摘要：當(dāng)前隨著我國(guó)不斷推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和人們生活質(zhì)量水平的快速提升，對(duì)環(huán)境也提出了更高的要求，在環(huán)境保護(hù)中有效應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)，既可使現(xiàn)代生物技術(shù)的整體水平和質(zhì)量得到提升，還可使環(huán)境保護(hù)的效果更加優(yōu)化。本文從實(shí)際角度出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)特點(diǎn)，嘗試性地推動(dòng)其與環(huán)境保護(hù)工作的融合發(fā)展，希望為相關(guān)研究人士提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代生物技術(shù);環(huán)境保護(hù);運(yùn)用

中圖分類(lèi)號(hào)：X171 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）04-0-02

Abstract： With the continuous implementation of sustainable development strategy and the rapid improvement of peoples quality of life， China has put forward higher requirements for the environment. The effective application of modern biotechnology in environmental protection can make the whole of modern biotechnology Improved levels and quality can also optimize the effectiveness of environmental protection. From a practical point of view， combined with the characteristics of modern biotechnology， the article attempts to promote the integration and development of environmental protection work， and hopes to provide some reference for relevant researchers.

Keywords： Modern biotechnology; Environmental protection; Application

1 現(xiàn)代生物技術(shù)在治理環(huán)境中的特點(diǎn)

（1）從某種意義上講，在污染物處理過(guò)程中運(yùn)用生物技術(shù)，是對(duì)其原有分子結(jié)構(gòu)的重新組合，絕大部分產(chǎn)物或者副產(chǎn)物在經(jīng)過(guò)相關(guān)降解處理后，均可實(shí)現(xiàn)二次利用，不僅可以最大限度地降低人類(lèi)在活動(dòng)中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染，又資源化利用了廢棄物;

（2）采用生物技術(shù)對(duì)污染物進(jìn)行處理，是一步到位地把污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化成如水、氮?dú)?、二氧化碳和甲烷氣體等穩(wěn)定的無(wú)毒無(wú)害物質(zhì);

（3）生物技術(shù)的化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)是酶促反應(yīng)，其可有效適應(yīng)于常規(guī)溫度和壓力之下，無(wú)論是成本還是過(guò)程都較為經(jīng)濟(jì)和簡(jiǎn)單，實(shí)際操作過(guò)程連續(xù)性較強(qiáng)，有助于減少環(huán)境污染和能源消耗;

（4）可有效應(yīng)對(duì)和解決傳統(tǒng)技術(shù)中難以跨越的鴻溝;

（5）可與現(xiàn)代社會(huì)實(shí)際需求相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)新品種、新物種以及更高經(jīng)濟(jì)價(jià)值生命類(lèi)型的積極創(chuàng)造。

2 現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

2.1 生物凈化污水

所謂生物凈化污水其實(shí)只是一種現(xiàn)代化污水凈化處理方法，其主要處理和凈化依據(jù)有兩種，一種是微生物生命過(guò)程中所轉(zhuǎn)移的有毒物質(zhì)，另一種是轉(zhuǎn)化污水中的有毒物質(zhì)。目前，現(xiàn)代生物技術(shù)中許多方法已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，諸如厭氧生物法、生物發(fā)酵法以及好氧法等都日漸成熟。

（1）固定化微生物技術(shù)。該技術(shù)是70年代末根據(jù)固定化酶技術(shù)得到發(fā)展的，指的是利用物理或化學(xué)方法在限定的空間區(qū)域內(nèi)固定游離的微生物并使其活性得以保持還可被反復(fù)利用的生物技術(shù)，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)高濃度印染廢水、含氮廢水以及有機(jī)廢水等的有效處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)廢水和其他廢水的降解，還可以不斷創(chuàng)造或改造具有特殊優(yōu)勢(shì)的菌種，固定化處理一些高效專(zhuān)用菌，如脫色菌、脫氮、脫磷菌以及假單胞菌等，確保菌體密度的全面提升，優(yōu)化并改善其整體處理效率，尤其是針對(duì)部分降解難度較大的物質(zhì)，其技術(shù)性優(yōu)勢(shì)更加明顯。

（2）生物強(qiáng)化處理技術(shù)。該技術(shù)是為使廢水處理效果得到提升，而把利用基因組合技術(shù)生成的高效菌種或由自然界篩選的優(yōu)勢(shì)菌種加入廢水中，強(qiáng)力去除某一類(lèi)或者某一種有害物質(zhì)的技術(shù)，其作用如下所示：

①在廢水中直接投加特效降解微生物，使廢水中微生物呈游離狀態(tài)，或者附著于相關(guān)載體中最終形成高效生物膜;②在處理城市污水時(shí)，科學(xué)合理地運(yùn)用生物強(qiáng)化制劑，可確保有機(jī)物去除率的有效提升，避免過(guò)量固體物質(zhì)的滋生，進(jìn)一步強(qiáng)化硝化作用，從而有效確保污水脫氮脫磷效果的優(yōu)化及改善;③在高分子網(wǎng)絡(luò)載體內(nèi)固定化生物強(qiáng)化技術(shù)可對(duì)微生物進(jìn)行封閉處理，有效遏制菌體的頻繁脫落，整體活性因子較為豐富，為優(yōu)勢(shì)微生物濃度的提升奠定了基礎(chǔ)，延長(zhǎng)了其在生物處理器中的停留時(shí)間。

（3）生物反應(yīng)器技術(shù)。相較于其他技術(shù)形式，該技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)未來(lái)主要發(fā)展方向之一。生物反應(yīng)器裝置系統(tǒng)是運(yùn)用酶或微生物等的生物體的生物功能，在體外產(chǎn)生生化反應(yīng)，有助于促進(jìn)微生物所附著生物膜的成長(zhǎng)，其供氣或供給具有十分優(yōu)越的反應(yīng)條件，污染物有充足的時(shí)間與微生物進(jìn)行直接接觸，為微生物分解代謝能力的提升奠定了基礎(chǔ)。

2.2 消除白色污染

“白色污染”指的是在環(huán)境中被拋棄的破壞自然景觀和生態(tài)環(huán)境的廢塑料包裝物和廢農(nóng)膜。相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)當(dāng)前溝河、土壤中約含有百萬(wàn)噸的塑料垃圾，在土壤中約殘存的廢農(nóng)膜有45000km2，如果不采取合理的措施，將嚴(yán)重影響我國(guó)整體生態(tài)環(huán)境，因此，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)生物可降塑料的研究與開(kāi)發(fā)便顯得尤為重要。

“白色污染”消除時(shí)對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)的利用途徑主要有：

（1）運(yùn)用生物工程技術(shù)可對(duì)塑料和農(nóng)膜進(jìn)行降解的微生物進(jìn)行分離和篩選，構(gòu)建高效的降解菌;

（2）運(yùn)用該技術(shù)可對(duì)降解基因進(jìn)行分離克隆，并在根瘤菌等土壤微生物中導(dǎo)入該基因，充分發(fā)揮兩者實(shí)際作用，確保塑料和農(nóng)膜快速降解目標(biāo)的實(shí)現(xiàn);

（3）對(duì)可降解塑料和地膜加強(qiáng)研發(fā)。從功能性來(lái)看，降解塑料和普通塑料整體趨于一致，且在完成一定使用功能后可自動(dòng)廢棄，在某種特定條件下將轉(zhuǎn)變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，將高分子分解為較小分子量的分子，逐漸與自然環(huán)境同質(zhì)化。而從類(lèi)型來(lái)看，降解塑料主要包括三種：生物降解、光降解以及雙降解塑料。但目前世界范圍內(nèi)尚未實(shí)現(xiàn)降解塑料的大規(guī)模運(yùn)用，因此對(duì)降解塑料的開(kāi)發(fā)使用也只能是對(duì)白色污染進(jìn)行有效解決的一種輔助性措施。

2.3 生物修復(fù)與治理污染的土壤

當(dāng)前隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，在環(huán)境中排放了大量嚴(yán)重污染資源和環(huán)境的人造化學(xué)物質(zhì)。開(kāi)采和使用化石燃料，排放工業(yè)三廢，大量使用農(nóng)村農(nóng)藥和化肥，很大程度上污染了我們賴以生存的自然環(huán)境。

2.3.1 導(dǎo)致土壤污染的污染物主要是重金屬污染

主要的修復(fù)途徑有：第一，植物修復(fù)，其以植物為工具，能夠達(dá)到去除和消減污染物的目的，是對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、和生態(tài)環(huán)境及微生物均不造成破壞的一種綠色新興的生物修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)植物根系直接大量地吸收重金屬，使重金屬?gòu)耐寥乐幸迫?，進(jìn)而使被污染的土壤得到修復(fù)，是治理環(huán)境污染的重要手段;第二，微生物修復(fù)，其通過(guò)對(duì)藻類(lèi)、細(xì)菌和酵母等微生物的生物活性進(jìn)行利用，親和吸附重金屬或向低毒產(chǎn)物轉(zhuǎn)化，從而有效降低重金屬污染程度。

2.3.2 化學(xué)殺蟲(chóng)劑的使用也會(huì)污染土壤

雖然化學(xué)殺蟲(chóng)劑在農(nóng)作物中的使用可以起到防止病蟲(chóng)草害的作用，但同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重污染土壤，使生態(tài)平衡造成破壞，不僅容易影響農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性，而且容易對(duì)人類(lèi)身心健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。當(dāng)前運(yùn)用生物技術(shù)對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行降解的方法較多，主要有：

利用微生物對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行降解。土壤中的微生物主要包括細(xì)菌、真菌、放線菌以及藻類(lèi)等，其中，細(xì)菌類(lèi)微生物對(duì)農(nóng)藥有著良好的分解作用，它可以通過(guò)自身多種生化適應(yīng)能力，誘發(fā)突變菌株，比如：敵敵畏由單胞菌進(jìn)行降解，鏈孢霉菌、曲霉菌可有效降解敵百蟲(chóng)，甲胺磷的降解主要通過(guò)青霉、曲霉、假單胞桿菌、芽孢桿菌以及瓶型酵母等。通過(guò)微生物的作用，將環(huán)境中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為其他毒性較小或無(wú)毒無(wú)害（如CO2、H2O等）的物質(zhì)，這是一種比較徹底的降解途徑，通常不會(huì)有副作用產(chǎn)生。

共代謝作用。共代謝作用指的是在有唯一的可利用的碳源存在時(shí)，微生物可以分解代謝原來(lái)無(wú)法利用的物質(zhì)的情況，在共代謝作用下，微生物從其他化合物中獲得相應(yīng)的能源和碳源，將農(nóng)藥轉(zhuǎn)換成為具有代謝功能的中間產(chǎn)物，甚至降解完全?？蛇M(jìn)行共代謝反應(yīng)的微生物有絲核菌屬與青霉屬等真菌，包括芽孢桿菌屬、諾卡氏菌屬、不動(dòng)桿菌屬、分枝桿菌屬、甲基彎曲菌屬、節(jié)桿菌屬、有假單胞菌屬的細(xì)菌。

推廣使用生物農(nóng)藥。對(duì)于傳統(tǒng)生物農(nóng)藥而言，其主要是防治各類(lèi)有害生物，如病、蟲(chóng)、草等的生物活體，是一種通過(guò)對(duì)病毒、真菌、細(xì)菌、線蟲(chóng)、拮抗微生物有效運(yùn)用以實(shí)現(xiàn)其控制作用的生物制劑。其具有無(wú)毒、安全、不對(duì)環(huán)境造成污染等特征，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的農(nóng)藥行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始對(duì)其有了充分重視。當(dāng)前我國(guó)對(duì)于生物農(nóng)藥的研發(fā)和創(chuàng)制業(yè)已具有一定規(guī)模，研制的農(nóng)藥品種較多，隨著生物技術(shù)和化學(xué)工程的飛速發(fā)展，生物農(nóng)藥以其光譜、高效、相容于生態(tài)環(huán)境和對(duì)人畜安全性較高等優(yōu)勢(shì)，將成為主流的農(nóng)藥市場(chǎng)產(chǎn)品，值得進(jìn)一步推廣。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為現(xiàn)代環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)代生物技術(shù)，無(wú)論是在工業(yè)廢棄物處理、污水生物凈化，城市生活垃圾、有毒有害物質(zhì)降解，還是環(huán)境生物監(jiān)測(cè)、生態(tài)環(huán)境修復(fù)方面，均發(fā)揮著不可或缺的作用。隨著全球環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷提高，各國(guó)家環(huán)境法令逐漸細(xì)化，無(wú)形中增加了環(huán)境生物技術(shù)所面臨的壓力，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)持續(xù)提升的今天，現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境污染預(yù)防和治理中的有效應(yīng)用，將進(jìn)一步為全球生態(tài)環(huán)境的提升提供有力幫助。

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收稿日期：2019-01-05

作者簡(jiǎn)介：孫園園（1989-），女，漢族，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)保工程。