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時(shí)間:2023-09-18 17:04:15
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關(guān)鍵詞:我國(guó);現(xiàn)代生物技術(shù);發(fā)展趨勢(shì)
1現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面有著極廣的應(yīng)用。典型的成功事例諸如袁隆平教授培育的雜交水稻,他是利用生物基因重組將高產(chǎn)水稻和抗病水稻的優(yōu)點(diǎn)集于一身。當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的轉(zhuǎn)基因技術(shù),極大的提高了糧食的產(chǎn)量,尤其是我國(guó)較為稀缺的蔬菜的產(chǎn)量產(chǎn)量有了顯著的提升。現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用也極大的豐富了農(nóng)業(yè)種類,諸如新培育出的太空辣椒、轉(zhuǎn)基因黃金大米等一系列新物種。這些新物種的形成在很大程度上改變了大自然生存法則,也加速了物種之間基因的交流。另外,生物技術(shù)對(duì)于農(nóng)業(yè)最偉大的想法是將植物的基因植入到動(dòng)物體內(nèi),實(shí)現(xiàn)動(dòng)物的光合作用,徹底解決人類的溫飽問(wèn)題,但是這種設(shè)想還是停留在最初階段,但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,很可能在某一天轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實(shí)。最后,農(nóng)業(yè)是我國(guó)生物技術(shù)未來(lái)發(fā)展的一大趨勢(shì),對(duì)于提高糧食產(chǎn)量,促進(jìn)物種間基因交流有著十分深刻的現(xiàn)實(shí)意義。
2現(xiàn)代生物技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用
生物技術(shù)和工業(yè)看似沒(méi)有聯(lián)系,但是實(shí)際聯(lián)系較為廣泛。現(xiàn)代生物技術(shù)在工業(yè)中最廣泛的使用就是制藥生產(chǎn)線,通過(guò)生產(chǎn)線的紐帶將生物技術(shù)和工業(yè)緊密聯(lián)系在一起。其次;生物發(fā)電也是生物技術(shù)在未來(lái)發(fā)展的一大趨勢(shì),生物質(zhì)能發(fā)電已經(jīng)成為今天電廠供電組成系統(tǒng)中的一部分,但是,生物發(fā)電迄今為止還是停留在理論階段,并沒(méi)有真正的試驗(yàn)成功。但是隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展和對(duì)重大難題的不斷突破,終有一天生物發(fā)電也將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
3現(xiàn)代生物技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用
生物技術(shù)在醫(yī)療方面的應(yīng)用最廣,生活中也最為常見(jiàn)。從之前胰島素蛋白的生成,到現(xiàn)階段抗青素的制造,無(wú)一離不開(kāi)生物技術(shù)而存在。在現(xiàn)代的醫(yī)療行業(yè)發(fā)展中,生物技術(shù)的存在極大的推動(dòng)了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展,例如;先進(jìn)的神經(jīng)中樞替代技術(shù),采用生物電位差原理有效的將人體的神經(jīng)中樞替代,而正確的傳達(dá)神經(jīng)信號(hào),在人體出現(xiàn)神經(jīng)中樞受損或者神經(jīng)中樞疾病時(shí),醫(yī)生完全可以借助現(xiàn)代生物技術(shù)用電位差原理將人體神經(jīng)中樞有效代替,從而使患者身體康復(fù)。生物技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)中更為先進(jìn)但也飽受爭(zhēng)議的就是克隆技術(shù),克隆技術(shù)的存在使世界上生物不用實(shí)現(xiàn)繁衍而產(chǎn)生下一代,克隆羊多利就是很好的一個(gè)證明。現(xiàn)在在醫(yī)學(xué)上克隆人體心臟,種植人體耳朵、人工受孕、DNA鑒定等,這種先進(jìn)的生物技術(shù)打破了傳統(tǒng)的醫(yī)療體系,為我國(guó)醫(yī)學(xué)的發(fā)展打開(kāi)了新的一扇門(mén)。
4現(xiàn)代生物技術(shù)在軍事中的應(yīng)用
生物技術(shù)在軍事中的應(yīng)用較為廣泛,從古老的帝國(guó)時(shí)代的造船是模仿魚(yú)的姿態(tài),并將其體態(tài)擴(kuò)大,建造出了無(wú)堅(jiān)不摧的戰(zhàn)艦。現(xiàn)代高科技的雷達(dá)技術(shù),是蝙蝠回聲定位技術(shù)的重要應(yīng)用,對(duì)于世界各個(gè)國(guó)家的國(guó)防做出了重要貢獻(xiàn)。為了減少水的阻力,核潛艇設(shè)計(jì)借鑒了魚(yú)兒流線型的身姿,從而可以潛居世界海底。美國(guó)日本的千里眼監(jiān)控,則借鑒了蒼蠅的眼睛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。世界各國(guó)的軍事技術(shù)都離不開(kāi)生物技術(shù)而存在,并且生物技術(shù)的存在極大的推動(dòng)了世界軍事的前進(jìn)步伐,為軍事發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。但是,生物技術(shù)在軍事運(yùn)用上也具有其兩面性。尤其是在戰(zhàn)爭(zhēng)中,生物技術(shù)的運(yùn)用將對(duì)人體和世界和平產(chǎn)生極大的威脅,諸如細(xì)菌武器的應(yīng)用。這種極端的生物技術(shù)在軍事上的發(fā)明,有效的增強(qiáng)了國(guó)家的戰(zhàn)斗力,但是這種有悖于道德的生物技術(shù)在軍事上的運(yùn)用,將對(duì)人類乃是世界環(huán)境產(chǎn)生極大的危害,甚至是破壞生態(tài)環(huán)境。因此,生物技術(shù)在軍事運(yùn)用上要發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)回避其缺點(diǎn),從而真正的將生物技術(shù)運(yùn)用到軍事領(lǐng)域上來(lái)保衛(wèi)世界和平而不是滅絕性的殺害。
結(jié)束語(yǔ)
現(xiàn)代生物技術(shù)有著較高的技術(shù)優(yōu)勢(shì),對(duì)我國(guó)社會(huì)進(jìn)步有著重要影響。現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)受到社會(huì)各界的普遍關(guān)注。并且,現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)我國(guó)的農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療、軍事等行業(yè)都有著重要影響。分析我國(guó)現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)生物技術(shù)的發(fā)展與我國(guó)社會(huì)的進(jìn)步都有著重要意義。
參考文獻(xiàn):
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黑大我愛(ài)你,欲哭無(wú)淚地寫(xiě)的論文啊~~
偶包宿寫(xiě)的哦~~~
最關(guān)鍵的是我自己都看不懂~~~
現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用
摘要:在環(huán)境污染治理中,作為一種技術(shù)手段,生物技術(shù)具有高效性,反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn),它對(duì)環(huán)境污染的治理和修復(fù)發(fā)揮了巨大作用,為重金屬?gòu)U水,石油廢水,油脂廢水,農(nóng)藥廢水,以及生活污水提供了一條十分有效的途徑。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)的深入,人們已越來(lái)越意識(shí)到,現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,為從根本上解決環(huán)境問(wèn)題提供了無(wú)限的希望。我們要在污染環(huán)境修復(fù)、污染環(huán)境治理、廢棄物的循環(huán)再生過(guò)程中應(yīng)用生物技術(shù),其中應(yīng)用最廣泛的是酶工程技術(shù),微生物工程技術(shù),分子生物學(xué)技術(shù),基因工程。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代生物技術(shù)環(huán)境污染治理應(yīng)用
Modern biotechnology in the Environmental Pollution Control Application
Abstract: In the environmental pollution control, as a technical means, biotechnology has high efficiency, mild reaction conditions, and other advantages, its governance and the restoration of environmental pollution has played a tremendous role for the he**y metal wastewater, petroleum wastewater, grease wastewater, pesticides wastewater, domestic sewage and provides a very effective way. With progress in the study of biotechnology on the environment and people's in-depth understanding of the problem, people h**e become more and more aware, the development of modern biotechnology to fundamentally solve the environmental problems provided unlimited hope. We h**e to repair the pollution of the environment, environmental pollution control, waste recycling process in the application of biotechnology, which is the most extensive application of engineering technology, microbial engineering, molecular biology techniques, genetic engineering.
Keyword: modern biotechnology environmental pollution control application
1. 引言
1.1環(huán)境保護(hù)已成為當(dāng)前國(guó)際關(guān)系、經(jīng)貿(mào)合作中的一個(gè)極為重要的問(wèn)題,也日益嚴(yán)重地影響著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在我國(guó)過(guò)去幾十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,由于忽視了發(fā)展中的環(huán)境保護(hù),目前環(huán)境狀況十分嚴(yán)峻。近年來(lái)雖采取了大量控制措施,但環(huán)境質(zhì)量下降的趨勢(shì)仍在繼續(xù)。
1.2 我國(guó)是世界上環(huán)境污染最為嚴(yán)重的國(guó)家之一,從城市到鄉(xiāng)村,我國(guó)的大氣、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)仍然保持著高度發(fā)展的態(tài)勢(shì),環(huán)境保護(hù)的壓力將進(jìn)一步加重,由人類活動(dòng)所造成的環(huán)境污染和環(huán)境質(zhì)量的惡化已成為制約我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的障礙。如何在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)控制環(huán)境污染,改善環(huán)境質(zhì)量,以實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展之目標(biāo)是我國(guó)目前亟待解決的重要問(wèn)題。
1.3現(xiàn)代生物技術(shù)不但在凈化環(huán)境,減少污染和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面發(fā)揮出重要的作用,還可以為保護(hù)人類生存環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展作出積極的貢獻(xiàn)。在環(huán)境治理中,生物技術(shù)因其投資少,處理效率高,運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。
2. 現(xiàn)代生物技術(shù)的概況
2.1現(xiàn)代生物技術(shù)是應(yīng)用現(xiàn)代生物科學(xué)以及某些工程原理,如酶工程,基因工程,微生物工程等,利用生命體(從微生物到高級(jí)動(dòng)物)及其組成(含器官,組織,細(xì)胞,細(xì)胞器,基因)來(lái)發(fā)展新產(chǎn)品或新工藝的一種技術(shù)體系。一般認(rèn)為,生物技術(shù)包括基因工程,細(xì)胞工程,酶工程和發(fā)酵工程四個(gè)方面。
2.2生物技術(shù)直接關(guān)系到與人民生活,衛(wèi)生,健康密切相關(guān)的醫(yī)藥衛(wèi)生,食品工業(yè),化學(xué)工業(yè),農(nóng)業(yè)的發(fā)展。可以在糧食危機(jī),能源危機(jī),環(huán)境污染中發(fā)揮巨大的作用,并且還可以從基因的角度治愈人類的遺傳病。因此,現(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)被世界各國(guó)列為重點(diǎn)項(xiàng)目。
2.3環(huán)境生物技術(shù)(Environmental Biotechnology,也稱為Environmental Bioengineering)。是一門(mén)由現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境工程相結(jié)合的新興交叉學(xué)科。直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成 部分或某些機(jī)能,建立降低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝,或者能夠高效凈化環(huán)境污染以及同時(shí)生產(chǎn)有用物質(zhì)的人工技術(shù)系統(tǒng),稱之為環(huán)境生物技術(shù)。
3.現(xiàn)代生物技術(shù)的特點(diǎn)
生物是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的要素,生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)主要是依靠生物過(guò)程來(lái)完成的。科技的發(fā)展也充分證明生物技術(shù)是環(huán)境保護(hù)的理想武器,這一技術(shù)在解決環(huán)境問(wèn)題過(guò)程中所顯示的獨(dú)特功能和顯著優(yōu)越性充分體現(xiàn)在它是一個(gè)純生態(tài)過(guò)程。生物技術(shù)在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和以及無(wú)二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn),受到了高度重視。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)的深入,人們已越來(lái)越意識(shí)到,現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,為從根本上解決環(huán)境問(wèn)題提供了希望。
目前生物技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)中主要是利用微生物。生物技術(shù)已是環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用最廣的、最為重要的單項(xiàng)技術(shù),其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質(zhì)的降解、清潔可再生能源的開(kāi)發(fā)、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染環(huán)境的修復(fù)等環(huán)境保護(hù)的各個(gè)方面,發(fā)揮著極為重要的作用。應(yīng)用環(huán)境生物技術(shù)/:請(qǐng)記住我站域名/處理污染物時(shí),最終產(chǎn)物大都是無(wú)毒無(wú)害的、穩(wěn)定的物質(zhì),如二氧化碳、水和氮?dú)狻@蒙锓椒ㄌ幚砦廴疚锿ǔD芤徊降轿?避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移。特別是現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,尤其是基因工程、細(xì)胞工程和酶工程等生物高技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用,大大強(qiáng)化了上述環(huán)境生物處理過(guò)程,使生物處理具有更高的效率。美國(guó)環(huán)保局(EPA)在評(píng)價(jià)環(huán)境生物技術(shù)時(shí)也指出“生物治理技術(shù)優(yōu)于其他新技術(shù)的顯著特點(diǎn)在于其是污染物消除技術(shù)而不是污染物分離技術(shù)”
由于大部分有機(jī)污染物適于作為生物過(guò)程反應(yīng)物(底物),其中一些有機(jī)污染物經(jīng)生物過(guò)程處理后可轉(zhuǎn)化成沼氣、酒精、生物蛋白等有用物質(zhì),生物處理方法也常是有機(jī)廢物資源化的首選技術(shù)。生物過(guò)程是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的,作為催化劑的酶是一種活性蛋白。生物反應(yīng)過(guò)程通常是在常溫、常壓下進(jìn)行的。
酶對(duì)底物有高度的特異性,生物轉(zhuǎn)化技術(shù)的效率高,副產(chǎn)物少,這與常常需要高溫、高壓條件的化工過(guò)程相比,反應(yīng)條件大大簡(jiǎn)化,因而消耗低,效果好、過(guò)程穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便。用生物過(guò)程代替化學(xué)過(guò)程可以降低生產(chǎn)活動(dòng)的污染水平,有利于實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程生態(tài)化或無(wú)廢生產(chǎn),真正實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。生物處理技術(shù)除易于大規(guī)模處理外,還可利用天然水體或土壤作為污染物處理場(chǎng)所。另外,生物技術(shù)的產(chǎn)品或副產(chǎn)品基本上都是可以較快生物降解的,并且都可以作為一種營(yíng)養(yǎng)源加以利用。用生物制品代替一切可以取代的化學(xué)藥物、化石能源、人工合成物等,有助于把人類活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染降至最低程度。生物是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的要素,生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)主要是依靠生物過(guò)程來(lái)完成的。
利用環(huán)境生物技術(shù)可治理用其他方法難以處理的環(huán)境介質(zhì),即用生物修復(fù)技術(shù)凈化環(huán)境,使受污染的寶貴資源如水資源(包括地面水和地下水)、土壤等得以重新利用,同時(shí)還可進(jìn)一步強(qiáng)化環(huán)境的自凈能力。
環(huán)境生物技術(shù)不僅單純適用于環(huán)境污染治理,如今已相當(dāng)廣泛地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè),尤其是以生物傳感器為核心的環(huán)境生物監(jiān)測(cè)技術(shù),可在線在位迅速地提供環(huán)境質(zhì)量參數(shù),成為環(huán)境質(zhì)量預(yù)報(bào)和報(bào)警中的重要組成部分。
4.生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用
4.1以環(huán)境污染的生物治理為主,開(kāi)展環(huán)境微生物學(xué)的基礎(chǔ),應(yīng)用基礎(chǔ)和應(yīng)用研究,為重金屬?gòu)U水,石油廢水,印染廢水,油脂廢水,農(nóng)藥廢水,生活污水等提供效果好的,成本低的生物治理技術(shù)和設(shè)備,以促進(jìn)我國(guó)的環(huán)境工程建設(shè)。
4.2微生物技術(shù)在污染控制工程中的應(yīng)用主要有活性污泥法,生物膜法,厭氧生物處理法,生物脫氮法,生物除磷法,微污染飲用源水的生物處理,水產(chǎn)養(yǎng)殖水體的生物處理,城市生活垃圾的微生物處理,污泥的微生物處理,禽畜糞便處理與資源化工程,生物修復(fù),微生物脫臭,廢棄物的微生物資源化,固定化微生物技術(shù)及其在污染控制中的應(yīng)用,綠色環(huán)保產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
4.3環(huán)境污染的生物降解主要包括好氧生物處理,厭氧生物處理;貧營(yíng)養(yǎng)環(huán)境污染生物降解;石油污染的生物降解,如甲基苯和二甲基苯的降解;芳香族化合物的生物降解;鹵代有機(jī)化合物的生物降解;有機(jī)農(nóng)藥在環(huán)境中的生物降解;危險(xiǎn)性有機(jī)污染物的生物降解以及污染環(huán)境的生物修復(fù),如地下水污染生物修復(fù)等等。
4.4然而,由于技術(shù)有限,目前我們可以使用的技術(shù)主要有:
4.4.1城市有機(jī)垃圾處理技術(shù)
將城市垃圾通過(guò)分選后綜合治理,將可腐有機(jī)垃圾生產(chǎn)成優(yōu)質(zhì)有機(jī)粉肥或有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混粒肥;將可燃有機(jī)垃圾采用氣化焚燒或生產(chǎn)成版材;無(wú)機(jī)垃圾用于填埋,處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣,粉塵集中處理,廢水凈化后再排放,防止污染環(huán)境。
4.4.2生物曝氣濾池處理生活污水及資源化利用技術(shù)
集生物處理和過(guò)濾兩種功能于一體,出水水質(zhì)優(yōu)良,是一種高效的新型生物反應(yīng)器,極適用于生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水的處理及資源化利用。
4.4.3含油污泥高新生物處理技術(shù)
對(duì)于我國(guó)大中型油田,煉油場(chǎng),石化企業(yè)等行業(yè)中含油污泥,煉油浮渣等進(jìn)行生物治理,通過(guò)生物處理達(dá)到回收石油資源和污泥達(dá)標(biāo)排放。
4.4.4高新生物工程技術(shù)處理油脂化工廢水
利用來(lái)自于自然界又經(jīng)培養(yǎng)馴化的功能菌株,根據(jù)廢水和污水的不同性質(zhì),組成,配制不同菌株,通過(guò)發(fā)酵培養(yǎng)形成多功能復(fù)合型菌液,用于油脂化工,化工有機(jī)廢水,食品,印染,生活污水,工業(yè)廢水的處理。
4.4.5油田,煉油廢水高新生物處理技術(shù)
通過(guò)對(duì)大中型油田,煉油場(chǎng)廢水石油污染物樣品采集,降解微生物菌株的分離,篩選,獲得石油降解優(yōu)勢(shì)微生物,針對(duì)含油廢水的不同水質(zhì)特征,選用不同的微生物菌劑處理,使其穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
5.結(jié)語(yǔ)
著名的天文學(xué)家和生物學(xué)家,佛瑞得 霍意耳(Fred Hoyle)先生曾經(jīng)說(shuō)過(guò),還未解決的主要問(wèn)題的答案應(yīng)該由基本的假設(shè)來(lái)得到,而且同時(shí)也必須依靠經(jīng)過(guò)反復(fù)嘗試和檢驗(yàn)的科學(xué)工具及方法。隨著處理技術(shù)的不斷發(fā)展,生物方法所能處理或修復(fù)的對(duì)象也在時(shí)刻不停地改變。為了使生物技術(shù)能滿足新的發(fā)展需要。我們必須真正進(jìn)行探索,并且可能以過(guò)去未曾想象到的方式來(lái)使用生物或是它們的衍生物。
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關(guān)鍵詞:環(huán)境生物技術(shù),微生物,生物凈化,生物修復(fù),生物降解,反應(yīng)器
環(huán)境生物技術(shù)(environmental biotechnology)是利用生物的生理活動(dòng),高效凈化污染環(huán)境以及將污染物轉(zhuǎn)化為資源的人工技術(shù)系統(tǒng)。作為一門(mén)新型的邊緣學(xué)科,主要涉及生物技術(shù)、工程學(xué)、環(huán)境學(xué)和生態(tài)學(xué)等學(xué)科,不僅包含了生物技術(shù)所有的特點(diǎn),還融合了環(huán)境污染防治以及其他工程技術(shù), 其核心是微生物學(xué)過(guò)程[1]。它是近20年來(lái)產(chǎn)生的一門(mén)多學(xué)科相互滲透的新興邊緣學(xué)科,環(huán)境生物技術(shù)可以按技術(shù)難易劃分為三類[2] 第一類是指以分子生物學(xué)技術(shù)為主體,以基因工程為主導(dǎo)的污染控制與監(jiān)測(cè)技術(shù),包括構(gòu)建降解殺蟲(chóng)劑、除草劑、多環(huán)芳烴類化合物等污染物的高效基因工程菌,創(chuàng)造抗污染型轉(zhuǎn)基因植物等。第二類是以目前大量應(yīng)用的經(jīng)過(guò)改革與創(chuàng)新的生物處理技術(shù),如生物流化床法、上流式厭氧甲烷發(fā)酵法和變形活性污泥法等等。 第三類包括:生物穩(wěn)定塘、人工濕地和污染控制資源化生態(tài)工程等自然凈化系統(tǒng)。 本文僅討論后兩種環(huán)境生物技術(shù)。
1.環(huán)境生物技術(shù)的特點(diǎn)
作為高新技術(shù)之一的生物技術(shù)用于污染治理已有悠久的歷史。但是,由現(xiàn)代生物技術(shù)和環(huán)境工程技術(shù)相結(jié)合的環(huán)境生物技術(shù),是20世紀(jì) 80年代才誕生于歐美地區(qū)[3]。 環(huán)境生物技術(shù)是21世紀(jì)國(guó)際生物技術(shù)的一大熱點(diǎn)領(lǐng)域,它將在環(huán)境治理上發(fā)揮著重要的作用。環(huán)境生物技術(shù)產(chǎn)生、發(fā)展及演變與一系列的環(huán)境污染問(wèn)題有著密切的聯(lián)系。 近年來(lái),隨著細(xì)胞融合技術(shù)、基因工程技術(shù)、分子生物技術(shù)等的發(fā)展,環(huán)境生物技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。生物與環(huán)境之間既有對(duì)立的一面,又有統(tǒng)一的一面,生物體靠體內(nèi)調(diào)節(jié)和變異來(lái)適應(yīng)環(huán)境變化,同時(shí)通過(guò)自身來(lái)影響和改變環(huán)境。 環(huán)境生物技術(shù)擁有許多其他方法不可比擬的優(yōu)勢(shì),如微生物對(duì)各類污染物均有較強(qiáng)、較快的適應(yīng)性,并可將其作為代謝底物降解和轉(zhuǎn)化,具有效果好、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì)。用生物方法處理污染物的最終產(chǎn)物大都是無(wú)毒無(wú)害、穩(wěn)定的物質(zhì),如二氧化碳、水、氮?dú)夂图淄榈?通常可一步到位,避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移,因此它又是一種消除污染安全而徹底的手段。另外,生物處理技術(shù)的產(chǎn)物或副產(chǎn)品,大多可以較快生物降解的,并可作為資源加以利用,有助于把人類活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染減到最小程度。生物技術(shù)還易于進(jìn)行大規(guī)模操作,一些生物曝氣池、生物濾池的容積之大,也是其他工藝望塵莫及的。 生物方法還可以就地利用天然水塘或土壤層作為污染物處理場(chǎng)所,這可大大降低處理費(fèi)用。因此生物技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用將是勢(shì)不可擋的。 環(huán)境生物技術(shù)具有深遠(yuǎn)的發(fā)展前景,特別是對(duì)于尋求用低成本解決環(huán)境問(wèn)題的發(fā)展中國(guó)家具有極大潛力。
目前,環(huán)境生物技術(shù)在廢水處理、廢氣處理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染檢測(cè)和補(bǔ)救、毒性鑒別等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用研究已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行[4] ,有些也已取得了初步成果,但是環(huán)境生物技術(shù)的潛在優(yōu)勢(shì)還遠(yuǎn)沒(méi)有引起人們的重視。
2 環(huán)境生物技術(shù)的應(yīng)用
生物技術(shù)在環(huán)境方面的應(yīng)用主要有:用植物和微生物清除環(huán)境污染物、毒物;用生物傳感器監(jiān)測(cè)污染;用微生物殺蟲(chóng)劑代替化學(xué)殺蟲(chóng)劑等。運(yùn)用環(huán)境生物技術(shù)進(jìn)行水污染治理,是目前采用的主要技術(shù)措施,它具有以下優(yōu)點(diǎn): ①生物既具有很強(qiáng)的吸附力,又具有良好的沉降性,處理效果好; ②生物具有很強(qiáng)的降解能力,處理效率高; ③可處理水量大,方法成熟; ④成本低,無(wú)二次污染。 生物法在處理污水時(shí)所起的重要作用已受到關(guān)注,它在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用還有待于進(jìn)一步研究和拓展,以下幾點(diǎn)是環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境污染治理方面的具體應(yīng)用。
2.1生物修復(fù)
有毒化學(xué)品尤其是石油、有機(jī)氯化物、化學(xué)聚合物等造成的污染已成為世界性問(wèn)題,在各種清除污染物的技術(shù)中,生物修復(fù)是最有前途的技術(shù)之一。 生物修復(fù)即生物除污,是指生物特別是微生物催化降解有機(jī)污染物,從而修復(fù)被污染的環(huán)境、消除環(huán)境中的污染物或修復(fù)由于對(duì)生態(tài)系統(tǒng)管理不善造成的損害的一個(gè)受控或自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程。不同類型的生物都有不同的生物除污作用。例如:利用植物吸收污染物(植物除污) 是一個(gè)正在興起的研究領(lǐng)域。 植物修復(fù)技術(shù)是以植物忍耐和超量積累某種和某些化學(xué)元素的理論為基礎(chǔ),利用植物及其共存微生物體系清除環(huán)境中的污染物的一門(mén)環(huán)境污染治理技術(shù)[5] 。
2.2 生物監(jiān)測(cè)
傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)以化學(xué)分析用成熟的儀器為主,當(dāng)代生物技術(shù)發(fā)展了生物監(jiān)測(cè)為主的新手段,如通過(guò)測(cè)定微生物的酶和細(xì)胞基因等監(jiān)測(cè)環(huán)境的變化。 目前研究較多的有生物發(fā)光菌、鹵素呼吸菌、苯乙烯降解菌等,主要監(jiān)測(cè)水體中的有害物質(zhì)和海水中藻類的爆發(fā)。
2.3 微生物降解技術(shù)
微生物對(duì)污染物質(zhì)的代謝、轉(zhuǎn)化及降解作用,是當(dāng)今環(huán)境污染控制研究中最活躍的領(lǐng)域之一。 許多微生物和原生動(dòng)物可以凈化廢水,傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)大多是對(duì)自然生長(zhǎng)的微生物群體加以馴化、繁殖利用,對(duì)污染物的降解水平較低。 20世紀(jì)70年代以來(lái),針對(duì)一些特定的有毒廢水或成分單一的高濃度有機(jī)廢水,已選育出具有較高降解活性的菌種,并進(jìn)行純培養(yǎng)后用于廢水處理,已初步顯示出一定的優(yōu)越性,成為近年來(lái)利用生物處理廢水的一種常用方法。微生物在廢水處理中的特殊作用將不斷得到挖潛,而且用微生物來(lái)處理環(huán)境污染物是一種安全、經(jīng)濟(jì)的方法。
2.4 生物發(fā)酵技術(shù)
生物發(fā)酵工程涉及最早的領(lǐng)域是廢水生物處理。目前關(guān)注的生物發(fā)酵技術(shù)主要有: ①水解- 好氧生物處理法( H/ O 法) ,其特點(diǎn)是將厭氧過(guò)程控制在水解和酸化階段。用H/ O 法處理表面活性劑廢水、焦化廢水和印染廢水等難降解工業(yè)廢水,其效果十分顯著,COD 去除率較常規(guī)法提高20 %~30 %;處理城市污水時(shí),其出水COD 濃度
2.5 生物強(qiáng)化處理技術(shù)
為了提高廢水處理的效果,而向廢水中投加從自然界中篩選的優(yōu)勢(shì)菌種或通過(guò)基因組合技術(shù)產(chǎn)生的高效菌種,以去除某一種或某一類有害物質(zhì)的方法. 主要強(qiáng)化方法有:
①高濃度活性污泥法,以高污泥濃度和長(zhǎng)泥齡來(lái)促進(jìn)對(duì)難分解物質(zhì)的處理,加快反應(yīng)速度。 日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果[6] 。 ②生物- 鐵法,是在普通活性污泥中加入無(wú)機(jī)鹽如鐵、鈣、鎂等,多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉) ,形成生物鐵絮凝體活性污泥,具有高濃度活性污泥法的特點(diǎn),主要用來(lái)提高去除污水磷的效果。 ③生物- 活性炭法,綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者產(chǎn)生協(xié)同增效作用。在該系統(tǒng)中,每克活性炭去除1~3gCOD ,分解廢水毒性能力增強(qiáng),同時(shí)還顯著提高了脫氮水平 。
2.6 生物反應(yīng)器技術(shù)
生物反應(yīng)器技術(shù),是現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向。該法主要應(yīng)用于制藥、食品、精細(xì)化工等行業(yè)。其特點(diǎn)是:容量大,連續(xù)運(yùn)行,自動(dòng)化控制,操作簡(jiǎn)便。 美、英、德、日本等現(xiàn)大量生產(chǎn)現(xiàn)代化的新型生物膜反應(yīng)器,其共同特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)裝有比表面大的載體,有利于微生物附著生長(zhǎng)形成生物膜;供氣或供給的其他反應(yīng)條件優(yōu)越,污染物具有充分的時(shí)間與微生物接觸,有利于增強(qiáng)微生物的分解代謝能力。我國(guó)的北京、上海等地也在積極開(kāi)發(fā)研制。目前,2000m3的反應(yīng)容器已經(jīng)問(wèn)世。 雖然其處理能力較低,造價(jià)較高,但其管理方便,運(yùn)行費(fèi)用低,所以歐美地區(qū)約有70 %的污水處理廠采用該技術(shù)⑸ 。
2.7 微生物絮凝劑的應(yīng)用
微生物絮凝劑是利用生物技術(shù),通過(guò)微生物發(fā)酵,抽提精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無(wú)毒的廉價(jià)的水處理劑,這些都是目前使用的無(wú)機(jī)或有機(jī)合成高分子絮凝劑等所不具備的。 通過(guò)細(xì)菌、真菌等微生物生產(chǎn)出的生物絮凝劑由于具有降解性能好,使用成本低,不會(huì)導(dǎo)致二次污染等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理中。目前,已篩選出19 種具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8種,細(xì)菌5種,放線菌5種,酵母菌1種[3]。 隨著生物技術(shù)的發(fā)展,生物絮凝劑的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用具有良好的發(fā)展前景。
2.8 生物凈化技術(shù)
生物凈化處理包括穩(wěn)定塘和土地處理系統(tǒng)。 穩(wěn)定塘是污水處理技術(shù)中最簡(jiǎn)單的一種,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,不需要什么特殊技術(shù)就可連續(xù)處理污水。 一般停留時(shí)間較長(zhǎng),需占用較大的土地面積。 可用于污水的一級(jí)、二級(jí)處理。 土地處理系統(tǒng)是利用土壤及其微生物、植物根系的凈化能力處理污水,同時(shí)利用污水中的營(yíng)養(yǎng)元素和水分促進(jìn)農(nóng)作物、牧草或樹(shù)木生長(zhǎng),具有一定的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 其特點(diǎn)是投資少,能耗低,易管理和凈化效果好。 若這兩個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)污水的二級(jí)、三級(jí)處理。 由于穩(wěn)定塘系統(tǒng)比正規(guī)污水處理廠更能有效的去除有機(jī)化合物及N、P 等,由厭氧塘、兼性塘、好氧塘串連而成的穩(wěn)定塘系統(tǒng)已成為二級(jí)處理的有效替代方法[7]。
2.9固定化微生物技術(shù)
它是生物工程領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)。 進(jìn)入20 世紀(jì)80 年代以后,國(guó)內(nèi)外開(kāi)始應(yīng)用這種具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)來(lái)處理工業(yè)廢水和分解難生物降解的有機(jī)物質(zhì),并取得了令人矚目的成果。 隨著現(xiàn)代生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展,一些具有特異性的優(yōu)勢(shì)菌種不斷得到改造或創(chuàng)造,將這些高效專性菌脫色菌、脫氮、脫磷菌等進(jìn)行固定化后,菌體密度提高,大大提高了處理效率,尤其是對(duì)難降解有毒物質(zhì)的治理有明顯的優(yōu)勢(shì)。
3 環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
環(huán)境生物技術(shù)是我國(guó)的一個(gè)重要發(fā)展領(lǐng)域,也是解決環(huán)境問(wèn)題的根本措施。應(yīng)結(jié)合我國(guó)國(guó)情進(jìn)行急需的環(huán)境生物技術(shù)研究, 從國(guó)內(nèi)外的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀可知,目前環(huán)境生物技術(shù)最有應(yīng)用前景的領(lǐng)域是高效的廢物生物處理技術(shù)、污染事故的現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)救、污染場(chǎng)地的現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)技術(shù)以及可降解材料的生物合成技術(shù)。
3.1 生物反應(yīng)器的研究與發(fā)展
厭氧與好氧工藝相結(jié)合,生物膜與活性污泥相結(jié)合的反應(yīng)器將成為廢水處理反應(yīng)器的主要發(fā)展方向。 其技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)是在活性污泥中加入載體,發(fā)展既有固定載體又有流動(dòng)載體,既有好氧又有厭氧固定膜的反應(yīng)器,最大限度的增加反應(yīng)體系中的生物量和生物類群,最高水平地發(fā)揮微生物降解污染物的生物活性,同時(shí)兼顧便于管理和降低運(yùn)行費(fèi)用。 高質(zhì)量傳感器,信息傳輸與數(shù)據(jù)處理等構(gòu)成的自動(dòng)化控制系統(tǒng),將在多種反應(yīng)器中發(fā)揮作用,提高生物處理的效率,節(jié)約大量的人力,簡(jiǎn)化操作程序。
3.2 利用生物技術(shù)實(shí)施資源化戰(zhàn)略
采用生物技術(shù)方法建立無(wú)害化生產(chǎn)工藝過(guò)程,實(shí)現(xiàn)廢水循環(huán)利用,同時(shí)將部分無(wú)毒有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為副產(chǎn)品,開(kāi)發(fā)利用廢物生產(chǎn)甲烷,氫氣和燃料乙醇的多層次生物技術(shù),增加由生物發(fā)酵處理有機(jī)廢物的資源化工程的種類和產(chǎn)品,充分實(shí)現(xiàn)廢物資源化。
3.3 建立各種生物監(jiān)測(cè)手段
在環(huán)境中低濃度污染和沉積物中的污染物的研究方面,除繼續(xù)應(yīng)用指示種、耐污種、敏感種以外,還應(yīng)利用各種形態(tài)、生理、生化、遺傳的異常改變和群落多樣性指數(shù),建立各種生物監(jiān)測(cè)手段,其中生物傳感器技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。
3.4 利用微生物進(jìn)行生態(tài)環(huán)境修復(fù)
一些生態(tài)工程,如污水穩(wěn)定處理、土地處理、固體廢棄物處理技術(shù)和方法在環(huán)境污染處理方面起到很重要的作用。 近年來(lái)人們更加重視土地、濕地、湖泊、河流的生態(tài)修復(fù)與重建工作,并發(fā)展用于環(huán)境修復(fù)的多種微生物制劑。 這方面的研究方向主要是對(duì)環(huán)境污染具有抗性的生物種類的篩選和培養(yǎng)。
另外,一些新的應(yīng)用領(lǐng)域也引起了注意[8],如超級(jí)工程菌的構(gòu)建,從環(huán)境中分離篩選出的菌種,其降解污染物的酶活性水平有限,需要對(duì)這些菌株進(jìn)行遺傳學(xué)改造。因此使近期的研究熱點(diǎn)從一般的篩選工作轉(zhuǎn)入到降解代謝途徑、降解酶系組成以及其遺傳控制機(jī)制上來(lái)。在此基礎(chǔ)上就可能實(shí)現(xiàn)用質(zhì)粒
轉(zhuǎn)移、分子育種和基因重組技術(shù)構(gòu)建有特殊功能的超級(jí)工程菌。人工構(gòu)建的能夠生物降解污染物的基因工程菌,具有生長(zhǎng)繁殖迅速,絮凝性能好和對(duì)難生物降解污染物的較高降解活性。
關(guān)鍵詞:生物技術(shù);環(huán)境保護(hù)
中圖分類號(hào): x-01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a
1 生物技術(shù)的特點(diǎn)
生物技術(shù)在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和以及無(wú)二次污染 等顯著優(yōu)點(diǎn)。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)的深入,人們已越來(lái)越意識(shí)到,現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,為從根本上解決環(huán)境問(wèn)題提供了希望。
目前生物技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)中主要是利用微生物,少部分利用植物作為環(huán)境污染控制的生物。生物技術(shù)已是環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用最廣的、最為重要的單項(xiàng)技術(shù),其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質(zhì)的降解、清潔可再生能源的開(kāi)發(fā)、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染環(huán)境的修復(fù)和污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)等環(huán)境保護(hù)的各個(gè)方面,發(fā)揮著極為重要的作用。應(yīng)用環(huán)境生物技術(shù)處理污染物時(shí),最終產(chǎn)物大都是無(wú)毒無(wú)害的、穩(wěn)定的物質(zhì),如二氧化碳、水和氮?dú)狻@蒙锓椒ㄌ幚砦廴疚锿ǔD芤徊降轿唬苊饬宋廴疚锏亩啻无D(zhuǎn)移,因此它是一種消除污染安全而徹底的方法。特別是現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,尤其是基因工程、細(xì)胞工程和酶工程等生物高技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用,大大強(qiáng)化了上述環(huán)境生物處理過(guò)程,使生物處理具有更高的效率,更低的成本和更好的專一性,為生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用展示了更為廣闊的前景。
由于大部分有機(jī)污染物適于作為生物過(guò)程反應(yīng)物(底物),其中一些有機(jī)污染物經(jīng)生物過(guò)程處理后可轉(zhuǎn)化成沼氣、酒精、生物蛋白等有用物質(zhì),因此,生物處理方法也常是有機(jī)廢物資源化的首選技術(shù)。生物過(guò)程是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的,作為催化劑的酶是一種活性蛋白,因此,生物反應(yīng)過(guò)程通常是在常溫、常壓下進(jìn)行的。另外,酶對(duì)底物有高度的特異性,因此,生物轉(zhuǎn)化技術(shù)的效率高,副產(chǎn)物少,這與常常需要高溫、高壓條件的化工過(guò)程相比,反應(yīng)條件大大簡(jiǎn)化,因而投資省、費(fèi)用少、消耗低,而且效果好、過(guò)程穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便,同時(shí),在多數(shù)情況下,它還可和其他技術(shù)結(jié)合使用。用生物過(guò)程代替化學(xué)過(guò)程可以降低生產(chǎn)活動(dòng)的污染水平,有利于實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程生態(tài)化或無(wú)廢生產(chǎn),真正實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。另外,生物技術(shù)的產(chǎn)品或副產(chǎn)品基本上都是可以較快生物降解的,并且都可以作為一種營(yíng)養(yǎng)源加以利用。用生物制品代替一切可以取代的化學(xué)藥物、化石能源、人工合成物等,有助于把人類活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染降至最低程度,使經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入可持續(xù)發(fā)展的軌道。生物是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的要素,生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)主要是依靠生物過(guò)程來(lái)完成的。因此,利用環(huán)境生物技術(shù)可治理用其他方法難以處理的環(huán)境介質(zhì),即用生物修復(fù)技術(shù)凈化環(huán)境,使受污染的寶貴資源如水資源(包括地面水和地下水)、土壤等得以重新利用,同時(shí)還可進(jìn)一步強(qiáng)化環(huán)境的自凈能力。
2 現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境保護(hù)
現(xiàn)代生物技術(shù)是以dna分子技術(shù)為基礎(chǔ),包括微生物工程,細(xì)胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技術(shù)的總稱。現(xiàn)代生物技術(shù)不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用,而且也隨著日益突出的環(huán)境問(wèn)題在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮著重要的作用。自20 世紀(jì) 80年代以來(lái)生物技術(shù)作為一種高新技術(shù),已普遍受到世界各國(guó)和民間研究機(jī)構(gòu)的高度重視,發(fā)展十分迅猛。與傳統(tǒng)方法比較,生物治理方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。
2.1 生物技術(shù)處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結(jié)構(gòu),降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人類活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染減輕到最小程度,這樣既做到一勞永逸,不留下長(zhǎng)期污染問(wèn)題,同時(shí)也對(duì)垃圾廢棄物進(jìn)行了資源化利用。
2.2 利用發(fā)酵工程技術(shù)處理污染物質(zhì),最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無(wú)毒無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì),如二氧化碳、水、氮?dú)夂图淄闅怏w等,常常是一步到位,避免污染物的多次轉(zhuǎn)移而造成重復(fù)污染,因此生物技術(shù)是一種既安全又徹底消除污染的手段。
2.3 生物技術(shù)是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過(guò)程,而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì),其反應(yīng)過(guò)程是在常溫常壓和接近中性的條件下進(jìn)行的,所以大多數(shù)生物治理技術(shù)可以就地實(shí)施,而且不影響其他作業(yè)的正常進(jìn)行,與常常需要高溫高壓的化工過(guò)程比較,反應(yīng)條件大大簡(jiǎn)化,具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉、效果好、過(guò)程穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
所以,當(dāng)今生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理,有毒有害物質(zhì)的無(wú)害化處理等各個(gè)方面。
3 生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用
3.1 污水的生物凈化
污水中的有毒物質(zhì)的成分十分復(fù)雜,包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機(jī)磷、有機(jī)汞、有機(jī)酸、醛、醇及蛋白質(zhì)等等。微生物通過(guò)自身的生命活動(dòng)可以解除污水的毒害作用,從而使污水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有益的無(wú)毒物質(zhì),使污水得到凈化。當(dāng)今固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)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(xì)胞技術(shù)是酶工程技術(shù)。固定化酶又稱水不溶性酶,是通過(guò)物理吸附法或化學(xué)鍵合法使水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體相結(jié)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(xì)胞是一個(gè)天然的固定化酶反應(yīng)器,用制備固定化酶的方法直接將微生物細(xì)胞固定,即是可催化一系列生化反應(yīng)的固定化細(xì)胞。運(yùn)用固定化酶和固定化細(xì)胞可以高效處理廢水中的有機(jī)污染物、無(wú)機(jī)金屬毒物等,此方面國(guó)內(nèi)外成功的例子很多,如德國(guó)將能降解對(duì)硫磷等9種農(nóng)藥的酶,以共介結(jié)合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于處理對(duì)硫磷廢水,去除率達(dá)95%以上;近幾年我國(guó)在應(yīng)用固定化細(xì)胞技術(shù)降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(las)方面取得較大進(jìn)展,對(duì)于含100mg/l廢水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母細(xì)胞降解含酚廢水也已實(shí)際應(yīng)用于廢水處理。
3.2 生物農(nóng)藥
化學(xué)農(nóng)藥的應(yīng)用,對(duì)控制農(nóng)作物的病蟲(chóng)害,增加農(nóng)作物產(chǎn)量起了重要作用,但對(duì)人類的健康和生存環(huán)境卻構(gòu)成了很大的威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)有30%的殺沖劑,50%的除草劑和90%的滅菌劑在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中引起腫瘤。美國(guó)國(guó)家科學(xué)院的研究報(bào)告說(shuō),目前食品中的殺蟲(chóng)劑殘留量嚴(yán)重超標(biāo),比兒童安全量高出100~150倍。農(nóng)藥的使用還使土壤受到污染和破壞。國(guó)際上從60年代開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的生物農(nóng)藥是生物防治病蟲(chóng)害的一支新軍。傳統(tǒng)的生物防治是利用“天敵”來(lái)殺蟲(chóng)除害。這雖可減少化學(xué)農(nóng)藥的使用,減少農(nóng)藥的化學(xué)污染,但飼養(yǎng)和釋放“天敵”,不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)工,耗資巨大。而且在突發(fā)性病蟲(chóng)害前常措手不及,無(wú)能為力。而生物農(nóng)藥卻可解決這個(gè)難題所謂生物農(nóng)藥是指由生物體產(chǎn)生的具有防止病蟲(chóng)害和除雜草等功能的一大類物質(zhì)總稱,它們多是生物體的代謝產(chǎn)物,主要包括微生物殺蟲(chóng)劑、農(nóng)用抗生素制劑和微生物除草劑等。微生物殺蟲(chóng)劑,主要包括病毒殺蟲(chóng)劑、細(xì)菌殺蟲(chóng)劑、真菌殺蟲(chóng)劑、放線菌殺蟲(chóng)劑等。長(zhǎng)期以來(lái)并沒(méi)有得到廣泛的使用。現(xiàn)在人們正在利用重組dna技術(shù)克服其缺點(diǎn)來(lái)提高殺蟲(chóng)效果,例如目前病毒殺蟲(chóng)劑的一個(gè)研究熱點(diǎn)是桿狀病毒基因工程的改造,人們正在研究將外源毒蛋白基因如編碼神經(jīng)毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強(qiáng)桿狀病毒的毒性;將能干擾害蟲(chóng)正常生活周期的基因如編碼保幼激素酯酶的基因插入到桿狀病毒基因組中,形成重組桿狀病毒并使其表達(dá)出相關(guān)激素,以破壞害蟲(chóng)的激素平衡,干擾其正常的代謝和發(fā)育從而達(dá)到殺死害蟲(chóng)的目的。
參考文獻(xiàn)
1生物技術(shù)的內(nèi)涵及禽類遺傳資源的保護(hù)
1.1生物技術(shù)的內(nèi)涵
生物技術(shù)又稱生物工程,是從20世紀(jì)70年代初開(kāi)始興起的。所謂生物技術(shù),一般認(rèn)為是以生物學(xué)(特別是其中的微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)和細(xì)胞學(xué))的理論和技術(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合其他基礎(chǔ)科學(xué)的科學(xué)原理,充分運(yùn)用分子生物學(xué)的最新成就,它主要包括發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)。生物技術(shù)具有巨大的潛在價(jià)值,能夠?yàn)槿藗兲峁┚薮蟮慕?jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1.2禽畜類遺傳資源的保護(hù)
我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展歷史悠久,資源豐富,創(chuàng)造了許多具有獨(dú)特特色的地方禽畜品種,是禽畜遺傳資源最豐富的國(guó)家之一。目前所創(chuàng)造出來(lái)的獨(dú)特的地方禽畜雖然有育種能力強(qiáng),免疫力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但也存在生長(zhǎng)周期長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)效益低等問(wèn)題,并且隨著禽畜品種的融合中,許多具有地方特色的禽畜數(shù)量正在逐漸降低,甚至消失。所以為了保護(hù)禽畜類遺傳資源采用生物技術(shù)是迫在眉睫的。
2生物技術(shù)在畜牧獸醫(yī)領(lǐng)域的應(yīng)用
2.1應(yīng)用于禽畜育種
生物技術(shù)運(yùn)用于動(dòng)物育種主要采用的是轉(zhuǎn)基因技術(shù)、DNA技術(shù)和動(dòng)物克隆技術(shù)。之所以將生物技術(shù)運(yùn)用于動(dòng)物育種是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的育種方式存在孕育周期長(zhǎng),育種質(zhì)量差的問(wèn)題,而且隨著畜牧業(yè)的不斷發(fā)展,人們對(duì)育種品種的質(zhì)量要求越來(lái)越重視。采用生物技術(shù)可以大大縮短孕育周期并且可以提升育種的質(zhì)量。例如可以通過(guò)生物技術(shù)提取具有特種功能的單個(gè)基因或者基因簇插入其他生物的基因中,再通過(guò)觀察對(duì)比選擇出達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的樣本。最早將生物技術(shù)運(yùn)用于禽畜育種中的國(guó)家是英國(guó),通過(guò)對(duì)禽畜育種的成功實(shí)驗(yàn),讓其在各個(gè)領(lǐng)域得到了更加廣泛的應(yīng)用。也大大推動(dòng)了生物技術(shù)在畜牧領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用。
2.2應(yīng)用于操控禽畜生產(chǎn)
通過(guò)生物技術(shù)操控動(dòng)物的生產(chǎn)主要就是通過(guò)生物技術(shù)干預(yù)動(dòng)物原有的內(nèi)在和環(huán)境系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)這兩者的干預(yù),可以讓禽畜的機(jī)體向人們所希望的方向發(fā)展。比如說(shuō)通過(guò)生物技術(shù)人工合成的生長(zhǎng)激素,可以起到和動(dòng)物天然生成的生長(zhǎng)激素同樣的作用。這樣就可以促進(jìn)禽畜生長(zhǎng),并且不會(huì)對(duì)禽畜產(chǎn)生什么不良的影響,而且還可以降低禽畜的采食量,起到節(jié)約飼料的作用。因?yàn)樯a(chǎn)的人工激素和動(dòng)物自身所帶的激素是相同的,所以也不會(huì)對(duì)人類產(chǎn)生什么不良影響。
2.3運(yùn)用于飼料資源開(kāi)發(fā)和利用
我國(guó)一直存在禽畜類飼料資源短缺的問(wèn)題,通過(guò)將生物技術(shù)運(yùn)用于飼料資源的開(kāi)發(fā)上,擴(kuò)大原蛋白飼料,提升飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值可以有效地解決這一問(wèn)題。也可以推動(dòng)我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展。通過(guò)生物技術(shù)將不含或者少含蛋白質(zhì)的飼料培育成富含蛋白質(zhì)的飼料是木目前急需要解決的問(wèn)題,蛋白質(zhì)飼料短缺已經(jīng)是世界性問(wèn)題。
2.4運(yùn)用于禽畜疫病的預(yù)防診斷
將生物技術(shù)運(yùn)用于禽畜疫病的預(yù)防和診斷中效果顯著。傳統(tǒng)的畜牧都是采用物理化學(xué)手法消滅病原,這樣具有很大的不穩(wěn)定性,常常會(huì)由于環(huán)境不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題導(dǎo)致免疫效果失敗。而隨著近幾年生物技術(shù)的不斷發(fā)展,基因工程疫苗的不斷進(jìn)步,將生物工程技術(shù)用于禽畜疫病預(yù)防的應(yīng)用越來(lái)越多,比如目前開(kāi)發(fā)出來(lái)的新型疫苗口蹄疫苗、狂犬病糖蛋白亞基疫苗等都是成功運(yùn)用。將生物技術(shù)運(yùn)用于疫病預(yù)防診斷主要就是利用了DNA的重組技術(shù),提升免疫效果,制備疫苗,比如目前應(yīng)用于疫病診斷的限制酵分析法、核酸探針?lè)ǖ确肿由飳W(xué)的診斷方法都是有效的應(yīng)用在疫病診斷中。
3小結(jié)
關(guān)鍵詞:植物;生物技術(shù);應(yīng)用
始于20世紀(jì)中葉的新技術(shù)革命,可稱為第三次技術(shù)革命。它是在20世紀(jì)自然科學(xué)理論最新突破的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,包括信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等。近20年現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)及食品工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)林牧漁等領(lǐng)域示了廣闊的發(fā)展前景。植物生物技術(shù)不僅從根本上改變了傳統(tǒng)農(nóng)作物的培育和種植,也為社會(huì)生產(chǎn)帶來(lái)了新一輪的革命。
一、植物生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著植物生物技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)基因作物的種植面積不斷擴(kuò)大,我國(guó)主要是黃豆、玉米、棉花、油菜4種轉(zhuǎn)基因作物,約占全球轉(zhuǎn)基因作物栽培面積的99%,其中抗除草劑黃豆占63%,抗蟲(chóng)玉米占19%,抗蟲(chóng)棉花占13%,轉(zhuǎn)基因油菜占5%。其他還有抗病毒南瓜、番木瓜、抗蟲(chóng)土豆、水稻和甜菜等。各國(guó)加大轉(zhuǎn)基因植物研究開(kāi)發(fā),取得了重大突破,進(jìn)入田間試驗(yàn)的轉(zhuǎn)基因,作物已超過(guò)500多種。中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家是采用轉(zhuǎn)基因作物最迅速的國(guó)家,我國(guó)于80年代初期后開(kāi)始啟動(dòng),在基因組研究和轉(zhuǎn)基因技術(shù)等重要關(guān)鍵技術(shù)方面取得了一系列重大突破。
二、植物生物技術(shù)的應(yīng)用
1、植物雄性不育及雜種優(yōu)勢(shì)
自從孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律,雜交優(yōu)勢(shì)被揭示之后,利用植物基因工程的原理和方法,進(jìn)行栽培作物的遺傳育種和新物種的創(chuàng)造。當(dāng)前,已創(chuàng)造了一批不育系,并生產(chǎn)上得以應(yīng)用,最典型的例子是油菜和煙草不育系培育。
2、植物抗逆性研究
2.1抗除草劑作物。全世界目前約有2000多個(gè)品種的除草劑。除草劑的使用有著自身難以克服的局限性,如很多除草劑無(wú)法區(qū)別莊稼和雜草,有些除草劑必須在野草生長(zhǎng)前就施用,而且由于抗性草類群落的出現(xiàn)導(dǎo)致使用量增大對(duì)環(huán)境的危害也日益嚴(yán)重。因此,抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物是最理想的途徑。1987年美國(guó)科學(xué)家成功從矮牽牛中克隆出EPSP合酶基因轉(zhuǎn)入油菜細(xì)胞的葉綠體中,使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒殺作用。另有人把降解除草劑的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胨拗髦参铮瑥亩WC宿主植物免受其害,該方法已成功地用于選育抗磷酸麥黃酮的工程植物。還有人用基因突變的方法改造除草劑作用底物特定位點(diǎn)上相應(yīng)氨基酸殘基,從而阻止除草劑與酶的結(jié)合及生物功能的發(fā)揮。抗除草劑的轉(zhuǎn)基因植物將給農(nóng)業(yè)生產(chǎn),特別是大面積的機(jī)械化生產(chǎn)帶來(lái)極大的方便。目前已商品化的轉(zhuǎn)基因抗除草劑作物有大豆,玉米,棉花,油菜,向日葵。由于抗除草劑作物在選育過(guò)程中具有耗資少,周期短,見(jiàn)效快,無(wú)污染等特點(diǎn),越來(lái)越受到人們的關(guān)注。
2.2抗昆蟲(chóng)作物。植物病蟲(chóng)害數(shù)目多達(dá)數(shù)百種,幾乎所有作物在生長(zhǎng)期內(nèi)都會(huì)遭受到不同程度的危害。全世界因蟲(chóng)害所造成的糧食產(chǎn)量損失占14%左右。長(zhǎng)期以來(lái)人們普遍采用化學(xué)殺蟲(chóng)劑來(lái)控制害蟲(chóng)。一方面,全世界每年用于化學(xué)殺蟲(chóng)劑的總金額在200億美元以上;另一方面,化學(xué)殺蟲(chóng)劑的長(zhǎng)期使用造成農(nóng)藥的殘留,害蟲(chóng)的耐受性,環(huán)境污染等嚴(yán)重的問(wèn)題。而利用基因工程的手段培育抗蟲(chóng)植物新品種除可以克服以上缺點(diǎn)外,還具有成本低,保護(hù)全,特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。1987年,比利時(shí)科學(xué)家首次成功地將Bt(Bacillusthuringiensis,Bt)毒蛋白基因?qū)霟煵荩绹?guó)用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將Bt基因?qū)霘ぷ衙蓿墒澜缟鲜桌瓜x(chóng)棉,棉鈴蟲(chóng)危害率下降50%。
2.3抗真菌作物。自1986年首次報(bào)道提純的菜豆幾丁質(zhì)酶具有抗真菌活性以來(lái),已經(jīng)相繼從菜豆、水稻、煙草、油菜、馬鈴薯、小麥、玉米和甜菜等多種植物中克隆到了幾丁質(zhì)酶基因,對(duì)立枯絲菌等20多種真菌表現(xiàn)出體外抑菌活性。將幾丁質(zhì)酶等基因?qū)敕选ⅠR鈴薯、萵苣和甜菜,達(dá)到抗真菌的目的。
2.4抗重金屬作物。由于人類活動(dòng),礦山的開(kāi)采,工業(yè)化進(jìn)程的加劇,空氣,土壤,水體面臨著越來(lái)越嚴(yán)重的重金污染,不但嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì),更重要的是通過(guò)植物食物鏈危害人類的健康。土壤中的重金屬主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世紀(jì)80年代,提出植物修復(fù),超富集植物。但由于自然界中已發(fā)現(xiàn)的絕大多數(shù)重金屬富集或超富集植物往往生長(zhǎng)周期長(zhǎng),生物量低,植株矮小,因而限制了其對(duì)污染土壤重金屬的移除效率。通過(guò)基因工程技術(shù)改良植物對(duì)重金屬的抗性,增加或減少重金屬在植物體內(nèi)的累積量被認(rèn)為是進(jìn)行污染土壤的生態(tài)恢復(fù)以及減少食物鏈重金屬污染的一條切實(shí)可行的有效途徑。富集重金屬的相關(guān)基因不斷克隆,應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高植物對(duì)重金屬的耐性已取得一些重要進(jìn)展,一些轉(zhuǎn)基因植物地上部分表現(xiàn)了較高的重金屬離子富集量,并在污染土壤的生態(tài)恢復(fù)中進(jìn)行了初步應(yīng)用。
2.5抗病毒作物。傳統(tǒng)的抗病毒作物,是將植物天生的抗病毒基因從一個(gè)植物品種轉(zhuǎn)移到另一個(gè)植物品種,然而抗病植株常會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦胁≈仓辏易饔梅秶^窄。目前最有效的是將病毒外殼蛋白基因?qū)胫仓戢@得抗病毒的工程植物。如1986年美國(guó)華盛頓大學(xué)已將煙草花葉病毒(TMV)的外殼蛋白基因轉(zhuǎn)移到煙草、番茄中。除上述以外,我國(guó)還將黃瓜花葉病毒(CMV)衛(wèi)星RNA基因轉(zhuǎn)入煙草,番茄,黃瓜,馬鈴薯x病毒(PVX)的CP蛋白基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯等。其中煙草抗TMV工程植株已進(jìn)入大田試驗(yàn)。
3、生物農(nóng)藥及生物控制
微生物農(nóng)藥具有對(duì)人畜安全,不破壞生態(tài)平衡,害蟲(chóng)不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點(diǎn),但也存在著藥效速度慢,專一性強(qiáng),受自然條件影響大的缺點(diǎn)。而利用基因工程改造微生物菌種,創(chuàng)造出自然界不存在的新型菌種就可以克服這些缺點(diǎn)。20世紀(jì)70年代末國(guó)外就把蘇云金桿菌伴孢晶體毒素蛋白基因(BtICP基因)轉(zhuǎn)移到大腸桿菌和枯草桿菌中,通過(guò)發(fā)酵工程進(jìn)行工業(yè)化大量生產(chǎn),降低了成本,提高了產(chǎn)量。目前已轉(zhuǎn)到假單胞桿菌中,由于該菌對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),土壤中廣泛存在,可望成為更優(yōu)良的細(xì)菌殺蟲(chóng)劑。我國(guó)對(duì)雜合毒素基因的廣譜蘇云金桿菌Bt新毒株的研究也在進(jìn)行之中。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,隨著現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展,植物生物技術(shù)將在社會(huì)生產(chǎn)和實(shí)踐中的應(yīng)用越來(lái)越廣闊。相信不久的將來(lái),隨著我國(guó)現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)的社會(huì)生產(chǎn)將獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展,將會(huì)迎來(lái)更加美好的未來(lái)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:污染水體;生物修復(fù);技術(shù)
中圖分類號(hào):X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2017)01-0016-01
水質(zhì)污染的危害性極大,不僅僅會(huì)導(dǎo)致各種災(zāi)害的發(fā)生,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)對(duì)人體機(jī)能產(chǎn)生極大的損害。總而言之,對(duì)人們的生產(chǎn)生活都是十分不利的。因此對(duì)污染水體進(jìn)行修復(fù)已經(jīng)成為環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)。修復(fù)污染水體的方式有很多種,物理方法、化學(xué)方法、生物方法等,但是相對(duì)于前兩種方法來(lái)說(shuō),生物方法是有更多的優(yōu)點(diǎn)的。接下來(lái)將對(duì)我國(guó)的水污染現(xiàn)狀、生物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及生物修復(fù)技術(shù)的具體措施進(jìn)行敘述。
1 我國(guó)水污染的現(xiàn)狀
解決水污染問(wèn)題是環(huán)境保護(hù)中的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。水污染是指由于水中含有了有害的化學(xué)物質(zhì)而造成水的使用價(jià)值降低或者喪失,主要的污染源有三個(gè):工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活污染源,污染物主要是一些未經(jīng)處理的而直接排放的工業(yè)廢水、生活廢水,堆放在河邊的工業(yè)廢棄物或者生活垃圾,還有大量使用化肥、農(nóng)藥、除草劑等而引起的農(nóng)業(yè)污水。
在我國(guó),無(wú)論是城市還是農(nóng)村的水質(zhì)都受到了不同程度的污染,根據(jù)最新的資料顯示,我國(guó)的主要幾個(gè)大的城市只有23%的居民飲用水符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),小城鎮(zhèn)和農(nóng)村的飲用水合格率更低。我國(guó)的水體情況不容樂(lè)觀,因此改善我國(guó)的水體質(zhì)量已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。
2 生物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
生物修復(fù)技術(shù)最初應(yīng)用于水體、土壤以及地下水環(huán)境中的生物研究,之后擴(kuò)大到治理大范圍的環(huán)境污染,治理的效果十分顯著,到目前為止已經(jīng)成為一種全新的生物治理技術(shù)。
生物修復(fù)技術(shù)是通過(guò)利用生物,尤其是某些微生物,或者是培育的某些水生植物、水生動(dòng)物,將水中有害的污染物進(jìn)行降解或者轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化為無(wú)害的二氧化碳和水或者其他的物質(zhì),對(duì)已經(jīng)被污染的水進(jìn)行修復(fù)。
生物修復(fù)技術(shù)可以就地將污染進(jìn)行消除,使用的操作較為簡(jiǎn)單并且需要的時(shí)間也比較短,對(duì)周?chē)沫h(huán)境不會(huì)產(chǎn)生很大的干擾,不會(huì)造成二次污染,相對(duì)于物理、化學(xué)修復(fù)方法來(lái)說(shuō)所花費(fèi)的費(fèi)用還比較少,因此是一種非常好的水體污染修復(fù)技術(shù)。
3 污染水體的具體生物修復(fù)技術(shù)
世界各地的水質(zhì)都有不同程度的污染,改善水質(zhì)已經(jīng)成為全世界研究的重點(diǎn),很多國(guó)家已經(jīng)將治理水污染定為其環(huán)境保護(hù)的主要方面,越來(lái)越多的科學(xué)家以及相關(guān)工作者投入到了修復(fù)水污染的工作中去,到目前為止,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多種生物修復(fù)技術(shù),本文重點(diǎn)講述水生植物修復(fù)技術(shù)、培養(yǎng)土著微生物技術(shù)以及接種微生物技術(shù)這三種生物修復(fù)技術(shù)。
3.1 水生植物修復(fù)技術(shù)
一般來(lái)說(shuō),水生植物的生長(zhǎng)速度比較快,水生植物能夠吸收水體中大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),還可以提高水中的氧氣的溶解量,為其他物種的生存提供了好的條件。另外,很多水質(zhì)的污染是由一些藻類的大量滋生而導(dǎo)致的,水生植物還會(huì)在一定程度上克制這些藻類的生長(zhǎng),可以改善水質(zhì)。在使用水生植物修復(fù)技術(shù)的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)根據(jù)水體的具體的受污染情況以及不同水生植物的生長(zhǎng)功能特點(diǎn)進(jìn)行選擇搭配,選取的水生植物不僅僅要具備吸收水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、抑制藻類生長(zhǎng)的作用,還要考慮到水生植物的生長(zhǎng)狀況,保證水生植物合適的覆蓋率,避免水生植物在發(fā)揮作用后死亡造成另一種水體污染。在發(fā)揮水生植物的凈化水質(zhì)功能的同時(shí)也盡可能把水景觀功能考慮進(jìn)來(lái),這樣不僅僅可以解決水體污染的情況,還能夠創(chuàng)造出美麗的水生植物景觀,可謂是一舉雙得。
3.2 培養(yǎng)土著微生物技術(shù)
培養(yǎng)土著微生物技術(shù)也是一種非常好的微生物修復(fù)技術(shù),土著微生物就是指本身存在于受污染水w中,具備降解污染物功能的微生物,通過(guò)向污染水體中投放一些激活劑、表面活性劑等來(lái)激活水體中的這些土著微生物,使其發(fā)揮降解功能,把水體中的污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì),最終達(dá)到修復(fù)水體的目的。激活劑多是一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),但是這種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不會(huì)使水中的藻類生長(zhǎng),通過(guò)向受污水體中投放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),使得土著微生物能夠快速生長(zhǎng),增大降解污染物的速率,使得水體快速恢復(fù);表面活性劑則是通過(guò)加強(qiáng)某些憎水性化合物的親水性以及生物的可利用性來(lái)提高水中土著微生物的數(shù)量,讓水體中的污染物與微生物接觸充分,使得水體污染物的降解速率快速提高。培養(yǎng)土著微生物不用從外地將微生物運(yùn)輸?shù)绞芪廴镜攸c(diǎn),只需激活本地的微生物即可完成凈化水體的作用,省下了提取微生物、運(yùn)輸?shù)群芏嗟某杀尽4送猓€在一定程度上提高了該地區(qū)的生物多樣性,對(duì)此地區(qū)的生態(tài)的是十分有利的。
3.3 接種微生物技術(shù)
接種微生物技術(shù)是指在受到污染的水體中引入可以降解污染物的菌種。這些菌種主要來(lái)自三個(gè)方面,第一種是來(lái)自受污染水體中的土著微生物,第二種是從其他地方分離出來(lái)的適合本地區(qū)使用的微生物,第三種是利用基因工程培養(yǎng)出來(lái)的具備降解功能的微生物菌。土著微生物只需從當(dāng)?shù)靥崛〖纯桑せ钍芪廴舅|(zhì)中自身存在且具備凈化水質(zhì)功能的微生物;從其他地方分離得到的微生物也可以起到凈化水體的作用,但是在具體使用的時(shí)候應(yīng)當(dāng)考慮到本地的水質(zhì)特點(diǎn)以及水中生物的特點(diǎn),有針對(duì)性地進(jìn)行選擇,一定不可以出現(xiàn)雖然能夠?qū)⑺写嬖诘奈廴疚锵菚?huì)出現(xiàn)其他水質(zhì)問(wèn)題的情況,否則對(duì)水質(zhì)的改善是不利的;利用基因工程得到的微生物降解污染物的功能也是十分強(qiáng)大的,但是通過(guò)這種方式得到的微生物花費(fèi)的資金、時(shí)間比較多,所以只有在前兩個(gè)方法對(duì)水體的修復(fù)都不起作用的時(shí)候采取基因工程制得相應(yīng)菌種。
4 結(jié)語(yǔ)
水,對(duì)于生活在地球上的每一個(gè)物種都是十分重要的,但是由于各種原因,水質(zhì)已經(jīng)受到了污染,修復(fù)受污水質(zhì)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。受污水質(zhì)的修復(fù)有很多種方法,其中生物修復(fù)技術(shù)是一種非常好的修復(fù)技術(shù)。生物修復(fù)技術(shù)主要是利用一些可以降解水中污染物的微生物或者動(dòng)植物對(duì)受污水質(zhì)進(jìn)行恢復(fù),能夠從根本上使水體得到修復(fù)。希望在未來(lái)會(huì)出現(xiàn)更好的生物修復(fù)技術(shù)使水體得到更好的修復(fù),使水污染能夠得到更好的消除。
參考文獻(xiàn):
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