戴攀

(湖南省隆回縣第一中學(xué),湖南邵陽 422200)

社會發(fā)展建設(shè)創(chuàng)造人類文明的同時,也帶來了很多生態(tài)環(huán)境方面的問題,如大氣污染、土壤荒漠化、化學(xué)農(nóng)藥污染,使全球環(huán)境急劇惡化,人類的生存與發(fā)展面臨著嚴重的挑戰(zhàn),而生物技術(shù)作為一種新型環(huán)境污染處理技術(shù),降解能力強、并且具有無公害的特點,在生態(tài)環(huán)境保護過程中發(fā)揮重要的作用。

1 我國生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

在工業(yè)建設(shè)快速發(fā)展的過程中,我國的生態(tài)環(huán)境也極具惡化,具體而言,可以從以下三個方面進行分析,第一是水資源問題,我國水資源分布大體可以為七大水系,而有數(shù)據(jù)調(diào)查研究顯示,在工業(yè)化的快速發(fā)展過程中,在這七大水系河段之中有87%出現(xiàn)不同程度的污染,而主要的污染類型有石油類污染、氨氮類污染,造成水體副營養(yǎng)化,同時相比較城市,農(nóng)村水體破壞同樣嚴重,由于農(nóng)藥化肥的不合理運用以及生活污染物的隨意排放,水資源治理難度不斷加增[1]。第二是土地資源沙漠化,在最新一次的土地荒漠化調(diào)查研究中,發(fā)現(xiàn)我國沙漠化總面積已經(jīng)達到174萬平方公里,占據(jù)我國土地總面積的20%,而產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因就是因為盲目的耕地砍伐,以及不規(guī)范的開發(fā)建設(shè)活動,而土地資源沙漠化所帶來的危害不容小覷,對經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展造成嚴重影響。第三是白色污染,在現(xiàn)下的城市購物之中,塑料袋為生活帶來了極大的方便,但同時也帶來了大量的白色垃圾,而白色污染不僅是視覺上的污染,白色污染難降解對土壤資源造成的危害增添了生態(tài)環(huán)境的潛在威脅。

2 生物技術(shù)概念及在環(huán)境保護中的應(yīng)用優(yōu)勢

生物技術(shù)也被稱之為生物工程技術(shù),主要是指利用現(xiàn)代生命科學(xué)與其他學(xué)科原理,通過科學(xué)技術(shù)之間的融合,加入生物體或者生物原料,從而更好的實現(xiàn)某種生物學(xué)目的,如發(fā)酵技術(shù)就是最典型的一種生物技術(shù)。因此相比較傳統(tǒng)的污染處理技術(shù),將生物技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境保護中具有以下三個方面的優(yōu)勢。首先是生物技術(shù)可以將一些廢棄物進行降解,從而將環(huán)境污染程度控制到最低,并且此種方式具有一勞永逸的特點,最大限度的對廢物資源進行了轉(zhuǎn)化[2]。其次是生物技術(shù)中的發(fā)酵技術(shù)可以將一些污染有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水這樣的無污染物質(zhì),避免了污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)移,是一種十分安全的環(huán)境保護措施。最后生物技術(shù)是一種酶促反應(yīng)技術(shù),而酶是一種具有較好化學(xué)活動性的蛋白催化物質(zhì),生產(chǎn)條件比較低,有利于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3 生物技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用策略

3.1 污水生物凈化

在城市污水之中含有很多的有害物質(zhì),如氮化物、酚類物質(zhì)、有機磷、重金屬等,這些污染物質(zhì)若是采用傳統(tǒng)凈化方式,是很難從本質(zhì)上進行凈化清除的,但是利用生物處理技術(shù)卻大為不同,微生物可以通過自身的生命活動清除水體中的有害物質(zhì),從而使污水得到更好的凈化[3]。在這里筆者舉這樣的一個例子,如固定化酶和固定化細胞處理技術(shù)就是生物處理技術(shù)的一種,其中固定化酶是一種不溶性酶,在運用此種生物技術(shù)時,主要是通過物理吸附和化學(xué)鍵融合的方式使水溶性酶和固態(tài)不溶性載體結(jié)合,這樣固定化酶在水體中就不會溶解,并且仍然可以保持自身的活性,而微生物細胞就會形成一個天然的固化酶反應(yīng)器,和固定化酶反應(yīng)原理相似,也可以發(fā)生固定化細胞催化反應(yīng),運用固定化酶和固定化細胞處理技術(shù)處理水體中的重金屬物質(zhì)具有很好的效果。而關(guān)于這一方面的研究,在國內(nèi)外都有很多明顯的案例,如在德國就通過農(nóng)藥化酶的方式,除去了水體之中的9種化學(xué)成份,并且還有研究人員發(fā)現(xiàn),若是可以將固定化酶和固定化細胞處理技術(shù)與硅珠進行結(jié)合固定,水體污染凈化程度還會進一步的提升。而我國關(guān)于固定化酶和固定化細胞處理技術(shù)也有很深的研究,并且將其與表面活性劑進一步結(jié)合,可以更好的保持活動酶效率,從而提升污水處理率。

3.2 生物修復(fù)污染土壤

土壤污染主要是由于重金屬污染引起,而生物技術(shù)的土壤污染修復(fù)功能主要是利用微生物或者植被,通過凈化作用,從而消減土壤之中的重金屬或者低重金屬的毒性,進而防治土壤污染。具體而言,主要的凈化原理就是生物技術(shù)中的酶化促進反應(yīng),從而改變土壤之中的重金屬物質(zhì)化學(xué)形態(tài),進而起到更好的固定或者解毒作用,從而使土壤內(nèi)部的有害物質(zhì)減少可移動性。并且通過相關(guān)測試表明,經(jīng)過生物技術(shù)進行修復(fù)的污染土壤有機含量會得到一定的增加,同時在生物活性促進下,土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)也會得到一定的改善,并且還會起到一定的土壤固化效果,這樣即使在發(fā)生風(fēng)蝕或者水蝕時,也可以最大限度防止水土流失,這從某種程度上分析其實可以控制土地荒漠化的。

3.3 快速消除白色污染

隨著城市購物消費的不斷加快,塑料袋成為生活中的一種必須品,并且為人們的生活創(chuàng)造了極大的便利,但是隨之而來就是白色污染的加劇,有數(shù)據(jù)調(diào)查顯示,目前在我國每年大約有上百萬噸的白色垃圾污染投入到土壤或者溝河之中,這對環(huán)境造成的破壞是十分巨大的。而很多廢棄塑料是很難化解的,并且會殘留在土壤之中,若是持續(xù)不能得有有效的治理,對農(nóng)作物生產(chǎn)就會造成極大的影響,因此必須要采取有效的方式去控制白色污染。而生物工程技術(shù)的應(yīng)用使消除白色污染實現(xiàn)了可能。首先利用生物技術(shù),可以更好的刪選出可以降解的塑料產(chǎn)品或者農(nóng)用地膜,提高講解菌利用率。其次還可以通過克隆降解基因的方式,將這一基因?qū)氲轿⑸锿寥?這樣就可以加快土壤中的白色垃圾降解,從而提高可降解塑料產(chǎn)品及地膜的應(yīng)用發(fā)展。具體的應(yīng)用原理就是,在微生物之中可以提取出一種與塑料袋十分類似的聚酯物質(zhì),這種聚酯物質(zhì)是微生物內(nèi)源性儲藏物質(zhì),通過發(fā)酵生產(chǎn),就可以形成一種可降解、高溶點、并且不含有有害物質(zhì)的生物降解塑料,這樣就極大的控制了白色污染問題。而近些年關(guān)于這一方面的研究與發(fā)展也越發(fā)深入,如目前有研究人員開始嘗試利用D N A技術(shù)對微生物進行改造,在或者進行發(fā)酵生產(chǎn)時添入生產(chǎn)菌種,從而重組細菌進行發(fā)酵,從而加快破裂蛋白生產(chǎn),并且還可以降低生產(chǎn)成本,是一種有效的生物技術(shù)消除白色污染方式。

3.4 清除化學(xué)農(nóng)藥污染

隨著化工藝的快速發(fā)展,化學(xué)農(nóng)藥污染也越發(fā)嚴重,有數(shù)據(jù)顯示在使用化學(xué)殺蟲劑后,有80%的有害物質(zhì)會殘留在土壤之中,尤其是氯代烴類化學(xué)農(nóng)藥在土壤之中更是難以分解,從而對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重的破壞。由于化學(xué)農(nóng)藥的這種危害性,近些年有越來越多的研究人員在不斷的尋求清除化學(xué)農(nóng)藥污染的可行方式,在生物技術(shù)的快速發(fā)展過程中,終于探尋出了清除化學(xué)農(nóng)藥污染的曙光。首先可以利用生物技術(shù)中的礦化作用,降解農(nóng)藥中的微生物,將農(nóng)藥中的有害物質(zhì)分解成二氧化碳或者水,從而清除化學(xué)物質(zhì)所產(chǎn)生的毒害。在或者利用生物技術(shù),將農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為可代謝中間產(chǎn)物,從而消除生態(tài)環(huán)境中的殘留農(nóng)藥,并且在這個過程中為了能夠更好的避免負面效應(yīng),還可以采用基因工程方式對一些可以降解農(nóng)藥的微生物進行改造,從而實現(xiàn)更好排毒效果。其次是開發(fā)生物農(nóng)藥,所謂生物農(nóng)藥就是指利用生物體產(chǎn)生的作用對病蟲害進行防治,如微生物殺蟲劑、細菌殺蟲劑、真菌殺蟲劑等都屬于微生物農(nóng)藥,并且隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展,有科研人員嘗試利用D N A技術(shù)更好的提升殺蟲效果,如利用基因克隆桿狀病毒,從而干擾害蟲基因編碼,破壞害蟲激素片平衡,這樣就可以抑制害蟲繁衍,從而起到殺蟲作用,并且不會對土壤造成破壞,清除化學(xué)農(nóng)藥污染對土壤的破壞作用。

4 結(jié)語

在經(jīng)濟建設(shè)快速發(fā)展的過程中,化工業(yè)生產(chǎn)對自身環(huán)境造成了嚴重的破壞,而生物技術(shù)研究應(yīng)用可以起到極好的環(huán)境保護作用,為了能夠更好的實現(xiàn)自然環(huán)境可持續(xù)發(fā)展,加快生物技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用研究就顯得越發(fā)重要。

[1] 尹琪丹.現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用對策研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2016,(35)：109-110.

[2] 趙曉明,唐蕓蕓.現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用研究進展[J].化工管理,2016,(06)：156.

[3] 劉鵬,葉偉軍.現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用和前景[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013,(20)：149.