生物技術在環境保護和污染修復中的應用

謝克飛

摘要：環境保護與污染治理是21世紀人類關注的焦點問題之一。生物技術是當前科技發展的優秀產物，本文就生物技術在環境保護與污染治理中的應用進行簡單探討。

關鍵詞：生物技術；環境保護；污染修復

生物技術、航天、信息、激光、自動化、新能源、新材料等高新技術是21世紀科學研究的重點。生物技術是以生命科學為基礎，利用生物有機體或其組成部分以及工程技術原理，發展新產品或新工藝的一種綜合性科學技術體系。隨著科學技術的不斷發展與進步，生物技術漸漸開始應用與各個領域。環境問題是21世紀人類關注的焦點問題之一。生物技術在環境污染與保護中的應用，是生物技術研究的重點問題之一。利用生物體及其機能，消除或降低污染物產生，凈化環境污染同時產生有用物質的生產工藝，即為環境生物工程，它是現代生物技術與環境工程技術結合形成的交叉學科，研究內容包括監控、治理、修復生態環境、開發生物材料、能源及資源化污染物等。

1 生物技術在環境保護中的應用

1.1 生物技術在廢水處理中的應用

污水處理的重要方法是利用微生物的生命活動轉移或轉化污水中的污染物，以達到凈化污水的作用。污水的生物處理技術融合生物自身的特點，經濟有效且符合可持續發展的觀點。生物處理技術在世界各個國家廣泛應用，并取得了良好的效果。隨著人民生活水平的提高，人們對于環境的要求會越高，但經濟的不斷增長及人口的持續增加，會逐漸加劇環境污染程度，因此世界各國對廢水處理技術的研究也在不斷深入。

活性污泥法是目前采用最廣泛的廢水生物處理工藝。在人工條件下將空氣鼓入溶解大量有機物的污水中，促進污水中微生物的生長繁殖，進而形成活性污泥，活性污泥中的好氧生物以水中溶解的有機物為食物，分解去除污水中的有機污染物，然后采用一定的技術將污泥與水分離，以達到凈化污水的作用。但隨著污水排放量的增加，這種較為傳統的生物技術漸漸難以滿足日益增長的廢水處理需求，因此新型的廢水生物處理工藝亟待出現。近年來，越來越多的廢水處理技術開始出現，如吸附一降解生物處理技術、氧化溝生物處理技術、廢水生物脫氮除磷技術、人工濕地處理系統等。

1.2 生物技術在廢氣凈化處理中的應用

生物凈化運用于廢氣處理的時間比較短暫，20世紀80年代初，科學家才開始將生物凈化技術用于廢氣處理領域，并取得了良好的效果。運用生物技術處理廢氣成本低、效率高、安全且不會產生二次污染。目前廣泛應用于廢氣處理的生物凈化技術有生物過濾、生物洗滌和生物吸附法等。生物過濾法多用于有臭味的廢氣的降解，吸附法則用于含乙醛、胺等污染物氣體的吸收。

1.3 生物技術在固體廢棄物處理中的應用

城市固體廢棄物污染是當今環境污染的主要部分。固體廢棄物處理是環境保護部門的重要問題之一。目前，處理固體廢棄物的主要方法有4種：固積、掩埋、焚燒、生物處理。固積法需要占用大量的土地，處理時間長，產生的臭味還會污染空氣；掩埋法是將固體垃圾堆積在特定地區，覆土掩埋，廢棄物中的物質經過長時間物理、化學、生物反應后降解、消失，時間長，塑料類物質極難降解，掩埋在地下還容易污染土壤、地下水；焚燒能夠迅速處理固體廢棄物，但建設和運行成本較高，且容易造成空氣污染。由此可以看出，無論是固積、掩埋還是焚燒，都會造成一定程度的二次污染，都不是最好的污染物處理方法。城市生活垃圾中有機物含量高達40%，利用生物處理技術可以將垃圾轉化為作物生長的有機肥料，減少污染的同時變廢為寶，不會產生二次污染。利用生物技術處理城市生活垃圾是城市生活垃圾無害化、減量化、資源化的有效途徑。

1.4 生物技術在環境監測中的應用

生物技術在環境監測中的應用十分廣泛，如用細菌總數及糞便污染指示菌監測水質，通過測定水中藻類如硅藻、柵藻、小球藻等的數量及生長速度監測水質或監測霉性等。近年來，國內外許多部門開始研究應用聚合酶式反應技術、核酸探針、生物傳感器等生物技術檢測環境。聚合酶式反應技術可用于土壤、沉積物、水樣等多種環境的監測，隨著技術的不斷完善，它可能會成為微生物檢驗水質主要的方法之一。

2 生物技術在環境污染修復中的應用

生物修復技術就是利用生物分解有毒有害物質的能力處理土壤、水源中的污染物，凈化環境。隨著環境保護問題日益突出，各國對于各種環境污染修復方法的研究進一步深入，大量的實驗研究證明，使用微生物處理凈化有害物質是可以運用于大面積污染物治理的有效方法。石油烴污染是油田附近土壤的主要污染形式，利用微生物或其他生物將石油污染物講解轉化為無害物質，費用低、應用范圍廣，生物修復技術石油烴污染治理主要方法之一。生物修復的方法有許多，根據修復環境，生物修復技術可分為土壤生物修復、地下水生物修復、沉積物生物修復和海洋生物修復等。

3 結語

隨著經濟的增長，人民生活水平不斷提高，人口急劇增加，環境惡化將越來越嚴重，各國必須加快環境保護與治理方法的研究。環境生物工程因為其明顯的環境效益、經濟效益及社會效益更應該受到重視。當前生物環境工程在應用的過程中還存在著許多問題，如反應速度慢、微生物生長的水質要求過高等，因此，各國應加大環境生物工程投資的力度，積極研究開發高效、低能耗、能夠大面積推廣的微生物工藝，推動環境治理技術的不斷進步與發展，從根本上消除污染、保護環境。