近些年,生物工程技術快速發展,應用范圍不斷擴大。生物工程 以生命科學為主,又與其它很多學科相互交叉,綜合性強且復雜性大, 在各學科與各領域應用潛力比較大。生物工程技術的快速發展與廣泛 應用,以及技術人員綜合素養的提高,使其在環境保護工作中的應用 范圍不斷擴大。此外,因該技術自身具有一定的高效與環保性,因而 在環境保護領域應用潛力是非常大的。
生物工程技術的發展與創新,一定程度上為環境污染治理開辟了 新渠道。自上世紀 70 年代生物工程技術開創以來,該技術快速發展, 至今已經形成了包含遺傳、細胞、微生物發酵、酶生化及生物反應器 等在內的五大工程。環境污染治理中,生物工程技術的應用,主要是 利用生物抑制劑消解或排除自然環境中的污染源。引入生物抑制劑不 會破壞生態系統整體平衡,且對環境危害較小,因而其污染治理效果 突出,污染治理效率明顯提升,生態平衡得到了一定的調節。此外環 境污染治理中生物工程技術的應用有一定的特定性,能夠針對污染情 況與類型進行特定而有效的治理。
日常生活與工業生產中,水資源是必不可少的。隨著經濟的發展, 工業與生活污水排放量急劇增長,世界范圍內,水資源或多或少都受 到了污染,優質水源日益減少,嚴重威脅到居民生命健康及生物的生 存。所以,環境污染處理中,污水治理已成為關鍵問題。一般采取的 置換與過濾等污水處理法,水質得不到徹底的改善。而生物工程技術 的應用,可將污染物有效分解為無害物質,還可防止發生二次污染, 其治理效果是顯而易見的。
應用生物工程技術旨在處理土壤中的殘留農藥與板結沙化等問 題。土壤污染中,農藥中磷與氯等化學殘留是主要污染源,而應用生 物工程技術,可將這些物質進行分解,清除掉其中的有害物質,并將 其分解為水與二氧化碳,改善土壤性能,促進農作物種植,為農作物 創作良好的生長條件。此外重金屬是也是主要的土壤污染源,會嚴重 危害到人體生命健康。由于重金屬不易降解,增加了其治理難度;針 對重金屬污染土壤,可應用生物工程修復技術。生物修復原理在于借 助基因工程技術促使微生物與動植物等功能發生改變,吸附重金屬或 將其轉換為無毒物質。實際工作中,可采用以下方式凈化土壤中的重 金屬:
(1)利用生物作用改變土壤中重金屬化學形態,減小其移動 性與生物可應用性。
(2)借助生物吸收與代謝,對重金屬進行削減、 凈化與固定。
白色污染是人們對難降解的塑料垃圾 ( 多指塑料袋 ) 污染環境現 象的一種形象稱謂。各類生活塑料制品使用后由于隨意亂丟亂扔,難 于降解處理,以致嚴重污染環境。應用生物工程技術,對塑料制品進 行有效降解,其內部聚酯分子結構被破壞,有效處理白色污染。同時,還能節省成本,加快處理白色污染,從根本上提高綜合效益。因而, 白色污染處理中,生物工程技術的應用具有重要意義,具體主要表現 為:
(1)應用基因工程技術,將優勢微生物篩選出來,形成高效降 解菌,并借助發酵工程技術的培養,實現白色污染物降解目標。
(2) 應用基因工程技術,在某一土壤微生物中導入可編碼降解的基因蛋白, 充分發揮自身作用,以此快速降解塑料制品等白色污染物。
農藥種植中,化學殺蟲藥物中有 80% 的會殘留在土壤中,對土壤 造成污染,使生態系統遭到破壞。而微生物可對這些物質進行有效分 解,并將農藥稀釋成水與二氧化碳,操作方便,效果好,利于改善土 壤性能并長期保持,以防化學農藥造成其它負面影響,為農作物創造 良好的生長環境。
生物處理與空氣凈化廢氣物,旨在通過微生物吸附并分解有機物, 降解惡臭物質以及有機廢物等,主要包含生物洗滌、過濾就吸附等方 法。這些處理方法成本低且效率高、耗損低、安全性高且不會產生二 次污染;相較傳統廢氣處理,有明顯的優勢。另外,生物工程技術還 可在降低污染物排放量基礎上,從源頭上控制污染物的產生。
環境保護中,環境污染監測工作是非常重要的。實際工作中,除 了應用化學或分析儀器測定外,生物監測也是非常重要的技術。生物 監測通常選用對某一污染物特殊敏感的生物為指示生物,一旦環境污 染物質出現積累,其癥狀表現就會比較突出,比如水葫蘆對水域中砷 元素進行監測,地衣監測空氣二氧化硫含量。因此可應用生物工程技 術形成特異性指示生物,為人們進行環境污染監測提供便利。未來, 因技術自身的快速靈敏性與特異性強等特點,生物工程技術將廣泛應 用于環境監測中。
人類生存與發展中,生物資源發揮著重要的支撐作用,促使人類 更好的適應環境與需求變化。生物多樣性,主要是指某一地區內,基因、 物種及多樣性生態系統的統稱。現在,生物種類每天消失種類達到 10 到 20 多種。據此預估,未來 20 到 30 年中,會有 1/4 的物種從地球上 消失,直接威脅到人類生存與發展。生物工程技術的發展將有助于生 物多樣性的保護與恢復。
綜上所述,隨著社會經濟的快速發展,環保領域中生物工程技術 應用日益廣泛。隨著生物工程技術的快速發展與技術水平的提高,精宏實驗設備認為生物工程技術在環境保護工作中,發揮著重要的作用,為環保事業發展 開創了新的發展局面。