生物工程技術在環(huán)境保護中的應用研究

李霂桐

【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，而將生物工程技術應用于環(huán)境保護中將會創(chuàng)新當前環(huán)保模式，當前應用生物工程技術的領域不斷增多，其可以有效代替農業(yè)生產中的化肥與農藥，解決當前化肥與農藥污染嚴重的問題，是一種能夠保護人類生存環(huán)境的生物新品種。本文從生態(tài)環(huán)境存在的問題出發(fā)，闡發(fā)了生物工程技術應用在環(huán)境保護中的相關策略。

【關鍵詞】生物工程技術；環(huán)境保護

隨著我國工業(yè)化的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益嚴重，人與自然的矛盾日益突出。環(huán)境污染已經導致人們的生活質量下降，進一步影響到人類的身心健康。在這一背景下，生物工程技術如何在人類保護環(huán)境中發(fā)揮巨大作用越來越引起各界的廣泛關注。

1 我國的生態(tài)環(huán)境存在的問題

改革開放以來，我國經濟發(fā)展勢頭迅猛，但隨著經濟的快速發(fā)展也帶來了嚴重的環(huán)境污染問題，近幾年來，雖然我國政府部門對企業(yè)加強環(huán)保工作提出更嚴格要求，但環(huán)境污染現(xiàn)象依然沒有得到有效改觀。工業(yè)生產中存在著任意排放“廢水、廢氣、廢渣”現(xiàn)象，農業(yè)生產中大量使用農藥化肥，引起了嚴重的地下水污染，我國當前已經有300個以上的城市出現(xiàn)了居民飲用水缺乏的狀況，在全國總城市數(shù)量中占到了50%。農村水污染現(xiàn)象更是不容忽視，全國農村出現(xiàn)飲用水缺乏的農村人口已經超過了一億。有的農村當前耕地已經出現(xiàn)了無水可用的現(xiàn)象，導致耕地面積日益減少。由于水體與土壤存在著嚴重的污染現(xiàn)象，導致大量農村人口的身體健康遭遇了前所未有的威脅。

2 應用現(xiàn)代生物工程技術的重要性

生物工程技術是多種學科相互交叉融合形成的工程，主要內容有發(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，應用于不同的領域當中。隨著基因技術的快速發(fā)展，依靠基因重組而出現(xiàn)的基因工程技術發(fā)展速度迅猛，現(xiàn)代生物工程技術就是包括基因工程技術在內的、有機融入發(fā)酵工、酶工程、細胞工程等各項技術的新技術。生物工程技術應用于環(huán)境工程當中，產生了環(huán)境生物技術，在治理環(huán)境污染過程中應用此項技術可以收到較好的效果。利用生物工程技術解決環(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)境過程中應用生物工程技術比傳統(tǒng)污染治理技術有著更大的優(yōu)點。

3 生物工程技術在環(huán)境保護中的應用策略

3.1 解決化肥污染問題

化肥是農作物生長的必備材料，可以增加農作物產量。但由于使用化肥過量，我國當前已經出現(xiàn)了土壤板結現(xiàn)象，同時大量沒有被植物吸收的化肥進入地下水當中，對地下水造成了嚴重污染。進一步威脅到池塘湖泊中的魚類生長。再有，這些揮發(fā)性化肥進入空氣中會導致氮元素增加，出現(xiàn)了大量的酸雨，同時也對空氣層上方的臭氧層造成了破壞。因此減少化肥的使用是一件迫在眉捷的事情，利用生物技術中的固氮技術可以使植物自動吸收游離在空氣中的氮元素，而不再施用大量的氮肥。如將生物工程技術應用于小麥根系當中，可以使小麥的根系和豆類植物一樣能夠自動吸收空氣中的氮離子，然后固定在自己的根系當中。有數(shù)據(jù)顯示，將這種技術應用于小麥以后其產量增加了15%左右。利用細胞融合技術可以將豆類植物的固氮本領應用于非豆類植物當中，從而不再需要施用大量的氮肥。

3.2 解決農藥污染問題

農作物與植物的病蟲害治理也是農業(yè)生產中一件不容忽視的問題，每年用于防治農作物與林業(yè)的農藥數(shù)量巨大，而農藥當中大多含有有機氮與有機磷，這些物質對空氣與地下水都會造成嚴重污染，尤其是對人類身體健康也造成了威脅。將有益昆蟲或微生物防治技術應用于農作物與林業(yè)的病蟲害治理當中不但可以有效殺滅害蟲，而且也不會對土壤、空氣造成影響，有效保護了人類與畜類健康成長。最近幾年，在基因工程技術的基礎上出現(xiàn)了高效殺蟲生物技術，從而替代了農藥殺蟲技術，解決了污染環(huán)境的問題。

3.3 改良生物品種

利用生物工程技術培育與環(huán)境友好相處的生物新品種可以實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。不但可以保證生物群體的健康發(fā)展，而且也可以利用改良物種性質使其為保護環(huán)境服務。生物工程技術在培育新品種方面有著無可比擬的優(yōu)勢，利用基因重組與拼接技術改變外來物種的特點，利用組織培養(yǎng)與細胞保存技術可以實現(xiàn)生物物種的多樣化，使繁殖困難的物種得以延續(xù)。在應用細胞融合技術的基礎上可以實現(xiàn)優(yōu)良品種的雜交。

3.4 提高環(huán)境監(jiān)測質量

在監(jiān)測水、土壤、食品質量過程中應用生物傳感器技術可以收到較好的效果，其核心技術屬于固定化微生物與電化學的結合體。主要特點是靈敏度高、準確性強，目前已經普遍應用于臨床化驗、發(fā)酵工程與檢驗產品質量當中。最近幾年，我國環(huán)境污染生物監(jiān)測技術也得到了快速發(fā)展，第一，出現(xiàn)了大量生物監(jiān)測方法；第二，實現(xiàn)了生物綜合監(jiān)測；第三，將生物監(jiān)測方法應用于環(huán)境質量監(jiān)測當中。隨著我國生物工程技術的快速更新，筆者認為其在環(huán)境保護中的作用將會日益彰顯，將會有效改善人類生活質量，創(chuàng)建人類宜居環(huán)境。

3.5 實現(xiàn)煤與石油的脫硫

我國工業(yè)生產與人類日常生活都會消耗大量的煤，但煤在燃燒過程中會產生大量的二氧化硫，造成空氣污染。如果利用微生物技術去除煤中的硫元素，則可以在煤燃燒過程中不產生有害氣體。當前日本已經利用氧化亞鐵硫桿菌技術去除了煤中的硫元素。在去除煤中的硫元素時，為了將煤與黃鐵礦分離可以應用微生物脫硫技術與浮選工藝，有效保護了空氣質量。在石油脫硫過程中也可以應用微生物技術，筆者認為大力發(fā)展微生物脫硫技術與高活性脫硫菌種將會在將來得到有效推廣，將會有效改變煤燃燒產生大量二氧化硫的現(xiàn)象。

4 結束語

總之，生物工程技術是大量學科技術的融合體，在環(huán)境保護當中引入生物工程技術可以有效保護人類生存環(huán)境，是一種保護環(huán)境的新型手段。當前在應用生物工程技術的基礎上可以解決化肥污染、取代化學農藥、實現(xiàn)生物品種改良、開展環(huán)境監(jiān)測等眾多問題，可以有效治理環(huán)境污染現(xiàn)象，還人類一個晴朗的天空，實現(xiàn)人與自然的和諧相處。

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