淺談生物化學(xué)在環(huán)境治理與保護(hù)中的應(yīng)用

張英博

山東省昌樂(lè)第二中學(xué) 山東 昌樂(lè) 262400

在我國(guó)工業(yè)化迅速發(fā)展的背景下,環(huán)境污染問(wèn)題越發(fā)的嚴(yán)重了起來(lái),人和自然之間的矛盾變得更加的突出。環(huán)境污染使得人們?cè)谏罘矫娴馁|(zhì)量逐漸降低,不利于人類(lèi)身心的健康發(fā)展。對(duì)此,生物化學(xué)怎樣在環(huán)境治理與保護(hù)中發(fā)揮出應(yīng)有的作用,得到了社會(huì)各界的關(guān)注。

一、生物化學(xué)概述

就生物化學(xué)而言,其屬于生物和化學(xué)的分支,通過(guò)對(duì)化學(xué)相關(guān)理論與方式的科學(xué)應(yīng)用,探究生命現(xiàn)象,同時(shí)對(duì)其生物和化學(xué)本質(zhì)予以深入的探究,主要包含生命體的結(jié)構(gòu)與功能、激素與維生素、物質(zhì)組成以及生命起源等。由此可見(jiàn),生物化學(xué)存在著多學(xué)科融合的特點(diǎn),進(jìn)而在國(guó)防、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)以及工業(yè)等方面實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用。

二、我國(guó)環(huán)境現(xiàn)狀

現(xiàn)階段,我國(guó)在環(huán)境方面的現(xiàn)狀可以總結(jié)為下三個(gè)方面：(1)空氣質(zhì)量差。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前我國(guó)58%的城市在空氣微細(xì)粒子方面的含量超過(guò)了100μg。(2)土地沙漠化。截止2014年末,我國(guó)總共約有261.15萬(wàn)km2的荒漠化土地,沙化172.12萬(wàn)km2,同時(shí)超過(guò)30萬(wàn)km2的土地正在向著沙漠化的趨勢(shì)發(fā)展。(3)水污染。盡管我國(guó)在水資源總量方面較多,但由于人口多,因此人均占比低,再加上工業(yè)發(fā)展對(duì)水資源造成的污染,形勢(shì)不容樂(lè)觀；第四,我國(guó)在綠色植被覆蓋面積方面也較少,大多為今年來(lái)補(bǔ)栽的小植被。除了上述幾點(diǎn)之外,還時(shí)常發(fā)生各類(lèi)自然災(zāi)害。

三、生物化學(xué)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)治理中的應(yīng)用

(一)解決化肥污染問(wèn)題?；蕦儆谵r(nóng)作物在生長(zhǎng)過(guò)程中的一種材料,能夠有效的促進(jìn)農(nóng)作物產(chǎn)量的提升[1]。但因?yàn)槭褂没蔬^(guò)量,部分地區(qū)的土壤出現(xiàn)了板結(jié)的情況,并且未被植物吸收的化肥會(huì)滲透到地下水之中,進(jìn)而造成污染,影響池塘湖泊之中魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)。其次,揮發(fā)性化肥在進(jìn)入到空氣之中后,會(huì)使得氮元素增加,進(jìn)而形成酸雨,破壞空氣層上的臭氧層。所以,降低對(duì)化肥的使用屬于現(xiàn)階段急需解決的問(wèn)題,通過(guò)生物化學(xué)之中的固氮技術(shù)能夠讓植物將游離在空氣之中的氮元素吸收,如此一來(lái)就可以減少對(duì)氮肥的使用。例如,在小麥根系之中運(yùn)用生物化學(xué)技術(shù),能夠讓小麥根系以及豆類(lèi)植物,對(duì)空氣中存在的氮離子進(jìn)行吸收,并將其固定在根系中,使小麥增產(chǎn)15%、通過(guò)細(xì)胞融合技術(shù),則能夠把豆類(lèi)植物的固氮功能運(yùn)用到非豆類(lèi)植物中,進(jìn)一步降低對(duì)氮肥的使用。

(二)有效的凈化污水。污水中具有諸多有毒物質(zhì),包括各種酚類(lèi)、蛋白質(zhì)、醇、醛、重金屬和各種有機(jī)毒害物質(zhì)等。但微生物卻完全可以借助自身的活力將污水的毒害有效消除,還能利用講解,把污水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)毒,從而使凈化的目的順利達(dá)到?，F(xiàn)階段,人們通常運(yùn)用固定化酶技術(shù)有效處理污水,這是一種生物凈化污水的方式,其主要借助化學(xué)吸附的作用結(jié)合水溶性的酶物質(zhì)和不容載體,然后,盡管酶不能全部溶于水,但其催化性仍未消失,如此便能清除工業(yè)廢水中的有毒物質(zhì),如重金屬、污染物等均能展開(kāi)無(wú)毒清除,使水質(zhì)的健康、安全得到保證。

(三)修復(fù)污染土壤。重金屬污染是導(dǎo)致土壤污染的重要原因,而在修復(fù)重金屬污染的時(shí)候,最關(guān)鍵的便是借助微生物的作用,將重金屬的毒性有效降低[2]。通常而言,我們借助酶促反應(yīng)使重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài)得到改善,既固定了重金屬,同時(shí)還可以把一些毒性消解,從而將其在土壤環(huán)境中的移動(dòng)性降低,最后,借助生物吸收把土壤中重金屬的含量減少。修復(fù)有污染的土壤可以促使土壤中有機(jī)質(zhì)含量增加,將微生物的活性激發(fā)出來(lái),從而使土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)得到有效改善,全波土壤穩(wěn)定性,以免土壤受風(fēng)水侵蝕,避免水土流失現(xiàn)象出現(xiàn)。

(四)白色污染的消除。農(nóng)用地膜以及廢棄塑料屬于造成環(huán)境污染的主要因素之一?，F(xiàn)階段,我國(guó)溝河與土壤之中存在的塑料垃圾上升到了百萬(wàn)噸,進(jìn)而影響了農(nóng)作物的正常生長(zhǎng),若不進(jìn)行解決,那么耕地就會(huì)出現(xiàn)顆粒無(wú)收的情況,對(duì)此急需研究和開(kāi)發(fā)可以通過(guò)生物進(jìn)行降解的塑料。立足于生物化學(xué),能夠在分離篩選對(duì)塑料進(jìn)行降解的微生物的同時(shí),對(duì)降解基因進(jìn)行分離與克隆,并將其導(dǎo)入到土壤微生物之中,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料的有效降解。

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),部分微生物可以產(chǎn)生與塑料較為接近的高分子化合物,即聚酯,其屬于微生物內(nèi)源性貯藏物質(zhì),可采取發(fā)酵的方式來(lái)對(duì)其予以生產(chǎn)。進(jìn)而形成塑料,并具備熔點(diǎn)高、彈性好、不含有毒物質(zhì)以及能夠被生物降解等相關(guān)特點(diǎn),當(dāng)前在醫(yī)院各個(gè)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了較好的運(yùn)用。其次,為了促進(jìn)成本的降低以及產(chǎn)量的提高,研究人員利用重組DNA技術(shù)改造了微生物。同時(shí),研究人員立足于微生物發(fā)酵的方式對(duì)聚－羥基烷酸(PHAs)予以生產(chǎn),深入探究了怎樣向后才能自溶性PHAs生產(chǎn)菌種,指的是發(fā)酵PHAs重組菌,待積累較多的PHAs后,融入信號(hào)物質(zhì),以此來(lái)建立裂解蛋白,細(xì)胞壁破壞,PHAs析出,進(jìn)而對(duì)PHAs提取過(guò)程予以簡(jiǎn)化,促進(jìn)提取成本的有效降低。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述,環(huán)境污染屬于關(guān)乎民生的重要課題,其除了會(huì)影響我們的身體健康之外,還會(huì)阻礙可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。對(duì)此,我們需要增強(qiáng)防污、治污工作,并做好環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。就生物化學(xué)而言,其在環(huán)境治理與保護(hù)中占據(jù)著極其重要的位置,存在著極其突出的優(yōu)勢(shì)與前景,能夠較好的治理環(huán)境污染,避免二次污染的產(chǎn)生,但現(xiàn)階段我國(guó)在生物科技方面還處在初始階段,仍需努力。