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生物工程技術在環境保護中的運用

發布時間:2022-07-19 09:32:24

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇生物工程技術在環境保護中的運用,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

生物工程技術在環境保護中的運用

生物工程技術環境保護中的運用:生物工程技術對環境保護的影響

摘要:

人類社會的發展離不開對自然資源的需求和對環境的影響,因此自然環境與人類社會的發展步伐之間存在著相互制約的緊密聯系。近年來日益突出的自然資源緊張和環境污染嚴重的問題嚴重影響了社會經濟的進一步發展,社會各界都在尋求解決環境問題的新技術,現代化的生物技術為人類提供了嶄新的途徑,本文將對生物技術解決環境問題時發揮的重要作用予以討論。

關鍵詞:

生物工程;環境保護;技術應用

1前言

生物工程是近年來一門嶄新的學科領域,該學科的研究內容是生命科學,但是由于其學科的綜合性強,能夠推廣至很多領域的產品研發和新技術的應用。生物工程也在不同的需求中得到飛速的發展,培養了一批相關技術人才,在人類對環境保護的概念日益增強的今天,逐步應用于環境保護的工作中,由于其具有高效綠色環保的特點,因此在環境保護領域有著巨大的潛在應用價值。

2我國自然環境面臨的問題

我國從解放后,經濟逐步復蘇,國家對工業生產也投入了許多資金和人力,使得我國的經濟在解放后出現了快速增長,在改革開放后,我國經濟增長再一次邁上了新臺階,經濟增長速度飛快,無論是從工業生產還是居民消費水平,都取得了令人矚目的成就,然而這一切的發展卻給自然環境帶來了十分嚴重的影響。在解放初期,由于工業水平比較落后,使用的機器設備都十分落后,技術水平也很難達到發達國家的標準,我國的工業生產都屬于高能耗的生產模式,大量的生產造成我國自然資源的大量開采和浪費,隨后的發展中,技術能力逐漸開始趕上發達國家,但是對自然環境保護的意識仍然沒有在人們心中扎根,經濟發展還是在原有的模式下進行,無論是工業生產還是農業生產,對環境的影響進一步惡化,自然資源被人為破壞,很多獨特的稀有資源都面臨枯竭,自然環境開始給人類敲響了警鐘,這種無節制的開發和破壞最終將會影響社會發展節奏。因此我國開始倡導可持續發展的戰略目標,將經濟發展和環境保護相結合,達到共同發展的目的,在保障工農業生產所必須的資源,大力加強對環境污染的治理工作,并積極尋找可替代能源,發展清潔能源,保護人類賴以生存的自然環境,也為社會的長遠發展提供保障。

3當前生物工程技術的特點

中國現有的環境污染情況由于歷史遺留問題較多,再加上現代化生產和生活的排放,對環境保護的治理工作一直是重點和難點?,F代化生物工程的發展為環境保護工作提供了一條嶄新的途徑,也由于近些年生物工程技術在環境污染治理方面取得了很多成績使它受到了廣泛的關注。生物工程技術通過使用生物制劑將污染物從環境中分解,清除,整個過程不存在二次污染,且處理效果較好,具有十分重要的應用價值,而且從環境系統的角度看,通過生物工程技術引入的生物制劑,對環境的影響也小,通過對整個生態環境失衡的調平,達到環境保護的效果,因此其環保功效顯而易見。生物工程技術的靈活度高,能夠根據不同污染物的特點,結合基因工程的先進技術有針對性的開展治理工作,并且從實踐上現實了可持續發展的環境保護概念,逐漸在環境保護和污染物治理領域表現出卓越的優勢,受到環境保護領域工作的高度關注。

4生物工程技術在環境保護領域的應用

可以看出生物工程技術具有諸多優點,使得生物工程技術在環保領域受到廣泛的歡迎,其主要的污染治理成績表現在以下幾個方面:

(1)工業和生活廢水的整治。水是人類的生命之源,一直以來都是人類無法替代的寶貴自然資源,然而由于生產和生活污水的污染,使得人類賴以生存的水源都出現了不同程度的污染,這個問題迫在眉睫,因為如果缺少了干凈的水資源,人類將無法從事正常的生活和生產活動,更嚴重的會影響到人類的生存。對污水的治理問題一直都是環境保護的重點問題,然而其他物理置換或者多層過濾等方法,無法徹底清除污水中的有害物質,還容易造成水體的二次污染,隨著清潔的水資源越來越少,環境保護領域向生物工程技術投入了研究,并獲得了良好的效果,通過使用生物工程的相關技術,利用生物制劑將污水中的污染物分解代謝成為對人體和自然環境沒有威脅的清潔水,可以在不引入二次污染的同時達到較好的凈水效果。廢水問題是困擾現在人們的重點問題,如果有效處理廢水呢?利用現代生物技術可以達到有效成果。根據現代化城市對污水排放要求的提高,生物工程領域也發展了新型技術已達到排放標準,并推動污水處理產業的發展。

(2)空氣的凈化。實際上利用生物工程將空氣凈化的方法已經早已應用,現在已經成為比較成熟的技術在空氣凈化領域廣泛使用,由于這種方法對資金要求低,環保性能高,凈化效果好,在未來也存在著巨大的市場潛力。

(3)對固體垃圾的處理。固體垃圾也是環境污染的一種難以處理的問題,原有的方法通過掩埋等處理時間長,或者對環境造成二次污染,因此迫切需要尋找新的方法,生物工程技術的應用解決了這些問題,可以通過生物分解代謝,有效將固體垃圾進行處理,還能夠反復使用,減少垃圾處理的成本,其處理后的垃圾變廢為寶,能夠作為農業生產中的綠色肥料,使整個環境污染的處理過程循環成為一個環保過程,產生一定的經濟收益,是現如今最優的污染處理方法。

(4)利用生物技術維護環境。將生物工程技術延伸到對環境的維護領域也是一項重要的應用,可以利用生物工程技術整治各種污染物的方法將自然環境凈化,在現有基礎上提升自然環境質量,在治理污染的同時防止污染的發生,從根本上解決環境污染的問題。

5結論

通過上述內容的分析,可以看出生物技術在環境污染整治和維護的領域能夠發揮重要的作用,可以將環境保護技術從現有的防御轉為提前維護,保證自然環境與人類發展的和諧統一,避免因人類社會的發展需求對環境造成的惡劣影響。加強對生物工程的研發力度,促進相關污染處理技術的發展,能夠為人類的可持續發展提供更強大的保護。

作者:籍爽 單位:內蒙古神瑞環境檢測治理有限責任公司

生物工程技術在環境保護中的運用:生物工程技術在環境保護中的應用

【摘 要】 在可持續發展成為生態環境保護的一個主要方面。在現代生物技術高速發展以及人類環境保護意識提升的狀態下,生物技術在環境保護中使用的愈發普遍。在經濟高速運轉下,透過資源耗費形成粗放型增長,從而影響到生態環境。生態環境的保護已經變成人類可持續發展的一個重要問題。以生物知識為基礎,結合生物工程技術保護生態環境。

【關鍵詞】 生物 工程技術 環境保護

當前生物技術包含了新興生物技術以及傳統生物技術。傳統生物技術是通過使用細胞工程、基因工程乃至人工改造生物等方式完成物質生產及新興技術的處理?,F代生物技術在環境保護中的應用,顯著提升了環境治理的能力,對環保技術的推廣十分有利。

1 我國自然環境中的問題

隨著經濟的不斷好轉,我國在工業生產中投放了較大的人力及財力,令我國經濟迅速增長。不論通過工業生產還是居民消費能力,均獲得了顯著的成效,可是這些發展嚴重影響了自然環境。在解放初期,工業能力十分落后,運用的機械設備較為落后,技術水準也無法與發達國家持平,我國工業生產均為高能耗生產方式,大量的生產耗費了我國的自然資源,在發展當中,技術能力逐步追上發達國家的腳步,可是保護自然環境的意識依舊未在百姓心中根深蒂固,經濟發展依舊在原本方式中進行,不論作為工業生產還是農業生產,均會嚴重影響到環境,在遭受人為破壞后,諸多特有的稀有資源均會枯竭,自然環境讓人們逐漸意識到,無節制的開發以及破壞會對社會的發展節奏造成影響。所以我國開始執行可持續發展的戰略目標,把經濟發展以及環境保護相融合,實現共同發展,在確保資源的前提下,強化治理環境污染工作,且尋求出可以替代的能源,確保人類所依賴的環境變成社會長期發展的保障[1]。

2 生物工程技術的特點

我國當前的環境污染狀況因為歷史遺留問題諸多,并且現代化生產以及生活排放量較大,令環境保護治理工作難上加難?,F代化生物工程發展為環境保護工作給予了全新的路徑,也因為近些年生物工程技術在環境污染治理中獲得了諸多成績令其收到了重視。生物工程技術透過運用生物制劑把污染物從環境內進行分解和清除,在這一過程里不具備二次污染,并且獲得良好的處理,其應用價值十分重要。通過環境系統分析,生物工程技術引用的生物制劑,對環境造成了一定的影響,透過對總體生態環境失衡的協調,令環境獲得保護,所以環保功效十分明顯。生物工程技術十分靈活,可以依照各種污染物的特征,融合基因工程的先進技術有目的地進行治理,而且從實踐中完成可持續發展的保護,逐步在環境保護以及污染治理中展現出良好的優勢。

3 生物工程技術在環境保護中的應用

3.1 生物技術在水處理中的應用

生物技術可以改善水體質量,并且能夠進一步治理水源的污染。在改善水體質量方面,大量運用了生物技術。污水內具有諸多有毒成分,其中具有較多復雜的物質。運用微生物本身的新陳代謝等方式,可以把水體內的一些有毒物質排除,以此令水體內的有害物質變成無毒物質,令水體獲得凈化。固體化酶技術則成為運用最為普遍的一種污水處理技術,大多透過物理或化學等方法將水溶性酶與固態不溶性載體相融合,以此把酶變成無法溶于水卻依舊具有催化活性的衍生物,以此有效處理污水內的有機污染物。

3.2 生物技術在廢氣凈化中的應用

生物技術已經長期使用在水環境治理當中,可是在廢氣治理中時間較短,研究也十分有限。在20世紀80年代末,生物技術在工業廢氣凈化中的運用已經變成諸多學者分析的重要所在。目前較為成熟的廢氣生物處理方法與傳統處理方法對比,具有諸多優點。

3.3 生物技術在固廢處理中的應用

固廢指的是城市中的生活垃圾、污泥乃至工農業的生產廢物等。通過生物技術,可以把固體廢棄物通過無害化、資源化、減量化進行解決,以便令其可以用在農業生產當中,以此真正變成以廢為寶。通常生活垃圾堆肥工藝能夠分成好養堆肥以及厭氧堆肥兩種,而當前最為推崇的則為高溫好氧堆肥工藝。透過高溫好氧堆肥工藝獲得的腐熟肥料可以將土壤進一步改良,提升肥效,令城市生活垃圾資源化,最終保護環境。

3.4 生物技術在土壤污染治理中的應用

在治理土壤污染時,生物技術大多使用在修復重金屬污染當中,也就是通過微生物乃至植物的作用,凈化和消減土壤內的重金屬,從而減少毒性。透過生物作用,將土壤內的重金屬變成化學形態,以此令重金屬固定或降解,透過生物吸附的方式,提升有機質的含量,令生態結構獲得改善,從而對土壤的固定尤為有利,以免水土流失。

4 生物技術在環境保護中的前景

4.1 微生物脫硫技術的研發

煤在燃燒時會排除諸多有毒氣體SO2,對空氣造成污染。假如通過微生物將煤中的無機硫以及有機硫脫去,則能夠良好控制煤在燃燒時排放有害氣體。日本已經透過運用氧化亞鐵硫桿菌將H2S脫除,并且脫除率為99.99%。在處理燃煤r,可以把微生物脫硫技術以及浮選工藝相融合而完成煤與黃鐵礦的分離,實現清除或減少燃煤排放SO2。并且,微生物還能夠使用在石油的脫硫當中。微生物脫硫技術和高活性脫硫菌種的研發及培育,結合清潔技術的分析將會備受矚目,并且也會變成處理原煤燃燒產生SO2污染的最佳方式[2]。

4.2 其他技術開發

(1)水污染治理工藝需要持續完善。好氧及厭氧工藝相融合、無公害化的生產工藝過程乃至特殊功能的微生物培養分析等層面成為未來需要努力的方面。

(2)研發難降解污染物處理技術。醫療廢物、橡膠制品以及塑料等一些均為難降解的污染物,研發這些技術成為當前生物技術發展的一個主要方面。

(3)生物傳感器的研制。生物傳感器能夠自動執行連續監測,分析環境污染的發展形勢,探尋環境內的污染物變遷乃至降解規律,查詢出污染物突變的原因,了解污染物的來源,以此令環境檢測更為靈敏、便利。

(4)與其他技術的結合。生物技術的發展無法脫離科學技術,與其他相應科學技術的融合能夠提升處理的效果,提高處理的效率。

5 結語

生物工程技術在環境保護中的應用,顯著提升了環境的治理能力,提升了環境保護,減少了環境污染。在生物工程技術的深入下,生物工程技術會愈發醇熟,在環境保護中的應用也會愈發普遍,必定會加快城市的健康化發展。

生物工程技術在環境保護中的運用:淺析生物工程對環境保護的促進

摘 要:“夫天地者,萬物之逆旅;光陰者,百代之過客?!被厥兹祟惖陌l展歷史,從無到有、從刀耕火種到新事物的層出不窮,這一切都取決于人類技術的不斷創新。新技術,帶來的是萬事萬物的變化與不斷的升級更新。生物工程就是在人類不斷的技術升級中,逐漸發展起來的一項技術工程,它對改造微生物世界及改造環境都有著極為重要的作用,本文就是針對生物工程的特點,著重論述了它對我國環保事業的推動作用。

關鍵詞:生物工程;環境保護;技術工程

1 我國生態環境的現狀

隨著我國經濟的迅猛發展,我國的環境問題也日益突出。改革開放的三十多年給我國人民的物質生活帶來了福利,但是工業、農業和科技的高速推進,也給我們生存的環境帶來了負面影響。我國目前已經成為世界上污染最嚴重的國家之一,不論是河流、還是空氣,都已經達到令人堪憂的地步。在我國的六百多個城市中有一半以上的城市缺水,有些地區不是沒水,而是多數水都不能直接飲用。在我國的七大水系中,現在沒有一條水系可以直接飲用,有些水系甚至連灌溉都無法達標。這種生態的惡化,極大的威脅到人們的生活環境與身體健康,大力保護環境迫在眉睫。

2 生物工程在環保領域的應用

中國經濟的快速發展另世界矚目,但是中國環境污染問題也尤為突出。在諸多治理環境污染的辦法之中,生物工程越來越凸顯出其重要的地位。由于生物工程在對環境進行保護的過程中,不會出現二次污染問題、可以有效的杜絕后患,而且,有些領域利用生物工程進行環保,還可以起到變廢為寶的作用,因此,利用生物工程進行環保,已經成為最佳的途徑之一,而且受到很多領域的關注與實踐。

2.1 生物工程對海水的保護

地球的表面70%是海水,隨著現代化的高速發展,來自江河排污及水產養殖業的污染,使我國臨近陸地的大多數地區的海水也遭到了不同程度的污染。

海洋中蘊含著無窮的寶藏與豐富的生物,保護海水、凈化海水就是在保護人類的生存。在世界淡水資源逐漸縮減的今天,合理的開發利用海水資源,也是助推人類可持續發展的重要途徑。

采用生物工程對海水進行保護,主要是通過大面積的藻類培育與種植,使被污染的海水中氮和磷的含量,等于或低于所取海水氮和磷中的含量,并利用海藻的吸附功能,將海洋中的富養生物進行降解,從而使被污染的海水,在不經過二次污染的情況下得以凈化;同時,在治理凈化海水的過程中,還可將成年的藻類制成食品、飼料和燃料等產品。因此,生物工程治理污染既有成本低、可避免二次污染的特點,又可以產生有價值的衍生品,其功效十分顯著。

2.2 生物工程對污水的凈化

隨著工業的快速發展和世界人口的增長,地球上的淡水資源也在隨之遭到破壞,能夠讓人直接飲用的淡水已經是越來越少,因此,全球范圍的供水矛盾也隨著人類的發展而日益突出。

目前,我國的生活污水和工業污水是江湖湖泊的主要污染源。將污水治理成可以飲用和灌溉的凈水,是我國環保工作中的重要環節?,F在我國采用的污水治理方法,大多是物理置換法和多層過濾法。但是這兩種方法很難全部去除污水中的有害物質,而且還容易造成水體的二次污染。

采用生物工程治理污水,主要是采用生物基技術,去除水中的水體中氨氮和硫化氫濃度,分解水體中的有機質和亞硝酸鹽等有毒物質,從而達到根本的凈化水質的作用。

2.3 生物工程對減排的促進

能源是現代科學與高科技發展賴以存在的因素之一。但是隨著石油、煤炭的地下資源的日益減少與枯竭,尋找新的能源替代產品,已成為各個國家,經濟能否持續發展的重要保障。

新能源是促進當今社會走可持續發展道路不可或缺的基礎;也是促進我國經濟快速發展、物質文明高速發達的重要助推器。

近些年來,隨著傳統能源的減少與汽車尾氣的超標排放,尋找新的、無污染的能源已成為世界各國政府忙于投入的工作內容。在此過程中,生物能源以其原料容易獲得、制備工藝簡單、排放清潔等特點,獲得了學界、政界及社會各界的青睞。

目前,學術界所說的生物能源主要是指生物柴油。它是以低碳醇和動物油脂或植物油脂反應,得到的脂肪酸酯,再通過添加劑的調和即可生成,這是生物柴油的一種最簡單的生產過程。

生物柴油的燃燒排放物,比石化柴油低出許多倍,它對大氣的污染微乎其微,基本不會產生溫室效應,而且生物柴油還有可降解與再生的功能。生物柴油的諸多優點,成為世界各國大力發展與推廣的重要因素。許多發達國家都在開展此項目。

歐盟對生物柴油的研究起步較早,研究的也很系統,并且已經采取了規?;纳a。在政府方面有對生產生物柴油的政策面的支持,例如,他們對種植生產生物柴油的菜籽油,采取政府補貼與減免稅收的優惠,而且歐盟的所有成員國都已出臺生物柴油的減免稅收的政策。

美國是一個對環保和城市可持續發展非常重視的國家,他們對生物柴油的研究始于上個世紀八十年代,而應用于市場,是從九十年代就已經開始,進入二十一世紀后,他們對生物柴油的研究不但突飛猛進,而且已經進入規模性生產的階段。生物柴油在美國有政策面的支持,他們規定,每混入百分之一的生物柴油在標準柴油之中,即可得到燃油稅降低百分之一的補貼,現在美國生物柴油的混合技術最高已達到百分之二十五以上,呈現出逐漸代替石化燃油的趨勢。

我國在生物柴油的發展與生產方面,已經取得了重大的進步。但是在技術與設備方面,與西方發達國家相比,還是趨于落后的地位?,F在我國的生物柴油已經進入規模化生產,雖然生產數量參比西方發達國家還是遜色了很多,但是,已經呈現出良性的發展規模,同時,也積累了豐富的經驗。

3 生物工程的發展前景

地球是一個善性的循環體,只有遵從它的自然規律,人類才可能持續的發展。而利用生物工程進行環保,就是遵從了地球的自然規律。生物工程不但可以促進環保、參與環保,而且還可以避免二次污染,是一種穩妥的環保途徑。

另外,生物工程除了對前文所述的各領域環保的促進,它還對垃圾降解、發電等領域有極大的促進。拿發電來說,目前科技界已經發現了綠葉可以發電。綠葉在進行光合作用的時候,就可以奪取水分子中的電子,而且這些電子非常多,如果我們能控制這些電子,使他們朝向一個固定方向流動,那就是電子流。一片葉子的電子流可以支持點亮5瓦的燈泡5分鐘。那么,一顆大樹有幾萬片葉子,一片森林的葉子更是無以計數,廣闊的綠葉資源如果全部被利用起來,其能量之大是無法形容的。

生物工程的潛能非常巨大,是有待于人類大舉開發的。我國的生物工程技術雖然起步較晚,但是,隨著我國科技的前進、人們意識形態的進步和各級政府的大力支持,我國的生物工程技術也必將在環保領域做出更多的貢獻,它對我國經濟的騰飛與低碳生活的打造,也必將起到舉足輕重的作用。

生物工程技術在環境保護中的運用:淺談生物工程在環境保護中的應用

摘 要:隨著生物學的迅猛發展,生物工程由于其高效、無二次污染等優點,在環境保護中得到廣泛應用。通過綜述生物工程在減少污染物排放、環境監測、廢水處理、固體廢棄物處理、大氣污染處理、土壤污染治理等環境保護領域的應用,以供研究者參考。

關鍵詞:生物工程 環境 保護

生物工程,這門新興的綜合性應用學科于上世紀70年代初興起,是以生物化學、微生物學、遺傳學和細胞學等為代表的生物學的理論和技術為基礎,結合機械、電子、計算機、化工等現代工程技術,創造出具有特別功能的“工程菌”或“工程細胞株”,以產生有用的代謝產物或發揮其特別生理功能。包括基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程和生物反應器等內容。

生物工程用于環境有悠久的歷史。但現代生物工程和環境工程的結合,于20世紀80年代誕生在歐美地區,形成了環境生物工程,它涉及的學科領域眾多,通過利用生物體或生物體某些組成部分或機能,建立降低或消除污染物產生的工藝流程,或者能高效凈化環境污染,同時又生產有用物質的工程技術。利用生物工程處理污染物的最大特點是,處理產物都是水、二氧化碳、氮氣等無毒、無害的物質;可以有效避免二次污染,是一種安全而徹底的方法。

1 生物工程技術減少污染物排放

利用生物工程技術,研制具有特別功能的“工程菌”或“工程細胞株”,并用于生產流程中,減少污染物排放、甚至零排放。例如,生物農藥具有安全、無毒、不污染環境等特點;生物質能源的利用能有效降低污染物排放;高催化效率“工程菌”提高化學反應速度,減少生產過程能源、原料的消耗;這些對于保護生態環境都具有重要意義。

2 生物工程在環境監測的應用

監測環境污染是環境保護工作中的一個重要環節,除了應用化學或儀器分析進行測定外,生物監測也日益成為重要的監測手段??梢岳弥甘旧铩⒒蚬こ碳夹g改造過的微生物、分子生物學技術、生物芯片技術、生物傳感器等技術監測環境污染。如水葫蘆監測水域中的砷;用細菌總數及糞便污染指示菌(大腸埃希氏菌、克霉伯氏菌等)監測水質;用鼠傷寒少門氏菌檢驗物質致突變性與致癌性。近年來,研究較多的有聚合酶式反應技術(PCR技術)、生物傳感器、核酸探針、酶聯免疫吸附技術(ELISA)、生物熒光方法等生物高新技術也應用于環境監測。PCR 技術可用于土壤、沉積物、水樣等環境標本的細胞檢測。生物傳感技術可用來測定水體中的BOD、酚、NO3、有機磷,還可以用來分析大氣中的CO2、SO2、NOx的含量及濃度等。Andreas等報道了將檢測汞的傳感器菌株用于測定土壤中汞的生物有效性;Charlesp等用多孔滲透膜、固定化硝化細菌和氧電極組成微生物傳感器,用此傳感器測定樣品中的亞硝酸鹽含量,可間接測定空氣中NOx的濃度,其檢出限為1*10-8mol/L。今后,生物工程技術由于其快速、靈敏、特異性強的特性,將在環境監測中廣泛應用。

3 生物工程在廢水處理中的應用

廢水中所含的污染物質是多種多樣的,需要幾種方法組成一個多層次處理系統。物理方法一般適用于預處理,化學方法容易產生二次污染;利用生物工程措施凈化廢水則是利用生物的新陳代謝作用,對廢水中的污染物質進行轉化和穩定,將廢水中污染物轉化為無毒、無害、穩定的物質。

固定化微生物技術。這是生物工程領域的新技術,利用基因工程技術將一些具有特異性的優勢菌種不斷得到改造或創造,將這些具有脫色菌、脫氮、脫磷等高效專性菌進行固定化后,菌體密度提高,極大提高了處理工業廢水和分解難生物降解的有機物質的效率,具有明顯優勢。

生物反應器技術。在活性污泥中加入既有固定載體又有流動載體,既有好氧又有厭氧固定膜的反應器,大大增加反應體系中的生物量和生物類群,運用發酵工程原理,最高水平地發揮微生物降解污染物的生物活性。此法可提高生物處理的效率,節約大量的人力,簡化操作程序。

生物強化處理技術。通過向廢水中加入優勢菌種或通過基因工程技術產生的“超級工程茵”,形成高效生物膜,以去除有害物質。常見的方法有:高濃度活性污泥法、生物-鐵法、生物活性炭法。

隨著污染日益嚴重、環境標準的不斷提高、科學技術的進步,利用生物工程技術開發了不少處理廢水的新工藝和技術。如升流式厭氧污泥床(USAB)生物處理技術、厭氧折流板反應器(ABR)生物處理技術、間歇式活性污泥法(SBA)生物處理技術、吸附-降解(AB)生物處理技術等。

4 生物工程技術在固體廢棄物處理中的應用

固體垃圾處理的常用方法有:堆肥、填埋、焚燒。堆肥法和填埋法利用了生物學原理,通過“無害化、資源化、減量化”措施處理的廢棄物,可作為肥料使用,實現廢物資源的二次利用。國內張玲、凌云、孫立明、王建香等研究人員都研究了復合微生物菌劑在堆肥和填埋處理中的應用,并取得很好效果。國外有研究人員用蚯蚓床處理有機垃圾和糞便。蚯蚓床處理可以將廢棄物轉變為無臭味、肥效高的蚯蚓糞土,蚯蚓本身也是很好的醫藥原料和優良飼料,效果顯著。

生物工程技術對于消除白色污染亦有重要意義,主要表現在以下幾個方面:(1)利用基因工程技術可以篩選優勢微生物、構建高效降解菌,并通過發酵工程技術大量培養,達到降解白色污染物的目的。(2)利用基因工程技術將能編碼降解蛋白的基因導入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使兩者同時發揮各自的作用,迅速降解塑料等白色污染物。(3)通過基因工程方法,利用微生物生產可降解塑料。

5 生物工程在大氣污染治理中的應用

廢氣的生物處理和空氣凈化主要是指利用微生物吸附分解有機物能力和降解惡臭物質與有機廢物的方法,主要方法有生物洗滌、生物過濾、生物吸附法等。這些方法具有成本低、效率高、消耗低、安全性好和無二次污染等優點,比傳統廢氣處理方法優勢明顯。此外,還可通過減少生產過程的污染物排放,從源頭上減少污染物。酸雨的主要原因是燃煤產生的高濃度SO2,可以通過微生物脫硫技術減少SO2的排放。

6 生物工程在土壤污染治理的應用

土壤污染主要包括重金屬污染、農藥殘留、土壤板結等方面。我國土壤重金屬污染物主要來源于工業廢渣、污水灌溉、生活垃圾等。土壤是人類生存的基礎,我們既要保證18億畝耕地紅線,又要保證土壤的質量,生產健康的食品。

重金屬難以降解,是土壤污染的重要污染源且對人體健康危害極大。重金屬污染土壤生物修復技術包括植物修復和微生物修復。生物修復的主要原理是利用或通過基因工程技術改造微生物、動物和植物等生物的功能,將重金屬吸附或轉化為無毒產物。主要通過以下兩種方法實現對重金屬的凈化:(1)通過生物作用,改變重金屬在土壤中的化學形態,降低其移動性和生物可利用性;(2)通過生物吸收、代謝,削減、凈化與固定重金屬。

另外,農業生產中,80%以上的農藥會殘留在土壤之中,其中的磷、氯代烴等是造成污染的主要物質。運用現代微生物技術可以將這些有害物質分解為H2O和CO2等無毒無害或毒性較小的其他物質,不會對環境造成破壞。

7 結語

綜上所述,生物工程已經在環保領域得到了廣泛應用,并產生了重要的作用和深遠的影響。隨著現代生物學技術的迅猛發展和相關工程技術的提高,生物工程在環保領域中必將發揮更積極的作用,擔當更重要的角色,帶動整個環保事業邁入新發展。

生物工程技術在環境保護中的運用:生物工程技術用于環境保護的研究

摘要:在生物工程技術不斷發展并完善的當下,針對于環境保護的應用是值得深思的問題,本文從我國生態環境的現狀及治理方向入手,全方位的解析其研究方向及意義,為今后的生物工程技術應用奠定堅實的基礎。

關鍵詞:生物工程技術環境保護研究

1.我國生態環境現狀及治理方向

環境保護是跨經濟、社會、技術等學科的綜合性科學。環境保護研究人體健康、人類生產和生活環境的舒適程度,以及自然資源保護和生態系統平衡。環境保護的基本任務是保護和改善生活環境與生態環境,防治污染和其他公害,保障人體健康,保護自然資源,促進社會主義現代化建設的發展。面對隨經濟的飛速發展而日益加劇的環境污染狀況,我國由于工業“三廢”污染、農用化肥和農藥的污染以及廢棄塑料和農用地膜的污染,嚴重的影響了我國的生態環境,使得水污染日益加劇,水資源嚴重短缺,全國600多個城市中已有一半城市缺水,農村則有8000萬人和6000萬頭牲畜飲水困難;土壤污染嚴重,耕地面積銳減,近10年來每年流失的土壤總量達50億t,土地荒漠化日益加?。簧指采w面積下降,草場退化,每年減少森林面積達2500萬畝;人們的身體健康受到嚴重威脅,疾病發病率急劇上升【1】。

如何保護環境、合理有效地處理環境污染物已迫在眉睫。采用傳統的物理、化學方法可達到一定的除污凈化效果,但成本高、過程繁瑣,并易造成二次污染。近年來,利用微生物等環境生物技術處理環境污染物,所具有的安全、高效、廉價的優點,逐漸引起人們的重視。2.生物工程技術在環境保護中的應用問題研究現狀

生物工程技術是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內含物,采用特殊的過程生產出特殊的產品應作到農業、醫藥以及環境修復治理中,尤其是70年代基因工程的出現,它能改變、取代物種的基因。因此,現代生物工程技術是以DNA分子技術為基礎,包括微生物工程,細胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技術的總稱?,F代生物工程技術不僅在農作物改良、醫藥研究、食品工程方面發揮著重要作用,而且也隨著日益突出的環境問題在治理污染、環境生物監測等方面發揮著重要的作用。自20世紀80年代以來生物工程技術作為一種高新技術,已普遍受到世界各國和民間研究機構的高度重視,發展十分迅猛。與傳統方法比較,生物治理方法具有許多優點【2】。

2.1生物工程技術處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結構,降解的產物以及副產物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人類活動產生的環境污染減輕到最小程度,這樣既做到一勞永逸,不留下長期污染問題,同時也對垃圾廢棄物進行了資源化利用。

2.2 利用發酵工程技術處理污染物質,最終轉化產物大都是無毒無害的穩定物質,如二氧化碳、水、氮氣和甲烷氣體等,常常是一步到位,避免污染物的多次轉移而造成重復污染,因此生物技術是一種既安全又徹底消除污染的手段。

3.現代生物工程技術在環境保護中的應用

3.1污水的生物凈化

污水中的有毒物質的成分十分復雜,包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用,從而使污水中的有毒物質轉化為有益的無毒物質,使污水得到凈化。當今固定化酶和固定化細胞技術處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細胞技術是酶工程技術。固定化酶又稱水不溶性酶,是通過物理吸附法或化學鍵合法使水溶性酶和固態的不溶性載體相結合,將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器,用制備固定化酶的方法直接將微生物細胞固定,即是可催化一系列生化反應的固定化細胞。運用固定化酶和固定化細胞可以高效處理廢水中的有機污染物、無機金屬毒物等,此方面國內外成功的例子很多,如德國將能降解對硫磷等9種農藥的酶,以共介結合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于處理對硫磷廢水,去除率達95%以上【3】

3.2污染土壤的生物修復

重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態,使重金屬固定或解毒,降低其在土壤環境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質的含量,激發微生物的活性,由此可以改善土壤的生態結構,這將有助于土壤的固定,遏制風蝕、水蝕等作用,防止水土流失。

3.3白色污染的消除

廢棄塑料和農用地膜經久不化解,估計是形成環境污染的重要成分。據估計我國土壤、溝河中塑料垃圾有百萬噸左右。塑料在土壤中殘存會引起農作物減產,若再連續使用而不采取措施,十幾年后不少耕地將顆粒無收,可見數量巨大的塑料垃圾嚴重影響著生態和環境,研究和開發生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農膜的優勢微生物、構建高效降解菌,另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因導入某一土壤微生物中,使兩者同時發揮各自的作用,將塑料和農膜迅速降解。

4.小結

現代生物技術是環境保護廣泛應用和十分重要的技術,其在污水的生物凈化、工業清潔生產、工業廢棄物、城市生活垃圾的處理、有毒有害物質的降解、廢物資源化、環境生物監測、環境修復和污染嚴重的工業企業的清潔生產等方面發揮著重要的作用。隨著全球范圍內對環境保護的高度重視和越來越嚴厲的環境法,市場對環境生物技術的需求會越來越廣泛,且隨著現代生物技術的不斷發展,在未來的社會發展中,運用現代生物技術預防和治理環境污染,改善生態環境具有巨大的潛力和優勢。

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