生物工程技术在环境保护中的应用与研究

生物工程技术在环境保护中的应用与研究 生物工程技术在环境保护中的应用与研究 生物工程技术在环境保护中的应用与研究 生物工程技术在环境保护中的应用与研究 　　一、前言　　随着时代的不断发展，对生物工程技术的要求也越来越高，这就要求在环境保护中必须加强生物工程技术应用的研讨，并努力提高生物工程技术水平，运用科学的方法，为环境保护提供有力的保障。　　二、生物工程技术的重要性　　生物工程，这门新兴的综合性应用学科于上世纪70年代初兴起，是以生物化学、微生物学、遗传学和细胞学等为代表的生物学的理论和技术为基础，结合机械、电子、计算机、化工等现代工程技术，创造出具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”，以产生有用的代谢产物或发挥其特别生理功能。包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和生物反应器等内容。　　生物工程用于环境有悠久的历史。但现代生物工程和环境工程的结合，于20世纪80年代诞生在欧美地区，形成了环境生物工程，它涉及的学科领域众多，通过利用生物体或生物体某些组成部分或机能，建立降低或消除污染物产生的工艺流程，或者能高效净化环境污染，同时又生产有用物质的工程技术。利用生物工程处理污染物的最大特点是，处理产物都是水、二氧化碳、氮气等无毒、无害的物质；可以有效避免二次污染，是一种安全而彻底的方法。　　三、我国生态环境现状及治理方向　　环境保护是跨经济、社会、技术等学科的综合性科学。环境保护研究人体健康、人类生产和生活环境的舒适程度，以及自然资源保护和生态系统平衡。环境保护的基本任务是保护和改善生活环境与生态环境，防治污染和其他公害，保障人体健康，保护自然资源，促进社会主义现代化建设的发展。面对随经济的飞速发展而日益加剧的环境污染状况，我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半城市缺水，农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难；土壤污染严重，耕地面积锐减，近10年来每年流失的土壤总量达50亿t，土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积下降，草场退化，每年减少森林面积达2500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急剧上升。　　如何保护环境、合理有效地处理环境污染物已迫在眉睫。采用传统的物理、化学方法可达到一定的除污净化效果，但成本高、过程繁琐，并易造成二次污染。近年来，利用微生物等环境生物技术处理环境污染物，所具有的安全、高效、廉价的优点，逐渐引起人们的重视。　　生物工程技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物，采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中，尤其是70年代基因工程的出现，它能改变、取代物种的基因。因此，现代生物工联盟程技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物工程技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物工程技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。　　四、生物工程技术在环境保护中的应用　　生物技术应用于环境保护领域又被叫作环境生物技术，它是通过直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统。生物技术在环保领域中的应用主要包括直接消除环境污染和间接保护生态环境2种方式，具体采用哪种方式，具体要根据污染的方式和污染的程度 来定。以下我们就生物技术在环境保护中的具体应用进行探讨。　　1、生物技术在废水的净化与处理中的应用　　废水生物处理技术是通过利用微生物的生命活动过程来对废水中的污染物进行转移和转化，从而实现对废水净化和处理的一种重要方法。它具有吸附性好、沉降性好和降解能力强、生态环保等特点。目前在废水的生物处理技术中，国内外普遍采用的工艺的主要有活性污泥法、生物膜法、生物强化技术法、自然生物处理法和厌氧生物处理法等。　　2、生物技术在控制和废气净化处理中的应用　　利用生物技术控制和处理废气，将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质，从而净化空气，是一项空气污染控制的新技术。由于生物净化技术在废气处理领域应用时间比较短，各项技术还不够成熟完善，因此在大气污染治理领域不能广泛应用。目前相对成熟的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等，所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。　　3、生物技术在固体废弃物处理中的应用　　固体废弃物污染是农村和城市污染中主要的污染，通常来源于工农业生产、城市生活垃圾及污水处理的剩余污泥等。如何处理好这些固体垃圾是解决当前环境污染问题的一件十分重要的大事。当前对固体废弃物的处理通常有物理、化学、生物等技术手段。固体废弃物生物处理技术通过利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害化可以使有机固体废物转化为可以再利用的资源，这是当前固化废物资源化的最为有效的技术方法。固体废弃物生物处理技术在目前应用比较广泛的主要有：堆肥化、沼气化、废纤维素糖化、废纤维饲料化、生物浸出等。　　4、生物技术在环境监测与评价中的应用　　随着生物技术的不断发展，生物技术如今已经被广泛应用于环境监测与环境评价中。当前国内外关于生物技术在环境监测方面的应用实例主要有：生物酶技术、金标免疫速测技术、PCR技术、生物发光检测技术、生物芯片技术和生物传感器等，其中生物芯片技术和生物传感器应用最为广泛。尤其是以生物传感器为核心的环境生物监测技术，可在线在位迅速地提供环境质量参数，成为环境质量预报和报警中的重要组成部分。生物监测和生物评价不仅是环境质量现状监测和评价的一种手段，在环境质量的评价中，生物评价也是不可忽视的。在这方面，我国华东师大吴自荣等同志研究提出的关于上海苏州河水质发光细菌测试和评价方法具有深远的意义。　　5、生物技术在环境污染修复中的应用　　生物修复技术是一个比较新型的技术，近年来生物修复内涵逐渐扩大，包括真菌修复、植物修复及无机污染物的生物修复等技术。生物修复技术具有广阔的应用前景，但也存在一定的局限性，目前生物技术修复主要运用于土壤污染的修复，其他污染的修复尚不能采用生物修复技术。因此，为了扩大生物修复技术的修复范围，在环境污染的修复过程中我们常常将生物修复技术与其他化学或物理方法结合使用，以取得最佳效果。　　在环境保护工作中，环境生物技术作为一种技术手段，具有高效性，它无论是对环境污染的治理、修复，还是环境检测都发挥了巨大的作用，鉴于环境生物的技术的重大作用，我们应该大力发展环境生物技术，不断提高环境生物技术水平。　　五、结束语　　综上所述，加强对生物工程技术在环境保护中应用的剖析，能够对环境保护中存在的问题进行把握，进而能够提出一些行之有效的对策，如此方可在实际的环境保护过程中对问题进行掌控，不断完善生物工程技术在环境保护中的应用。