生物技术在环保工程中的应用探析

续钊

摘 要：伴随工业的迅速发展，我国生态环境不断恶化。现环保问题已成为我国社会发展所面临的首要问题，也是影响国民经济发展及人们生活的重要问题。为此，环保工程备受重视，也成为我国未来发展的重要内容。生物技术具多方面优势，并于环保工程当中发挥着极其有效的作用。文章简单阐述了生物技术的概念，分析了生物技术对于环保工程的作用，并就生物技术在环保工程中的具体应用展开了讨论。

关键词：生物技术；环保工程；应用

中图分类号：Q819 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）05-0139-02

Abstract： With the rapid development of industry， China's ecological environment is deteriorating. At present， environmental protection has become the most important problem in the social development of our country， and it is also an important problem that affects the development of national economy and people's life. Therefore， environmental protection projects have been attached great importance to， and have also become important contents of the future development of our country. Biotechnology has many advantages and plays an extremely effective role in environmental protection engineering. This paper briefly expounds the concept of biotechnology， analyzes the role of biotechnology in environmental protection engineering， and discusses the concrete application of biotechnology in environmental protection engineering.

Keywords： biotechnology； environmental protection engineering； application

工业的快速发展方便了人们的生活和工作，但同时也带来了巨大的环境污染，包括水体污染、大气污染、固体废弃物污染等，使得生态环境不断恶化。为此，国家高度重视环保工作，在环保工程当中也非常重视高新技术的引入，生物技术则成为当下环保工程当首选技术。生物技术在环保工程领域中的应用具广阔的前景，尤其是对于正寻求利用低成本实现环境污染问题解决的发展中国家极具潜力。

1 生物技术与环保工程

（1）生物技术简介。生物技术是一门新兴的综合性学科，是指用于改造及利用生物或生物成分的技术，其是基于DNA分子技术而发展起来的，包括基因工程、细胞工程、酶工程及微生物工程等[1]。生物技术广泛应用于各行业领域，包括工业、农业、医学行业、仪器行业等，并发挥着非常重要的作用。伴随环境污染问题愈来愈突出，生物技术也逐步被应用于环保工程当中，以用于治理污染、监测环境生物等。自20世纪80年代以来，生物技术越来越受世界各国及民间研究机构的重视，且以飞快的速度向前发展。当前生物技术已被列为优先发展领域，且已成为21世纪全球重要的技术支柱之一。（2）生物技术对环保工程的作用。将生物技术应用于环保工程当中，不仅可有效治疗环境污染问题，以抑制生态环境持续恶化，而且还可促进资源的可持续开发和利用。相比于传统的环境污染治理技术，如化学技术、物理技术等，生物技术具效率高、成本低、不会产生二次污染等优势[2]。其对于环保工程的作用具体体现在以下三方面：第一，利用生物技术处理垃圾废物，可使垃圾废物内部分子结构发生改变，将降解后的产物进行合理运用，可降低垃圾废物给环境所带来的污染程度。另，还可对废物进行转化处理，以提高其利用率。第二，经生物技术处理后的污染物最终可转化成氦气、二氧化碳等，此类气体具强稳定性，有利减少大气污染。另，整个过程当中，生物技术所采取的是直接处理法，有效减少了转移次数，也降低了发生重复污染的可能性，具较高安全性和科学性。第三，生物技术中的酶促反应是利用一种活性蛋白质实施处理，其可使得多种生物技术于常温环境下也能快速进行，整个过程简便、灵活，且成本较低，反应过程相对稳定，最终还可取得良好的处理效果。

2 生物技术在环保工作中的应用

（1）应用于治理水污染。于水污染治理当中所应用的生物技术主要包括生物膜法、生物及生态修复和活性污泥法。生物膜法是利用生长于固体载体表面的微生物处理有机污水的方法。生物膜是一种由密度较高的好氧菌、厌氧菌、真菌等微生物共同组成的生态系统，通过固体介质以处理污水。生物膜法的处理原则是生长于固体表面的微生物可将附着于生物膜表面的液体有机物分解成气体，再将气体分解成有益气体或其他有利物质，而老化的生物膜在水的作用下不断更新，从而可持续净化被污染的水体。生物膜法具强处理和消化能力，可随水质量及水量的变化发生改变，且动力支持要求不高，具良好经济效益。被广泛应用于污水处理当中。生物及生态修复主要是利用微生物或植物等的生命运行规律，以将水体污染进行转移、转化或分解，从而实现水体净化，恢复生态系统，从而创造适宜自身生长的良好环境。生物及生态修复具效果好、材料易得、消耗少等优势。活性污泥法是利用水体表面的悬浮微生物絮体采取好氧生物的方法对有机废水进行处理，通过微生物所含真菌及细菌分解水体中的可溶性有机物，以实现污水净化效果。同时，此法还具一定脱氮除磷效果。要注意的是，在应用活性污泥法时，既要保证所使用活性污泥的量，同时又要避免污泥发生膨胀现象。此外，针对一些含有毒物质的水源，也可利用生物技术进行处理，如重金属、氰化物、有机酸、有机汞等。当前应用于净化污水的生物技术主要有固定化细胞技术和固定化酶技术。固定化酶技术主要是利用化学键合法，将水溶性酶与非溶性规模相互结合，从而形成一种酶的衍生物，此衍生物具一定催化活性，但不会溶于水[3]。在制备固定化酶时，微生物细胞也会被固定，从而形成固定化细胞，固定化细胞技术可有效处理被污染水源中的有机污染物和无机金属等。（2）应用于处理废气。于废气处理当中所应用的生物技术主要有生物膜法及生物过滤法，生物膜法处理废气的原理类似于处理污水，主要是利用微生物所附着的多孔性介质将废气中的有害物质转化为相对简单的无机物，最终降解成为各类无害物质，如水、二氧化碳、中性盐等。另，生物膜还能起到除臭的作用，通过气液及液固扩散和生物氧化过程以使气态转化为液态，并逐步氧化有异味气体，从而实现除臭功效。生物过滤法主要是利用长有微生物的固体载体吸收所收集的气体，然后利用填料上的微生物分解气体，以实现废气的除臭功效。另，附着于载体上的微生物还具物质转化作用，因微生物生长需一定营养物质，所以，形体上还有较高有机成分。因此，在对载体填料进行选择时，应尽量选择具丰富微生物、良好吸水性及表面积大的载体，同时注意载体本身应无异味，结构均匀且具良好吸附性，如干树皮、干草、塑料盒等。（3）应用于处理污泥、土壤。于污泥、土壤处理当中应用生物技术主要是处理其中所存在的金属，所使用方法主要有微生物法及植物修复。利用微生物法处理污泥或是土壤中的金属时，要特别注意PH值。在利用加速处理来转变污泥、土壤中的金属形式时多运用微生物特性，如代谢性、吸附性等。植物修复是指得利用植物对环境实施降解处理，多使用植物、微生物等媒介。植物修复技术简便、环保，且具良好处理效果，但其对土壤具一定要求。此技术主要是利用植物的某些独特特征，其中尤其重要的是抗金属特性，以处理污泥或土壤中所含金属，有效控制并降低其污染扩散的概率，改善泥土环境，提高泥土质量。（4）应用于消除化学农药污染。在农业生产当中，为防止农作业生虫生病，通常会使用大量化学农药。喷洒化学农药确实有利预防虫、病，但纵观多年实践可以看到，农业生产当中所喷洒的大部分化学农药最终其实是进入了农作物的生长土壤当中，这些化学农药经过生态系统的不断循环，最终会累积大量毒害，影响农作生长环境。为此，近些年来，我国也越来越重视化学农药污染的消除。当前应用于消除化学农药污染的生物技术主要为基因工程技术，其主要是通过改造一些可降解农药的微生物，以改变其生化反应途径，从而发挥良好的降解、消毒作用，以免产生负面效应。因此，近些年来，我国不斷提倡并推广使用生物农药，生物农药中的生物体在经代谢后所产生的物质不仅可将杂草去除，而且还可有效防止发生各类病虫害。（5）应用于处理固体垃圾。于固体垃圾处理当中所使用生物技术主要包括好氧堆肥法和厌氧发酵法。好氧堆肥法是利用处有氧自然环境中的微生物以分解固体垃圾中的有机物，使固体垃圾腐烂变质最终成为肥料。具体地，在实际操作当中是将一定比例有机物及填充料相互混合，将其置于某个特定环境下使其腐烂。好氧堆肥法可使固体垃圾的堆放量有效减少，并为自然环境的良性循环提供肥料。厌氧发酵法是利用微生物的缺氧环境以降解固体垃圾，使其形成不会对环境造成污染的气体，如二氧化碳、氦气等，部分还为有效气体，可用于日常生产及生活当中，既可有效解决环境污染问题，又可实现能源的二次回收利用，有利环保工程经济效益的提高[4]。（6）应用于消除白色污染。白色污染历经很长一段时间都无法自行化解，既占据自然空间，又污染自然环境，部分白色污染还会慢慢融入土壤当中，但其又不会自行分解融于土壤当中，极大地影响了土壤环境，从而影响农作物、植物等的生长，不仅影响我国生态环境，而且还会影响我国国民经济的发展。为此，必须采取行而有效的措施以消除白色污染。利用生物技术消除白色污染主要是利用生物技术将白色污染进行降解，其原理是：选择可降解白色污染的相关微生物，对其进行改造后制作成降解菌，此外还可分离克隆降解基因，将此基因导入微生物当中，于一定条件作用下即可快速降解白色污染。（7）应用于环境监测工程。现生物技术快速发展，因具快速、灵活等优势而广泛应用于环保工程当中，并发挥着非常重要的作用。环境监测工程是环保工程的重要组成部分，近些年来，在环境监测工程当中也不断引入生物技术。当前应用于环境监测工程当中的生物技术主要有：利用细菌总数及粪便污染指菌检测水质；利用发光细菌监测环境当中的有毒物质；利用藻类生长测量监测水质的霉性。另，在监测石油污染土壤时，利用核酸杂交法还可检测部分烃解基因。实践表明，石油污染土壤当中的烃解基因的检出率较其他未含污染样品明显更高。污染越严重，烃解基因含量就越高，利用核酸交杂法所检出的烃解基因的概率就越大，从而对石油给土壤所带来的污染进行客观、科学评价。

总而言之，生物技术应用于环保工程当中既是社会及科技发展的客观要求，同时也是为遏制环境进一步恶化的必然选择。现生物技术已广泛应用于环保工程各领域，并发挥着越来越重要作用。科学合理利用生物技术不仅可有效治疗被污染的环境，而且还可避免在治理的过程当中产生二次污染，保障环保工程的经济效益，以提高我国环境治理水平，促进我国社会、经济及环境的和谐、可持续发展。

参考文献：

[1]钟志远，王业贵.生物技术在环保工程中的应用探究[J].低碳世界，2017（09）：23-24.

[2]杜静盛，何雯艳，陈杰.生物技术在环保工程中的应用分析[J].资源节约与环保，2016（10）：156.

[3]张玉玲，战立伟.浅谈生物技术在环保工程中的应用[J].工程建设与设计，2016（08）：169.

[4]王楠.生物技术在环保工程中的应用探讨[J].中国战略新兴产业，2017（16）：59.endprint