浅谈生物技术在环境保护中的应用

向伟

【摘 要】随着信息科技的发展，生物技术也发展的非常迅速，受到广泛应用，特别是在环保领域，生物科技有十分明显的优势，比如在耗能方面，比如在效率方面，以及安全性能方面。本文就生物科技在环境保护中的应用进行了分析与探讨。

【关键词】生物技术；环境保护；应用

前 言：现代生物技术有两大类，一类是传统神农购物技术，一类是新兴生物技术，前者是利用生物天然机能所进行的物质生产过程的一项技术。而后者则是利用各种新兴技术，比如基因工程、细胞工程，通过人工改造生物机能与酶进行物质生产与处理过程的技术。而生物技术应用到环境保护方面也有两类，分别是为了去除环境污染的直接应用，比如生物精华、废弃物生物利用等等；以及保护生态环境的间接应用，比如把化肥用生物固氮替换，或者把化学农药用生物农药替换等等，与直接应用相比，间接应用的领域与空间则广泛的多。

一、生物技术的内容与特点

不少研究学者认为，现代生物技术应有四个部分组成，分别是微生物工程、酶工程以及细胞与基因工程，每个工程都有各自的理论特点与使用范围，但是它们又不是相互独立存在的，它们之间有密切联系会进行互补，从而形成完整的一个体系。现代生物技术特征有五点，第一，其主要对象与工具是生物，对资源循环重复使用十分重视，倡导保护环境；第二，生物技术可以在常规温度与压力下进行，操作方式简单方便，而且能够持续性操作，能源消耗低，进而对环境带来的污染要小；第三，可以根据需求要培育与创造新品种等产品；第四，效率更高，生产成品的途径与方法也更多；第五，该特点也是最重要的一个特点，就是现代生物技术可以解决传统方法所不能处理的问题。正是因为这些特点，让现代生物技术从20世界末出现以来就广受关注，而其带来的巨大经济利益与潜力更是让众人的目光移不开。

二、生物技术在环境保护中的应用分析

1.生物技术在水处理中的应用

生物技术在改善水体质量，治理水源污染方面有很重要的作用。首先，在水体质量改善方面，生物技术应用最为广泛。污水中含有许多的有毒物质，成分十分复杂，其中包括重金属、有机磷、酚类、氰化物、有机酸、醛及蛋白质等等。利用微生物自身的新陈代谢等生命活动，能够将水体中的部分有毒有害物质很好的去除，从而使得水体中的有害物质转化为无毒物质，使水体得到净化。固定化酶技术就是应用最为广泛的一种污水处理技术，主要是通过武力吸附法或者化学键合法使水溶性酶和固态不溶性载体相结合，从而将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，从而有效的对污水中的有机污染物进行处理。除此之外，生物膜处理法、活性污泥法、稳定塘法、人工湿地处理系统工程以及土地处理系统法等都是常见的水污染控制与治理的生物技术。

2.生物技术在废气净化方面的应用

生物技术应用于水环境治理当中已经有了很长的历史，但是在废气治理方面历史还很短，研究也非常有限。上个世纪80年代末期，生物技术在工业废气净化处理领域的应用成为许多学者研究的热点。当前比较成熟的废气生物处理技术有生物洗涤、生物吸附以及生物过滤法等等，与传统的废气处理工艺相比，突显出许多的优势，如果高效率、低成本、高安全性等等。目前，废气生物处理技术主要可以分为吸附法和过滤法两大类，吸收法主要在一些含有胺、酚和乙醛等污染物的气体的净化中广泛应用，去除率能够高于百分之九十，而生物过滤常被用作除臭工艺，用于臭味废气的降解。德国利用生物膜过滤处理含硫臭气时，硫化氢去除率能够达到百分之九十以上。

3.生物技术在固废处理中的应用

固废主要指城市生活垃圾、污泥、工农业生产废物等。利用生物技术，能够将固体废弃物进行无害化、资源化、减量化的处理，从而使其成为用于农业生产废料或者其他有用产品，从而真正实现变废为宝。一般生活垃圾堆肥工艺可以分为好氧堆肥和厌氧堆肥两大类，其中目前研究最为热门的是高温好氧堆肥工艺。通过高温好氧堆肥工艺得到腐熟肥料具有改良土壤、增强肥效等优点，是实现城市生活垃圾资源化，达到保护环境的目的的有效措施。

4.生物技术在土壤污染治理中的应用

在对土壤污染治理过程中，生物技术主要应用于重金属污染修复过程，也就是利用微生物或者植物的作用，对土壤中的重金属进行净化和削减，从而降低其毒性。通过生物作用，土壤中的重金属会转变其化学形态，从而使重金属固定或者解毒，通过生物吸附，还能够将重金属的量减少甚至消除。去除重金属之后的土壤，能够提高有机质的含量，改善生态结构，从而有利于土壤固定，更好的避免水土的流失。

5.生物技术在环境监测中的应用

（1）生物芯片和生物传感器应用于环境监测

生物芯片、生物传感器是利用固定在载体上的生物大分子与检测对象间的特异性地相互作用的原理做成的检测模块。载体上的生物大分子与检测对象相互作用的过程中发生的物理或化学变化现象转化成生物电信号，检测系统将电子信号放大，可得到与生物转感器或生物芯片相互作用的环境物质的相关信息。这类检测方法灵敏度高、针对性强、检测速率快，目前已有产品成功应用于环境监测领域，诸如生物需氧量生物传感器、微生物毒性生物传感器等。

（2）生物免疫檢验

生物免疫检验是利用检验系统的免疫自我识别功能，对环境毒性物质进行抗原或抗体的特异反应而检测环境毒性物质。该方法灵敏度高、针对性强、操作方便、成本低，目前已广泛应用到环境污染物的实时监控领域。

（3）Ames实验

1975年美国加利福尼亚大学Ames教授建立Ames实验。该实验广泛应用于食品、化妆品的致突变性。方法适用于测试样品中的混合污染物，反映的是多种污染物的综合致突变效应，是一种较好的环境潜在突变物的预警手段。

6.环境污染修复中的应用

生物修复指的是用那个生物本身的代谢功能来消除、降低环境中的污染成本的技术，主要从增加通气程度与菌种等方面进行，有些生物本身就具有天然的分解有毒成分的物质，所以可以有效达到治理环境污染的目标。生物修复技术出现的时候只在石油烃污染上使用，但由于带来的治理效果非常后，慢慢的被应用到更多领域中，治理各种污染类型。不仅我国对其重视，国外也对生物修复技术十分关注，不断研究发现，微生物的分解功能可以治理大面积受到污染的区域。

三、展望

生物技术以其成本低、产出高、无二次污染等诸多优点，在环境保护中已获得了广泛的应用，并取得了明显的经济效益、环境效益和社会效益。虽然生物技术还存在不如化学技术快速、效率高、条件要求高等不足，但是随着现代生物技术的快速发展，以及经济快速发展导致的资源短缺、环境状况恶化情况的加剧，生物技术的环境保护功能显得越来越重要。可以推测，现代生物技术的迅猛发展及其在环保领域的广泛应用必将成为解决资源短缺、能源危机以及环境问题的有力手段，在环境保护领域得到更高的重视和推广。

结束语

总之，环境保护工作离不开生物技术的应用，生物技术在环境保护工作中起到了不可替代的重要作用。在未来，生物技术在环境保护过程中必须要考虑到发展的因素，必须将经济发展同环境保护有效的统一起来，形成与经济密切配合的环境保护体系，从而实现生物技术真正的价值，保障生物技术的不断发展，为人们创造更多的经济效益和社会效益，为不断促进经济发展与环境保护的协调统一作出应有的贡献。

参考文献：

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[2]姜成林，徐丽华.微生物资源的开发与利用附[J].北京：中国轻工业出版社，2010.

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