有关环境生物无机化学分析

胡荣华

（贵州省检测技术研究应用中心，贵州 贵阳 550000）

引言：生物无机化学学科的研究内容主要集中在生物体系中无机元素这一领域，能其不仅能够将生物体内各种无机元素及其化合物的结构、生理功能明确下来，加深人们对生物体内无机元素循环的理解，同时还可以将生物体内无机元素与环境、医药、食品营养等方面的问题联系起来，确定无机元素的各种作用，在环境治理、药品研制等方面都有着很高的应用价值，而对于环境生物无机化学的相关研究，自然也是十分具有现实意义的。

一、生物无机化学的发展现状

生物无机化学虽然在上世纪七十年代初期才逐渐被定义为一门独立学科，但由于国际上有关生物学、无机化学的交叉与渗透早在二十世纪初期就已经展开，生物无机化学在成为独立学科之前，就已经经过了近半个世纪的发展，因此该学科一经建立之后，就立即成为了很多学者及相关专业研究人员的广泛关注，而相关研究成果也随着各项研究工作的持续推进陆续出现，尤其是在近十余年间，生物无机化学领域的研究工作更是取得了很多突出成果[1]。例如美国学者Mackinnon 曾在本世纪初期针对钾离子通道结构展开研究，并探索出了金属神经生物学这一全新研究领域，而美国国立卫生院则于此后制定了“MetalsinMedicine”研究计划，针对生物无机化学在医药领域的应用展开了多项研究工作，目前在肥胖症治疗、糖尿病治疗等方面都取得了比较大的进展。除此之外，如生物体内金属离子作用、生物的金属离子代谢功能、生命体系中金属探针、环境中金属等研究课题同样是当前生物无机化学领域的研究热点，其研究成果也是比较理想的[2]。

相比之下，我国在生物无机化学这一学科领域的相关研究工作则起步较晚，在上世纪八十年代初期，有关生物无机化学的研究工作才陆续展开，且大多集中在基础理论等相对浅显的研究层次，相关研究成果也并不多，与美国等其他国家相比存在着不小的差距。然而在进入二十一世纪后，随着国家自然科学基金委员会支持力度的不断加大，国内有关生物无机化学学科的研究水平在短短十余年间实现了快速飞跃，从最初的生物小分子配体研究开始，逐步跨越生物大分子、生物体系等研究层次，进入到细胞层次这一生物无机化学研究领域中来，与西方发达国家间的研究水平差距已经大大缩小。

二、生物无机化学在环境治理中的应用

（一）大气污染治理

面对臭氧层破坏、酸雨和温室效应等大气污染问题，当前很多研究学者都将生物无机化学与污染物处理及新型清洁能源开发联系了起来，并在相关研究工作中取得了较为理想的研究成果，虽然这些研究成果目前并未能够在大气污染治理工作中广泛应用，但其未来发展前景却是十分良好的。例如有些研究人员曾以为生物体内的氢化酶作为催化剂，利用其高效制氢功能，在温和化学反应条件下对水中质子进行了还原（还原为氢气），最终制备出了具有无污染特性的新型燃料，如果能够实现对这种燃料的有效推广，代替各种传统能源，那么因石油、煤炭等矿物燃料应用所导致的大气污染问题就能够得到极大缓解。另外，有些研究人员还曾进行过秸秆酸——酶两步水解实验，利用精秆废弃物发酵生物来生产乙醇与氢气作为清洁能源，对降低污染气体排放、缓解大气污染同样能够起到很大帮助。另外，近几年有关研究人员发现，微乳体系中的纳米陉基磷灰石具有有效去除重金属离子的作用，这意味着如果能够将含甘氨酸的经基磷灰石应用大气污染治理领域，那么Zn2+和CdF2+等污染物的处理效果就会大大提升。

（二）土壤污染治理

由于土壤污染问题主要来源于农业生产中农药、化肥的使用及各种固体污染物的排放，因此当前生物无机化学学科的土壤污染治理相关研究大多集中在污染物的降解、无污染化学药剂研制等方面，目前污染物降解领域已经取得了比较突出的研究成果[3]。如某国外研究所就曾利用光催化技术对多种咪唑啉酮类除草剂进行降解实验，发现光催化处理可使除草剂在环境中得到有效降解，虽然这一污染物降解处理方式目前仍会受到有机悬浮物的阻碍，但仍然能够为化学药剂过度使用等方面的耕地土壤污染问题提供可行解决思路。

（三）生态污染治理

由于生物无机化学本身就是面向生物体系的无机元素及其化合物研究，因此在生态污染治理领域，生物无机化学的相关研究成果往往能够发挥出十分突出的作用，而有关生态污染治理的相关研究课题，也一直都是生物无机化学学科的研究热点。如早在上世纪末期，就已经有国外研究人员针对化学元素在生物体内的循环展开研究，并使很多复杂的生物污染问题得到了明确解释。而在进入到二十一世纪后，研究人员则将研究工作延伸到了“雌激素对生物生长发育影响”“慢性毒性疾病反应预防”“自然界中化学物质与慢性毒性疾病间关系”“敏感性病毒传播特征”等诸多领域，为生态污染危害的控制与预防提供了重要支持。以目前最受关注的人类慢性毒性疾病预防为例，由于很多慢性毒性疾病因人体中吸收了过多有害元素所导致，因此只要能够明确自然界中各种化学物质对慢性毒性疾病的影响，那么就可以通过针对性的食品安全管控、饮用水水质管控等措施，实现对各种慢性毒性疾病的有效预防。

结束语：总而言之，生物无机化学学科的发展时间虽然比较短，但其发展速度却异常之快，相关研究成果目前已经在很多行业领域中得到了广泛应用，尤其是面向环境污染治理的环境生物无机化学，更是具有极强的现实性，而要想将环境生物无机化学的现实作用充分能发挥出来，则还需在未来继续推动生物无机化学在环境治理领域的发展与应用。