生命科学纵横论文：环境保护中生物技术的应用探究.doc

环境保护中生物技术的应用探究 摘要：生命科学是研究生命现象、及生命活动的本质和发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的一门科学。它与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。而随着科技的进步和社会的发展，环境污染能源消耗越来越引起人们的注意，环保问题也日益突出，基于生命科学理论的生物技术凭借其突出的特点不仅可以促使工业和农业向减少能源消耗和降低污染的方向发展，而且可以成为清除已造成污染的有力武器，在环境保护中具有广泛的应用价值。关键词：生命科学，生物技术，环境保护，应用正文：在本学期的生命科学纵横选修课上，我对生命科学这门学科有了比较深刻的认识。在由衷感叹大自然和生命进化的神奇精彩的同时，我也十分注重生命科学与技术对人类生存空间和环境的影响。目前，环境保护已成为世界性的课题，也日益严重地影响着我国国民经济的可持续发展。由于人口的快速增加，自然资源的大量消耗，全球环境状况正在急剧恶化。水资源短缺、土壤荒漠化、有毒化学品污染、臭氧层破坏、酸雨肆虐、生物多样性遭到破坏、森林减少人类的生存和发展遇到了一场前所未有的挑战，而生物技术应用对环境和人类健康的影响极为重大，运用现代生物工程技术可以预防、阻止环境恶化，加强自然资源持续利用，维护生态平衡。运用现代生物工程技术预防和治理环境污染具有巨大的潜力和优势。因而探究环境保护中生物技术的应用和发展前景显得极为必要。生物技术可分为两类：一是传统的生物技术，即利用生物的天然机能及其酶系统进行物质生产或参与其他生物处理过程的技术；二是新兴的生物技术，即利用基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等新兴技术，人工改造生物机能及酶系统进行物质生产和生物处理的技术。1 生物技术在环境问题处理中的应用11废水处理中的应用生物处理是废水处理方法中除物理、化学处理以外的另一大类处理方法，它是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化作用，从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术被认为是一种经济有效的污水处理手段，它不但融合了生物自身吸附性好、沉降性好和降解能力强等特点，而且符合生态学及可持续发展的观点。长期的实践证明，生物工程技术的发展，及其在环境生物技术的开发和应用，充分显示了生物法在污水处理中的优越性和广阔应用前景。吸附降解(AB)生物处理技术、间歇式活性污泥法(SBA)生物处理技术、LINDE生物处理技术、升流式厌氧污泥床(USAB)生物处理技术、废水生物脱氦除磷技术、人工湿地处理系统和氧化沟生物处理技术等被依次开发并走向市场。12废气净化处理中的应用由于气体中的挥发性有机物和恶臭物质，排放时浓度并不很高，但刺激性和臭味很大，而其中大部分是可以被微生物降解的。因此，这类气体物质很适合于用生物方法来去除。生物技术法与传统有机废气处理方法比较，具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等技术优点。美国利用微生物代谢净化工业性恶臭气体效果显著，而且不产生二次异臭；德国和荷兰利用生物膜过滤处理含硫化氢的气体，硫化氢除去率达90%以上。2 生物技术在环境监测中的应用应用于环境监测的生物技术主要有：用细菌总数及粪便污染指示菌(大肠埃希氏菌、克霉伯氏菌等)监测水质；用鼠伤寒少门氏菌检验物质致突变性与致癌性；用发光细菌快速检测环境毒物；通过测定水中藻类的生长量进行水质监测或物质的霉性检测。近年来，国内外研究较多的是应用聚合酶式反应技术(PCR技术)、核酸探针、生物传感器等生物高技术进行环境监测。PCR技术适用于目前尚不能培养的微生物检测，可用于土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测，随着技术的完美及成本的降低，今后核酸探针和PCR技术可能发展成为一种快速可靠并可能代替常规微生物检验水质的方法。3 生物技术在环境污染修复中的应用生物修复技术是80年代以来出现和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术，其主要采用诸如提高通气效率、补充营养，投加优良菌种，利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境如土壤中的污染物，达到治理环境污染的目的。随着生物技术的发展，生物修复的内涵也得到不断丰富，除了传统的生物修复以外，近年来还发展了真菌修复，植物修复以及无机污染物的生物修复等技术。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是: 通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性，通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失。4 生物治理方法的优点生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，避免了污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。5 生物技术在环保中的应用前景许多微生物具有转化有毒物质成无毒物质的能力，在污物、废水处理等环境净化领域采用生物技术由来已久。由于遗传工程的快速发展，目前生物技术在该领域中应用正朝着构建能够降解特殊化合物的微生物方向迈进。这些微生物不但能消除污染，还能变废为宝，回收和生产有用物质。微生物法在清除石油污染中发挥了重要作用。充分发挥现代生物工程技术的优势，构建新型工程微生物用于生物降解产业，是当今世界环保产业形成与发展的总趋势。利用基因工程手段筛选或诱发微生物突变株，构建高效降解菌是减轻、消除农药污染的有效途径。随着人们环保意识的日益增强，化学农药将被逐步淘汰，取而代之的是生物农药。生物农药不污染环境，对人和动植物安全，选择性强，不伤害害虫天敌，害虫难以产生抗药性，受到世界各国的的高度重视，被誉为“绿色农药”，是今后农药发展的方向。随着人们环保意识的增强，生物农药在我国将具有更广阔的市场前景。6 环境生物技术的发展展望61环境生物技术的优越性环境生物技术在环境保护中是最有潜力、最有应用前景的一项技术。经过生物技术手段处理过的物质往往可以快速生物降解，并且可以作为营养源加以利用，同时考虑到其特殊的生物修复技术，还可使受污染的资源(如水资源、土壤资源等)得以重新利用，从而进一步的加强了环境的自净能力。62环境生物技术的广阔前景生物技术在是控制并治理各种污染尤其是水污染等的各种技术中发展最成熟也最有挑战性的技术，目前在国内外的环保产业中一直是市场占有量和需求量最大的、也是发展比较快的一项技术。今后，随着经济和科技的继续不断的发展。随着新设备新工艺的不断出现和改进，随着人们环境保护意识的不断提高，国际上在环境生物技术上投入的科研和经济力度将不断增大，环境生物技术必能够得到更大的发展，越来越成熟、越来越完善。7 总结生物技术在环境保护和检测以及污染处理修复中都显示出其显著的优越性和独特的功能，从微观世界到宏观世界，从原核生物到高级的真核生物，从工农业生产到高科技研究都显示出生命科学技术旺盛的生命力。目前，我国的环境生物技术还是处于刚刚起步阶段。该技术的进一步的开发需要得到更多人的支持，环境保护的意识也需要进一步的加强。以生物技术为主体的环境生物技术的研究还需要进一步的大力开展下去，在这同时我们还需要认识到，以生物技术进行环境污染的治理和处理工作的未来还很漫长，环境保护的重大课题需要我们全人类以及子子孙孙共同携手完成。我们相信，生物技术凭借其独特的优点和处理污染的高效率，必将在今后的继续发展中，引起更多的国家和人民的重视，生物技术具有极为广阔的市场前景。参考文献：1高颖,张宗涛,单斐.浅谈生物技术在环境保护中的应用和前景J.科技资讯,2008,(17):110.2朱将伟,陈卫红,邱江平.生物技术在环境保护中的研究与应用概况J.生物技术通讯, 2010,vol(21):145-148.3戎志梅.生物技术在资源与环境保护领域中的应用J.化工科技市场, 2002,(7):145-148.4宋稳成,杨仁斌,郭正元,龚道新,余苹中.现代生物技术与环境保护：现状和展望J.云南环境科学,2002,2l(4):19-22.5谢丹丽,雷鸣.生物技术在环境保护和污染修复中的应用J.环境保护科学,2007,33(5):40-43.6陈延闰.环境生物技术在环境保护中的应用J.安徽地质,2003,13(2):135.7孙毅,孙东.生物技术应用于环境保护的新进展J.环境保护, 1997,(10):39-41.8李学静.生物技术在环境保护上的应用及发展前景J.农业环境与发展, 2002, 19(4):13-14.9唐琼,李正山.生物技术在环境保护中的应用及前景J.环境污染治理技术与设备,2002,3(10):28-35.10姜虎生,张洪林.现代生物技术在环境保护中的应用J.辽宁城乡环境科技, 2003,23(1):13-14.11姜伟艾.生物技术与人类生活J.遵义师范学院学报, 2005,7(2):91-92.