环境生物技术在污染治理中的研究进展

2017-01-28曹晓丹河北工程大学

科学中国人 2017年17期

曹晓丹河北工程大学

环境生物技术在污染治理中的研究进展

曹晓丹
河北工程大学

随着我国乃至全世界的污染问题越来越严重，加强对各种污染的防控已经成为国家发展的重要课题。现代生物技术的不断发展和应用，有助于对环境污染问题进行有效治理，能够显示出独特的优势和巨大的潜力。本文对现代环境生物技术进行阐述，并且对该技术在污染治理过程中的应用进行简要分析。

环境生物技术；污染治理；水污染；环境修复

引言

环境生物技术又叫做环境生物工程，是生物技术与环境治理和环境保护进行结合产生的一个新兴领域。随着经济的快速发展以及社会的不断进步，人们向环境中排放的污染物越来越多，对自然生态环境造成了严重的破坏和污染，例如当前比较严重的大气污染、水污染、土地污染等，对人们的生产生活带来了较大影响。当前全世界都在关注各种生态环境问题，为了解决环境问题，为人们营造更加良好的生活环境，则必须要加强对生物技术的应用。环境生物技术就可以对环境污染问题进行有效解决，这些技术也是当前社会发展过程中最前沿、最有魅力的高新技术之一，在当前形势下，环境生物技术的研究主要是针对各种环境污染问题，提供环境保护服务。

一、现代环境生物技术的研究任务

环境生物技术的应用领域比较广泛，就当前实际情况来看，各个国家都面临各类环境污染问题，尤其是气候变暖问题，是全球普遍存在的环境问题。当前环境生物技术的研究目的是对环境进行保护，其研究任务主要有几个方面：第一，将实验室研究的基因工程菌应用到实际现场中，并且对工程菌的功能特性、遗传稳定性、生态安全性等问题进行研究。第二，利用现代环境生物技术对各种废物进行利用，并且将其转化成为可用的资源和能源。第三，利用现代环境生物技术建立无害的生物技术清洁生产新工艺，并且将其应用在生产过程中，减少工业生产带来的环境污染问题。

二、环境生物技术在污染治理中的应用

环境修复是对已经被污染的环境进行修复处理的过程，对于大面积的污染问题，最有效的方法就是利用生物修复技术进行处理，利用生物的代谢活动吸收、降解、转化土壤和水体中的污染物，使得污染物的浓度降到最低。

（一）在水污染治理过程中的应用

水污染是一个十分严重的环境问题，在工业生产过程中，各种废水的排放会直接影响水质质量。加强环境生物技术的应用可以提高水污染治理水平。

1、关于微生物遗传学的研究。许多微生物以及原生动物本身具有净化废水的功能，在传统的生物处理技术中，一般是通过微生物群体繁殖来实现对污染物的降解，这种处理方式效率不高。上世纪七十年代，为了对一些有毒的、污染物浓度较高的废水进行处理，研发出了一种高降解活性的菌种，经过进一步培育之后可以专门应用于废水的处理，而且处理效果十分明显，已经成为废水处理的主要方法。需要注意的是，这种菌种是从自然环境中分离出来的，因此降解能力有限，必须要加强遗传学方面的改造，对菌种的降解能力进行提升。

2、基因工程技术。基因工程技术在水污染处理过程中的应用也十分广泛，主要是通过基因工程的育种功能将目的基因集中起来，然后对某一种特定的基因放入到特定的环境中进行培育，使其发生突变，从而使得微生物的降解功能可以朝着人们需要的方向发展。这种方式产生的工程菌生长速度快、繁殖快，对于一些降解难度较大的污染物具有良好的效果，而且对于一些有毒有害的物质也能实现专门降解。例如我国研发的抗重金属的菌株能够对废水中的汞和铅进行处理。

3、生物净化酶技术。生物的净化功能主要是通过生物酶的催化作用实现的，生物净化酶是环境生物技术的核心，上世纪八十年代我国开始加强对生物净化酶的研究，将酶和细胞固定化技术引入到环保领域，实现对水污染的有效处理。近年来我国关于生物净化酶的研究主要集中在降解酶的组成成分以及降解酶的分离途径方面。

（二）在土壤修复中的应用

土壤污染具有隐蔽性和滞后性，如果大量的有机污染物或者无机污染物进入土壤，则会导致土壤修复难度增加，尤其是重金属污染，是土壤污染中的常见形式，也是处理难度最大的污染类型。当前对土壤污染进行治理的主要方法是生物修复法，包括植物修复和微生物修复两种方式，有学者研究发现，一些能够分泌表面活性剂的微生物，例如真菌、细菌，与它们所分泌的活性剂化合物的共同作用，可以促进土壤中的有机无机污染物的降解，也能促进各种重金属元素的转化。例如有学者实验发现，用菌根真菌-植物对石油污染土壤进行修复可以取得良好的效果，丛枝菌根真菌能够有效地促进石油烃降解。