杜鵑

吉林醫(yī)藥學院，吉林 吉林 132013

隨著我國經濟的迅速發(fā)展，環(huán)境問題也日益嚴峻。煤炭、石油、天然氣等能源的大量消耗，工業(yè)、生活和農業(yè)污染物的超量排放，環(huán)境保護措施的欠缺，導致我國多地出現(xiàn)嚴重的環(huán)境污染，環(huán)保問題也逐漸引起人們的重視。環(huán)境生物技術是將生物技術與工程學相結合的現(xiàn)代新興交叉前沿學科，具有能耗低、速度快、成本低、效率高、無二次污染等優(yōu)點，在環(huán)境保護領域應用前景廣闊。

1 環(huán)境生物技術概況

現(xiàn)代生物技術主要包括基因工程、酶工程、蛋白質工程、微生物工程和細胞工程等多項高新技術。環(huán)境生物技術主要利用其中的微生物工程進行水污染、大氣污染和土壤污染治理，另有一部分直接利用植物進行環(huán)境污染控制。當前生物技術在環(huán)保領域的應用主要分為三方面：一、直接消除環(huán)境污染物，如污染物的生物凈化、污水的生物處理、廢棄物的生物利用、土壤的生物修復等；二、間接保護生態(tài)環(huán)境，如利用生物農藥代替化學農藥、采用生物固氮代替化肥；三、利用生物技術進行環(huán)境監(jiān)測，評價環(huán)境質量。

環(huán)境生物技術在環(huán)境污染治理方面擁有諸多優(yōu)點，例如其反應終產物多是無毒無害的，不易造成環(huán)境二次污染；污染物處理常能一步到位，減少了污染物轉移過程中對環(huán)境的再次破壞；多數反應在常溫、常壓下進行，操作簡單；能耗小，成本低；可用于處理常規(guī)技術不能解決的環(huán)境問題等。

2 環(huán)境生物技術在環(huán)保領域的應用

2.1 土壤污染的生物處理 土壤污染是指人類生產和生活活動中排放的有害物質進入土壤后，超過限量造成的污染。我國現(xiàn)今土壤污染的主要問題包括：農業(yè)生產中施用農藥、化肥造成的土壤板結硬化和農藥殘留；工業(yè)三廢排放造成的土壤重金屬超標；城市生活垃圾掩埋、固積造成的土壤污染。其中，土壤重金屬污染和生活垃圾處理都可采用生物技術。土壤重金屬污染的生物修復，是通過酶促反應對土壤重金屬離子進行固定，使其化學形態(tài)發(fā)生改變，移動性降低，再通過微生物或作物對不同金屬離子的吸收和代謝，最終削減土壤重金屬含量，達到修復凈化土壤的目的。利用生物技術將城市生活垃圾無害化處理，并將反應產物用作農業(yè)肥料，變廢為寶，也是未來研究和應用的熱點。

2.2 廢水的生物凈化 水體污染的來源包括工業(yè)廢水、生活污水、農業(yè)廢水等，污染物成分復雜，特別是化學性污染物，既包括無機污染物如汞、鉻、鉛、砷、磷、氮、氰化物、酸、堿、鹽等，也包括有機污染物如酚類、石油醚、苯及苯系物等。廢水的生物凈化技術主要是利用水體中微生物的新陳代謝作用，使廢水中的有機物和部分無機物轉化或分解，成為穩(wěn)定且無毒無害物質，甚至可再生資源，最終達到廢水凈化的目的。常用的生物處理方法包括需氧處理法和厭氧處理法。需氧處理法分為生物膜法和活性污泥法，常用于處理電鍍行業(yè)的含氰基廢水、高分子行業(yè)的含甲醛廢水及農藥等多種生產性廢水。厭氧處理又稱為厭氧消化，是在缺氧條件下利用厭氧微生物將有機物分解為硫化氫、甲烷和氨的方法，主要用于處理高濃度有機廢水，如食品廠、屠宰場廢水等。

2.3 農藥殘留的生物降解及生物農藥推廣 消除化學農藥殘留危害的方法有兩種，一是利用微生物降解殘留農藥；二是推廣生物農藥替代化學農藥。微生物降解農藥的機制分兩種：一是農藥直接吸附于降解菌表面，進而穿透細胞膜，在膜內與降解酶結合發(fā)生一系列酶促反應，最終農藥被分解為無毒產物，從而達到降解目的；二是通過礦化作用、共代謝作用等微生物的自身活動間接對有機磷農藥進行降解。生物農藥的推廣可從根源上消除化學農藥對環(huán)境的破壞。生物農藥又稱天然農藥，主要是利用生物體或其代謝產物，達到殺滅或抑制影響農業(yè)生產的病、蟲、害的一大類物質的統(tǒng)稱。與傳統(tǒng)化學農藥相比，具有選擇性強，對人、畜危害性小、可利用天然可再生資源加工等優(yōu)點。而其最大的優(yōu)點是生態(tài)影響小、無污染，主要活性成分源于自然，易被土壤微生物、植物或日光等分解。

2.4 白色污染的生物消除 白色污染是對難以降解的塑料垃圾的一種形象稱謂，是指聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等高分子物質制成的各類塑料制品，廢棄后形成的固體垃圾。塑料制品從石油中提煉而來，但在土壤中卻需要一百年以上甚至更長時間才能夠自然分解。我國現(xiàn)有的解決白色垃圾的方法主要有以紙代塑、使用可降解塑料及通過行政手段頒布限塑令等，但收效并不明顯。未來，通過生物技術手段降解塑料，使其無害化，可能是解決白色垃圾的最有效途徑。利用生物技術手段分離可降解塑料的微生物種群，通過微生物的代謝、分解，對塑料制品中的高分子聚酯結構進行破壞，從而達到消除污染的目的。目前，德國、英國和日本已經進行了相關研究，并實現(xiàn)了部分產業(yè)化。

3 結語

隨著基因工程、酶工程、微生物工程和環(huán)境工程的迅速發(fā)展，環(huán)境生物技術將越來越廣泛的應用于環(huán)境污染防治和生態(tài)建設中。合理開發(fā)生物可再生資源，保護生物多樣性、科學利用生物技術，必將是未來全球關注的重要課題。同時，人類也應從自身做起，合理利用資源，最大限度避免和減少環(huán)境破壞，為人類自己及子孫創(chuàng)造一個和諧美好未來。

[1]吳善兵．現(xiàn)代生物技術在環(huán)境保護中的應用研究進展[J]．現(xiàn)代農業(yè)科技，2012（17）：216～217．

[2]徐蕾．環(huán)境生物技術的發(fā)展及應用[J]．江蘇環(huán)境科技，2008，21（1）：154～156．

[3]朱將偉，陳衛(wèi)紅，邱江平．生物技術在環(huán)境保護中的研究與應用概況[J]．生物技術通訊，2010，21（1）：145～147．