玉林市环境应急与事故调查中心 537000
摘要:当前,环保问题受到了社会的广泛关注,在科技不断更新、发展的情况下,运用生物技术手段能够对这些环境污染问题进行有效的解决,使得环保工作得以顺利的开展。生物技术作为物理、化学治理技术的补充,有其特殊性、经济性和不可替代性,在废气、废水、固体废物治理方面得到了较多应用,同时应用范围和效果还在不断扩大。本文在此从生物技术在环保工程中的应用意义出发,对生物技术在环保工程中的几个具体的应用做了一定的研究。
关键词:生物技术;环保;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。而生物技术作为一种环境污染治理的新型手段,其特点具有着高效性,正越来越多地被应用到了环境保护处理过程当中。
一、环保工程中生物技术应用概述
生物技术是对生物或生物的成分进行改造和利用的技术,它是在DNA分子技术上发展起来的,主要包括基因工程、细胞工程和微生物等,由于该技术出现运用的时间比较短,目前仍是一门新兴的、综合性的学科。在工业生产中运用的生物技术指以现代生命科学为基础,结合其他基础学科的科学原理,采用了先进的科学技术手段,根据实际需要,利用微生物、动植物体对物质原料进行加工,最终生产人们所需的产品或者让人们的工业生产达到某种目的的技术手段。
生物技术可以广泛应用于环境治理和保护。一方面可以直接用于被污染的环境治理和监测。通过微生物清洁环境、将废物经微生物变废为宝、微生物测量污染程度等。另一方面还可以改善生态环境。常见的有生物固态氮代替化学肥料、使用微生物农药杀虫、开发生物资源,保持生物物种的多样化,保护生态环境。
二、环保工程中应用生物技术的重要意义
首先,利用生物技术处理垃圾废物,可使垃圾废物内部分子结构发生改变,将降解后的产物进行合理运用,可降低垃圾废物给环境所带来的污染程度。另,还可对废物进行转化处理,以提高其利用率。其次,经生物技术处理后的污染物最终可转化成氦气、二氧化碳等,此类气体具强稳定性,有利减少大气污染。另外整个过程当中,生物技术所采取的是直接处理法,有效减少了转移次数,也降低了发生重复污染的可能性,具较高安全性和科学性。最后,生物技术中的酶促反应是利用一种活性蛋白质实施处理,其可使得多种生物技术于常温环境下也能快速进行,整个过程简便、灵活,且成本较低,反应过程相对稳定,最终还可取得良好的处理效果。
三、生物技术在环保工程中的几个实际应用
1、污水生物净化
污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上。
2、废气净化处理
现在较为常用的废气净化方法主要有:利用微生物进行过滤法、利用微生物对某些废气的吸附法,还有微生物洗涤法。运用微生物技术对废气进行处理,与旧的废气处理办法相比,有费用低、功效高、无危险、不产生垃圾等优势。
利用微生物对废气进行处理,生产原理是根据不同性质的废气,利用微生物本身的特点,对废气予以处理,主要运用微生物的吸收和过滤作用。吸附法主要是含有胺、酚、乙醛等污染气体通过微生物时,微生物会吸收这些气体,净化率达到95%以上;过滤法就是有臭味的气体通过微生物时,微生物予以分解的过程。
污染土壤生物修复
3、污染土壤生物修复
土壤污染也是较为严重的环境污染问题之一。其最主要表现形式是土壤板结沙化、重金属污染,导致土壤无法利用,威胁农业生产。利用生物修复技术治理土壤重金属污染,主要是通过酶促反应等生物作用,对土壤中的重金属进行固定,由于重金属元素的化学形态发生了改变,其移动性也相应降低,通过有针对性的生物对其吸收、代谢,可以削减土壤中重金属的含量。达到净化土壤和降低毒性的目的。其中应用最广的属低温微生物修复技术。重金属的低温微生物修复是利用低温微生物的生物活性,对重金属亲和吸附或转化为低重金属的污染程度。此外,污染土壤经过生物修复过程后还可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失等同。
4、白色污染处理
塑料的出现极大地方面了人们的生活,也带来了严重的白色污染,废弃的塑料在土壤中存留会对作物产量、土质、水源等产生恶劣的影响。当前利用生物技术降解塑料是处理白色污染的有效方法,主要是利用基因工程技术将对塑料有降解作用的微生物进行相关基因的克隆和转移,培养新型的、有较好塑料降解作用的微生物,达到大量降解白色污染物的目的。
5、固体废弃物处理
固体废物,我们可以产用生物降解的方法,例如焚烧、热处理等,这种办法具有成本低、操作简单、容易管理、运行费用低等优点。这也可以成为“生物反应堆”,与传统的挖坑填埋相反,可以允许适量的水分进入,增加湿度,微生物可以很好地生长和繁殖,从而加速了废物的降解和稳定。又分为好氧生物处理,这是指利用好氧生物在有氧的条件下新陈代谢,利用好氧生物技术将废物处理;厌氧生物处理,是指厌氧生物在无氧的条件下生长代谢作用处理废物;准好氧生物处理,这是使填埋场里具有某种好氧条件,靠垃圾分解产生的发酵热造成内外温差,空气可以自然的通过填埋体,促进垃圾的分解和稳定,它不需要通风,节省能量,减少对地下水的污染,可以使危险气体例如CH4、H2S等产量降低等;混合生物技术,是把好氧和厌氧生物技术综合起来,它主要的特点就是增加了挥发有机酸对空气具有危险性的污染物的讲解,并且降解的速度很快。
6、环境监测与评价
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。
四、结语
综上,生物技术在环境保护中有着不可代替的关键作用,在环境保护中也有着良好的发展。实际环保过程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。
参考文献:
【1】周笑薇.浅议现代生物技术在生态环境中的运用和发展趋势[J].科技资讯.2011(04).
【2】牛炳晔.生物技术在环保工程中的应用[J].环境工程,2010,28:407-409.