生物工程技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用與研究

張耐冬

摘要：進入新的歷史時期以來，人們越來越意識到保護環(huán)境的重要性，而將生物工程技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境保護中將會創(chuàng)新當(dāng)前環(huán)保模式，當(dāng)前應(yīng)用生物工程技術(shù)的領(lǐng)域不斷增多，其可以有效代替農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥與農(nóng)藥，解決當(dāng)前化肥與農(nóng)藥污染嚴重的問題，是一種能夠保護人類生存環(huán)境的生物新品種。

關(guān)鍵詞：生物工程技術(shù);環(huán)境保護;應(yīng)用與研究

引言

進入現(xiàn)代社會以來，世界范圍內(nèi)迎來了一次技術(shù)爆炸，其中生物工程與基因工程等科學(xué)項目成為科技領(lǐng)域研究的重點。同時伴隨著生物學(xué)的快速發(fā)展，生物工程的技術(shù)水平得以提升，其實用性日益加強，極大地改善了人們的生產(chǎn)生活方式，并逐漸應(yīng)用于環(huán)境保護工程中，在降低污染物排放及生態(tài)修復(fù)方面，取得了日益顯著的重要成果。

一、應(yīng)用現(xiàn)代生物工程技術(shù)的重要性

生物工程技術(shù)是多種學(xué)科相互交叉融合形成的工程，主要內(nèi)容有發(fā)酵工程、酶工程、細胞工程、基因工程等四個方面，這幾個方面可以依據(jù)人類不同需求以不同的形式組合在一起，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域當(dāng)中。隨著基因技術(shù)的快速發(fā)展，依靠基因重組而出現(xiàn)的基因工程技術(shù)發(fā)展速度迅猛，現(xiàn)代生物工程技術(shù)就是包括基因工程技術(shù)在內(nèi)的、有機融入發(fā)酵工、酶工程、細胞工程等各項技術(shù)的新技術(shù)。生物工程技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境工程當(dāng)中，產(chǎn)生了環(huán)境生物技術(shù)，在治理環(huán)境污染過程中應(yīng)用此項技術(shù)可以收到較好的效果。利用生物工程技術(shù)解決環(huán)境污染問題有利于實現(xiàn)人與自然的和諧相處，與我國當(dāng)前提倡的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相一致。在治理環(huán)境過程中應(yīng)用生物工程技術(shù)比傳統(tǒng)污染治理技術(shù)有著更大的優(yōu)點。

二、生物工程技術(shù)的特點

現(xiàn)代生物工程技術(shù)的創(chuàng)新與進步，給環(huán)境污染治理提供了一條新的途徑。生物工程自從開創(chuàng)以來得到了巨大的發(fā)展。通過生物工程技術(shù)的使用，污染的治理得到了極大的促進與改善。使用生物工程技術(shù)治理污染主要是介由生物抑制劑使污染源從自然環(huán)境中消解或排除。從整個生態(tài)系統(tǒng)上來看，生物抑制劑的引入，沒有破壞整個生態(tài)系統(tǒng)的平衡，對環(huán)境傷害小，卻發(fā)揮了巨大的污染治理效果，提高了污染治理的效率，調(diào)節(jié)了脆弱的生態(tài)平衡。使用生物工程技術(shù)治理污染具有特定性，特定、有效的針對污染情況和污染類別進行治理。

三、生物工程技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用

（一）廢水處理方面

生物工程技術(shù)在廢水處理方面的應(yīng)用極為廣泛，而隨著粗放型經(jīng)濟增長方式逐漸被淘汰，生物工程技術(shù)廢水處理具備的較高環(huán)境保護能力正逐漸成為各界關(guān)注的焦點。以固定化微生物技術(shù)為例，作為生物工程領(lǐng)域的新技術(shù)，該技術(shù)能夠通過改造、創(chuàng)造實現(xiàn)脫磷、脫氮、脫色菌等高效專性菌的固化，由此提高菌體密度，即可保證其較好服務(wù)于難生物降解有機物、工業(yè)廢水的處理，處理效率、質(zhì)量的提升自然能夠為環(huán)境保護提供有力支持;在生物反應(yīng)器技術(shù)的應(yīng)用中，這一生物工程技術(shù)可通過流動載體和固定載體、好氧與厭氧固定膜反應(yīng)器的配合實現(xiàn)反應(yīng)體系中生物類群、生物量的增加，同時結(jié)合發(fā)酵工程原理，微生物降解污染物的生物活性也將實現(xiàn)最高水平發(fā)揮，廢水處理、環(huán)境保護的水平也將由此實現(xiàn)長足提升;生物強化處理技術(shù)同樣可較好服務(wù)于廢水處理，在這一生物工程技術(shù)的應(yīng)用中，通過使用“超級工程茵”（基因工程技術(shù)產(chǎn)生）或優(yōu)勢菌種，即可形成高效生物膜，生物-鐵法、高濃度活性污泥法、生物活性炭法均屬于其中典型。值得注意的是，近年來我國廢水處理方面的生物工程技術(shù)發(fā)展迅速，各類新技術(shù)也因此大量涌現(xiàn)，如厭氧折流板反應(yīng)器生物處理技術(shù)、升流式厭氧污泥床生物處理技術(shù)、吸附-降解生物處理技術(shù)等。

（二）環(huán)境監(jiān)測方面

在環(huán)境保護工作中，環(huán)境監(jiān)測工作是較為重要的環(huán)節(jié)之一，除了應(yīng)用相關(guān)儀器對環(huán)境進行測定之外，通過生物工程技術(shù)來監(jiān)測環(huán)境也是環(huán)境檢測和保護的重要途徑。在生物工程技術(shù)的應(yīng)用過程中，可以利用生物傳感器技術(shù)、指示生物技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)、聚合酶式反應(yīng)技術(shù)、生物熒光技術(shù)、酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)等來對不同地區(qū)的環(huán)境進行全面監(jiān)測。如：利用細菌總數(shù)指示茵來監(jiān)測水質(zhì)、利用聚合酶式反應(yīng)技術(shù)來對土壤及水樣等進行細胞監(jiān)測、利用生物傳感技術(shù)來監(jiān)測水體及大氣中各種成分的含量和濃度。由于生物工程技術(shù)的便捷性、特異性等特性，使得生物工程技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中得到了廣泛應(yīng)用。

（三）白色污染物處理

白色污染物處理主要是指對于一系列的塑料制品進行系統(tǒng)的處理和分類，現(xiàn)如今白色污染物已經(jīng)成為環(huán)境保護過程中所面臨的一項重要難題，因此只有通過現(xiàn)代生物技術(shù)才能夠從根本上降解塑料制品，真正破壞其中的分子結(jié)構(gòu)，真正治理白色污染物，從而提高整個生物技術(shù)的質(zhì)量和水平。與此同時，在對白色污染物進行治理的過程中，還需要減少成本的消費，提高整個白色污染物處理的速度，從而實現(xiàn)環(huán)境保護經(jīng)濟效益和社會效益的最大化。

（四）固體廢棄物處理

固體廢棄物污染是農(nóng)村和城市污染中主要的污染，通常來源于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市生活垃圾及污水處理的剩余污泥等。如何處理好這些固體垃圾是解決當(dāng)前環(huán)境污染問題的一件十分重要的大事。當(dāng)前對固體廢棄物的處理通常有物理、化學(xué)、生物等技術(shù)手段。固體廢棄物生物處理技術(shù)通過利用微生物對有機固體廢物的分解作用使其無害化可以使有機固體廢物轉(zhuǎn)化為可以再利用的資源，這是當(dāng)前固化廢物資源化的最為有效的技術(shù)方法。固體廢棄物生物處理技術(shù)在目前應(yīng)用比較廣泛的主要有：堆肥化、沼氣化、廢纖維素糖化、廢纖維飼料化、生物浸出等。

（五）利用生物防治取代化學(xué)農(nóng)藥

因病、蟲、草害，全世界每年損失的糧食約占總產(chǎn)量的50%，使用農(nóng)藥可以挽回總產(chǎn)量的15%，可見農(nóng)藥對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是十分重要的。生物防治是利用有益昆蟲或微生物防治農(nóng)林蟲害、病害的一種方法。主要包括以蟲治蟲、以菌治蟲和以菌治病等內(nèi)容。利用捕食性昆蟲天敵防治農(nóng)業(yè)害蟲，如利用大紅瓢蟲和澳洲瓢蟲防治吹綿蚡;利用草蛤防治棉鈴蟲、棉蚜和桔全瓜螨;利用七星瓢蟲治棉蚜等。利用寄生性昆蟲天敵防治農(nóng)業(yè)害蟲，如利用赤眼蜂防治甘蔗蜓蟲、玉米蜈、松毛蟲，棉鈴蟲等害蟲;利用平腹小蜂防治荔枝椿象;利用麗蚜小蜂防治蔬菜溫室白粉虱等;利用白僵菌、蘇云金桿菌、殺蜈桿菌、青蟲菌等菌類殺蟲劑，以防治玉米蜈、稻卷葉蜈、松毛蟲、菜青蟲等。利用并崗霉素、內(nèi)療素等抗菌素防治農(nóng)林害蟲。在這些生物防治措施中，尤其是經(jīng)基因工程產(chǎn)生的高效殺蟲生物的應(yīng)用，克服了農(nóng)藥殺蟲的諸多愍端，有著廣闊的發(fā)展前途。

（六）培育有利于環(huán)境的生物新品種

在生物工程技術(shù)的具體應(yīng)用中，培育有利于環(huán)境的生物新品種對于環(huán)境保護能夠起到極為不錯的促進效果。新的生物品種出現(xiàn)能夠維護地球上生物的多樣性，并通過改善生物品質(zhì)的作用使其更適合當(dāng)前時代的發(fā)展需要，起到保護環(huán)境且增加產(chǎn)量的作用。例如，利用細胞融合技術(shù)，可以把兩種細胞的原生質(zhì)融合到一起，從根本上跨越遠緣雜交不育的障礙;通過科學(xué)的精液保存與人工授精，能夠最大程度上解決瀕臨滅絕動物的繁衍問題，并使其培育出具有優(yōu)良特性良種的幾率大大增加。

結(jié)束語

總而言之，加強對生物工程技術(shù)在環(huán)境保護中應(yīng)用的剖析，能夠?qū)Νh(huán)境保護中存在的問題進行把握，進而能夠提出一些行之有效的對策，如此方可在實際的環(huán)境保護過程中對問題進行掌控，不斷完善生物工程技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用。

參考文獻

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