陳仁修(成都師范學院,四川 成都610000)
精細化工行業(yè)在開展工作的過程中,會形成大量的人工合成有機物,這些有機物會不斷積累,排放到大氣環(huán)境當中,最終造成較為嚴重的環(huán)境污染。我國環(huán)保部門相關研究顯示,近年來我國的精細化工廠,每年都會被列入到污染企業(yè)的黑名單當中,并且多年來對其進行批評教育甚至政策懲罰均未見明顯起效。如何對精細化工行業(yè)的發(fā)展與環(huán)境保護之間的關系進行平衡,是我國精細化工行業(yè)在發(fā)展過程中需要著重考慮的問題。精細化工行業(yè)在生產(chǎn)過程中,由于會大量使用芳香族化合物或雜環(huán)族化合物來對需要的產(chǎn)品進行人工生產(chǎn),導致這些無法被降解的化合物大量產(chǎn)生,在大自然的水源、土壤之中不斷富集,最終造成水源、土壤的嚴重污染。除了產(chǎn)品生產(chǎn)過程會對環(huán)境造成較為嚴重的污染以外,精細化工生產(chǎn)的工藝以及流程較為復雜,且生產(chǎn)周期較為漫長,生產(chǎn)的效率以及產(chǎn)品的數(shù)量受到實際反映情況的影響,因此在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)由于產(chǎn)品反應率低下造成原料大量過剩的情況,而這些廢棄物同樣會造成較為嚴重的環(huán)境污染。
對于精細化工行業(yè)的生產(chǎn)來說,由于其生產(chǎn)過程中的原料主要以有機物為主,因此在對有機物進行處理時,通常會選擇使用生物處理技術(shù)來對有機物進行處理,生物技術(shù)中的微生物將會有效的對有機物進行降解,從而達到環(huán)境保護的目的。但是隨著精細化工行業(yè)的快速發(fā)展,越來越多的人工合成有機物出現(xiàn)于人們的視野當中,生物降解性較為低下,因此,傳統(tǒng)的生物降解技術(shù)很難實現(xiàn)對當前精細化工行業(yè)有機物的全面降解。給予這種情況,有必要對精細化工以及環(huán)境保護之間的關系進行分析,并探究新的技術(shù)來對精細化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展打下的基礎。
現(xiàn)階段,我國精細化工行業(yè)在對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水進行處理時,往往選擇應用傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)來對其進行處理。但是實際上,傳統(tǒng)的生物處理方式只能夠清除污水中最多約80%左右的有機物,盡管對于環(huán)境保護有一定的幫助,但是卻無法達到國家排放標準的要求,傳統(tǒng)生物處理技術(shù)下仍然有相當一部分有害物質(zhì)沒有有效的被降解。通過分析其根源后可以發(fā)現(xiàn),在應用傳統(tǒng)的生物化工處理技術(shù)來處理精細化工生產(chǎn)產(chǎn)生的污水時,由于污水中一些有機物的存在,會導致微生物受到毒性侵害以及惡性抑制等作用,嚴重降低微生物的降解能力,甚至無法將生物降解的酶進行產(chǎn)出。盡管相關的研究人員對微生物的結(jié)構(gòu)進行了一定程度的改變,但是仍然無法從根本上解決問題,傳統(tǒng)污水處理技術(shù)的長時間應用,使得精細化工工業(yè)污水無法得到有效的處理,最終影響污水治理的效果,并造成較為嚴重的環(huán)境污染。
當微生物對精細化工生產(chǎn)產(chǎn)生污水中的有機物進行降解時,主要是通過自身產(chǎn)生相應的酶來對化合物進行降解來完成的,而確定該種微生物能否實現(xiàn)對某一類有機物的降解,關鍵在于該種微生物能否產(chǎn)生降解該種有機物的酶。具體來說,微生物所產(chǎn)生的降解酶被分為適應酶和固有酶兩大類型。固有酶,顧名思義就是指微生物在遺傳以及繁衍時,自身通過一定的化合物質(zhì)而合成的酶。而適應酶則不同,它是指微生物通過適應環(huán)境,掌握自身所處污水中較多的有機物,并通過一定的底物產(chǎn)生能夠?qū)⑽鬯杏袡C物進行降解的酶。適應酶的產(chǎn)生意味著微生物能夠有效的適應環(huán)境,具備一定的特異性。生物遺傳技術(shù)就是通過分析微生物的特異性來充分掌握其變異情況以及針對性降級有機物情況,從而更加具有目的性的進行污染的治理。對精細化工行業(yè)產(chǎn)生污水進行處理時,需要充分掌握各種發(fā)生了變異性微生物的特性,并且根據(jù)所產(chǎn)生污水中有機物的類型來對微生物進行選擇,或是為具有特異性降解功能的微生物進行誘導。另外,細胞融合技術(shù)也是精細化工行業(yè)污水治理的常用技術(shù)之一,通過細胞融合技術(shù)的使用,能夠進一步提升污水處理的針對性和效率?,F(xiàn)階段,我國在精細化工行業(yè)污水治理方面針對細胞生物學的研究已經(jīng)位于世界先進水平,顯著增加了特異降解菌的總體選擇范圍,能夠處理較多種類型的有機物,最大程度的提升自身的降解效率。但是現(xiàn)階段我國針對污水中微生物降解相關的生物遺傳技術(shù)研究以及應用仍然存在著較多的缺陷,當前最常用的生物研究方式仍然是生物篩選,特異性更高的細胞融合技術(shù)以及變異性降解菌的誘導技術(shù)應用成功率并不是很高,這對于我國精細化工行業(yè)污水生物處理技術(shù)的進一步發(fā)展造成了較為明顯的阻礙。
近年來,隨著人們對基因工程研究的不斷增多,基因工程也逐漸成為精細化工行業(yè)污水治理的新選擇之一。在生物處理技術(shù)中所應用的微生物,它們的遺傳信息主要存儲在脫氧核糖核酸以及核糖核酸當中,因此,研究人員在研究特異性微生物降解菌時,可以先對這些特異性微生物生成酶進行基因組學相關的研究。通常來說,這種研究首先是對該生物的基因組進行提取,然后對遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和復制過程進行人為的控制,調(diào)整特異性降解酶的合成過程,確保降解酶的存在并對降解酶所負責的催化過程進行分析,最終通過對微生物的基因進行調(diào)整,實現(xiàn)整個微生物遺傳過程的改變,實現(xiàn)精細化工行業(yè)產(chǎn)生污水的有效降解。
在使用基因工程技術(shù)來對污水進行處理時,首先需要專業(yè)人員對微生物細胞中的基因進行提取,然后通過事先設計好的方式來對基因進行重組,從而滿足微生物降解的需求。在污水處理中應用基因工程,能夠顯著提升酶所催化的化學反應的反應速度,從而更加快速的降解有機物,提升污水處理的效率。舉例來說,人們現(xiàn)階段所使用的各種微生物對石油進行降解時,降解的速度是十分緩慢的,整個石油的降解時長至要按照數(shù)十日來進行計算。但是通過基因工程的使用,降解速度過于緩慢這一問題便迎刃而解了,通過分析能夠提升石油降解效率的酶并對其進行基因重組,在幾個小時內(nèi)便能夠?qū)崿F(xiàn)對石油的降解?,F(xiàn)階段,精細化工生產(chǎn)中的各種污染物半衰期普遍時間較長,因此與其他污水處理技術(shù)相比,基因工程在污水中有機物的降解方面的優(yōu)勢十分明顯。通過分析反應酶并進行基因重組,能夠有效提升降解效率,而且,由于厭氧菌的處理時間較長,但是人工合成的工程菌在幾個小時內(nèi)便能夠?qū)ξ鬯械母鞣N有機物進行降解,提升降級效率的同時還減少了資金的投入。
基因工程的美好前景使得人們能夠通過人工培育的方法來培養(yǎng)一些具有針對性的生物菌,顯著減少原料生產(chǎn)產(chǎn)生的污染,并高效的處理掉精細化工行業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的大量芳香烴化合物、雜環(huán)化合物等,最終實現(xiàn)對環(huán)境的有效保護,使得精細化工生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染問題得到有效的控制。同時,基因工程技術(shù)的出現(xiàn)也解決了傳統(tǒng)生物降解技術(shù)降解率不高、降解有機物不完全的問題,節(jié)約了資金成本的使用,這對于促進我國經(jīng)濟發(fā)展以及環(huán)境保護均具有較為明顯的意義。
綜合全文,在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的今天,環(huán)境污染問題及其后果也隨之顯現(xiàn)了出來,對于精細化工行業(yè)來說,其在處理生產(chǎn)污水方面同樣面臨著較為明顯的困境,越來越多人工合成復雜化合物的形成使得環(huán)境中的有機物不斷積累,嚴重影響了生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。因此,如何在保障精細化工行業(yè)發(fā)展的同時有效治理環(huán)境污水,是當前精細化工行業(yè)生產(chǎn)亟待解決的問題。而近年來,基因工程技術(shù)以及生物遺傳技術(shù)的使用為精細化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了一種新的思路,因此在未來,可以更多的應用以上兩項技術(shù)來對精細化工行業(yè)的污水進行處理,實現(xiàn)環(huán)境的有效保護。