生物工程環(huán)境保護(hù)論文

1生物工程技術(shù)減少污染物排放

在生產(chǎn)流程中,為了減少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技術(shù),研制具有特別功能的“工程菌”或“工程細(xì)胞株”,例如,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域使用生物農(nóng)藥無毒、安全、無污染等;利用生物質(zhì)能源能極大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化學(xué)反應(yīng),使生產(chǎn)過程能源、原料的消耗降低;綜上所述,生物工程技術(shù)對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)意義重大。

2生物工程在環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

環(huán)境保護(hù)工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是監(jiān)測(cè)環(huán)境污染,應(yīng)用化學(xué)儀器分析以及生物監(jiān)測(cè)是環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要方法。可以利用基因工程技術(shù)改造過的微生物、指示生物、生物芯片技術(shù)、生物傳感器技術(shù)、分子生物學(xué)等技術(shù)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染。近年來,環(huán)境監(jiān)測(cè)也可以通過研究較多的有聚合酶式反應(yīng)技術(shù)(PCR技術(shù))、酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)(ELISA)、核酸探針、生物傳感器、生物熒光方法等生物高新技術(shù)。土壤、沉積物、水樣等環(huán)境標(biāo)本的細(xì)胞檢測(cè)可以通過PCR技術(shù)完成。水體中的BOD、酚、NO3、有機(jī)磷,以及大氣中的CO2、SO2、NOx的含量及濃度分析都可以用生物傳感技術(shù)測(cè)定。今后,由于其快速、靈敏、特異性強(qiáng)的特性,生物工程技術(shù)將在環(huán)境監(jiān)測(cè)中廣泛應(yīng)用。

3生物工程在廢水處理中的應(yīng)用

需要一個(gè)由多種方法組成的多層次處理系統(tǒng)將廢水中所含的多種污染物質(zhì)處理。預(yù)處理多為物理方法,化學(xué)方法容易產(chǎn)生二次污染;利用生物的新陳代謝作用,對(duì)廢水中的污染物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定,將廢水中污染物轉(zhuǎn)化為無毒、無害、穩(wěn)定的物質(zhì),這種方法就是利用生物工程措施在廢水凈化中的應(yīng)用。固定化微生物技術(shù)。利用基因工程技術(shù)將一些具有特異性的優(yōu)勢(shì)菌種不斷得到改造或創(chuàng)造,將這些具有脫色菌、脫氮、脫磷等高效專性菌進(jìn)行固定化后,菌體密度提高,這種技術(shù)應(yīng)用于廢水處理,有利于提高生物反應(yīng)器內(nèi)微生物(尤其是特殊功能的微生物)的濃度,有利于微生物抵抗不利環(huán)境的影響,有利于反應(yīng)后的固液分離,縮短處理所需的時(shí)間。生物反應(yīng)器技術(shù)。在活性污泥中加入固定載和流動(dòng)載體,以及好氧和厭氧固定膜的反應(yīng)器,極大的增加了反應(yīng)體系中的生物量和生物類群,運(yùn)用發(fā)酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的發(fā)揮。此法處理效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積小;易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。生物強(qiáng)化處理技術(shù)。通過向傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的濃度,增強(qiáng)對(duì)難降解有機(jī)物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物處理體系對(duì)難降解有機(jī)物的去除效能。在水污染治理中的應(yīng)用主要有:治理高濃度有機(jī)廢水;有毒、有害難降解污染物的治理;脫氮除磷等。

4應(yīng)用生物工程技術(shù)處理固體廢棄

物固體垃圾處理通過物理的手段(如粉碎、壓縮、干燥、蒸發(fā)、焚燒等)或生物化學(xué)作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以縮小其體積、加速其自然凈化的過程。焚燒、填埋等常規(guī)處理方式不能從根本上解決污染問題,污泥直接焚燒的熱值過低,還要治理有害氣體、粉塵污染,污泥焚燒的一次性投資和運(yùn)行成本過高,采用現(xiàn)代生物技術(shù)處理這些有機(jī)物,把有機(jī)廢棄物發(fā)酵成為有機(jī)肥或營(yíng)養(yǎng)土去肥沃土地,再把植物變成食物,這是適應(yīng)大自然自身規(guī)律的一種處理和循環(huán)利用方式。生物工程技術(shù)在消除白色污染方面意義重大,主要表現(xiàn)為:(1)通過基因工程技術(shù)可篩選優(yōu)勢(shì)微生物、構(gòu)建高效降解菌,并通過發(fā)酵工程技術(shù)大量培養(yǎng),可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技術(shù)將能編碼降解蛋白的基因?qū)�入某一土壤微生物�?使他們共同發(fā)揮各自的功能和作用,迅速將塑料等白色污染物降解。

5應(yīng)用生物工程治理大氣污染廢氣

的生物處理和空氣凈化是一種利用微生物吸附分解有機(jī)物能力和降解惡臭物質(zhì)與有機(jī)廢物的方法,主要方法有生物洗滌、生物過濾、生物吸附法等。這些方法具有成本低、效率高、安全性好和無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。

6應(yīng)用生物工程治理土壤污染土壤污染

主要包括重金屬污染、農(nóng)藥殘留、土壤板結(jié)等。我國(guó)土壤重金屬污染物主要來源于工業(yè)廢渣、污水灌溉、生活垃圾等。重金屬是土壤污染的重要污染源,不易降解,且危害人體健康。重金屬污染土壤生物修復(fù)技術(shù)包括植物修復(fù)和微生物修復(fù)。微生物修復(fù)的主要原理是用基因工程技術(shù)改造微生物、動(dòng)物和植物等生物的功能,將重金屬吸附或轉(zhuǎn)化為無毒產(chǎn)物。另外,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,土壤之中有80%以上的農(nóng)藥會(huì)殘留,主要污染物質(zhì)是其中的磷、氯代烴等。運(yùn)用現(xiàn)代微生物技術(shù)可以將這些有害物質(zhì)分解為H2O和CO2等無毒無害或毒性較小的其他物質(zhì),不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。

作者：陳磊單位：長(zhǎng)江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院