现代生物技术在环境工程中的运用分析

施宇震，王萍

（1.昆明理工大学，云南 昆明 650224；2.昆明铁道运用技术学院，云南 昆明 650000）

随着社会经济的快速发展，人们生活水平和生活质量都有所提高，环保意识也在逐渐增强。目前，环境污染问题日趋严重，保护环境已成为社会发展进程中的重要内容。为了改善人们的生活环境以及应对层出不穷的环境问题，现代生物技术可以应用到到环境工程中来，为保护环境拓展出新的思路和途径。生物技术是一种科学的技术手段，能够有效的治理和修复环境污染问题。目前，现代生物技术在三废处理、污染泥土处理以及环境监测方面都发挥着重要作用。

1 现代生物技术的概述及发展现状分析

1.1 现代生物技术的概述

现代生物技术出现于70年代，是以生命科学为基础进行研究与应用。经过几十年的发展，现代生物技术已相对成熟，其不仅能够对生态环境进行生物修复，还能够用来检测环境污染状况，在环境工程中应用现代生物技术已逐渐成为生物修复发展的新趋势。现代生物技术主要包括诱变育种、原生质体融合技术、微生物处理技术、基因工程、蛋白和蛋白酶工程以及生化工程等多个方面。其中，诱变育种主要是利用诱变剂对微生物细胞进行处理，然后大幅度提升其突变频率。诱变育种常见的有短波长射线诱变和化学诱变，随着研究的不断深入，出现了新的诱变技术，包含有低能离子束诱变、激光辐射和电磁波辐射以及原生质体诱变技术。生物技术在环境工程中的发挥的作用越来越大，并且在实际应用中衍生出了环境生物技术，其在治理环境方面更为高效和科学[1]。

1.2 现代生物技术的发展现状

目前，现代生物技术已经在医学、植物物种、环境工程中等方面都有所应用。

（1）在医学中，生物技术经过专家们长期研究和探索，其不断被开发与应用，在对血浆蛋白的研究中促进了DNA重组技术的建立，再由DNA重组技术以及杂交瘤技术开始，引导新的各种生物技术出现。例如，科学家对DNA重组技术进行试管实验，优化系统结构，随之进行细胞移植实验并将其应用到医学中。其中，运用生物技术获取蛋白各激素，能有效抑制其副作用，提高治疗效果。生物技术为人类治疗疾病提供了宝贵的科学手段，也为人类健康提供了更多保障。

（2）在植物育种中，现代生物技术基因工程能够促进植物育种和植物抗病毒。目前，在生物技术体系中，基因工程已经是一个完整的工程体系，在各个环节操作中都能够保证流程的规范性和完整性，因此，也能够保证植物基因工程的科学性和完整性。在植物基因工程中，最具有代表性的就是转基因植物生产医学蛋白，其主要是将外源基因植入植物细胞来获取医学蛋白[2]。

（3）在环境工程中，主要应用技术包括生物技术，基因工程技术以及微生物处理技术。生物技术对于治理生态环境具有良好的效果，且其副作用非常小。微生物处理技术主要用于环境污染控制工程，这项技术也是环境工程中的重点技术。在微生物处理技术中，核心是发酵技术，其能够进行废物处理和细菌冶金处理。

2 现代生物技术在环境工程中的具体运用

2.1 在三废处理工程中的运用

三废处理主要是指废水处理、废气处理以及固体废物处理。

（1）现代生物技术在废水处理中主要是通过微生物对废水中的有害物质进行降解，即微生物在进行活动时，对废水中的有害物质进行分解，降低废水的毒性，以达到净化的目的。目前，对于废水的处理主要应用两种现代生物技术，分别是酶技术和固定化细胞技术。酶技术是通过化学键让水溶性酶和固态不溶性载体结合起来，使其不再溶于水，反应生成固定化酶，对微生物中所含有的细胞进行固定，以获得固定化细胞。因此，这项技术能够对废水进行有效处理[3]。

（2）对于废气处理主要有两种方法，分别是生物膜法和生物过滤法。生物膜法主要是通过气液界面把废气中有害的化学物质转化成液体，然后将其进行吸附固定处理后，扩散到生物膜中，再将其进行氧化，达到除臭的效果。氧化法主要是利用填料中的微生物通过新陈代谢来进行氧化，以达到除臭目的。其过程是废气从风管进入洗涤塔，增加其湿度后，再进入生物过滤塔，对有害物质进行完全分解，以达到完全净化废气的目的。洗涤塔的水主要是由洗涤泵来供应，由其不断供水，水从洗涤塔的塔顶流下之后，会随着污染物一起回到储水箱，进行循环往复的使用。这样不仅能保证资源的重复使用，也能够节省成本，达到经济效益最大化。生物过滤法是先将废水统一收集起来，然后利用充满微生物的填料对其进行分解，以及吸收废气中的臭味。这种方法需要吸水性的填充料作为基质，人工选择丰富并适宜的微生物种类。同时，也需要给予充足的氧气以及合适的温度，以保证微生物与外界物质交换繁殖的生物活性。这样才能达到比较好的处理效果[3]。

（3））现代生物技术在固体废物的处理中，主要包括好氧堆肥和厌氧发酵两种方法。好氧堆肥是利用有氧环境中的微生物对固体废物进行氧化分解，并且将其放在特定环境下待自行腐烂后即可变为肥料。厌氧发酵就是在无氧条件下，通过微生物将固体废物分解为二氧化碳以及其他气体等物质。其中，二氧化碳可以被植物吸收，其他气体会被二次利用，并且都不会对环境都造成污染。这种处理方式实现了生态环境的良性循环、节省了成本、减少了环境的污染，而且还可以将废物转变成有机肥料等，推动了资源环境的可持续发展。

2.2 在污染泥土处理工程中的运用

泥土污染主要有重金属污染，有机农药污染等。现阶段，由于我国大力发展工业，促进经济快速增长，导致泥土重金属污染越来越严重。现代生物技术对污染泥土的处理方式主要采用植物修复技术和微生物技术[4]。

植物修复技术主要是利用植物作为主要媒介，对泥土中的重金属进行降解，但这种技术对泥土的要求比较苛刻，只能对特定的土壤进行处理。这种修复技术的特点是在修复土壤的同时净化、绿化了周围的环境、原位处理、达到增肥的效果以及修复技术的成本较低。

微生物技术是利用微生物的吸附性和代谢性等特点对土壤中的重金属进行处理，控制pH值，从而提升处理效果。例如，一些长时间使用有机农药，污染严重的的土地，由于部分有机农药难以溶解，现代生物技术可以将这些土壤中的污染物进行分解，形成对空气无害的二氧化碳和水等物质，并且能够有效地防止这些有机成分对土壤造成的二次污染。其缺点是，由于这些物质完全分解需要很长的时间，影响农业发展，对于土地还会造成一定的损害[5]。

2.3 在环境检测工程中的运用

现代生物技术在环境监测中的价值也非常重要，能够对许多方面的环境污染问题进行监测。例如，①其对水质进行检测的时候，可以通过粪便污染指示菌以及细菌总数对水质进行监测，这是一种相对科学的方法；②其对环境毒物进行检测时，主要是要运用发光细菌，通过运用藻类生长情况对水质霉性进行监测和测量；③对石油污染进行检测时，可以检测出石油污染物中的烃降解基因，其原理是利用核酸杂交的方法对石油污染的情况进行检测，根据检测出的含量判断是否存在污染。这也说明污染物中的烃降解基因数量的多少跟石油污染的严重程度成正相关的关系，降解基因的含量越高，石油的污染也就越严重。因此，对于新型能源还要加强研究力度，特别是对于绿色能源的开发，更要进行深入研究。只有不断开拓新能源的寻找路径，才能在能源的应用上找到新的方向，并促进新能源的发展，提高利用率[6]。

3 结论

综上所述，现代生物技术在处理环境工程中的环境污染问题发挥了重要作用，也得到了广泛的认可。随着生物技术的不断发展，其在环境工程中还会有进一步的应用。因此，生物工程技术与环境工程还需要在未来进行不断的探索和融合，将利用率达到最大化，为保障环境、减小污染奠定良好的基础，为实现绿色可持续发展做出贡献。