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)測的應(yīng)用

環(huán)境保護(hù)工作中的一個重要環(huán)節(jié)就是監(jiān)測環(huán)境污染,應(yīng)用化學(xué)儀器分析以及生物監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測的重要方法�？梢岳�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)測環(huán)境污染。近年來,環(huán)境監(jiān)測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)胞檢測可以通過PCR技術(shù)完成。水體中的BOD、酚、NO3、有機磷,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)測定。今后,由于其快速、靈敏、特異性強的特性,生物工程技術(shù)將在環(huán)境監(jiān)測中廣泛應(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,縮短處理所需的時間。生物反應(yīng)器技術(shù)。在活性污泥中加入固定載和流動載體,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;易實現(xiàn)自動控制、運行管理簡單。生物強化處理技術(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,增強對難降解有機物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物處理體系對難降解有機物的去除效能。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行成本過高,采用現(xiàn)代生物技術(shù)處理這些有機物,把有機廢棄物發(fā)酵成為有機肥或營養(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物能力和降解惡臭物質(zhì)與有機廢物的方法,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。

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)藥會殘留,主要污染物質(zhì)是其中的磷、氯代烴等。運用現(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),不會對環(huán)境造成破壞。

作者：陳磊單位：長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院