淺談生物工程在環境保護中的作用

董少青

摘 要：經濟的發達以及社會的發展使得世界各國人口劇增，人類從事生活以及生產活動對自然資源的消耗以及對環境的破壞使得資源枯竭、環境污染等問題愈發嚴重，世界各國均意識到保護生態環境、開發新型能源的重要性。現代化生物技術即是一種能實現保護生態、緩解日益嚴重的環境問題的先進技術，本文主要介紹了生物工程在環境保護中的作用。

關鍵詞：生物防治;微生物技術;瀕危生物援救

引言

生物工程興起于上世紀70年代，是一門基于生物理論與技術，充分融合現代工程技術以及生物生理功能所成的綜合性應用學科。生物工程對日益嚴峻的環境問題有著極大的積極作用，其原理主要是在融合環境科學與工程技術的基礎上，借助工程技術防控環境污染問題，并產出有益物質。一般情況下，利用生物工程所產出的物質多為二氧化碳、水這類對人與環境都不造成危害的物質，因此對環境治理而言，生物工程具有安全、徹底、無毒無害的特點。

1 利用生物防治取代化學農藥

據有關數據統計，全球年均化學農藥產量高達上百萬噸，其中最常見的是有機氯以及有機磷化合物。化學農藥雖能有效抑制農作物生長過程中的蟲、病、草害等，但同時也難以避免地會影響到農作物本身、土壤以及其他動植物。若人類食用了農藥中毒的動植物，同樣會受到身體上的損害。此外，長期使用農藥作用于農作物的生長，蟲、草等也會逐漸產生抗藥性。總而言之，這一，使用農藥百害一利。隨著技術的不斷發展，如今生物學家們開始利用生物防治手段解決農作物生長中的蟲、病、草害等問題，其中利用蟲、菌對影響農作物生長的蟲、病等進行防治是目前運用較為普遍的生物防治手段。如利用赤眼蜂防治甘蔗螟蟲、玉米螟、松毛蟲、棉鈴蟲;利用麗蚜小蜂防治白粉虱;利用白僵菌、蘇云金桿菌、殺螟桿菌、青蟲菌等菌類殺蟲劑防治玉米螟、稻卷葉螟、松毛蟲、菜青蟲等。生物防治手段借助了自然界中食物鏈的等級規律，實現對農作物生長中的蟲、病、草害等問題的解決，從而達到提高產量、保護環境、減少危害的目的。

2 利用微生物技術處理污水

污水是造成環境問題的關鍵因素之一。以往最常用的污水處理法有兩種，一是向污水中融入試劑使之形成沉淀物，二是借助中和、電解等化學手段對其進行凈化。然而，這兩種方法各有弊端，試劑無法完全清理出污水中的有害物質，化學手段的成本過高，且極易導致二次污染。隨著人們對生活質量的要求愈來愈高，水體潔凈成為基本生活要求。生物工程技術的不斷發展使得這一要求逐漸得到滿足，可借助微生物的新陳代謝功能，將污水中呈溶解或膠體狀態的有機物分解氧化為穩定的無機物，從最終實現污水凈化的目的。微生物能極大程度上實現對污水的凈化，通過分解、代謝污水中的有害物質，使之成為對人與環境均不造成危害的清潔水，在不產生二次污染的同時達到凈水目的。目前，應用最為普遍的是活性污泥法以及生物膜法。活性污泥法借助微生物的代謝功能實現凈水，生物膜法則是借助生物膜的流動鑲嵌性達到凈化目的。活性污泥法以及生物膜法在工業廢水以及生活污水上的運用非常普遍，不僅節省了污水處理成本，還能取得較為可觀的凈水效果。

3 利用生物工程拯救瀕危動物

據有關數據統計，目前，哺乳類動物已有近40種滅絕，上百種瀕臨滅絕;鳥類已有近百種滅絕，近200種瀕臨滅絕。人類作為自然界食物鏈頂端的高等生物，生存與發展均離不開自然生物鏈的依托，物種的減少對人類的生存將產生巨大威脅。所以，援救瀕危動物實為當務之急。隨著生物工程技術的不斷發展，人類對基因的了解與掌握程度越來越深。轉基因種植技術的出現與普及，即意味著當前的基因工程已較為成熟，這無異于為援救瀕危動物打開了希望之門。美國曾建立起一座專門收集動物皮膚細胞及其他組織樣本的“動物園”，種類高達800多種，且進行過利用冷凍細胞復活死亡動物的實驗。這些措施都在一定程度上緩解了多種動物瀕臨滅絕的現實問題，保護了生態系統的多樣性。

4 利用指示生物檢測環境污染

一般來講，某些生物對環境特性具有指示作用，通過對指示生物的檢測，還可以幫助我們了解和改善生態環境。指示生物主要包括，大氣污染指示生物和水污染指示生物兩大類。譬如鳥類、植物就是比較常見的大氣污染指示生物，一旦大氣污染加劇，就會及時體現在這些生物生存情況上。比如地衣、苔蘚植物、紫花苜蓿等對二氧化硫敏感，金絲雀等對一氧化碳敏感。水污染指示物主要是一些藻類、浮游生物等，可以通過它們的生存來判斷水的質量，比如水中如果存在著蜉蝣目稚蟲或毛翅目幼蟲，則表示水質比較清潔;而如果水中大量存在顫蚓類或食蚜蠅幼蟲時，則表明此時的水體受到了嚴重的有機物污染。指示生物也可以是人工培養出來的菌類。例如利用細菌總數及糞便污染指示菌（大腸埃希氏菌、克霉伯氏菌等）監測水質;用鼠傷寒少門氏菌檢驗物質致突變性與致癌性[2]。我們可以根據指示生物在某一環境的生存狀態來判斷該處環境指標是否合格或者受污染程度，然后根據不同的污染程度采取不同的治理方法。這項技術在環境治理過程中具有非常重要的應用價值。

總結

總而言之，生物工程能很大程度上緩解當前日益嚴峻的環境問題，但事物均有兩面性，在運用生物工程技術改善環境問題的同時，也要注意其可能帶來的例如二次環境污染、生態失衡等問題。希望隨著技術的不斷完善與發展，生物工程的負面問題能得到一一解決，從而促使生物工程在針對環境保護上發揮其最大效益。

參考文獻：

[1]陳磊.試析環境保護中生物工程的重要性[J].生物技術世界，2014（11）：19-19.

[2]羅鴻斌，徐匆.淺談生物工程在環境保護中的應用[J].科協論壇，2013（5）：109-110.

[3]王雅珍.生物工程技術在環境保護中的應用與研究[J].雞西大學學報（綜合版），2004（6）：35-36.

（燕山大學，河北 秦皇島 066012）