环境生物技术论文(2)
环境生物技术论文
环境生物技术论文篇二
环境生物技术的发展
摘 要：作为一门利用微生物介质来为人类提供相关服务的技术，环境生物技术的核心是以各种微生物活动规律为依据进而寻求解决一系列环境问题的新方法。阐述当前环境生物技术在环境污染治理及监测技术及等几个方面的研究进展，并分析其今后发展的前景与趋势。
关键词：环境生物技术 污染治理 环境保护 发展前景
中图分类号：X505 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2013)004-093-02
1 前言
环境污染问题是当前世界所面临的四大难题之一，我国也将环保作为基本国策之一，主要应用于环境污染治理的环境生物技术也得到了与时俱进的发展。生物技术作为高新技术之一已经具有悠久的历史，而由环境工程技术与现代生物技术相互结合所形成的新兴学科即环境生物技术只是在上世纪末期才在欧美发达区域萌芽，但其能在短时期内得到飞速的发展，成为了兼具环境效益、经济效益并能有效解决当前复杂环境污染问题的方式之一。环境生物技术的核心是微生物学的过程，其主要研究内容有：污染物微生物的降解技术、环境污染的监控技术、环境友好材料生物的合成技术、污染场地生物的监测技术以及固体废物的强化处理技术等，因此环境生物技术是现代生物技术在环境污染治理、监控以及监测等环节之中的重要应用手段。笔者主要从污染水、废气与固体废弃物的处理与净化、生物监测技术以及化学农药污染清除等方面论述环境生物技术研究进展，并探讨其在相关方面的发展前景。
2 环境生物技术的研究进展
2.1 污水的净化处理
现代污水净化处理技术便是运用微生物的新陈代谢功能将污水净化，目前主要有生物膜法、活性污泥法、厌氧生物处理法以及自然生物处理法等。污水之中的有毒成分十分复杂，其包括各种氰化物、酚类、有机磷、有机酸、重金属、醇及醛等，微生物通过自身的活动可以促使污水之中的有毒物转化为有益的无毒物，从而有效清除污水的毒害作用。固定化细胞与固定化酶技术是生物净化污水的酶工程技术，微生物细胞是固定化酶反应器，运用制备固定化酶的方式把微生物细胞加以固定则可催化一系列生化反应;固定化酶则可通过化学键合法或者物理吸附法将水溶性酶与固态的不溶性载体相互融合，使酶成为保持催化活性但不溶于水的衍生物，因此固定化细胞与固定化酶可有效地对废水之中的无机金属毒物及有机污染物进行净化处理。我国运用固定化细胞技术来降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠的净化技术取得进展，对于 (LAS)100mg/L的污水降解率及酶活性保存率均处于90%以上。除此之外，美国从土壤中分离的厌氧菌能够有效地将毒性较强的化合物转化为乙醇及醋酸盐等化工原料，还利用氰化物细菌来进收集水中的铜、锌等重金属，使水净化之后得到循环利用。
2.2 废气的净化处理
气态污染物的生物净化主要先有气相到液相的转换过程，再在液相中利用微生物对其进行吸附降解，而其缠上的代谢物则溶入液相、析出至空气中或者成为细胞代谢能源或者细胞物质。近期来，生物技术对废气的净化处理方法有将煤的物理选煤技术之一的浮选法与微生物处理技术相互结合，进而将黄铁矿与煤进行分离而实现脱硫的目的。荷兰与德国运用生物膜过滤器净化含硫化氢的废气，控制率高达90%以上;捷克斯洛伐克于上世纪末在其北部的煤矿中用氧化亚铁硫杆菌脱褐煤中硫，平均能够脱去23.4%的有机硫以及78.5%的无机硫;美国运用CB1菌株能够成功地脱离18%-47%的有机硫，都是生物技术研究进展中废气净化处理的成功实例。
2.3 固体废弃物生物处理技术
固体废弃物主要来源于城市生活、农业生产以及污水处理后的剩余污泥。目前为止，固体废弃物生物处理方式主要有掩埋、囤积、焚烧以及利用生物技术等，其中生物技术能够将固体废弃物进行资源化、无害化以及减量化的处理，培养微生物使废渣转化为含氨基酸及蛋白质的有益物质，从而使其变为有利于农田的改良土壤肥料。除此之外，微生物堆肥是一种可分为厌氧发酵法与需氧性堆制法的堆肥方法，厌氧发酵法包括高温生物发酵法以及沼气发酵法，主要是利用厌氧微生物造肥使得固体废弃物无害化;需氧性堆制法是在通气的条件下依靠需氧性微生物活动的高温堆肥方式，例如设置堆肥工厂对城市垃圾废料进行集中处理并使其在高温环境之中进行发酵。
2.4 生物监测技术
传统的环境生物技术的监测方法主要有：利用发光细菌快速地监测环境有毒有害物质、Ames实验监测物质的致癌性及突变性、通过水中藻类生物种类数量的测定来进行物质的酶性监测以及水质监测以及利用粪便污染指数及细菌总数来对水质进行监测等。上述生物监测技术在检验的标准以及操作模式上已逐渐成熟，而随着环境生物技术的不断发展与进步，多种分子工具也被运用到生物的监测技术之中，主要有核酸探针、生物芯片与生物传感器、生物免疫检验、病毒监测、PCR以及单细胞电泳等，这些监测方法具有灵敏、快速、试验周期短以及特异性较强的优点，因此被广泛应用于环境生物的监测技术之中。
3 环境生物技术的发展前景
3.1 完善环境污染治理
环境生物技术处理污染物的产物多数稳定持效、无毒无害，并且有效地避免了污染物的多次转移，使得污染的资源得以重新利用并强化环境的自净能力，因此环境生物技术以其效率高、速度快、成本低、消耗少以及无二次污染的优点成为了当今世界环保应用中最为广泛及重要的技术。环境生物技术在污染治理方面的完善在初步阶段已取得发展，但在深入工程阶段还存在较大的进步空间，活性污泥法与生物膜法相互结合、厌氧与好痒工艺技术相结合的污水处理技术，无害无毒化的生产工艺以及完善高效的自动化系统是今后环境生物技术在污染治理方面的主要发展方向。除此之外，高活性脱硫菌种的研制与培养、微生物脱硫技术对废气处理的运用还需配合清洁生产技术的研究，并考虑到充分利用微生物降解产物的有效途径，从而为人类生活提供更多能源。 3.2 加强生物检测手段
随着科技的发展进步，环境生物污染的检测应向更全面、更快捷及更灵敏的方向发展，分子生物技术可以分析污染的来源、探索环境污染物质的转化及降解规律以及检测污染致突变的原因，其将在研制开发生物传感器方面发挥强大的作用。生物传感器可以有效地满足对环境实际情况实施连续自动的需求，并可判断环境污染发展的趋势，从而尽早地采取预防措施。
3.3 与其它技术相结合
环境生物技术与其他科学技术之间的相互结合可有效地提升处理效率及增强处理效果，与此同时，电子计算机的使用也能为生物技术处理工艺实现自动化，还可有助于数学模拟研究的发展。例如将声、光、电与生物处理技术相结合对有毒有害高浓度难降解的有机废水进行处理可以取得良好效果，电化学的高级氧化、光催化氧化以及辐射分解等都是生物技术与其他技术之间相互整合开发的新型处理技术，而这些工艺与设备组合的模块化转变是环境生物技术发展的新方向。
4 结语
综上所述，环境生物技术在自然界环境中发挥强大的净化功能的同时，还对改善现时环境污染难题以及提升世界整体环境质量水平起到了不可或缺的作用。随着当前世界经济不断的发展以及环境污染治理的需求，环境生物技术的成果已逐渐地渗透进产业化与商品化的发展之中，各国对生物技术在环境领域内的运用开展了规模巨大的科研活动，并成功地研究开发了诸多环境生物技术及其产品，并被广泛地应用于各项环境污染治理问题之中。环境生物技术具有非常广阔的市场前景，在未来的社会发展中将发挥出愈来愈重要的作用。
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