环境污染治理中生物技术的发展研究

姜文斐，刘丽

（1.重庆泓泰和正生态环境科技有限公司，重庆 401120；2.重庆市生态环境科学研究院，重庆 401147；3.重庆汇天环保工程有限公司，重庆 400084）

0 引言

近年来，我国的经济发展水平在不断提升，俨然成为世界上经济发展水平最快的国家之一。但在经济水平飞速发展的今天，我国的环境污染问题已经十分严重，在面对经济水平快速发展的同时，不得不去面对我国现阶段正在不断恶化的环境，环境污染问题严重影响我国经济的可持续性发展。环境污染会对我国的经济结构的调整和完善造成直接性的影响。不仅影响国民经济的提升，而且对于人们的日常生活和安全健康也会造成不良的影响。正因如此，国内相关环保组织和机构需要正视这个问题，面对环境污染，制定相关的决策和相关措施，对环境污染问题进行改进[1]。在这样的大环境下，环境生物技术在环境污染治理过程当中取得了较大的成果，相对于传统的环保技术来说，更具有创新性和发展空间，而本文将对环境生物技术的相关情况进行分析和研究。

1 环境生物技术的特点分析和发展现状

环境生物技术实际上就是生物技术和环保工程技术的结合体，相对于传统的环保技术来讲，环境生物技术的效果更加高效，而且效率更高。通过对各个国家的环境污染治理技术进行分析，可以发现，环境生物技术的应用以及普及程度都是在环保技术当中处于领先地位。在国际污染治理领域中，环境生物技术也是被研究的热门对象，由于环境生物技术对我国的污染治理工作提供了巨大的帮助，现在国内环保组织已经对其加大研究力度，在诸多领域上都有了不断的创新，例如基因工程以及分子生物技术等等。而且目前保持着良好的发展趋势，仍然具有较大的发展潜力，需要国内的环保工作人员给予足够的重视。环境生物技术的应用原理主要是利用生物的特点来对环境造成影响，从而达到环保的目的。例如，微生物通常通过自身的代谢功能，对环境能够起到一定调节作用，从而适应了被污染的环境，保证该环境条件下的生存和繁殖。为了能够实现环境污染治理的目的，特意在被污染的水源当中加入适宜的微生物，通过人工的方法来对其进行驯化和培养，使其能够对被污染的环境起到降解的作用。将污染物降解为水和二氧化碳等无害的化合物，甚至将有害物质转化为可以利用的资源。借助这样的原理，可以大大的提升环境治理的工作效率，而且减少了污染，使被污染的环境产生有利的物质。借助这样的原理，现阶段环保技术工作人员已经创造了生物滤池，曝气生物滤池等诸多的场所来实现生物技术环境治理。由于这些场所使用的材料大多数都是由燧石和塑料所构成的，成本十分低廉，而且环境治理的效果很高，这样为环保工作大大的节约了成本的同时，也提升了环保工作的持续性发展。环境生物技术现阶段主要是利用微生物来进行污染环境治理，而且根据被污染的环境参数不同，选择不同的微生物种类，可以进一步提升环境治理的效率。生物技术可以根据参与作用生物的微生物种类以及供氧情况，大体上主要分为厌氧生物技术和耗氧生物技术两种。根据实际环境的不同，在选择相应的环境治理方法，例如生物洗涤，生物吸附以及生物过滤等等，确保环保工作效率。微生物的培养如图1 所示。

图1 微生物培养

2 现代生物技术在环境保护方面的应用

现在的生物技术主要包括几大类，分别是微生物技术酶工程、基因工程、细胞工程等等。这些生物技术都是目前阶段的生物高新技术，也是属于新兴科学技术的一种。目前生物技术在环境污染治理工作上应用的范围较广，而且在农作物改良，甚至医学领域上也有一定的涉猎。除此之外，在环境生物监测等方面也同样会利用到现代的生物技术。我国的现代生物技术自20 世纪80 年代开始就已经发展迅速，生物技术与传统的生物治理方法相对比也具有很多的优势，本文将对其进行简要的分析。

2.1 利用生物技术对污染物分子结构的降解

在我国环境污染治理工作当中，通过生物技术来对污染物分子结构的降解应用十分广泛，在垃圾废弃物的降解上的应用最为广泛。我国每年都会生产大量垃圾，如何处理垃圾对于我国的环境污染治理来说具有重要的影响。通过生物技术来对污染物分子结构降解，能够使垃圾在不污染环境的情况下降解的同时，还能够产生新的物质来进行回收利用。生物技术还可以利用生物工程作为原料进行回收，从而不仅达到了环境污染治理的目的，而且还实现了对垃圾废弃物的第二次回收和利用。保护环境的同时也实现了物质循环利用的效果。相比传统的垃圾焚烧和深埋等传统垃圾处理方法来说，有质的飞跃。

2.2 生物发酵技术对污染物质进行发酵处理

使得污染物可以转化为无毒无害的稳定物质，例如转化为水、二氧化碳等等，而这种处理方法能够一步到位，减少再次污染发生，由此可见，生物技术是一种既安全又彻底消除污染的有效治理手段[2]。

2.3 以酶促反应为基础的生物化学过程是一种新型生物技术

将酶作为生物催化剂，而酶是一种活性蛋白质，能够在常温常压和接近中性的环境下进行反应，操作简单、成本低廉、效果好、过程稳定等。由此可见，目前在工业废弃物与城市生活垃圾的处理中都应用到了生物技术，不仅能够把各种有毒有害物质进行无害化处理，而且还能起到变废为宝的效果。

3 利用现代生物技术治理环境污染

3.1 应用固定化酶对污水实施净化

污水中含有多种有害物质，重金属、有机磷、氰化物、有机汞等等。在生物技术层面主要是应用固定化酶与固定化细胞技术对污水进行处理。固定化酶又称水不溶性酶，它可以通过物理吸附法或化学键结合法使得水溶性酶与固态的不溶性载体进行结合，把酶变成一种衍生物，其特点是不溶于水但仍保留催化活性，微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器，用制备固定化酶的方法直接固定微生物细胞。国内外采用这种措施处理污水取得了很好的效果，以共价键结合法固定于多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，以此来治理硫磷废水，去除率非常高；在降解合成洗涤剂中的直链烷基苯磺酸钠（LAS）方面，降解率与酶活性保存率均很高[3]。

3.2 生物修复被污染的土壤

重金属是对土壤造成污染的主要成分。生物修复重金属污染的土壤，主要是应用微生物和植物的作用，对土壤中的重金属进行净化或降低重金属的毒性。修复的原理为：通过酶促反应将重金属在土壤中的化学结构进行改变，这样就能够达到固定重金属或解毒的目的，降低重金属在土壤环境中的移动性和生物可利用性，通过生物吸收、代谢达到治理污染的目的。

3.3 研究生物塑料消除白色污染

农用地膜与废弃塑料的降解问题是一个难题，将其抛洒到自然环境中，在几年甚至是几十年内都是很难降解的，由此造成环境污染。相关调查结果显示，在我国土壤、沟河中塑料垃圾有几百万吨。有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯，而聚酯是微生物内源性贮藏物质，采用发酵的方法生产，就能够降解聚酯地膜和塑料，此外还具有熔点高、弹性好等优势，因此将其应用在农业和医学等领域均能发挥较好的效果。

3.4 用生物农药的方法消除化学农药的污染

使用的化学杀虫剂大概有80.0%会残留在土壤中，尤其是氯代烃类农药，分解难度较高，经生态系统造成滞留毒害作用。由此，要想彻底去除化学农药污染，最佳的方式是生产与应用生物农药。当前主要是应用重组DNA 技术克服其缺点来提高杀虫效果，比如：当前对病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造，将能对害虫正常生活周期造成干扰的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中，形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素，进而对害虫的激素平衡进行破坏，对其正常的代谢和发育进行破坏，从而达到杀死害虫的目的。

4 结语

为了保证我国经济的持续性发展，环境污染治理工作刻不容缓。面对复杂多变的环境污染问题，在进行污染治理时，选择适宜的生物技术来对生态环境进行改善。应用生物技术来治理环境是现阶段以及未来环保工作的主要趋势。对此，环境保护工作人员需要对其加以重视，并且不断的探索和研究，从而完善生物技术的同时，也提升环境保护工作的效率，提升环境质量。