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生物工程技术在环境保护中的应用与研究

2022-03-26张耐冬

家园·电力与科技 2022年2期
关键词:应用与研究环境保护

张耐冬

摘要:进入新的历史时期以来,人们越来越意识到保护环境的重要性,而将生物工程技术应用于环境保护中将会创新当前环保模式,当前应用生物工程技术的领域不断增多,其可以有效代替农业生产中的化肥与农药,解决当前化肥与农药污染严重的问题,是一种能够保护人类生存环境的生物新品种。

关键词:生物工程技术;环境保护;应用与研究

引言

进入现代社会以来,世界范围内迎来了一次技术爆炸,其中生物工程与基因工程等科学项目成为科技领域研究的重点。同时伴随着生物学的快速发展,生物工程的技术水平得以提升,其实用性日益加强,极大地改善了人们的生产生活方式,并逐渐应用于环境保护工程中,在降低污染物排放及生态修复方面,取得了日益显著的重要成果。

一、应用现代生物工程技术的重要性

生物工程技术是多种学科相互交叉融合形成的工程,主要内容有发酵工程、酶工程、细胞工程、基因工程等四个方面,这几个方面可以依据人类不同需求以不同的形式组合在一起,应用于不同的领域当中。随着基因技术的快速发展,依靠基因重组而出现的基因工程技术发展速度迅猛,现代生物工程技术就是包括基因工程技术在内的、有机融入发酵工、酶工程、细胞工程等各项技术的新技术。生物工程技术应用于环境工程当中,产生了环境生物技术,在治理环境污染过程中应用此项技术可以收到较好的效果。利用生物工程技術解决环境污染问题有利于实现人与自然的和谐相处,与我国当前提倡的可持续发展战略相一致。在治理环境过程中应用生物工程技术比传统污染治理技术有着更大的优点。

二、生物工程技术的特点

现代生物工程技术的创新与进步,给环境污染治理提供了一条新的途径。生物工程自从开创以来得到了巨大的发展。通过生物工程技术的使用,污染的治理得到了极大的促进与改善。使用生物工程技术治理污染主要是介由生物抑制剂使污染源从自然环境中消解或排除。从整个生态系统上来看,生物抑制剂的引入,没有破坏整个生态系统的平衡,对环境伤害小,却发挥了巨大的污染治理效果,提高了污染治理的效率,调节了脆弱的生态平衡。使用生物工程技术治理污染具有特定性,特定、有效的针对污染情况和污染类别进行治理。

三、生物工程技术在环境保护中的应用

(一)废水处理方面

生物工程技术在废水处理方面的应用极为广泛,而随着粗放型经济增长方式逐渐被淘汰,生物工程技术废水处理具备的较高环境保护能力正逐渐成为各界关注的焦点。以固定化微生物技术为例,作为生物工程领域的新技术,该技术能够通过改造、创造实现脱磷、脱氮、脱色菌等高效专性菌的固化,由此提高菌体密度,即可保证其较好服务于难生物降解有机物、工业废水的处理,处理效率、质量的提升自然能够为环境保护提供有力支持;在生物反应器技术的应用中,这一生物工程技术可通过流动载体和固定载体、好氧与厌氧固定膜反应器的配合实现反应体系中生物类群、生物量的增加,同时结合发酵工程原理,微生物降解污染物的生物活性也将实现最高水平发挥,废水处理、环境保护的水平也将由此实现长足提升;生物强化处理技术同样可较好服务于废水处理,在这一生物工程技术的应用中,通过使用“超级工程茵”(基因工程技术产生)或优势菌种,即可形成高效生物膜,生物-铁法、高浓度活性污泥法、生物活性炭法均属于其中典型。值得注意的是,近年来我国废水处理方面的生物工程技术发展迅速,各类新技术也因此大量涌现,如厌氧折流板反应器生物处理技术、升流式厌氧污泥床生物处理技术、吸附-降解生物处理技术等。

(二)环境监测方面

在环境保护工作中,环境监测工作是较为重要的环节之一,除了应用相关仪器对环境进行测定之外,通过生物工程技术来监测环境也是环境检测和保护的重要途径。在生物工程技术的应用过程中,可以利用生物传感器技术、指示生物技术、分子生物学技术、聚合酶式反应技术、生物荧光技术、酶联免疫吸附技术等来对不同地区的环境进行全面监测。如:利用细菌总数指示茵来监测水质、利用聚合酶式反应技术来对土壤及水样等进行细胞监测、利用生物传感技术来监测水体及大气中各种成分的含量和浓度。由于生物工程技术的便捷性、特异性等特性,使得生物工程技术在环境监测中得到了广泛应用。

(三)白色污染物处理

白色污染物处理主要是指对于一系列的塑料制品进行系统的处理和分类,现如今白色污染物已经成为环境保护过程中所面临的一项重要难题,因此只有通过现代生物技术才能够从根本上降解塑料制品,真正破坏其中的分子结构,真正治理白色污染物,从而提高整个生物技术的质量和水平。与此同时,在对白色污染物进行治理的过程中,还需要减少成本的消费,提高整个白色污染物处理的速度,从而实现环境保护经济效益和社会效益的最大化。

(四)固体废弃物处理

固体废弃物污染是农村和城市污染中主要的污染,通常来源于工农业生产、城市生活垃圾及污水处理的剩余污泥等。如何处理好这些固体垃圾是解决当前环境污染问题的一件十分重要的大事。当前对固体废弃物的处理通常有物理、化学、生物等技术手段。固体废弃物生物处理技术通过利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害化可以使有机固体废物转化为可以再利用的资源,这是当前固化废物资源化的最为有效的技术方法。固体废弃物生物处理技术在目前应用比较广泛的主要有:堆肥化、沼气化、废纤维素糖化、废纤维饲料化、生物浸出等。

(五)利用生物防治取代化学农药

因病、虫、草害,全世界每年损失的粮食约占总产量的50%,使用农药可以挽回总产量的15%,可见农药对农业生产是十分重要的。生物防治是利用有益昆虫或微生物防治农林虫害、病害的一种方法。主要包括以虫治虫、以菌治虫和以菌治病等内容。利用捕食性昆虫天敌防治农业害虫,如利用大红瓢虫和澳洲瓢虫防治吹绵蚡;利用草蛤防治棉铃虫、棉蚜和桔全瓜螨;利用七星瓢虫治棉蚜等。利用寄生性昆虫天敌防治农业害虫,如利用赤眼蜂防治甘蔗蜓虫、玉米蜈、松毛虫,棉铃虫等害虫;利用平腹小蜂防治荔枝椿象;利用丽蚜小蜂防治蔬菜温室白粉虱等;利用白僵菌、苏云金杆菌、杀蜈杆菌、青虫菌等菌类杀虫剂,以防治玉米蜈、稻卷叶蜈、松毛虫、菜青虫等。利用并岗霉素、内疗素等抗菌素防治农林害虫。在这些生物防治措施中,尤其是经基因工程产生的高效杀虫生物的应用,克服了农药杀虫的诸多愍端,有着广阔的发展前途。

(六)培育有利于环境的生物新品种

在生物工程技术的具体应用中,培育有利于环境的生物新品种对于环境保护能够起到极为不错的促进效果。新的生物品种出现能够维护地球上生物的多样性,并通过改善生物品质的作用使其更适合当前时代的发展需要,起到保护环境且增加产量的作用。例如,利用细胞融合技术,可以把两种细胞的原生质融合到一起,从根本上跨越远缘杂交不育的障碍;通过科学的精液保存与人工授精,能够最大程度上解决濒临灭绝动物的繁衍问题,并使其培育出具有优良特性良种的几率大大增加。

结束语

总而言之,加强对生物工程技术在环境保护中应用的剖析,能够对环境保护中存在的问题进行把握,进而能够提出一些行之有效的对策,如此方可在实际的环境保护过程中对问题进行掌控,不断完善生物工程技术在环境保护中的应用。

参考文献

[1]陈凯.浅谈生物工程技术及在环境保护中的应用[J].科技风,2021(5):2.

[2]张兵.浅谈生物工程技术在环境保护中的应用[J].新晋商,2020(4):2.

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