浅谈利用生物技术治理环境污染.doc

浅谈利用生物技术治理环境污染浅谈利用生物技术治理环境污染2010年04月21日星期三12：35浅谈利用生物技术治理环境污染摘要：随着工业生产以及经济的迅猛发展，人类排放的污染物大大增加，加之资源的浪费和不合理使用，我国的环境污染问题日益严重，在一些地区经常发生严重的环境污染公害事件。因此，利用生物技术治理环境污染是一个很有价值的新课题。本文介绍了我国环境污染的主要问题，针对不同污染类型提出了相应的措施，促进发展生产与保护环境相结合，全面提高环境质量。环境污染主要指人类活动所引起的环境质量下降而有害于人类的正常生存和发展的现象。不同的概念划分，环境污染主要分为五种类型：按环境要素可分为大气污染、水体污染和土壤污染等；按污染物的性质可分为物理污染、化学污染和生物污染；按污染物的形态可分为固体废物污染、废水污染、废气污染、噪声污染、辐射污染等；按污染产生的原因可分为生产污染和生活污染；按污染物的分布范围又可分为全球性污染、区域性污染、局部性污染等。1目前我国环境污染的现状我国在环境保护方面起步较晚，在改革开放3 0年来，工农业生产的高速发展过程中，我国的环保工作则呈现严重滞后状态，先生产、后生活指导思想造成生产过程中三废物质的排放总量巨大，受污染的大气、水体、土壤、生物等有害物质含量之高，受害区域之广，危害之大，已接近或超过20世纪5 0-6 0年代发达国家污染最严重时期的水平，全世界空气中二氧化硫含量最高的十大城市中，中国竞占三个：沈阳、西安、北京，分别居二、七、九位。南方酸雨来势凶猛，最低P H值3.03.2，上海酸雨频率为76%78%，贵阳、重庆等地频率更高为90%以上，每年造成经济损失高达上千亿元，而生态环境破坏带来的损失更是难以估计。在广大的农村，农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半城市缺水，农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难；土壤污染严重，耕地面积锐减，近10年来每年流失的土壤总量达50亿吨，土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积下降，草场退化，每年减少森林面积达2500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急剧上升。因此加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，利用现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保的工作重点。2现代生物技术在环境保护方面的应用现代生物技术包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称，它是以DNA分子技术为基础的新兴科技。现在不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面利用现代生物技术，而且在治理环境污染和环境生物监测等方面现代生物技术也发挥着重要的作用。从80年代开始生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。利用生物技术降解污染物的分子结构，是处理垃圾废弃物最有效的方法，降解之后的物质还可以可以利用生物工程作为原料重新利用。这样不仅把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，既做到一劳永逸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。生物发酵技术对污染物质进行发酵处理，将污染物质转化为无毒无害的稳定物质，例如转化为水、二氧化碳、甲烷气体和氮气等，这种方法可以一步到位，避免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。以酶促反应为基础的生物化学过程是一种新的生物技术，作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程可以在常温常压和接近中性的条件下进行，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。可见，今天的生物技术已是工业废弃物和城市生活垃圾的处理的有效方法，不仅能够把各种有毒有害物质进行无害化处理，还能起到变废为宝的效果。3利用现代生物技术治理环境污染3.1运用固定化酶对污水进行净化我们都知道污水中有毒物质含有多种成分，其中有重金属、有机磷、氰化物、有机汞、有机酸、醛、醇、各种酚类及蛋白质等等。生物技术上利用固定化酶和固定化细胞技术处理污水，就是净化污水的生物方法之一。固定化酶又称水不溶性酶，它可以通过物理吸附法或化学键结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。国内外用该方法处理污水得到了成功，以共价键结合法固定干多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于处理对硫磷废水，去除率达95%以上；在降解合成洗涤剂中的直链烷基苯磺酸钠LAS方面，降解率和酶活性保存率均在90%以上。3.2生物修复被污染的土壤污染土壤的主要成分是重金属。生物修复重金属污染的土壤，主要是利用微生物和植物作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。修复原理：通过酶促反应改变重金属在土壤中的化学结构，达到固定重金属或解毒的效果，降低重金属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。3.3研究生物塑料消除白色污染农用地膜和废弃塑料很难降解，有的可以保存几十上百年时间，是造成环境污染的重要成分之一。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有几百万吨左右。有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯，而聚酯是微生物内源性贮藏物质，用发酵方法进行生产，聚酯地膜和塑料不仅可被生物降解，而且熔点高弹性好、不含有毒物质，在农业和医学等许多领域有极好的应用前景。科学家正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造，降低成本、提高产量加速推广。3.4用生物农药的方法消除化学农药的污染使用的化学杀虫剂据测试约有80%残留在土壤中，特别是氯代烃类农药是最难分解的，经生态系统造成滞留毒害作用。要想彻底消除化学农药的污染，最好全面推广生物农药。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果，例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造，人们