生物技术在实际生产中的应用

生物技术在环境保护中的实践应用摘要：21世纪是生物的世纪，在工业生产日益发达的今天，工业生产所带来的环境破坏引起了人们的高度重视，尤其是近期哦多数地区出现了雾霾天气，因此越来越多的研究学者在考虑应用生物技术的方法来改善环境质量。生物技术又被称为生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。它主要包括发酵技术和现代生物技术。关键词：生物技术；环境保护；科技随着现代工农业的快速发展，农用化学物质的广泛应用，能源的大力开发以及都市化的进一步扩大，尤其是近年来乡镇企业的崛起，使环境中出现了许多化学性、物理性及生物性新物质，如转基因生物，酶制品。这些新物质可能对人类赖以生存的环境带来新的不良影响。污染物的复杂化，污染的愈趋严重及生物多样性的减少等环境问题的突现使得现代生物技术在环境保护领域的广泛应用成为必然。目前，现代生物技术在环保领域中的应用，大致表现在环境监测与评价、消除污染、能源资源的综合利用和挽救濒危物种，保护生物多样性四个方面。环境监测与评价�应用酶联免疫技术，PCR技术，电子显微技术，基因差异显示技术，生物传感器，基因探针，生物芯片等现代生物技术对环境进行监测与评价，是近年来国内外科学工作者研究的热点。应用PCR技术可检测土壤，水体和大气等环境中的致病菌与指示菌。PCR技术还可以跟踪检测环境中基因工程菌珠（GEMs），可以测定基因表达和根据基因序列的诊断来检测环境中特异性种群。随着PCR技术不断发展，又相继建立了套式PCR，反向PCR及复式PCR等。可以预见，PCR技术在检测水体，土壤等环境中的致病菌，指示菌及基因工程菌方面将发挥越来越大的作用。目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术,其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复等环境保护的各个方面,发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时,最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质,如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位,避免了污染物的多次转移。特别是现代生物技术的发展,尤其是基因工程、细胞工程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用,大大强化了上述环境生物处理过程,使生物处理具有更高的效率。目前，生物技术在此领域的研究应用已朝着具有高效净化能力的微生物种类及菌株的寻找分离，筛选以及基因工程菌的人工构建方向迈进。通过基因工程方法，利用质粒DNA重组和质粒转化可以培育出对污染物具有抗性的生物。如有人把4种假单胞菌的基因组入到同一菌种中，创造了有超常降解石油能力的超级菌，几小时内能降解浮油中三分之二的烃类，而用自然菌需一年多时间。Chakabrty等将OCT质粒和抗汞MER同时转入恶臭假单胞菌中，使其既能降解烷烃又可在含汞50-70mg/L的环境中生长，并能降解有机汞。我国目前的生物环境现状也不容乐观，尤其是我国目前所处的发展阶段，对环境造成的破坏更加严重，废水废气废渣的排放，农药以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重破坏生态环境，水污染日益严重，更有海上石油泄漏事件的发生，对海洋生态系统的破坏更加严重，因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。现代生物技术与环境保护，现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。现代生物技术的发展也给能源利用带来了新的希望，利用废弃物生产单细胞蛋白（SCP），纤维质原料生产酒精等。德国从木糖生产食用酵母，后来发展了从造纸工业的亚硫酸废液制造饲料酵母，年产量在15000万吨单细胞蛋白作为肉类代制品以补充蛋白质的不足。我国科学工作者利用味精废水生产热带假丝酵母单细胞蛋白，含蛋白达60%，产品用作饲料，效果与鱼料相同。英国伦敦一家公司用硬脂噬热芽孢杆菌这种“工程菌”能够将废弃的稻草、玉米芯等废弃物转化为乙醇，并且效力明显高于酵母菌。这些都是生物技术在能源利用中的实例。另一个困扰科学家的问题是珍贵物种的濒临灭绝，生物技术的发展也为此开辟了一条新的路径，那就是克隆技术。克隆羊多莉的诞生标志着这一技术的成熟以及可应用性，利弊：现代生物技术将大大提高单位面积的农产品数量，减轻生物资源过度利用的压力，在很大程度上缓解了生物多样性的减少。生物技术的发展会培育出抗病强的作物品种，不需要像传统品种那样多的农药和化肥，减轻了农业生产带来的环境污染对生态系统的影响。另外，以虫治虫，以草治草，以菌治菌等新型农业生物技术减少一种新技术的出现对人类历史的发展往往产生前所未有的推动作用和深远的影响。同时也可能产生未知的后果或风险，尤其是当人类不能确保对技术的正确，有效地运用时，其造成的灾难将是令人触目惊心的，生物技术作为一种迅速发展起来应用于环境领域的高新技术，也不例外具有利弊双重性，在创造显著经济效益，社会效益和环境效益的同时，也存在环境安全性问题。这就需要科学家严谨的工作态度，力求将这种危险性降到最低。参考文献：［1］杨雪飞，郑志。现代生物技术与可持续发展战略。安徽农学通报，2008［2］王丹。环境生物技术与环境保护。安徽农学通报，2007［3］李建锁，刘建秋，张现林，马保振，任爱玲。微生物填料塔净化H2S的实验与实践。洁净煤技术，2005［4］陈燕珠，万红贵。环境生物技术发展的现状及问题。2003［5］冯有胜，王敏斌，傅仕俊。生物技术与环境保护及进展。重庆工商大学学报(自然科学版)，2003［6］冯玉杰。现代生物技术在环境工程中的应用。2004，化学工业出版社［7］吴人坚，王祥荣，戴流芳。生态城市建设的原理和途径。2000［8］夏北成。环境污染生物降解。2003，化学工业出版社［9］中国环境科学学会。中国环境保护优秀论文集，2005，中国环境科学出版社