浅谈生物工程技术及在环境保护中的应用

发表时间:2021/5/18   来源:《建筑实践》2021年40卷4期   作者:谢卓艺
[导读] 在过去的一段时间里,工业、农业、建筑业等各个行业的快速发展
        谢卓艺
        身份证号码:44018419820401****

        摘要:在过去的一段时间里,工业、农业、建筑业等各个行业的快速发展,极大地推动了社会进步与经济增长,但是也引发了严重的水污染、空气污染、土壤污染问题,严重降低了人们的生活质量,阻碍社会可持续发展。在其情形下,做好环保工作势在必行,将生物工程技术应用于环保工作中,具备显著的优势。
        关键词:生物工程技术;环境保护;应用
        1导言
        社会快速发展的背景下,环境污染问题引发了社会各界的高度关注,因此积极做好环保工作具有重要的现实意义。生物工程技术属于新型技术,安全性高,成本低,将其应用于环境保护工作中,能够极大地优化传统环保工作模式,提升环保工作水平,改善人们的生活质量,实现人与自然的协调发展。
        2生物工程技术在环保工作中的优势分析
        生物工程技术是一项综合性学科,涵盖多方面的高新技术,包括细胞工程、基因工程、微生物工程以及酶工程等等,在多项技术的支撑下,使得现代生物工程技术水平更高,功能更完善,在农业领域、食品领域以及医药领域中实现了广泛的应用,并且在环境污染治理及环境保护工作中也发挥着至关重要的作用。新时期,环保工作迫在眉睫,和传统技术相比较而言,现代生物工程技术优势更加明显,具体来说,主要体现在以下几个方面。首先,生物工程技术对于废弃物的处理,主要是通过降解并破坏其分子结构的方式实现的,并且经过讲解后的产物,能够实现再利用,在解决环境污染问题的同时,还实现了对资源的再利用,避免了浪费现象。其次,发酵工程技术作为生物工程技术的重要组成部分,利用该技术来对污染物质进行处理并转化成为一些较为稳定的物质,包括:水、氮气、二氧化碳等等,这些物质无毒无害,不仅保证了安全性,同时也实现了污染源的有效消除,改善了环境质量。
        3生物工程技术在环境保护中的具体应用
        3.1污水处理
        区别于传统物理、化学方法处理污水,利用生物工程技术处理污水,主要是利用生物的自我调节机制间接改善所处环境,有效分解和处理污水中的污染物,达到净化污水的目的。处理手段大致分为活性污泥法、生物膜法和自然生物处理法。据研究,造成水污染的主要原因是工业废水未经本厂处理,肆意排放,流入江河湖海,污染源多为金属元素,其余以氰化物、有机磷、酚类化合物居多。传统物理方法和化学方法很难实现安全、高效处理废水。
        3.1.1生物膜法
        生物膜法在运用过程中,引导污水多次流经碎石、炉渣有孔塑料板等填料,久而久之在载体上形成了膜状生物泥,这种生物泥简称生物膜。其原理是利用生物膜中大量繁殖的微生物,在适应生物膜生长环境的同时,吸附并降解废水。同时,随着污水流经过程中的不断冲击,“生命力”弱的生物膜会被冲掉,落入沉淀池,随后,在沉淀池中沉淀分离,不会造成二次污染。生物膜中的微生物也可以人工添加,比如,运用微生物的固定化酶及固定化细胞技术,能够达到更好的效果。通过污染净化后的污水,不仅对环境不再造成有害影响,还能够实现二次利用,节约了水资源。
        3.1.2活性污泥法
        活性污泥法是现在应用最为广泛的治理方法。原因在于,处理效果好且成本相对较低,对处理设备的要求不高,主要处理设备为曝气池。在曝气池中连续鼓入空气,增加污水中的含氧量,等待一段时间,曝气池内会逐渐大量繁殖活性污泥。活性污泥本身是由大量好氧性微生物组成的絮凝体,表面积大,能有效吸附水中有机物。并且,活性泥中的微生物以污水中的有机物为食,只要污水没有被完全净化,还有生存空间,活性泥中的微生物就会不断繁殖,发挥效用。


        3.1.3自然生物处理法
        自然生物处理法,是利用自然生长、繁殖的微生物和植物等对污水净化。这种方法更原生态,在治理过程中没有技术含量,成本低廉。缺点是容易受自然条件影响,占地面积大,见效慢。
        3.2在化肥污染处理中的应用
        近年来,随着农业规模化发展的不断加快,对于化肥的需求量越来越大。农作物的生长,离不开化肥,施加适量的化肥能够保证农作物的产量。但是,如果滥用化肥,会导致出现土壤板结的现象,并且会严重污染地下水,同时也会阻碍池塘湖泊中生物的生长。过量使用挥发性的化肥,会增加空气当中的氮元素含量,形成酸雨,破坏空气臭氧层。因此现,做好化肥污染处理工作显得至关重要。固氮技术作为生物工程技术的重要组成部分,在该技术的支撑下,能够实现对空气当中的氮元素的自动化吸收,避免氮元素超标造成污染。举个例子来说,将生物工程技术应用于小麦根系,使其能够自动吸收氮离子并固定于根系当中,试验证明,固氮技术的应用,使得小麦增产15%。此外,饮用细胞融合技术,能够将豆类植物的固氮作用应用于非豆类植物中,在减少氮肥施加量的同时,缓解污染问题。
        3.3固体废物的处理
        固体废物简称垃圾,是指人类在生活活动中,产生丧失使用价值的固体或半固体物质。普遍认为,有人类生存的地方就一定会存在固体废物。固体废物包括生活垃圾、炉渣、工业残渣、动物尸体等。我国针对固体废物的处理,提出了“无废城市”策略,在各个城市逐渐推进,环保局和业界环保企业纷纷积极谋求合作,旨在为环保事业尽一份力。据统计,我国每年产生大量的固体废物,造成经济损失高达76亿元。所以,处理固定废物刻不容缓。社会中处理固体废物的方式主要有四种,即固积法、掩埋法、焚烧法及环境生物技术。
        固积法是治理固体废物的传统方法,主要在土地上大面积堆放垃圾。运用这种方法,需要大面积的占用土地,垃圾也会存在变质后散发恶臭的结果。掩埋法是在固定的位置将垃圾进行土藏,依靠土壤的自我调节能力,对垃圾进行物化分解,或者在填埋垃圾的土地种植农作物。如果运用这种手段,需要派出大部分人力将垃圾分类,能够分解的垃圾进行土埋,垃圾被分解需要漫长的时间,这种方法费时费力。焚烧法多用于树叶、秸秆、生活垃圾的燃烧,将固体废物高温处理,能够减少部分垃圾的存在,同时焚烧产生的气体可以作为有机能源二次利用。而这种手段的缺陷是,对能源回收设备的要求比较高,且操作不当会对空气造成二次污染。环境生物技术法,是利用生物技术,将固体废物视为有效资源加以利用,达到固体废物有效减量、节约能源以及无公害的目的。现如今最受关注的则是环境生物技术法处理固体废物。
        对于我国产生的固体废物,其构成有大部分是居民生活垃圾,这些垃圾大多是可回收利用的有机物,如果能够有效处理,将会变废为宝,对环境和资源利用上做出相当大的贡献。生物技术法处理,主要是将固体废物分门别类,将可以利用的有机物转化为农业化肥,满足资源利用最大化的同时,促进生态系统的良性运转。堆肥技术是运用环境生物技术处理固体废物的最有效手段,经过专家学者的不断研究,实现了快速堆肥手段,取代了传统的漏填静态堆肥和半快速堆肥。国际上达到领先水平的是欧美国家,研究并开发了十余种快速堆肥技术。
        结束语
        总之,生物工程技术较其他环境治理方法具有明显优势,有利于保护生态环境、提高污染治理效率与效果。为进一步提高水污染治理效果,要充分且高效应用微生物检测技术,并全面提高生物工程技术的应用能力,从而为环境治理奠定坚实基础,为生态环境保护,实现生态环境与经济、资源协调发展提供保障。
        参考文献:
        [1]郭陈娴,姚建松,杨易帆.浅谈生物工程技术在环境保护中的应用[J].中国资源综合利用,2019,37(11):158-160.
        [2]籍爽.生物工程技术在环境保护中的应用与研究[J].生物技术世界,2016(03):37.
        [3]罗鸿斌,徐匆.浅谈生物工程在环境保护中的应用[J].科协论坛(下半月),2013(05):109-110.
        [4]陈磊.试析环境保护中生物工程的重要性[J].生物技术世界,2014(11):19.
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