现代生物技术在环境保护中的应用

摘 要：随着现代工业技术的迅速发展，我国国民经济社会总体发展速度较快，城市化进程的步伐也日益加快。在经济高速发展过程中，环境问题也随之而来，必须采取有力措施进行环境保护。因此，积极利用现代生物技术、加强环境保护已经成为人民日益关注的课题。本文在此从生物技术的优点出发，对生物技术在环境保护中的应用做了详细的研究。

关键词：环境；生物技术；应用

前言：当前，许多传统的环保工艺处理技术已不能适应现在环保工作的需求，迫切需要一种新的环保治理方式。而现代生物技术以其众多的优点，正越来越多地被应用到了环境保护处理过程当中，其在废水、废气、固体废弃物等环境污染处理、环境监测与评价等方面具有非常显著的效果。

一、现代生物技术概述

生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，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。利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，经常是一步到位，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。生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与经常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。

所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。

二、生物技术在环境保护中的重要应用

1、生物技术在水处理中的应用

生物技术在改善水体质量，治理水源污染方面有很重要的作用。首先，在水体质量改善方面，生物技术应用最为广泛。污水中含有许多的有毒物质，成分十分复杂，其中包括重金属、有机磷、酚类、氰化物、有机酸、醛及蛋白质等等。利用微生物自身的新陈代谢等生命活动，能够将水体中的部分有毒有害物质很好的去除，从而使得水体中的有害物质转化为无毒物质，使水体得到净化。固定化酶技术就是应用最为广泛的一种污水处理技术，主要是通过武力吸附法或者化学键合法使水溶性酶和固态不溶性载体相结合，从而将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，从而有效的对污水中的有机污染物进行处理。除此之外，生物膜处理法、活性污泥法、稳定塘法、人工湿地处理系统工程以及土地处理系统法等都是常见的水污染控制与治理的生物技术。

2、空气的生物净化

应用生物技术来处理废气和净化空气是控制大气污染的一项新技术，代表了大气处理净化处理技术的未来发展方向。废气的生物处理是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点，把废气中的有害物质转化成无害的物质。微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性，并可将其作为代谢底物降解、转化。同常规的有机废气处理技术相比，生物技术具有效果好、投资及运行费用低、安全性好、无二次污染、易于管理等优点，尤其在处理低浓度（小于3mgPL）、生物降解性好的有机废气时更显其优越性。

生物洗涤法分洗涤式活性污泥脱臭法和曝气式活性污泥脱臭法两种工艺。洗涤式活性污泥脱臭法的主要原理是将恶臭物质和含悬浮泥浆的混合液充分接触，使之在吸收器内从臭气中去除掉，洗涤液再送到反应器中，通过悬浮生长的微生物的代谢活动降解溶解的恶臭物质。这种方法可以处理大气量的臭气， 同时操作条件易于控制，占地面积较小，压力损失也较小， 实际中有较大的适用范围。这种方法设备费用大、操作复杂而且需投加营养物质，因而其应用受到了一定限制。曝气式活性污泥脱臭法是将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中，通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质，现已应用于粪便处理场和污水处理场的恶臭气处理。

3、固体废物生物处理技术

3.1 微生物转化污泥堆肥系统

这一技术是将有机固体废物和能够将其有效分解的微生物群以一定比例共同堆积在一起，在适宜条件下，经过一段时间的堆腐，微生物自我繁殖并将有机物分解，达到固体有机废物净化的目的。且整个过程对环境污染极小，分解过程稳定。

3.2 微生物氧消化

微生物厌氧消化是通过控制微生物处于缺氧的生存环境，将环境内的有机废物分解成CO2和CH4的艋方法。该种有机物处理方法具有能源消耗低、剩余产物少和可回收再利用的优点，已成为未来有机废物净化处理的研究方向。现阶段国内外在该技术上的研究还处于探索阶段，实际操作过程中具有工艺、技术和设备等一系列的问题有待解决。因此，为了提高生物能源的利用效率，提高固体有机废物的处理效率，相关研究人员还应努力钻研，将这一技术更好的发展。

4、生物技术在环境监测与评价中的应用

随着生物技术的不断发展，生物技术如今已经被广泛应用于环境监测与环境评价中。当前国内外关于生物技术在环境监测方面的应用实例主要有：生物酶技术、金标免疫速测技术、PCR技术、生物发光检测技术、生物芯片技术和生物传感器等，其中生物芯片技术和生物传感器应用最为广泛。尤其是以生物传感器为核心的环境生物监测技术，可在线在位迅速地提供环境质量参数，成为环境质量预报和报警中的重要组成部分。 生物监测和生物评价不仅是环境质量现状监测和评价的一种手段，在环境质量的评价中，生物评价也是不可忽视的。

5、污染土壤的生物修复

生物修复技术是80年代以来出现和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术，其主要利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境如土壤中的污染物，达到清除环境污染的目的。实践结果表明生物修复技术是可行的、有效的和优越的，此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。生物修复是采用诸如提高通气效率、补充营养，投加优良菌种、改善环境条件等办法来提高微生物的代谢作用和降解活性水平，以促进对污染物的降解速度，从而达到治理污染环境的目的。

三、结语

综上，实际工作中应构建一个有利于生物技术在环保中应用的良好环境，大力推进生物技术在环境保护中的应用，通过广泛应用现代生物技术、适当减少动力能源消耗、提高现代生物技术的整体水平，通过生物高技术的发展带动整个环保科技的发展，解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题。

参考文献：

[1] 张浩.生物技术对在环境保护中的应用[J].商，2013（12）.

[2] 姜虎生，张洪林.现代生物技术在环境保护中的应用[J].辽宁城乡环境科技，2003，23（1）：11-12.