生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用研究

黃自晨

摘要：社會(huì)在不斷發(fā)展推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)等各方面得到快速發(fā)展，這在一定程度上給環(huán)境造成一定壓力，環(huán)境污染逐漸加劇，給人們正常生活帶來不利影響，環(huán)境污染治理受到廣泛社會(huì)各界廣泛重視。在不斷實(shí)踐的研究中，生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中取得良好效果。并且這一治理技術(shù)具有成本低、效率高、無二次污染的優(yōu)勢(shì)，在對(duì)污染物資的處理以及新能源開發(fā)等方面也有重要作用。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；環(huán)境污染；治理；應(yīng)用

當(dāng)前環(huán)境問題越來越嚴(yán)重，給社會(huì)和發(fā)展和經(jīng)濟(jì)提升帶來極大影響，因此受到黨和國(guó)家的高度重視。為實(shí)現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展，改善生活環(huán)境，相關(guān)部門必須采取有效措施，提高環(huán)境保護(hù)工作效率。生物技術(shù)是近年來提出的治理環(huán)境污染的重要技術(shù)，這一技術(shù)的應(yīng)用效果明顯，在環(huán)境污染治理中發(fā)揮重要作用。

一、生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中應(yīng)用必要性

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展前期，人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)不高，工業(yè)生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生的廢氣、廢物直接派排放到環(huán)境中，并且隨著人口和工業(yè)不斷增加對(duì)能源的消耗也呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，所以在經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展的同時(shí)，我們也付出了沉重的代價(jià)，空氣污染、酸雨、臭氧層破壞、全球變暖等問題逐漸出現(xiàn)，環(huán)境中這些問題的出現(xiàn)給人們正常生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重影響，所以加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的治理已經(jīng)成為當(dāng)前重要工作。

我國(guó)是人口大國(guó)，能源消耗和發(fā)展都給環(huán)境帶來極大壓力，目前工業(yè)發(fā)展過程中所產(chǎn)生的廢水廢氣以及是其他互動(dòng)產(chǎn)生的污染物質(zhì)都對(duì)環(huán)境產(chǎn)生極大的破壞性，各種污染物不斷出現(xiàn)，給我國(guó)環(huán)境污染治理工作帶來極大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的對(duì)污染物質(zhì)的處理效果不明顯，并且還會(huì)造成二次污染，所以需求科學(xué)的、有效的環(huán)境污染治理技術(shù)具有重要意義。而生物技術(shù)的出現(xiàn)完全滿足當(dāng)前我過對(duì)環(huán)境污染治理的需求，效果好、不會(huì)產(chǎn)生二次污染，可以在環(huán)境污染治理中得到推廣使用。

二、生物技術(shù)的概述

（一）生物技術(shù)發(fā)展歷程

生物技術(shù)涵蓋了生物工程、環(huán)境工程以及生態(tài)學(xué)等多方面內(nèi)容，是多種學(xué)科互相交織的重要成果，也是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)工作中的重要技術(shù)。這一技術(shù)雖然是近年來 得到推廣使用，但是早在1914年西方國(guó)家就出現(xiàn)了活性污泥環(huán)境污染治理法，可以說是生物技術(shù)治理環(huán)境污染的開端[1]。進(jìn)入20世紀(jì)中期著全世界范圍內(nèi)的工業(yè)化進(jìn)程得到明顯發(fā)展，環(huán)境污染治理工作面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。水污染、空氣污染情況日益加劇，給人們身心健康帶來極大困擾。在這一趨勢(shì)下加強(qiáng)對(duì)生物技術(shù)的研發(fā)受到人們重視。

20世紀(jì)后期環(huán)境生物技術(shù)獲得良好治理效果，越來越多的國(guó)家開始利用這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境污染的治理。生物技術(shù)土與傳統(tǒng)的環(huán)境污染治理手段相比，具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，不僅成本低，效率高，而且周期短、安全性高不會(huì)造成二次污染。在我國(guó)生物技術(shù)起步和應(yīng)用比較晚，但是發(fā)展非常迅速，一經(jīng)應(yīng)用獲得明顯效果。尤其是近年來在可持續(xù)發(fā)展理念廣泛普及的環(huán)境下，我國(guó)對(duì)環(huán)境污染治理工作重視程度逐漸增強(qiáng)，所以生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中具有廣闊的發(fā)展前景。

（二）生物技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)

通過對(duì)生物技術(shù)應(yīng)用的研究和分析，首先生物技術(shù)是包含在環(huán)境中運(yùn)用的生物技術(shù)，其次是指涉及到環(huán)境中、某些可看作為一個(gè)生物反應(yīng)器部分的生物技術(shù)，另外還是作用于一些必定要進(jìn)入環(huán)境的生物技術(shù)。當(dāng)前對(duì)生物技術(shù)的研究主要集中在四個(gè)方面，第一對(duì)降解污染物工程菌和抗污染型轉(zhuǎn)基因植物方面的研究，第二對(duì)危險(xiǎn)性化合生物降解和污染場(chǎng)地生物修補(bǔ)的研究，第三對(duì)環(huán)境友好材料生物合成技術(shù)的研究，第四對(duì)固體廢棄物強(qiáng)化處理技術(shù)的研究[2]。

（三）生物技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

在生態(tài)系統(tǒng)中生物是必不可少的存在，在物質(zhì)循環(huán)中發(fā)揮重要作用。對(duì)生物技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用可以達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用是一個(gè)純生態(tài)化的過程，所以具有快速、高效、低耗、無二次污染等優(yōu)勢(shì)[3]。當(dāng)前環(huán)境污染治理中對(duì)生物技術(shù)的應(yīng)用，主要是在對(duì)污染物處理過程中通過微生物作用產(chǎn)生無毒無害的穩(wěn)定物質(zhì)，降低污染物的轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到凈化環(huán)境的目的。另外在環(huán)境治理中一些難以處理的環(huán)境介質(zhì)也可以利用生物技術(shù)進(jìn)行治理，一方面可以利用生物修復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的凈化，從而實(shí)現(xiàn)資源的再次利用，另一方面利用生物技術(shù)可以提高環(huán)境的凈化能力。在生物技術(shù)不斷發(fā)展和完善過程中，除了在環(huán)境污染治理中得到廣泛應(yīng)用外，在環(huán)境檢測(cè)等方面也發(fā)揮重要作用，通過對(duì)環(huán)境質(zhì)量參數(shù)的分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的預(yù)報(bào)，從而為環(huán)境治理和保護(hù)提供重要的數(shù)據(jù)參考。

三、生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用

（一）生物技術(shù)在空氣污染治理中的應(yīng)用

近年來霧霾天越來越嚴(yán)重，空氣中污染物質(zhì)越來越多，給人們生活和出行帶來嚴(yán)重影響，肺癌發(fā)病率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，各種霧霾防治措施并沒有獲得良好效果。市場(chǎng)中出現(xiàn)的各種空氣凈化器只能起到改善的作用，并不能徹底根除，要想改善當(dāng)前空氣污染現(xiàn)狀，必須選擇有效的措施進(jìn)行治理。生物技術(shù)的出現(xiàn)迎來空氣污染治理的春天，這一技術(shù)可以將空氣中存在的有機(jī)污染物或其他有害氣體轉(zhuǎn)化為無污染的或污染性比較低的物質(zhì)，以此達(dá)到凈化空氣，治理空氣污染的目的。當(dāng)前在空氣污染治理工作中比較常用的生物技術(shù)主要有過濾法、洗滌法、修復(fù)法等幾種，并都在空氣污染治理中發(fā)揮重要作用。

過濾法主要應(yīng)用在企業(yè)加工生產(chǎn)的過程中，這一環(huán)節(jié)中會(huì)產(chǎn)生大量廢氣，而針對(duì)這些廢氣建立生物濾池系統(tǒng)可以達(dá)到凈化目的[4]。生物濾池系統(tǒng)在應(yīng)用中可以添加部分活性生物材料，當(dāng)廢氣進(jìn)入生物濾池系統(tǒng)后在加壓和加濕作用下，可以使廢氣中污染物被活性有機(jī)材料吸收掉。這一生物過濾法操作非常簡(jiǎn)單，同時(shí)也不需要添加額外營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在生產(chǎn)加工企業(yè)得到廣泛應(yīng)用。其次洗滌法在應(yīng)用中可以分為兩個(gè)階段，首先對(duì)廢氣進(jìn)行吸收，其次是懸濁液再生，這一方法需要較大的資金投入，并且在應(yīng)用中如果操作不善還會(huì)引發(fā)水體污染，所以這一治理方法一般不僅應(yīng)用在小型企業(yè)中，經(jīng)營(yíng)規(guī)模和廢氣排放比較大的企業(yè)可以利用這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)空氣污染治理。修復(fù)法是生物空氣污染處理技術(shù)中比較特殊的處理方式，這一技術(shù)主要利用太陽能做動(dòng)力，并且在植物的光合作用下吸收空氣中的二氧化碳、二氧化硫等有毒氣體，從而達(dá)到凈化空氣的效果。修復(fù)法在空氣污染治理中具有明顯效果，并且成本比較低，可以廣泛應(yīng)用于污染不太嚴(yán)重的地區(qū)。

（二）生物技術(shù)在水污染治理中的應(yīng)用

生物技術(shù)水污染治理中的應(yīng)用，主要是利用了微生物的降解性能，水中的微生物利用自身的吸收功能可以大量吸附水體中的污染物，從而達(dá)到治理水污染的效果。生物技術(shù)在水污染中的應(yīng)用主要是為水中微生物提供一個(gè)適宜生存的環(huán)境。當(dāng)前水污染治理的生物技術(shù)比較多，本文將對(duì)比較常用的技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析。

第一，固定化酶技術(shù)，這一技術(shù)在廢水凈化中得到廣泛應(yīng)用，在這一技術(shù)不斷完善和發(fā)展過程中又催生出了固定化微生物技術(shù)，在水污染處理應(yīng)用中有效提高水源中微生物的含量，而這一技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)后分離出來的固體和液體的有效應(yīng)用，從而大大縮短微生物對(duì)污水處理的反應(yīng)時(shí)間。

第二，固定生物膜處理法，這一污水處理方法是利用好氧微生物特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的處理，在應(yīng)用這一技術(shù)時(shí)，首先在水源污染物的表面放置一層好氧微生物，這樣就可以在污染物的表面形成一層微生物膜，一旦水源中的污染物與微生物進(jìn)行接觸就會(huì)被吸附在微生物表面，之后好氧微生物利用氧化分解作用將污染物質(zhì)分解掉從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水污染的治理。

第三，活性污泥法是指在受污染水源中充入足夠的空氣，通過對(duì)微生物的連續(xù)混合養(yǎng)殖呈現(xiàn)出活性污泥的懸浮狀態(tài)?；钚晕勰啾砻鏁?huì)存在很多好氧微生物，而這種微生物可以在有氧的環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物的溶解。這一方法在應(yīng)用過程中是可以促進(jìn)微生物的快速繁衍和生長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的分解，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的凈化處理。

第四，厭氧生物處理法在水污染治理得到廣泛應(yīng)用，這一方法主要是利用了厭氧生物的降解作用，通過對(duì)有機(jī)產(chǎn)物的降解達(dá)到凈化水源的目的。在污染水源中厭氧生物具有較強(qiáng)的分解能力，所以對(duì)其合理利用可以到達(dá)污水治理的目的。

第五，自然生物處理法是正常環(huán)境中培養(yǎng)的微生物對(duì)廢水進(jìn)行處理的一種方法，這一方法操作簡(jiǎn)單、成本比較低，但是在應(yīng)用中容易受自然環(huán)境的影響。所以在應(yīng)用中需要對(duì)各方面因素進(jìn)行分析，在合適的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)其有效應(yīng)用，發(fā)揮其最大作用和價(jià)值，從而獲得更好效果。

（三）生物技術(shù)在固體廢物環(huán)境污染中的應(yīng)用

對(duì)固體廢物環(huán)境污染的處理主要對(duì)兩種固體廢物污染源進(jìn)行處理，一種是城市環(huán)境中產(chǎn)生的生活垃圾，另一種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄垃圾。在對(duì)這類固體廢物進(jìn)行處理時(shí)可以利用三種方法進(jìn)行。第一種形式比較直接，針對(duì)一些污染比較低的固體廢物直接采用填埋處理；第二種是采用堆肥處理法；第三種則是進(jìn)行回收處理，比如通過對(duì)農(nóng)業(yè)固體廢棄物的回收并利用發(fā)酵技術(shù)為生產(chǎn)和生活提供可用的沼氣。

（四）生物技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

生物技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中具有極高的應(yīng)用價(jià)值，這一技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用形式重要是通過對(duì)細(xì)菌總數(shù)以及大腸埃希氏菌等菌類指示的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)， 為水環(huán)境的治理提供參考依據(jù)。同時(shí)對(duì)鼠傷寒少門氏菌的監(jiān)測(cè)，可以掌握物質(zhì)突變性和致癌性，對(duì)藻類生長(zhǎng)量的監(jiān)測(cè)可以幫助人們及時(shí)掌握水質(zhì)變化以及相關(guān)物質(zhì)的霉性特征[5]。當(dāng)前世界上應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)主要有聚合酶式反應(yīng)技術(shù)、核算探針以及生物傳感器技術(shù)等。在環(huán)境生物技術(shù)不斷發(fā)展和完善的情況下可以逐步取代傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)。

生物技術(shù)的出現(xiàn)給環(huán)境污染治理提供一條有效的、新型道路，給環(huán)境治理帶來新的生機(jī)。生物技術(shù)的出現(xiàn)是生命科學(xué)發(fā)展到一定階段產(chǎn)物，通過對(duì)生物有機(jī)體原理的分析可以為環(huán)境污染治理提供更加先進(jìn)的技術(shù)。生物技術(shù)在應(yīng)用過程中是會(huì)涉及不同學(xué)科知識(shí)，比如環(huán)境學(xué)、工程學(xué)以及生態(tài)學(xué)等，在社會(huì)發(fā)展新時(shí)期生物技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)環(huán)境污染治理進(jìn)入新的發(fā)展階段。環(huán)境生物技術(shù)不僅包含在環(huán)境中應(yīng)用的生物技術(shù)同時(shí)還包括涉及到環(huán)境中某些生物的技術(shù)和即將進(jìn)入環(huán)境材料的生物技術(shù)。生物技術(shù)在應(yīng)用中主要是利用微生物的降解作用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境中危害物質(zhì)的強(qiáng)制處理。生物技術(shù)的出現(xiàn)，為環(huán)境治理提供新的發(fā)展方向，對(duì)社會(huì)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)提升都有重要影響。

結(jié)束語：

環(huán)境污染不斷加重成為制約經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的主要因素，并對(duì)人們生產(chǎn)和生存產(chǎn)生極大威脅，為改善當(dāng)前環(huán)境現(xiàn)狀，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境污染治理技術(shù)的分析具有現(xiàn)實(shí)意義。生物技術(shù)的出現(xiàn)為環(huán)境污染治理帶來新的機(jī)遇，與傳統(tǒng)污染治理手段相比，生物技術(shù)具有明現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)和效果，所以應(yīng)加強(qiáng)對(duì)生物技術(shù)的研究，從而發(fā)揮其最大價(jià)值。

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