摘要：随着全球范围内对环境保护的高度重视和越来越严厉的环境法，市场对环境生物技术的需求越来越广泛。同样，随着环境生物技术的进展和市场开拓，其应用已从单个的环境目标治理，发展为广泛应用于环境保护的各个方面。本文主要阐述了环境保护工程中环境生物技术的特点，并针对环境生物技术的重要进展进行分析论述，仅供参考。
关键词：环境保护；环境工程；生物技术
环境生物技术已不单纯是一种污染治理技术，而已开始影响到包括其他行业的产业政策，促进各工业部门逐步以生物过程替代传统的化工过程，如利用生物酶制剂在造纸行业中，进行生物漂白，减少甚至彻底替代化学漂白，并最终在造纸工业中实现完全的生物制浆和生物漂白，彻底解决严重污染我国水环境的造纸黑液问题，使许多污染行业的工业生产真正进入无污染的清洁生产的轨道。
1 环境生物技术的特点
生物是构成生态系统的要素，生态系统内物质循环主要是依靠生物过程来完成的。科技的发展也充分证明生物技术是环境保护的理想武器，这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显著优越性充分体现在它是一个纯生态过程，从根本上体现了可持续发展的战略思想。生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点，加之其技术开发所预示的广阔的市场前景，受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视。
目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物，少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术，其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时，最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次转移，因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。大部分有机污染物适于作为底物，一些有机污染物经生物过程处理后可转化成沼气、酒精、生物蛋白等有用物质，因此，生物处理方法也常是有机废物资源化的首选技术。生物过程是以酶促反应为基础的，酶是一种活性蛋白，生物反应过程通常是在常温、常压下进行的，因而投资省、费用少、消耗低、效果好、过程稳定、操作简便，同时，它还可和其他技术结合使用。生物过程代替化学过程可以降低生产活动的污染水平，有利于实现工艺过程生态化或无废生产，真正实现清洁生产的目标。另外，生物技术的产品或副产品基本上都是可以较快生物降解的，且都可以作为一种营养源加以利用。用生物制品代替一切可以取代的化学药物、化石能源、人工合成物等，有助于把人类活动产生的环境污染降至最低程度，使经济发展进入可持续发展的轨道。利用环境生物技术可治理用其他方法难以处理的环境介质，即用生物修复技术净化环境，使受污染的宝贵资源如水资源、土壤等得以重新利用，同时还可进一步强化环境的自净能力。
2 环境生物技术的重要进展
环境污染不但影响了国民经济的可持续发展，甚至已威胁到人类的健康、智力乃至生存，因此全球各国近几年都在寻找新的途径和方法，以治理和解决环境污染问题。我国是一个发展中国家，经济水平和科技总体水平离国际发展水平仍有相当差距，这就要求我国在科技发展特别是环保高科技发展上，需跟踪国际前沿，与国际同步开发未来可能应用的高新技术。以下介绍几项已接近产业化的环境生物技术。
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2.1 高硫煤微生物脱硫技术
煤的微生物洁净技术主要是脱硫、脱尘。煤炭中的硫分主要包括有机硫和无机硫、无机黄铁矿硫以及少量的硫酸盐硫。其中，有机硫分、黄铁矿硫 FeS2较易去除，早期的研究主要利用一些自养菌在几天时间里将黄铁矿氧化分解成铁离子和硫酸，硫酸溶于水中而排出。虽然该方法脱硫效率较高，可去除 90%的无机硫，使某些煤的含硫量降至 1%以下，但处理的时间较长，并要求较大的反应器容积和较细的煤炭粒径。
为提高脱硫效率，近年来研究人员把选煤技术之一的浮选法和微生物处理相结合，即把煤粉碎成微粒与水混合，并将微生物加入溶液中，让微生物附着在黄铁矿表面，使其表面变成亲水性，能溶于水。在浮选中其难以附着在气泡上，下沉至底部，从而把煤和黄铁矿分开。由于它仅处理黄铁矿的表面，因此脱硫时间只需数分钟即可，从而大幅度缩短了处理时间，可脱除无机硫约 70%。另外，该法在把煤中的黄铁矿脱硫时，灰分也可同时沉底，所以也具有脱去灰分的优点。目前，浮选法微生物脱硫已成为国际上洁净煤技术开发的热点。
2.2 造纸工业生物制浆和生物漂白技术
造纸工业中的制浆和漂白工序是污染物产生的主要工序。与化学法相比，虽然机械法制浆纸浆得率高，可节省大量林木资源，但能耗很大，成品纸强度等质量性能不如硫酸盐浆，因而限制了这项技术的发展。生物技术可以帮助解决这问题，其中以生物制浆与生物漂白为最具优势，采用生物制浆与生物漂白可以有效减少蒸煮黑液和漂白废液的产生。利用微生物与微生物酶类进行生物制浆与生物漂白具有很大的优势和潜力，因为微生物极易生长繁殖，酶催化反应具有高度专一性，反应条件温和，并且高效无污染。
木质素是造纸工业中有效利用纤维素的最大障碍。传统的化学漂白法是采用多段的氯/二氧化氯漂白及碱提取来去掉木质素，在废水中会有大量含氯的、致癌致畸的物质，如呋喃、二恶英等，造成严重的环境污染和生态破坏。将生物预漂白技术引入制浆造纸工业中，用木聚糖酶对纸浆进行预漂白，至今，用于生物预漂白的木聚糖酶已经经历了三代的发展。目前，对第三代木聚糖酶的研究与应用正进入高峰期，采用基因工程与蛋白质工程手段获得性质优良的耐热耐碱木聚糖酶已成为各相关实验室的研究热点，期望不久的将来重组酶会更有效地应用于漂白工艺中。未来生物制浆和生物漂白的技术突破将使造纸工业摆脱污染，实现清洁生产。
2.3 污染土壤的生物修复
生物修复技术是 80 年代以来出现和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术，其主要利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境如土壤中的污染物，达到清除环境污染的目的。实践结果表明生物修复技术是可行的、有效的和优越的，此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。生物修复是采用诸如提高通气效率、补充营养，投加优良菌种、改善环境条件等办法来提高微生物的代谢作用和降解活性水平，以促进对污染物的降解速度，从而达到治理污染环境的目的。
结束语
目前，我国的环境生物技术处于刚刚起步阶段，该技术的进一步开发需要得到社会、同行及主管部门的广泛支持，大力开展以污染控制生物技术为主体的环境生物技术的研究，将大力推进生物技术在环境保护中的应用，并将通过生物高技术的发展带动整个环保科技的发展，解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题，并为环保市场提供高品质的环境保护高技术，应该充分认识到环境生物技术开发对我国环境保护和社会、经济发展的重大意义。
参考文献：
[1]崔巍.环境保护行政管理体制研究[J].河南大学，2010-05-01.
[2]孙明媚.论我国的环境保护公众参与制度[J].中国海洋大学，2009-06-10.
论文作者:李婷
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6