生命科学纵横论文：环境保护中生物技术的应用探究.doc

环境保护中生物技术的应用探究 摘要： 生命科学是研究生命现象、及生命活动的本质和发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的一门科学。它与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。而随着科技的进步和社会的发展，环境污染能源消耗越来越引起人们的注意，环保问题也日益突出，基于生命科学理论的生物技术凭借其突出的特点不仅可以促使工业和农业向减少能源消耗和降低污染的方向发展，而且可以成为清除已造成污染的有力武器，在环境保护中具有广泛的应用价值。 关键词：生命科学，生物技术，环境保护，应用 正文： 在本学期的生命科学纵横选修课上，我对生命科学这门学科有了比较深刻的认识。在由衷感叹大自然和生命进化的神奇精彩的同时，我也十分注重生命科学与技术对人类生存空间和环境的影响。目前，环境保护已成为世界性的课题，也日益严重地影响着我国国民经济的可持续发展。由于人口的快速增加，自然资源的大量消耗，全球环境状况正在急剧恶化。水资源短缺、土壤荒漠化、有毒化学品污染、臭氧层破坏、酸雨肆虐、生物多样性遭到破坏、森林减少??人类的生存和发展遇到了一场前所未有的挑战，而生物技术应用对环境和人类健康的影响极为重大，运用现代生物工程技术可以预防、阻止环境恶化，加强自然资源持续利用，维护生态平衡。运用现代生物工程技术预防和治理环境污染具有巨大的潜力和优势。因而探究环境保护中生物技术的应用和发展前景显得极为必要。 生物技术可分为两类：一是传统的生物技术，即利用生物的天然机能及其酶系统进行物质生产或参与其他生物处理过程的技术；二是新兴的生物技术，即利用基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等新兴技术，人工改造生物机能及酶系统进行物质生产和生物处理的技术。 1 生物技术在环境问题处理中的应用 1．1废水处理中的应用 生物处理是废水处理方法中除物理、化学处理以外的另一大类处理方法，它是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化作用，从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术被认为是一种经济有效的污水处理手段，它不但融合了生物自身吸附性好、沉降性好和降解能力强等特点，而且符合生态学及可持续发展的观点。长期的实践证明，生物工程技术的发展，及其在环境生物技术的开发和应用，充分显示了生物法在污水处理中的优越性和广阔应用前景。吸附—降解(AB)生物处理技术、间歇式活性污泥法(SBA)生物处理技术、LINDE生物处理技术、升流式厌氧污泥床(USAB)生物处理技术、废水生物脱氦除磷技术、人工湿地处理系统和氧化沟生物处理技术等被依次开发并走向市场。 1．2废气净化处理中的应用 由于气体中的挥发性有机物和恶臭物质，排放时浓度并不很高，但刺激性和臭味很大，而其中大部分是可以被微生物降解的。因此，这类气体物质很适合于用生物方法来去除。生物技术法与传统有机废气处理方法比较，具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等技术优点。美国利用微生物代谢净化工业性恶臭气体效果显著，而且不产生二次异臭；德国和荷兰利用生物膜过滤处理含硫化氢的气体，硫化氢除去率达90%以上。 2 生物技术在环境监测中的应用 应用于环境监测的生物技术主要有：用细菌总数及粪便污染指示菌(大肠埃希氏菌、克霉伯氏菌等)监测水质；用鼠伤寒少门氏菌检验物质致突变性与致癌性；用发光细菌快速检测环境毒物；通过测定水中藻类的生长量进行水质监测或物质的霉性检测。近年来，国内外研究较多的是应用聚合酶式反应技术(PCR技术)、核酸探针、生物传感器等生物高技术进行环境监测。PCR技术适用于目前尚不能培养的微生物检测，可用于土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测，随着技术的完美及成本的降低，今后核酸探针和PCR技术可能发展成为一种快速可靠并可能代替常规微生物检验水质的方法。 3 生物技术在环境污染修复中的应用 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，其主要采用诸如提高通气效率、补充营养，投加优良菌种，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，达到治理环境污染的目的。随着生物技术的发展，生物修复的内涵也得到不断丰富，除了传统的生物修复以外，近年来还发展了真菌修复，植物修复以及无机污染物的生物修复等技术。 重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是: 通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性，通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程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