淺談生物工程技術及在環境保護中的應用

摘 要：科學技術不斷創新的背景下，生物工程技術應運而生并實現了在多領域內的廣泛應用，促進了社會發展與進步。新時期，隨著人們環保意識的不斷提升，環保工作引發了社會各界的高度關注。將生物工程技術應用于環保工作中，能夠更好地保證環境保護效果，改善人類生活環境，實現人與自然的和諧發展。本文首先概述了當前我國自然生態環境現狀，其次分析了生物工程技術在環保工作中的優勢，最后探討了生物工程技術在環境保護中的具體應用。

關鍵詞：生物工程技術;環境保護;應用;分析

在過去的一段時間里，工業、農業、建筑業等各個行業的快速發展，極大地推動了社會進步與經濟增長，但是也引發了嚴重的水污染、空氣污染、土壤污染問題，嚴重降低了人們的生活質量，阻礙社會可持續發展。在其情形下，做好環保工作勢在必行，將生物工程技術應用于環保工作中，具備顯著的優勢。

一、當前我國自然生態環境現狀概述

環境污染日益嚴重的背景下，必須要高度重視環境保護工作。環境保護工作的開展，旨在改善自然生態環境質量，提高人們的生活質量，促進人與自然的和諧發展。近年來，在各行各業快速發展的形勢下，經濟增長迅猛，但是環境污染問題卻越來越嚴重。現階段，環境污染來源廣泛，主要包括;農藥污染、化肥污染、“三廢”污染等，導致水源、土壤以及自然環境遭受了嚴重的污染，甚至一度影響人們的正常生活。據相關統計數據顯示，當前我國有近1/2的城市水源污染的問題，農村地區則大多飲用的是未凈化的水，水質不達標，并且有近8000多萬人面臨飲水難的難題，再加上畜禽養殖需要飲用并排放大量的污染水，進一步加劇了水污染、環境污染等問題。在土壤污染方面，近年來我國耕地土壤質量顯著下降，土地出現了嚴重的荒漠化現象，耕地重金屬元素超標，不利于農業生產與可持續發展。在多種因素的影響下，威脅著人體健康，導致近年來呼吸系統疾病、消化系統疾病呈現出高發趨勢。在這種情況下，做好環境保護工作勢在必行。生物工程技術在環境污染治理方面，具備安全高效低成本的特征，受到了人們的重視。

二、生物工程技術在環保工作中的優勢分析

生物工程技術是一項綜合性學科，涵蓋多方面的高新技術，包括細胞工程、基因工程、微生物工程以及酶工程等等，在多項技術的支撐下，使得現代生物工程技術水平更高，功能更完善，在農業領域、食品領域以及醫藥領域中實現了廣泛的應用，并且在環境污染治理及環境保護工作中也發揮著至關重要的作用。新時期，環保工作迫在眉睫，和傳統技術相比較而言，現代生物工程技術優勢更加明顯，具體來說，主要體現在以下幾個方面。首先，生物工程技術對于廢棄物的處理，主要是通過降解并破壞其分子結構的方式實現的，并且經過講解后的產物，能夠實現再利用，在解決環境污染問題的同時，還實現了對資源的再利用，避免了浪費現象。其次，發酵工程技術作為生物工程技術的重要組成部分，利用該技術來對污染物質進行處理并轉化成為一些較為穩定的物質，包括：水、氮氣、二氧化碳等等，這些物質無毒無害，不僅保證了安全性，同時也實現了污染源的有效消除，改善了環境質量。

三、生物工程技術在環境保護中的具體應用探討

（一）在污水處理中的應用

在農業、工業、建筑業發展中，會產生大量的污水，如果隨意排放這些污水，會極大地污染水源。將生物工程技術應用于污水處理中，效果顯著。首先，采取投加特種菌法處理污水，在污水中加入有分解污染物功能的微生物，保證特定細菌的穩定性，實現對難降解廢水及有毒廢水的處理，該技術的應用成本非常低。但是其效果不穩定，尤其是在處理流動水的時候，所投入的微生物極易被沖掉。因此該技術常被應用于靜態污水的處理。其次，可以采取固定微生物法處理污水，該技術發展于20世紀70年代，通過在某個載體上固定微生物，提升排水系統的微生物含量，富集泥齡較長的微生物。固定微生物法在分離固體、液體方面有著顯著的效果，并且能夠保證水的順暢通過，避免了堵塞等問題的出現。試驗表明，固定微生物法的應用效果是其他常規方法的6倍，同時能夠達到50%的脫氮效果。

（二）在化肥污染處理中的應用

近年來，隨著農業規模化發展的不斷加快，對于化肥的需求量越來越大。農作物的生長，離不開化肥，施加適量的化肥能夠保證農作物的產量。但是，如果濫用化肥，會導致出現土壤板結的現象，并且會嚴重污染地下水，同時也會阻礙池塘湖泊中生物的生長。過量使用揮發性的化肥，會增加空氣當中的氮元素含量，形成酸雨，破壞空氣臭氧層。因此現，做好化肥污染處理工作顯得至關重要。固氮技術作為生物工程技術的重要組成部分，在該技術的支撐下，能夠實現對空氣當中的氮元素的自動化吸收，避免氮元素超標造成污染。舉個例子來說，將生物工程技術應用于小麥根系，使其能夠自動吸收氮離子并固定于根系當中，試驗證明，固氮技術的應用，使得小麥增產15%。此外，飲用細胞融合技術，能夠將豆類植物的固氮作用應用于非豆類植物中，在減少氮肥施加量的同時，緩解污染問題。

（三）在農藥污染處理中的應用

在農業生產與發展中，病蟲害的發生概率較高，在發生病蟲害的情況下，大部分農戶均是應用農藥來實現治理的。農藥中含有大量的有機磷和有機氮，這是污染空氣和水源的重要物質，同時也會威脅到人體健康。將生物工程技術應用于農業病蟲害防治工作中，并不會影響環境及水源，同時也具備了良好的殺蟲效果。尤其是近年來出現的生物病蟲害防治技術，替代農藥殺蟲技術，極大地緩解了農藥濫用所引發的污染問題。

（四）在固體垃圾處理中的應用

分類生活及社會發展中，會產生大量的固體垃圾，這些固體垃圾不易于分解，是污染物的重要組成部分。在過去的一段時間里，人們對于固體垃圾的處理，大多采取的是掩埋處理，這些污染物長時間得不到分解，導致土壤污染。利用現代生物工程技術來處理固體垃圾，能夠實現生物分解代謝，并且還能夠將其應用于其他用途，實現對循環再利用。這不僅實現緩解了固體污染物所產生的土壤污染問題，同時也現極大地降低了處理成本，甚至能夠從中獲得一定的收入。

（五）在白色污染物處理中的應用

白色污染物主要以使塑料袋等垃圾為主，這些塑料袋難以降解處理，會嚴重污染環境。雖然當前提倡使用環保購物袋，但是當前在各大商超仍可以發現使用塑料袋的現象，個別人員由于缺乏環保意識，亂丟垃圾，給環境造成了嚴重的污染。利用生物工程技術處理塑料制品，能夠實現有效的降解，破壞其內部聚酯分子結構，在節省成本的同時，緩解白色污染問題。在實際的應用，主要應用的是基因工程技術，通過篩選優勢微生物并形成高效降解菌，然后在發酵工程技術的支撐下，完成對白色污染物的降解處理工作。不僅如此，通過應用基因工程技術，在土壤生物當中導入可編碼降解的基因蛋白，也能夠實現對塑料制品等白色污染物的有效降解。

（六）在生物品種改良中的應用

在社會發展中，生物資源是重要的組成部分。但是，當前生物物種處于不斷減少的趨勢。據相關預估表明，在接下來的20—30年時間里，將會有近1/4的物種陸續消失，這對于人類的生存及社會的可持續發展是不利的，因此做好生物保護及品種改良工作至關重要。在生物品種改良中，生物工程技術發揮著至關重要的作用。在生物工程技術的支撐下，培育并改良新型生物品種，能夠為保護環境提供重要的幫助。在生物培育方面，生物工程技術優勢顯著，借助基因重組技術和拼接技術，能夠完成對外來物種的培育改造，借助組織培養和細胞保存技術，則能夠使得生物物種更加的多樣化。應用細胞融合技術，能夠完成對優良生物品種的雜交工作，保護并恢復生物多樣性，促進人類社會的和諧生存與發展。

（七）提高環境監測質量

在環境保護工作中，環境監測是一項至關重要的工作，包括：水源、土壤、空氣等等，均是監測的內容，應用生物傳感器技術展開監測工作，能夠取得良好的效果。生物傳感器技術屬于固定化微生物和電化學的結合體，具備較高的靈敏度及監測準確性，當前在產品檢驗及發酵工程中實現了廣泛的應用。近年來，在環境監測中，生物傳感器技術的更加完善，生物監測方法更加對多樣化，并且實現了綜合監測，極大的提升了環境監測質量。在接下來的時間里，隨著我國科技的不斷創新，生物工程技術水平將會得到進一步的增強，其作用也會更加明顯，為環境監測及保護工作的開展提供重要幫助。

（八）實現煤與石油的脫硫

近年來，隨著工業領域的快速發展，對于煤炭資源的需求量越來越大，在煤炭燃燒中，會產生大量的二氧化硫，是污染大氣環境的重要物質，降低了環境質量。應用生物工程技術，將煤炭中的硫元素去除，能夠減少煤炭燃燒中有害氣體的排放。例如利用生物工程技術中的氧化亞鐵硫桿菌技術，即可有效去除煤炭硫元素，并借助微生物脫硫技術和浮選工藝，將煤炭和黃鐵礦分離，減輕污染。在石油脫硫方面，應用微生物脫硫技術及高活性脫硫菌種，也能夠減少硫元素的釋放，避免造成污染，提升環境保護效果。

四、結語

綜上所述，社會快速發展的背景下，環境污染問題引發了社會各界的高度關注，因此積極做好環保工作具有重要的現實意義。生物工程技術屬于新型技術，安全性高，成本低，將其應用于環境保護工作中，能夠極大地優化傳統環保工作模式，提升環保工作水平，改善人們的生活質量，實現人與自然的協調發展。

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作者簡介：陳凱（1999— ），男，漢族，湖北武漢人，本科，研究方向：生物工程。