生物技術在環保工程中的應用探析

續釗

摘 要：伴隨工業的迅速發展，我國生態環境不斷惡化。現環保問題已成為我國社會發展所面臨的首要問題，也是影響國民經濟發展及人們生活的重要問題。為此，環保工程備受重視，也成為我國未來發展的重要內容。生物技術具多方面優勢，并于環保工程當中發揮著極其有效的作用。文章簡單闡述了生物技術的概念，分析了生物技術對于環保工程的作用，并就生物技術在環保工程中的具體應用展開了討論。

關鍵詞：生物技術；環保工程；應用

中圖分類號：Q819 文獻標志碼：A 文章編號：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

工業的快速發展方便了人們的生活和工作，但同時也帶來了巨大的環境污染，包括水體污染、大氣污染、固體廢棄物污染等，使得生態環境不斷惡化。為此，國家高度重視環保工作，在環保工程當中也非常重視高新技術的引入，生物技術則成為當下環保工程當首選技術。生物技術在環保工程領域中的應用具廣闊的前景，尤其是對于正尋求利用低成本實現環境污染問題解決的發展中國家極具潛力。

1 生物技術與環保工程

（1）生物技術簡介。生物技術是一門新興的綜合性學科，是指用于改造及利用生物或生物成分的技術，其是基于DNA分子技術而發展起來的，包括基因工程、細胞工程、酶工程及微生物工程等[1]。生物技術廣泛應用于各行業領域，包括工業、農業、醫學行業、儀器行業等，并發揮著非常重要的作用。伴隨環境污染問題愈來愈突出，生物技術也逐步被應用于環保工程當中，以用于治理污染、監測環境生物等。自20世紀80年代以來，生物技術越來越受世界各國及民間研究機構的重視，且以飛快的速度向前發展。當前生物技術已被列為優先發展領域，且已成為21世紀全球重要的技術支柱之一。（2）生物技術對環保工程的作用。將生物技術應用于環保工程當中，不僅可有效治療環境污染問題，以抑制生態環境持續惡化，而且還可促進資源的可持續開發和利用。相比于傳統的環境污染治理技術，如化學技術、物理技術等，生物技術具效率高、成本低、不會產生二次污染等優勢[2]。其對于環保工程的作用具體體現在以下三方面：第一，利用生物技術處理垃圾廢物，可使垃圾廢物內部分子結構發生改變，將降解后的產物進行合理運用，可降低垃圾廢物給環境所帶來的污染程度。另，還可對廢物進行轉化處理，以提高其利用率。第二，經生物技術處理后的污染物最終可轉化成氦氣、二氧化碳等，此類氣體具強穩定性，有利減少大氣污染。另，整個過程當中，生物技術所采取的是直接處理法，有效減少了轉移次數，也降低了發生重復污染的可能性，具較高安全性和科學性。第三，生物技術中的酶促反應是利用一種活性蛋白質實施處理，其可使得多種生物技術于常溫環境下也能快速進行，整個過程簡便、靈活，且成本較低，反應過程相對穩定，最終還可取得良好的處理效果。

2 生物技術在環保工作中的應用

（1）應用于治理水污染。于水污染治理當中所應用的生物技術主要包括生物膜法、生物及生態修復和活性污泥法。生物膜法是利用生長于固體載體表面的微生物處理有機污水的方法。生物膜是一種由密度較高的好氧菌、厭氧菌、真菌等微生物共同組成的生態系統，通過固體介質以處理污水。生物膜法的處理原則是生長于固體表面的微生物可將附著于生物膜表面的液體有機物分解成氣體，再將氣體分解成有益氣體或其他有利物質，而老化的生物膜在水的作用下不斷更新，從而可持續凈化被污染的水體。生物膜法具強處理和消化能力，可隨水質量及水量的變化發生改變，且動力支持要求不高，具良好經濟效益。被廣泛應用于污水處理當中。生物及生態修復主要是利用微生物或植物等的生命運行規律，以將水體污染進行轉移、轉化或分解，從而實現水體凈化，恢復生態系統，從而創造適宜自身生長的良好環境。生物及生態修復具效果好、材料易得、消耗少等優勢。活性污泥法是利用水體表面的懸浮微生物絮體采取好氧生物的方法對有機廢水進行處理，通過微生物所含真菌及細菌分解水體中的可溶性有機物，以實現污水凈化效果。同時，此法還具一定脫氮除磷效果。要注意的是，在應用活性污泥法時，既要保證所使用活性污泥的量，同時又要避免污泥發生膨脹現象。此外，針對一些含有毒物質的水源，也可利用生物技術進行處理，如重金屬、氰化物、有機酸、有機汞等。當前應用于凈化污水的生物技術主要有固定化細胞技術和固定化酶技術。固定化酶技術主要是利用化學鍵合法，將水溶性酶與非溶性規模相互結合，從而形成一種酶的衍生物，此衍生物具一定催化活性，但不會溶于水[3]。在制備固定化酶時，微生物細胞也會被固定，從而形成固定化細胞，固定化細胞技術可有效處理被污染水源中的有機污染物和無機金屬等。（2）應用于處理廢氣。于廢氣處理當中所應用的生物技術主要有生物膜法及生物過濾法，生物膜法處理廢氣的原理類似于處理污水，主要是利用微生物所附著的多孔性介質將廢氣中的有害物質轉化為相對簡單的無機物，最終降解成為各類無害物質，如水、二氧化碳、中性鹽等。另，生物膜還能起到除臭的作用，通過氣液及液固擴散和生物氧化過程以使氣態轉化為液態，并逐步氧化有異味氣體，從而實現除臭功效。生物過濾法主要是利用長有微生物的固體載體吸收所收集的氣體，然后利用填料上的微生物分解氣體，以實現廢氣的除臭功效。另，附著于載體上的微生物還具物質轉化作用，因微生物生長需一定營養物質，所以，形體上還有較高有機成分。因此，在對載體填料進行選擇時，應盡量選擇具豐富微生物、良好吸水性及表面積大的載體，同時注意載體本身應無異味，結構均勻且具良好吸附性，如干樹皮、干草、塑料盒等。（3）應用于處理污泥、土壤。于污泥、土壤處理當中應用生物技術主要是處理其中所存在的金屬，所使用方法主要有微生物法及植物修復。利用微生物法處理污泥或是土壤中的金屬時，要特別注意PH值。在利用加速處理來轉變污泥、土壤中的金屬形式時多運用微生物特性，如代謝性、吸附性等。植物修復是指得利用植物對環境實施降解處理，多使用植物、微生物等媒介。植物修復技術簡便、環保，且具良好處理效果，但其對土壤具一定要求。此技術主要是利用植物的某些獨特特征，其中尤其重要的是抗金屬特性，以處理污泥或土壤中所含金屬，有效控制并降低其污染擴散的概率，改善泥土環境，提高泥土質量。（4）應用于消除化學農藥污染。在農業生產當中，為防止農作業生蟲生病，通常會使用大量化學農藥。噴灑化學農藥確實有利預防蟲、病，但縱觀多年實踐可以看到，農業生產當中所噴灑的大部分化學農藥最終其實是進入了農作物的生長土壤當中，這些化學農藥經過生態系統的不斷循環，最終會累積大量毒害，影響農作生長環境。為此，近些年來，我國也越來越重視化學農藥污染的消除。當前應用于消除化學農藥污染的生物技術主要為基因工程技術，其主要是通過改造一些可降解農藥的微生物，以改變其生化反應途徑，從而發揮良好的降解、消毒作用，以免產生負面效應。因此，近些年來，我國不斷提倡并推廣使用生物農藥，生物農藥中的生物體在經代謝后所產生的物質不僅可將雜草去除，而且還可有效防止發生各類病蟲害。（5）應用于處理固體垃圾。于固體垃圾處理當中所使用生物技術主要包括好氧堆肥法和厭氧發酵法。好氧堆肥法是利用處有氧自然環境中的微生物以分解固體垃圾中的有機物，使固體垃圾腐爛變質最終成為肥料。具體地，在實際操作當中是將一定比例有機物及填充料相互混合，將其置于某個特定環境下使其腐爛。好氧堆肥法可使固體垃圾的堆放量有效減少，并為自然環境的良性循環提供肥料。厭氧發酵法是利用微生物的缺氧環境以降解固體垃圾，使其形成不會對環境造成污染的氣體，如二氧化碳、氦氣等，部分還為有效氣體，可用于日常生產及生活當中，既可有效解決環境污染問題，又可實現能源的二次回收利用，有利環保工程經濟效益的提高[4]。（6）應用于消除白色污染。白色污染歷經很長一段時間都無法自行化解，既占據自然空間，又污染自然環境，部分白色污染還會慢慢融入土壤當中，但其又不會自行分解融于土壤當中，極大地影響了土壤環境，從而影響農作物、植物等的生長，不僅影響我國生態環境，而且還會影響我國國民經濟的發展。為此，必須采取行而有效的措施以消除白色污染。利用生物技術消除白色污染主要是利用生物技術將白色污染進行降解，其原理是：選擇可降解白色污染的相關微生物，對其進行改造后制作成降解菌，此外還可分離克隆降解基因，將此基因導入微生物當中，于一定條件作用下即可快速降解白色污染。（7）應用于環境監測工程。現生物技術快速發展，因具快速、靈活等優勢而廣泛應用于環保工程當中，并發揮著非常重要的作用。環境監測工程是環保工程的重要組成部分，近些年來，在環境監測工程當中也不斷引入生物技術。當前應用于環境監測工程當中的生物技術主要有：利用細菌總數及糞便污染指菌檢測水質；利用發光細菌監測環境當中的有毒物質；利用藻類生長測量監測水質的霉性。另，在監測石油污染土壤時，利用核酸雜交法還可檢測部分烴解基因。實踐表明，石油污染土壤當中的烴解基因的檢出率較其他未含污染樣品明顯更高。污染越嚴重，烴解基因含量就越高，利用核酸交雜法所檢出的烴解基因的概率就越大，從而對石油給土壤所帶來的污染進行客觀、科學評價。

總而言之，生物技術應用于環保工程當中既是社會及科技發展的客觀要求，同時也是為遏制環境進一步惡化的必然選擇。現生物技術已廣泛應用于環保工程各領域，并發揮著越來越重要作用。科學合理利用生物技術不僅可有效治療被污染的環境，而且還可避免在治理的過程當中產生二次污染，保障環保工程的經濟效益，以提高我國環境治理水平，促進我國社會、經濟及環境的和諧、可持續發展。

參考文獻：

[1]鐘志遠，王業貴.生物技術在環保工程中的應用探究[J].低碳世界，2017（09）：23-24.

[2]杜靜盛，何雯艷，陳杰.生物技術在環保工程中的應用分析[J].資源節約與環保，2016（10）：156.

[3]張玉玲，戰立偉.淺談生物技術在環保工程中的應用[J].工程建設與設計，2016（08）：169.

[4]王楠.生物技術在環保工程中的應用探討[J].中國戰略新興產業，2017（16）：59.endprint