董少青

摘 要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá)以及社會(huì)的發(fā)展使得世界各國人口劇增，人類從事生活以及生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)自然資源的消耗以及對(duì)環(huán)境的破壞使得資源枯竭、環(huán)境污染等問題愈發(fā)嚴(yán)重，世界各國均意識(shí)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境、開發(fā)新型能源的重要性?，F(xiàn)代化生物技術(shù)即是一種能實(shí)現(xiàn)保護(hù)生態(tài)、緩解日益嚴(yán)重的環(huán)境問題的先進(jìn)技術(shù)，本文主要介紹了生物工程在環(huán)境保護(hù)中的作用。

關(guān)鍵詞：生物防治;微生物技術(shù);瀕危生物援救

引言

生物工程興起于上世紀(jì)70年代，是一門基于生物理論與技術(shù)，充分融合現(xiàn)代工程技術(shù)以及生物生理功能所成的綜合性應(yīng)用學(xué)科。生物工程對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題有著極大的積極作用，其原理主要是在融合環(huán)境科學(xué)與工程技術(shù)的基礎(chǔ)上，借助工程技術(shù)防控環(huán)境污染問題，并產(chǎn)出有益物質(zhì)。一般情況下，利用生物工程所產(chǎn)出的物質(zhì)多為二氧化碳、水這類對(duì)人與環(huán)境都不造成危害的物質(zhì)，因此對(duì)環(huán)境治理而言，生物工程具有安全、徹底、無毒無害的特點(diǎn)。

1 利用生物防治取代化學(xué)農(nóng)藥

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球年均化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)量高達(dá)上百萬噸，其中最常見的是有機(jī)氯以及有機(jī)磷化合物。化學(xué)農(nóng)藥雖能有效抑制農(nóng)作物生長過程中的蟲、病、草害等，但同時(shí)也難以避免地會(huì)影響到農(nóng)作物本身、土壤以及其他動(dòng)植物。若人類食用了農(nóng)藥中毒的動(dòng)植物，同樣會(huì)受到身體上的損害。此外，長期使用農(nóng)藥作用于農(nóng)作物的生長，蟲、草等也會(huì)逐漸產(chǎn)生抗藥性?？偠灾@一，使用農(nóng)藥百害一利。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，如今生物學(xué)家們開始利用生物防治手段解決農(nóng)作物生長中的蟲、病、草害等問題，其中利用蟲、菌對(duì)影響農(nóng)作物生長的蟲、病等進(jìn)行防治是目前運(yùn)用較為普遍的生物防治手段。如利用赤眼蜂防治甘蔗螟蟲、玉米螟、松毛蟲、棉鈴蟲;利用麗蚜小蜂防治白粉虱;利用白僵菌、蘇云金桿菌、殺螟桿菌、青蟲菌等菌類殺蟲劑防治玉米螟、稻卷葉螟、松毛蟲、菜青蟲等。生物防治手段借助了自然界中食物鏈的等級(jí)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長中的蟲、病、草害等問題的解決，從而達(dá)到提高產(chǎn)量、保護(hù)環(huán)境、減少危害的目的。

2 利用微生物技術(shù)處理污水

污水是造成環(huán)境問題的關(guān)鍵因素之一。以往最常用的污水處理法有兩種，一是向污水中融入試劑使之形成沉淀物，二是借助中和、電解等化學(xué)手段對(duì)其進(jìn)行凈化。然而，這兩種方法各有弊端，試劑無法完全清理出污水中的有害物質(zhì)，化學(xué)手段的成本過高，且極易導(dǎo)致二次污染。隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的要求愈來愈高，水體潔凈成為基本生活要求。生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展使得這一要求逐漸得到滿足，可借助微生物的新陳代謝功能，將污水中呈溶解或膠體狀態(tài)的有機(jī)物分解氧化為穩(wěn)定的無機(jī)物，從最終實(shí)現(xiàn)污水凈化的目的。微生物能極大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化，通過分解、代謝污水中的有害物質(zhì)，使之成為對(duì)人與環(huán)境均不造成危害的清潔水，在不產(chǎn)生二次污染的同時(shí)達(dá)到凈水目的。目前，應(yīng)用最為普遍的是活性污泥法以及生物膜法?；钚晕勰喾ń柚⑸锏拇x功能實(shí)現(xiàn)凈水，生物膜法則是借助生物膜的流動(dòng)鑲嵌性達(dá)到凈化目的。活性污泥法以及生物膜法在工業(yè)廢水以及生活污水上的運(yùn)用非常普遍，不僅節(jié)省了污水處理成本，還能取得較為可觀的凈水效果。

3 利用生物工程拯救瀕危動(dòng)物

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，哺乳類動(dòng)物已有近40種滅絕，上百種瀕臨滅絕;鳥類已有近百種滅絕，近200種瀕臨滅絕。人類作為自然界食物鏈頂端的高等生物，生存與發(fā)展均離不開自然生物鏈的依托，物種的減少對(duì)人類的生存將產(chǎn)生巨大威脅。所以，援救瀕危動(dòng)物實(shí)為當(dāng)務(wù)之急。隨著生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展，人類對(duì)基因的了解與掌握程度越來越深。轉(zhuǎn)基因種植技術(shù)的出現(xiàn)與普及，即意味著當(dāng)前的基因工程已較為成熟，這無異于為援救瀕危動(dòng)物打開了希望之門。美國曾建立起一座專門收集動(dòng)物皮膚細(xì)胞及其他組織樣本的“動(dòng)物園”，種類高達(dá)800多種，且進(jìn)行過利用冷凍細(xì)胞復(fù)活死亡動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)。這些措施都在一定程度上緩解了多種動(dòng)物瀕臨滅絕的現(xiàn)實(shí)問題，保護(hù)了生態(tài)系統(tǒng)的多樣性。

4 利用指示生物檢測(cè)環(huán)境污染

一般來講，某些生物對(duì)環(huán)境特性具有指示作用，通過對(duì)指示生物的檢測(cè)，還可以幫助我們了解和改善生態(tài)環(huán)境。指示生物主要包括，大氣污染指示生物和水污染指示生物兩大類。譬如鳥類、植物就是比較常見的大氣污染指示生物，一旦大氣污染加劇，就會(huì)及時(shí)體現(xiàn)在這些生物生存情況上。比如地衣、苔蘚植物、紫花苜蓿等對(duì)二氧化硫敏感，金絲雀等對(duì)一氧化碳敏感。水污染指示物主要是一些藻類、浮游生物等，可以通過它們的生存來判斷水的質(zhì)量，比如水中如果存在著蜉蝣目稚蟲或毛翅目幼蟲，則表示水質(zhì)比較清潔;而如果水中大量存在顫蚓類或食蚜蠅幼蟲時(shí)，則表明此時(shí)的水體受到了嚴(yán)重的有機(jī)物污染。指示生物也可以是人工培養(yǎng)出來的菌類。例如利用細(xì)菌總數(shù)及糞便污染指示菌（大腸埃希氏菌、克霉伯氏菌等）監(jiān)測(cè)水質(zhì);用鼠傷寒少門氏菌檢驗(yàn)物質(zhì)致突變性與致癌性[2]。我們可以根據(jù)指示生物在某一環(huán)境的生存狀態(tài)來判斷該處環(huán)境指標(biāo)是否合格或者受污染程度，然后根據(jù)不同的污染程度采取不同的治理方法。這項(xiàng)技術(shù)在環(huán)境治理過程中具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。

總結(jié)

總而言之，生物工程能很大程度上緩解當(dāng)前日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題，但事物均有兩面性，在運(yùn)用生物工程技術(shù)改善環(huán)境問題的同時(shí)，也要注意其可能帶來的例如二次環(huán)境污染、生態(tài)失衡等問題。希望隨著技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，生物工程的負(fù)面問題能得到一一解決，從而促使生物工程在針對(duì)環(huán)境保護(hù)上發(fā)揮其最大效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳磊.試析環(huán)境保護(hù)中生物工程的重要性[J].生物技術(shù)世界，2014（11）：19-19.

[2]羅鴻斌，徐匆.淺談生物工程在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J].科協(xié)論壇，2013（5）：109-110.

[3]王雅珍.生物工程技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用與研究[J].雞西大學(xué)學(xué)報(bào)（綜合版），2004（6）：35-36.

（燕山大學(xué)，河北 秦皇島 066012）