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环境生物技术在治理 环境污染中的应用 环境生物技术 环境生物技术是一门由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科 是直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能 建立降低或消除污染物产生的生产工艺 或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统 我国现在污染日益严重 保护环境迫在眉睫 1 城市环境污染态势大气污染十分严重水环境污染日益突出噪声和固体废物污染亟待解决2 环境污染从城市向农村扩展随着乡镇企业的迅猛发展 环境污染出现了由城市向农村急速蔓延的大趋势 据调查 乡镇企业现有1800万家 1992年其废水排放量为36 6亿吨 全国2 3的河流受乡镇企业污染 污染土地2000多万亩 3 生态破坏态势物种灭绝植被破坏土地退化4 面对全球环境问题 环保面临巨大压力 环境生物技术特点 生物技术在处理环境污染物方面具有速度快 消耗低 效率高 成本低 反应条件温和以及无二次污染等显著优点 随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入 人们已越来越意识到 现代生物技术的发展 为从根本上解决环境问题提供了希望 希望 环境生物技术的优势 目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物 少部分利用植物作为环境污染控制的生物 生物技术已是环境保护中应用最广的 最为重要的单项技术 其在水污染控制 大气污染治理 有毒有害物质的降解 清洁可再生能源的开发 废物资源化 环境监测 污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面 发挥着极为重要的作用 应用环境生物技术处理污染物时 最终产物大都是无毒无害的 稳定的物质 如二氧化碳 水和氮气 利用生物方法处理污染物通常能一步到位 避免了污染物的多次转移 因此它是一种消除污染安全而彻底的方法 特别是现代生物技术的发展 尤其是基因工程 细胞工程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用 大大强化了上述环境生物处理过程 使生物处理具有更高的效率 更低的成本和更好的专一性 为生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景 环境生物技术的应用 污水的生物净化 污水中的有毒物质包括各种酚类 氰化物 重金属 有机磷 有机汞 有机酸 醛 醇及蛋白质等等 微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用 从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质 使污水得到净化 当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一 固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术 固定化酶又称水不溶性酶 是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合 将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物 微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器 用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定 即可催化一系列生化反应的固定化细胞 运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物 无机金属毒物等 此方面国内外成功的例子很多 近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠 LAS 方面取得较大进展 对于含100mg L废水 降解率和酶活性保存率均在90 以上 利用固定化酵母细胞降解含酚的废水也已实际应用于废水处理 污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物 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 白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解 估计是形成环境污染的重要成分 利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物 构建高效降解菌 另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物 如 根瘤菌 中 使两者同时发挥各自的作用 将塑料和农膜迅速降解 化学农药污染的消除 利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面 能降解农药的微生物 有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO和HO 这种降解途径彻底 一般不会带来副作用 有的是通过共代谢作用 将农药转化为可代谢的中间产物 从而从环境中消除残留农药 这种途径的降解结果比较复杂 有正面效应也有负面效应 为了避免负面效应 就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造 改变其生化反应途径 以希望获得最佳的降解 除毒效果 要想彻底消除化学农药的污染 最好全面推广生物农药 随着科技的进步 生物科学和生物工程 以及生物技术将被越来越广泛地应用于生物多样性保护 人类健康 环境污染防治和环境 经济 社会的可持续发展 同时在攻克环境保护的科技难关中有广阔的发展前景 2l世纪 实