摘要:在近些年来,随着科学技术的不断发展,生物工程作为时下比较先进的一项技术,在我国有着很大的发展前景以及技术应用空间。经过几千年的发展,生物工程技术研究工作已经初见成效,在相关领域的应用也收到了良好的反馈。生物工程技术从本质上讲,主要涉及的是生命科学相关的知识,但是其又不仅依赖于这一项科学技术的发展,又与其他的方面有所串联,所以相关的技术在时下的发展中有着较强的潜力,在环保工作中的应用,就是时下研究的一个热点话题。
关键词:环保工程;生物技术;应用
1、生物环保技术
1.1、基因工程
又称基因拼接技术和DNA 重组技术,是以分子遗传学为基础,利用分子生物学和微生物学方法将不同来源的基因在体外构建杂种DNA 分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性,获得新品种。例如在植物上,在原有植株的基础上,利用基因重组技术,改变植株的基因组成,使植株能够抵抗特殊环境,比如说干旱、洪涝、病虫害等,提高植物对环境的适应能力。
1.2、细胞工程
细胞工程是在细胞水平上进行遗传操作,重组细胞的结构和内含物,培育新品种并进行大规模的细胞和组织培养。细胞工程在环境保护上也有重要应用。一方面可以保存物种,利用干细胞与组织培养和无性繁殖、克隆等技术培育珍稀动植物,保存现有物种,维持现有的生物圈构成。另一方面可以减少污染,染色体工程实现多倍体育种,能够培育高产、生长周期短、营养丰富的农作物,例如八倍体小黑麦,使我们在有限的资源条件下收获更多的粮食,而且农药化肥的使用减少,降低对环境的污染;另外,利用组织胚胎技术也可以培育优良物种。
1.3、微生物工程
微生物工程又叫发酵工程,是利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或应用在工业生产过程中。例如用酵母菌发酵制备啤酒、用真菌大规模生产青霉素等。在环境保护领域,发酵工程用来强化污水处理中的微生物等。沼气池就是常用的微生物工程之一,是在密闭空间内,在一定的温度、湿度、酸碱度条件下,对废弃物进行发酵,产生沼气,可用来作燃料,沼液可用作肥料,而且废弃物都在密闭环境下,不会产生臭气、滋生蚊虫、减少二氧化碳的产生。还有疫苗制备、石油开发和粪便的无害化处理的应用,都是以微生物工程为基础来实现的。
1.4、酶工程
酶工程是将酶或者微生物细胞、动植物细胞、细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶的生物催化功能,将相应的原料转化成有用物质。可以用来净化废水,微生物的新陈代谢过程可以利用废水中的某些有机物质作为营养来源,因此利用微生物体中酶的作用,可以将废水中的有机物质转变成可利用的小分子物质,达到净化废水的目的。
2、生物工程技术在环保工作中的应用
2.1、在水污染治理工作中的应用
水体污染是生活中经常见到的污染,它会对水体下游的居民生产生活用水产生不利影响,同时也会对水中的生物生存造成严重威胁。通过生物技术处理水体的污染是效果比较明显的处理方法,经过微生物的处理使污水中的有机污染物被降解为无害的物质从而让水体的质量得到较大的改善。常见的污水处理方法有三种:第一种为活性污泥法,这种方法通过将空气持续排入污水池中形成活性污泥,再让生长在污泥上的微生物降解有机污染物,经过过滤、沉淀即可得到较为干净的水体。第二种为生物膜法,这种方法是让污水流过一些材料,在上面形成微生物膜,降解有机污染物后澄清水体。第三种为厌氧生物处理法,即利用厌氧生物进行发酵和分解,处理污水中的有机污染物。
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2.2、在大气治理工作中的应用
生物法处理废气在国外已取得规模化的应用,常用的废气处理生物法有生物洗涤法、生物过滤法和生物滴滤法,生物洗涤法是利用微生物、营养物和水组成的微生物吸收液处理废气.适合于吸收可溶性气态污染物,对污水处理厂产生的臭气有很好的去除效果。生物滴滤法是废气由塔底进入,在流动过程中与生物膜接触而被净化,净化后的气体由塔顶排出。生物膜法主要是指在多孔性介质填料的表面附着一些微生物,并促使污染废气能够在填料床层中得到生物性的处理,将一些污染物吸附于孔隙表面,再对其进行科学利用。通过合理运用微生物的新陈代谢功能将废气中存在着的一些有害物质转化降解为一些有机物、CO2、中性盐。生物过滤法净化系统由增湿塔和生物过滤塔组成。废气在增湿塔增湿后进入过滤塔,与已经接种挂膜的生物滤料接触而被降解,最终生成CO2、H2O和微生物基质,净化气体由顶部排出,该处理工艺可处理有机废气VOCs。
生物法处理废气具有去除率高,设备简单、运行费用低等优点,较少形成二次污染,尤其是在处理低浓度、生物降解性好的气态污染物时更显经济性。
2.3、在污染土壤治理工作中的应用
用生物技术处理土壤的污染主要是靠生物的作用将重金属从土壤中加以吸收或者固定在生物体内部,通过生物的各种生命活动进一步将重金属变为重金属的化合物或者离子盐从而使之无害化。这样处理之后的土壤毒害性大大减弱,再适当的用植物进行绿化处理就能增加土壤中的有机物数量,使得原本不适宜生长植物的土壤能够正常生长植物,实现被污染土壤的治理目的。
2.4、在白色污染治理工作中的应用
塑料的出现极大地方面了人们的生活,也带来了严重的白色污染,废弃的塑料在土壤中存留会对作物产量、土质、水源等产生恶劣的影响。当前利用生物技术降解塑料是处理白色污染的有效方法,主要是利用基因工程技术将对塑料有降解作用的微生物进行相关基因的克隆和转移,培养新型的、有较好塑料降解作用的微生物,达到大量降解白色污染物的目的。
3、生物技术在环保工程上的应用展望
3.1、能源问题
能源一直是困扰我国发展的最重要问题,作为一个发展中国家,我国一直以煤、石油等不可再生能源的利用为主,但能源的储备量和使用过程的高污染问题制约着我国的快速发展。将生物技术与能源的开发和利用结合在一起,一方面研究如何提高旧能源的利用率,另一方面研发新能源和绿色能源。例如煤的微生物洁净技术、生物质能、生物电池等的研究。
3.2、环境自治问题
我国在环境污染治理上一直秉持先污染后治理的说法,这对我国环境造成了严重的危害。生物技术的广泛应用使我们的环保思路从保护环境转变为如何提高环境的自治能力,使我们在产生污染的同时,环境本身也能够修复或去除污染,达到污染和自治的基本平衡。以基因工程为例,我们可以改良优化一些具有显著吸附功能的植物,在生长的同时吸附土壤中的多余金属元素,提高土壤的自身恢复能力。
总而言之,生物技术应用于环保工程当中既是社会及科技发展的客观要求,同时也是为遏制环境进一步恶化的必然选择。现生物技术已广泛应用于环保工程各领域,并发挥着越来越重要作用。科学合理利用生物技术不仅可有效治疗被污染的环境,而且还可避免在治理的过程当中产生二次污染,保障环保工程的经济效益,以提高我国环境治理水平,促进我国社会、经济及环境的和谐、可持续发展。
参考文献:
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论文作者:余小凤
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/13
标签:生物论文; 微生物论文; 生物技术论文; 废气论文; 土壤论文; 环境论文; 污染物论文; 《基层建设》2018年第19期论文;