生物技術(shù)在環(huán)保工程中的應(yīng)用

杜曉玉

（山東新達(dá)環(huán)境保護(hù)技術(shù)咨詢有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250000）

生物科學(xué)技術(shù)是指使用生物或者生物性產(chǎn)品，并對(duì)生物及其相關(guān)功能進(jìn)行研究，從而衍生出的生物科學(xué)技術(shù)。生物科學(xué)技術(shù)可以分為發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)。生物科學(xué)技術(shù)屬于新型技術(shù)，它具有綜合性的特點(diǎn)。生物科學(xué)技術(shù)是生物工程建設(shè)中的重要內(nèi)容，它有效運(yùn)用生物化學(xué)、微生物原理以及遺傳學(xué)等知識(shí)，并融合了生化工程技術(shù)，重點(diǎn)研究和構(gòu)建細(xì)胞遺傳物質(zhì)以及微生物等，從而達(dá)到產(chǎn)業(yè)化效果。

1 生物科學(xué)技術(shù)的介紹

1.1 基因工程技術(shù)

基因工程技術(shù)也可以叫做基因組裝技術(shù)，它需要基于分子遺傳學(xué)，使用分子生物學(xué)與微生物學(xué)原理，對(duì)生物體的來(lái)源物質(zhì)進(jìn)行研究，并且對(duì)不同基因分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行解構(gòu)，從而將所獲得分子導(dǎo)入到活體細(xì)胞中，進(jìn)而改變?cè)猩锏倪z傳特性[1]。

1.2 細(xì)胞工程技術(shù)

1.3 微生物工程技術(shù)

微生物工程技術(shù)也稱發(fā)酵工程技術(shù)，它需要考慮微生物的基本功能，生產(chǎn)可靠產(chǎn)品，或者對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改造和重新生產(chǎn)，環(huán)保工程企業(yè)在運(yùn)用微生物工程技術(shù)的時(shí)候大多用來(lái)處理污水問(wèn)題，達(dá)到凈化污水的效果。

1.4 酶工程技術(shù)

酶工程技術(shù)主要使用了酶、微生物、生物細(xì)胞和細(xì)胞器等物質(zhì)，工作人員需要準(zhǔn)備專門的生物反應(yīng)器，通過(guò)酶的生物催化作用，使不同的原料進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而生產(chǎn)出有益物質(zhì)。這項(xiàng)技術(shù)經(jīng)常用來(lái)處理工業(yè)廢水，這是因?yàn)閺U水中有機(jī)物能夠給微生物一定的營(yíng)養(yǎng)成分，通過(guò)微生物來(lái)分解不同的污染物質(zhì)[2]。

2 生物技術(shù)運(yùn)用于環(huán)保工程中的積極作用

受到多種生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的影響，我國(guó)正面臨嚴(yán)峻的環(huán)保問(wèn)題，生物科學(xué)技術(shù)運(yùn)用在環(huán)保工程中能夠更好地優(yōu)化環(huán)境質(zhì)量，還可以緩解生態(tài)環(huán)境的污染問(wèn)題。環(huán)境保護(hù)工程各項(xiàng)活動(dòng)在開展的過(guò)程中需要充分運(yùn)用生物科學(xué)技術(shù)，它具有高效性、安全性和低成本的優(yōu)點(diǎn)。通常來(lái)說(shuō)，環(huán)保工程中生物科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用可以減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，節(jié)省資源消耗，保障生產(chǎn)安全等。

2.1 減少生態(tài)環(huán)境污染

我國(guó)面對(duì)各種垃圾和廢棄物的時(shí)候，使用生物科學(xué)技術(shù)能夠?qū)械姆肿咏Y(jié)構(gòu)進(jìn)行重組，從而合理地分解城市垃圾廢物，還可以循環(huán)使用各種生產(chǎn)廢物，進(jìn)一步緩解城市生態(tài)污染[3]。此外，通過(guò)生物科學(xué)技術(shù)還能夠轉(zhuǎn)移一定量的垃圾，避免垃圾的二次污染。

2.2 減少資源消耗

生物科學(xué)技術(shù)能夠?qū)τ泻ξ镔|(zhì)進(jìn)行分析，從而變成無(wú)毒無(wú)害的有機(jī)物質(zhì)，它可以進(jìn)一步緩解生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題，還可以幫助環(huán)保企業(yè)生產(chǎn)更多優(yōu)質(zhì)的資源，真正地做到資源的重復(fù)使用和高效運(yùn)用[4]。此外，由于環(huán)保工程需要轉(zhuǎn)移一定的物質(zhì)，所以企業(yè)在使用生物技術(shù)的時(shí)候要節(jié)省資源消耗。

2.3 安全性較好

生物科學(xué)技術(shù)最大的特點(diǎn)在于變廢為寶，它可以對(duì)有害物質(zhì)進(jìn)行分解，然后建立全新的物質(zhì)。生物科學(xué)技術(shù)對(duì)有害物質(zhì)進(jìn)行分解之后能夠獲得合格的物質(zhì)，在實(shí)際運(yùn)用中能夠?qū)Νh(huán)境進(jìn)行凈化，有助于環(huán)保工程的安全性，故環(huán)保工程企業(yè)都借助生物科學(xué)技術(shù)來(lái)治理環(huán)境。

The Content Structure and Descriptive Characteristics of Jangar by J.Juunai

2.4 處理效率較高

環(huán)保工程企業(yè)運(yùn)用生物科學(xué)技術(shù)來(lái)處理污染物具有較高的工作效率，如工作人員在使用酶促反應(yīng)處理污染物質(zhì)的時(shí)候，活性蛋白質(zhì)的酶能夠在常溫和常壓環(huán)境下形成催化反應(yīng)，故酶促反應(yīng)的生物科學(xué)技術(shù)將更好地完成各項(xiàng)工作，獲得較高的工作效率，操作也比較簡(jiǎn)單，成本低。

3 生物技術(shù)在環(huán)保工程中的運(yùn)用和發(fā)展

3.1 生物技術(shù)在環(huán)保工程中的應(yīng)用

生物科學(xué)技術(shù)運(yùn)用于環(huán)保工程中主要分為水體污染與防治、大氣污染與防治、固體廢物處理、白色污染處理以及其他環(huán)保工程等工作。

3.1.1 水體污染與防治

當(dāng)下，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，農(nóng)業(yè)和工業(yè)活動(dòng)也在有序地開展，隨之而來(lái)的是各種污水和廢物，這將不利于我國(guó)城市化建設(shè)和發(fā)展，還會(huì)嚴(yán)重影響我國(guó)城市化進(jìn)程。而生物科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用能夠更好地防止這一現(xiàn)象，如將生物科學(xué)技術(shù)運(yùn)用于水體污染和治理中，活性污泥法能夠產(chǎn)生很好的效果，這項(xiàng)技術(shù)使用了好氧微生物的新陳代謝功效，吸附水體中的無(wú)機(jī)物質(zhì)后形成絮凝體，進(jìn)而去除水體中有機(jī)物質(zhì)[5]。

3.1.2 大氣污染與防治

環(huán)保工程企業(yè)在治理大氣污染問(wèn)題的時(shí)候需要使用相應(yīng)的生物技術(shù)，具體來(lái)說(shuō)，利用微生物的新陳代謝活動(dòng)可以有效地降解廢氣中的有害物質(zhì)，并對(duì)有害物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。生物過(guò)濾法屬于普遍的廢氣處理方法，使用生物除臭技術(shù)分離氣體中的有害物質(zhì)，可以有效地凈化廢氣，生物過(guò)濾法主要運(yùn)用于垃圾站的清理過(guò)程中，對(duì)容易出現(xiàn)的有害物質(zhì)與惡臭氣體進(jìn)行消殺。

3.1.3 固體廢物的處理

環(huán)保工程企業(yè)在處理固體廢棄物時(shí)使用生物科學(xué)技術(shù)，能夠發(fā)揮微生物的發(fā)酵能力，對(duì)一些能夠降解的固體廢棄物進(jìn)行發(fā)酵與降解，從而分解為含有二氧化碳與甲烷的無(wú)害物質(zhì)，達(dá)到固體廢棄物的處理目標(biāo)。好氧堆肥法經(jīng)常用來(lái)處理固體廢物，它基于好氧微生物的降解作用，對(duì)一些固體廢棄物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生腐殖質(zhì)，最后轉(zhuǎn)化為肥料[6]。

3.1.4 白色污染的處理

由于20世紀(jì)塑料的發(fā)明和廣泛使用，導(dǎo)致我國(guó)面臨嚴(yán)峻的白色污染問(wèn)題，由于塑料垃圾存在較大的難降解性，它會(huì)對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。土壤中殘存廢棄塑料制品將直接影響植物的生長(zhǎng)，受到土質(zhì)和水源因素的影響，使得植物產(chǎn)量下降。通過(guò)對(duì)生物科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用，能夠更好地降解和處理白色污染物質(zhì)[7]。通常來(lái)說(shuō)，生物科學(xué)技術(shù)需要依靠基因工程技術(shù)轉(zhuǎn)移和復(fù)制可降解塑料的微生物基因，然后培養(yǎng)具有塑料降解效果的微生物質(zhì)，最后達(dá)到防治白色污染的目標(biāo)。

3.1.5 其他環(huán)保技術(shù)

其他環(huán)保技術(shù)也經(jīng)常運(yùn)用于環(huán)保工程中。生物檢測(cè)技術(shù)可以憑借生物的差異性來(lái)研究生態(tài)環(huán)境的污染現(xiàn)象，從而更好地了解生態(tài)環(huán)境的變化情況；生物能源科技的應(yīng)用，可對(duì)不同類型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢料、秸稈或低質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品開展能源生產(chǎn)活動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，工作人員需要使用乙醇或生物柴油；煤的微生物潔凈技術(shù)的應(yīng)用，能夠讓工作人員更好地使用浮選法，并且對(duì)微生物進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)分離煤中雜質(zhì)的目的。

3.1.6 土壤污染的治理

通常來(lái)說(shuō)，那些受到重金屬污染的土壤無(wú)法通過(guò)自凈達(dá)到修復(fù)目標(biāo)，這個(gè)時(shí)候就要采取人工干預(yù)的方式。但通常工作人員會(huì)在土壤中增加生物炭或石灰物質(zhì)，此過(guò)程需要花費(fèi)一定的治理成本，還會(huì)出現(xiàn)二次污染，植物修復(fù)所需要時(shí)間比較長(zhǎng)，難以取得較好的治理效果。我國(guó)土壤污染防治法中明確提到，修復(fù)活動(dòng)需要充分考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，不應(yīng)該降低土壤的生產(chǎn)能力，還要做好生物修復(fù)工作。工作人員在具體工作時(shí)需要不斷創(chuàng)新和完善生物修復(fù)技術(shù)，這樣才能更好地落實(shí)土壤污染的治理工作。環(huán)保工程企業(yè)在使用土壤生物修復(fù)技術(shù)的時(shí)候，要基于生物主體做好污染源的根治，如對(duì)有毒和有害的污染物質(zhì)進(jìn)行降解，做好物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，降低污染物濃度，從而更好地穩(wěn)定污染物，對(duì)污染物進(jìn)行有效處理。另外，還可將生物科學(xué)技術(shù)與農(nóng)業(yè)種植工藝結(jié)合起來(lái)，如拌種和噴灑，可以減少化學(xué)肥料量。土壤修復(fù)菌劑的使用價(jià)值已經(jīng)得到越來(lái)越多人的認(rèn)可，土壤修復(fù)菌劑在稻田、小麥田和玉米田中有著廣泛應(yīng)用。其中，微生物科學(xué)技術(shù)可以修復(fù)受到石油或多環(huán)芳烴污染的土壤。通過(guò)農(nóng)業(yè)部門的認(rèn)可，西南地區(qū)的農(nóng)田土壤修復(fù)工作中經(jīng)常使用這些技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了土壤的修復(fù)和治理，并取得了明顯性效果[8]。此外，一些工作人員在研究“污染土壤速效淋洗關(guān)鍵技術(shù)”的時(shí)候，進(jìn)一步了解了生物科技如何運(yùn)用于工業(yè)污染物質(zhì)的治理，并且創(chuàng)造了全新的生態(tài)土壤。工業(yè)土壤的治理容易受冶煉焦化等要素影響，站在土壤污染物的角度來(lái)看，影響工業(yè)土壤的物質(zhì)包括多環(huán)芳烴有機(jī)物、砷和鉛等物質(zhì)，一般來(lái)說(shuō)，工作人員在處理這類污染物時(shí)，需要使用多種生物處理技術(shù)。目前來(lái)說(shuō)，生物科技手段需要在植物的表面放一種活性劑，通過(guò)熱淋洗進(jìn)一步減少污染物總量。技術(shù)人員要合理地運(yùn)用土壤洗衣機(jī)設(shè)備，這樣可以對(duì)受污染的土壤進(jìn)行碎片化處理，把處理好的土壤放進(jìn)專門的洗衣機(jī)設(shè)備里面，然后運(yùn)用綠色洗滌劑，做好清洗工作，等到洗衣機(jī)徹底甩干之后，我們就可以獲得質(zhì)量較好的土壤。大面積的土壤處理也無(wú)需花費(fèi)很多時(shí)間，其可以保證修復(fù)后的土壤滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求[9-12]。

3.2 生物技術(shù)在環(huán)保工程中的發(fā)展趨勢(shì)

雖然生物科學(xué)技術(shù)經(jīng)常運(yùn)用在環(huán)保工程中，但是生物科學(xué)技術(shù)自身還存在缺陷與不足，發(fā)展空間較大。一般來(lái)說(shuō)，技術(shù)人員要掌握能源、環(huán)境質(zhì)量、生物藥品、農(nóng)業(yè)以及生物材料等知識(shí)，不斷地研究生物科學(xué)技術(shù)的具體運(yùn)用方法和特點(diǎn)，從而使生物技術(shù)得到更好的推廣與應(yīng)用。

3.2.1 解決能源問(wèn)題

我國(guó)正處于發(fā)展中，能源短缺是我們面臨的最大問(wèn)題之一，能源不足直接影響我國(guó)的發(fā)展，目前，我國(guó)正在大力發(fā)展新能源，這是因?yàn)槊禾抠Y源與石油資源有限，面對(duì)資源緊缺的現(xiàn)狀，我們需要合理使用各種資源。其中，不可再生的化石燃料占比較大，這將不利于我國(guó)產(chǎn)業(yè)的深入發(fā)展，主要表現(xiàn)為化石燃料的燃燒，它會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的污染問(wèn)題[13]。通過(guò)生物科學(xué)技術(shù)，能夠進(jìn)一步提升化石資源的使用效率，對(duì)產(chǎn)生的污染物質(zhì)進(jìn)行有效分解，進(jìn)而解決能源緊缺的問(wèn)題。

3.2.2 提高環(huán)境治理能力

環(huán)保工程企業(yè)通常會(huì)根據(jù)生態(tài)環(huán)境污染情況做出處理，但是這往往會(huì)給環(huán)境帶來(lái)較大污染，還會(huì)造成資源的浪費(fèi)。環(huán)保工程企業(yè)需要探索全新的環(huán)保理念，探尋新的環(huán)保思路，不斷創(chuàng)新和完善生物科學(xué)技術(shù)，有效提高生態(tài)環(huán)境的治理能力，還能夠避免一些潛在的污染要素，營(yíng)造更加健康的生態(tài)環(huán)境和空間。

3.2.3 用于生物醫(yī)藥的制造

醫(yī)療事業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生一些抗生素物質(zhì)，這類物質(zhì)的存在將會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定影響，通過(guò)生物科學(xué)技術(shù)能夠有效地解決這類問(wèn)題，如基因工程中使用了脫氧核糖核苷酸分子探針檢測(cè)病情；基于微生物發(fā)酵技術(shù)，通過(guò)生產(chǎn)代糖可以給糖尿病人一些可靠的甜味藥。此外，生物科學(xué)技術(shù)還能夠運(yùn)用到藥物的制造、抗體或者疫苗的生產(chǎn)中，它的優(yōu)勢(shì)是成本較低且具有分離與純化的作用。

3.2.4 發(fā)展生物農(nóng)業(yè)

目前，農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生較多廢物，進(jìn)而影響生態(tài)環(huán)境，環(huán)保工程企業(yè)需要合理地使用好生物科學(xué)技術(shù)，找到生物農(nóng)業(yè)的全新方向。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，需要從農(nóng)作物的培育入手，思考如何種植更加優(yōu)質(zhì)的植株，這樣將會(huì)收獲更好的效果，如選擇土壤固化和繁殖率較好的草原開發(fā)牧場(chǎng)，還可在洪水多發(fā)區(qū)域種植一些土壤吸附能力強(qiáng)的植株。

3.2.5 研發(fā)生物材料

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，各種現(xiàn)代材料被推廣使用，生物科學(xué)技術(shù)在生物材料的生產(chǎn)和制造中占據(jù)重要地位。第一，使用生物科學(xué)技術(shù)能夠在固體廢棄物中提煉健康物質(zhì)，從而提高資源的使用效率。第二，生物技術(shù)還能夠生產(chǎn)大量的高質(zhì)生物材料。第三，運(yùn)用各種生物科學(xué)技術(shù)，我們可以獲得具備分解性的塑料材料，這也有助于環(huán)保工程企業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前我國(guó)大力發(fā)展生物科學(xué)技術(shù)，生物科學(xué)技術(shù)的使用在越來(lái)越多的領(lǐng)域都取得了顯著的成績(jī)，環(huán)保工程企業(yè)對(duì)生物科學(xué)技術(shù)的使用，將進(jìn)一步緩解水污染、大氣污染、白色污染以及土地污染等現(xiàn)象。但環(huán)保工程企業(yè)在開展這項(xiàng)工作的同時(shí)，需要具體把握不同生態(tài)環(huán)境污染的形成原因，科學(xué)選擇和運(yùn)用生物科學(xué)技術(shù)。環(huán)保工程企業(yè)還要把握不同生物技術(shù)的內(nèi)容和特點(diǎn)，站在基因技術(shù)、細(xì)胞技術(shù)、酶技術(shù)以及微生物技術(shù)等角度，正確理清生物技術(shù)的內(nèi)涵所在。第二，環(huán)保工程企業(yè)要合理地運(yùn)用好生物科學(xué)技術(shù)，以有效緩解生態(tài)環(huán)境的污染，還要了解不同生物科學(xué)技術(shù)在環(huán)保工程中的使用情況，如水體污染和防治、大氣污染和防治、固體廢物的處理、白色污染與處理工程等。環(huán)保工程企業(yè)還要知曉生物科學(xué)技術(shù)在環(huán)保工程中發(fā)展情況，科學(xué)地運(yùn)用生物科學(xué)技術(shù)。