环境检测中现代生物技术的应用分析

2018-03-28牛丽春

山西化工 2018年2期

牛丽春

(山西国控环球工程有限公司，山西太原 030024)

引言

自二十一世纪以来，科学技术的发展产生了现代生物技术，现代生物技术作为应用于有机体研究的重要技术，其在社会各大领域得到了广泛应用。目前，我国的环境污染问题越来越严重，自然生态环境变得更加复杂，所以必须加强应用现代生物技术检测自然环境，才能及时了解环境的变化，从而制定科学、合理的应用策略，发挥现代生物技术的应用优势，促进我国的自然环境协调可持续发展。

1 现代生物技术的相关概述

现代生物技术中包括的学科理论比较丰富，其中主要融入分子生物学、微生物学、免疫学和系统生物学等各种不同的学科理论，现代生物技术和化学、微电子学与计算机学存在密切的联系，所以其具有综合性特征，能够在社会各大领域得到广泛应用。现代生物技术通过对自然生物进行研究，从而更加高效地开发以及应用资源，在现代生物技术应用中的操作环节比较简单，环境治理过程中应用现代生物技术，能够降低环境污染，避免资源大量浪费[1]。通过利用自然生物技术来开发产品，能够提高产品纯度以及安全性，使产品的质量满足使用需求，而且能够促进资源节约型以及环境友好型社会建设发展。

2 现代生物技术的种类

2.1 生物传感技术

在生物传感技术中，主要立足于固定化酶技术基础，通过利用生物传感器能够准确识别以及感知信息，并且使这些信息资料生成电子信号，这样只需要控制电子信号装置，就能够把检测的物质分析出来，从而获取准确的检测信息资料。生物传感技术主要应用在环境检测工程中，能够提高环境检测水平。

2.2 PCR技术

通过对PCR技术进行研究发现，其主要原理和DNA天然复制原理比较接近。一般在环境检测中应用PCR技术，能够有效检测环境中存在的细菌与病毒，而且利用非放射性核酸探针能够准确测试出病毒和细菌含量。通过运用核酸杂交技术，能够安全检测自然环境中的微生物，当前在水环境中检测大肠杆菌以及志贺氏菌可以运用PCR技术。

2.3 酶免疫检测技术

在环境检测工程中，利用酶免疫检测技术，主要通过抗原以及抗体特异性反应来进行研发的技术，其能够直接标记酶，并利用标记酶和待检测抗原来进行检测工作，然后观察免疫学特征反应，和特定的病毒种类进行比对，最终了解环境检测中出现的病毒种类。当前，一般在水质检测中应用酶免疫检测技术，能够达到良好的检测效果。

2.4 生物芯片技术

通过运用生物芯片技术，能够把各个基因表达情形充分反应出来。其主要运用微电子技术而形成的生物检测技术，能够把分析探针固定在相表面，通过对生物化学分析系统来进行检测分析，能够快速检测得出蛋白质、细胞等等一系列的生物学成分，这种生物芯片技术一般在水污染中得到广泛应用，能够把水体污染中的化学物质毒性准确检测出来[2]。

3 环境检测中现代生物技术的应用策略

3.1 植物检测技术的应用

自二十一世纪以来，我国的工业经济快速发展，汽车保有量增多，带来了严重的工业废气、汽车尾气排放污染，使空气污染的现象越来越严重，空气中含有大量对人体有害的物质，人们在吸入这些有害物质之后，将会引发呼吸疾病、肺部疾病等，而且会产生严重的雾霾现象。因此，根据相关研究发现，可以利用植物检测技术检测空气中的污染物。例如：细叶小羽藓以及叶卷藓在遇到空气污染物时，会产生不同的反应，主要原因在于这两种植物中含有的叶绿素a、b含量大不一样，所以在污染的空气环境下，叶绿素a和叶绿素b会产生不同的反应，从而获得准确的检测结果。

3.2 生物传感技术的应用

近几年以来，我国的数字科技以及生物技术发展速度不断加快，社会各大领域逐渐广泛应用生物科技技术。由于生物传感技术属于高度集成化、自动化、微型化技术，所以利用生物传感技术，能够把生物的反应和电信号快速进行转化，这样能够快速检测自然环境。在自然环境检测中应用生物传感技术，能够利用电子元器件迅速转化电子信号，然后对这些电子信号进行准确识别和分析，从而更好地控制检测结果。

3.3 PCR技术的应用

研究发现，各种微生物病原体中包含的致病剂量不大一样，所以需要准确检测水体污染中的病原体种类以及数量，才能制定科学、合理的水体保护方案。当前，在自然水体以及污染水样中存在大量的病原体以及化学污染物，对于这些污染物的检测，如果采用传统的方法，无法反映出真实的检测结果。只有充分运用PCR技术，利用PCR探针把生物素、荧光素准确标记出来，并且和待测基因进行特异性互动，从而产生杂交信号DNA片段，快速、准确地检测出污染水体中含有的大肠杆菌。

在水体环境检测中应用PCR技术，需要经过这样几个阶段：第一，模板DNA的变性模板DNA加热温度达到93 ℃之后，需要让模板DNA双链，以及PCR扩增完成的双链DNA进行解离，从而形成单链，单链和引物进行结合。第二，在单链形成之后，需要在温度降低为55 ℃之后，使引物和模板DNA单链进行互补配合。第三，引物结合物受到TaqDNA聚合酶的反应作用，能够把dNTP当做反应原料，把靶序列当做模板，根据碱基配对以及半保留复制的原理，在变形-退火-延伸等几个过程完成后，从而获得半保留复制链，这种半保留复制链也能够当做下次循环的模板。

3.4 生物酶技术的应用

在环境检测工程中应用生物酶技术，主要有这样几点成效：第一，能够达到良好的处理功效，有效降解污染物。第二，其适应的范围比较广泛，能够适应各种不同的温度和pH条件下。第三，生物酶技术具有较强的针对性，能够在特定的环境下发挥检测作用，具体结合实际情况而定。第四，应用生物酶技术能够节约成本，达到良好的治理效果。

本文以某城市生活污水处理厂中滞留的污水检测来进行实践论证，其中污水的总量达到8 000 t，污水外观为黑色，具有浓烈的臭味。通过环保部门检测发现，滞留污水中含有大量的COD、硫化物等等化学物质，对自然环境产生恶劣的影响。然而利用高效复合生物酶药剂处理这些滞留污水之后，使其中的污染物进行了高效催化与降解，全面使污水中的化学物质得到降解，一周的时间使污染物大约降解了45%左右，水体环境得到有效改善。