前幾年,在我國經濟發展的過程中,人們因為沒有意識到經濟的持續增長與環境污染之間的關系,因此,在盲目追求經濟發展的同時,給自然界帶來了大量的污染物,從而導致了生態環境的破壞。
如今,在全球范圍內,廢水、廢氣,以及固體的廢棄物成為了一種普遍的現象,嚴重地影響了人們的正常生活,基于此,環境生物技術的運用,可以有效地針對污染,特別是水污染起到良好的治理作用。
1 關于環境生物技術的基本概念。
環境生物技術作為科技發展的一種新型學科,主要是通過生物正常的生理活動,達到對污染環境的凈化作用,甚至是將原本被污染的物質轉化為人們可以利用的資源,如今被廣泛地運用在環境污染的治理工作中。環境生物技術是近20年來的生物技發展的一個邊緣型學科,主要包括三個方面的內容,即生物技術、工程學環境學和生態學等。這門學科含有生物技術學科所有的特點,同時,還有效地結合了環境污染防治和與之相關的工程技術。
在我國,目前用來治理水污染技術主要是運用環境生物技術,之所以采用這種技術,是因為它在污水處理中具有自己獨特的優勢:第一,處理污水的效果好,這是因為生物本身所具有的超強吸附力和沉降力。第二,處理效率很高,這是因為生物本身所具有的降解能力所決定的。第三,處理的水量很大,因為這種技術目前在我國應用得較為成熟。第四,成本低,不會造成二次污染。
2 環境生物技術的基礎研究在水污染治理技術的應用。
2.1 關于微生物遺傳學的研究。
眾所周知,許多微生物以及原生動物本身就具有凈化廢水的功能,在以往的生物處理技術中,主要是通過對微生物群體的繁殖、利用和馴化達到對污染物的降解,但是這種水平相對較低。進入70年代以后,為了有效地對一些有毒和濃度高、而成份單一的有機廢水進行處理,生物技術研發出了一種高降解活性的菌種,并在進一步的純培養后,專門用于廢水的處理,而且效果明顯,并已成為生物處理廢水的主要方法。但是,因為這種菌種是從自然的環境中分離出來的,所以降解能力有限,還必須做遺傳學方面的改造,培育出具有更高降解能力的工程菌種,這樣才能適應現在我國的大量廢水處理需求,同時,也有效地推動了環境生物技術的進步。
微生物育種技術主要包括兩種:原生質體融合育種和基因工程育種。原生質體融合技術的主要優勢是可以跨越生物的不同種屬的遺傳障礙,培養出一種菌體能夠擁有兩套及以上的親本遺傳基因。
這樣培養出來的菌體可以擁有多種處理功能,目前,我國已培養出來的酵母菌株就能進行多功能的廢水處理,此外,還培育出曲霉雜種菌株,它可以用來處理高蛋白廢水的。
基因工程技術,在我國運用于環境保護是在80年代開始的,這種技術的應用主要是通過基因工程的育種功能將目的基因進行集中,然后通過使某一特性的基因在特定條件下發生突變,從而將微生物的降解功能向有益于人們所需要的方向轉化。這種人工構建的基本工程菌具有生長快,繁殖快的特點,不僅對于一些難降解的污染物具有很好的效果,而且對有毒有害污染物更是具有專一的降解能力。比如,目前,我國已發現的抗重金屬的菌株就可以擁有很好的抗汞、抗鉛等功能。如果在活性污染的處理系統當中,加入基本工程菌,凈化的功能持續時間也很長,有的甚至可以達到數月以上。當然,這項基因工程技術還有待于進一步的研究和發展。
2.2 關于生物凈化酶學研究。
生物的凈化功能主要是通過生物酶的催化來實現。而作為環境生物技術發展的關鍵因素的生物凈化酶活性以及其生存的條件研究,我國是在80年代才開始的,并且,將酶和細胞固定化這種技術引入到環保領域,對于廢水的生物治理技術發展來講具有重要的意義。
近幾年來,我國在研究方向主要是從一般的分離篩選向微生物的降解代謝的途徑,以及降解酶系的組成方面進行研究,通過研究發現,在活性的污泥中存在多種酶,主要有脫氫酶、淀粉酶和脈酶等,同時還發現,活性污泥中的這些原生動物和微生物,對于污水的凈化作用往往與它們自身所具有的酶活性有很重要的關系。比如,因為細菌中所含有的脈酶和蛋白酶要比與原生動物高,所以,細菌主要是用來分解污水中的尿毒和蛋白質,這樣,結果就會出現污水的氨基酸的濃度上升。原生動物呢,其身體所含的過氧化氫酶活性則要遠遠高于細菌,所以,原生動物將細菌分解而產生的氨基酸作為其主要的氮源,在氧化作用下,讓水中的有機質和水溶性磷等的濃度出現明確的下降??梢?,酶活性的水平如何,主要是受其反應條件的影響,比如受到污水中的PH值,溫度等因素的影響。此外,污水因為其成分過于復雜,所以,利用生物的凈化功能進行分解的工程也更艱難。
此外,固定化技術也是這幾年來研究的一個方向。因為固定化酶成分單一,此技術在研究中成本高,效果不明顯,所以應用面較窄。而細胞因為是多酶系統,固定化細胞應用起來效率高、成本低、性能穩定,所以被廣泛運用。比如,在我國、美國、英語和日本都采用這種技術來處理高濃度的重金屬污水,并且效果顯著。
結束語。
總之,隨著我國經濟的發展,人們環保意識方面的增強,環境生物技術也順應時代發展的要求不斷地進步,同時,結合水污染的特征采用環境生物技術,不斷進行研究和開拓,并在改善我國的水污染方面取得了一定的成效。當然,利用環境生物技術改善我國的水污染只是一個方面,更重要的是人們要進一步加強環境保護和水資源的保護,這樣,才能有效地構建最合理的生態環境體系,讓我們重新生活在一片藍天碧海中。
參考文獻。
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