培育并改良新型生物品種，能夠為保護環(huán)境提供重要的幫助。在生物培育方面，生物工程技術(shù)優(yōu)勢顯著，借助基因重組技術(shù)和拼接技術(shù)，能夠完成對外來物種的培育改造，借助組織培養(yǎng)和細胞保存技術(shù)，則能夠使得生物物種更加的多樣化。應(yīng)用細胞融合技術(shù)，能夠完成對優(yōu)良生物品種的雜交工作，保護并恢復(fù)生物多樣性，促進人類社會的和諧生存與發(fā)展。

（七）提高環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量

在環(huán)境保護工作中，環(huán)境監(jiān)測是一項至關(guān)重要的工作，包括：水源、土壤、空氣等等，均是監(jiān)測的內(nèi)容，應(yīng)用生物傳感器技術(shù)展開監(jiān)測工作，能夠取得良好的效果。生物傳感器技術(shù)屬于固定化微生物和電化學(xué)的結(jié)合體，具備較高的靈敏度及監(jiān)測準確性，當(dāng)前在產(chǎn)品檢驗及發(fā)酵工程中實現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。近年來，在環(huán)境監(jiān)測中，生物傳感器技術(shù)的更加完善，生物監(jiān)測方法更加對多樣化，并且實現(xiàn)了綜合監(jiān)測，極大的提升了環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量。在接下來的時間里，隨著我國科技的不斷創(chuàng)新，生物工程技術(shù)水平將會得到進一步的增強，其作用也會更加明顯，為環(huán)境監(jiān)測及保護工作的開展提供重要幫助。

（八）實現(xiàn)煤與石油的脫硫

近年來，隨著工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，對于煤炭資源的需求量越來越大，在煤炭燃燒中，會產(chǎn)生大量的二氧化硫，是污染大氣環(huán)境的重要物質(zhì)，降低了環(huán)境質(zhì)量。應(yīng)用生物工程技術(shù)，將煤炭中的硫元素去除，能夠減少煤炭燃燒中有害氣體的排放。例如利用生物工程技術(shù)中的氧化亞鐵硫桿菌技術(shù)，即可有效去除煤炭硫元素，并借助微生物脫硫技術(shù)和浮選工藝，將煤炭和黃鐵礦分離，減輕污染。在石油脫硫方面，應(yīng)用微生物脫硫技術(shù)及高活性脫硫菌種，也能夠減少硫元素的釋放，避免造成污染，提升環(huán)境保護效果。

四、結(jié)語

綜上所述，社會快速發(fā)展的背景下，環(huán)境污染問題引發(fā)了社會各界的高度關(guān)注，因此積極做好環(huán)保工作具有重要的現(xiàn)實意義。生物工程技術(shù)屬于新型技術(shù)，安全性高，成本低，將其應(yīng)用于環(huán)境保護工作中，能夠極大地優(yōu)化傳統(tǒng)環(huán)保工作模式，提升環(huán)保工作水平，改善人們的生活質(zhì)量，實現(xiàn)人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展。

參考文獻：

[1]羅雅琪.論述生物工程技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用[J].化工管理，2016（30）：84.

[2]郭艷霞.論生物技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2015（21）：119-120.

[3]李霂桐.生物工程技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用研究[J].科技視界，2017（30）：177+180.

[4]趙秋紅，單升益.論述生物工程技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用[J].中國科技投資，2017（24）：339.

[5]王鈺惠.生物工程技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用[J].中國科技縱橫，2016（22）：7.

作者簡介：陳凱（1999— ），男，漢族，湖北武漢人，本科，研究方向：生物工程。