分子生物技術在環境污染治理中的應用

林杰喜

(陽江市環境監測站 廣東省陽江市 529500)

隨著生物技術中的細胞融合技術、基因技術及分子生物技術的不斷發展，生物技術治理環境污染得到進一步的研發和利用，也是較為環保的治理方式，對于未來的環境保護來說，受到各國政府、國際組織及企業的重視，對于提高環境質量效果和保護環境有著重要作用。

1 與環境污染物相關的分子生物技術

1.1 PCR-DGGE技術及其相關技術

PCR是一種利用脫氧核糖核酸(DNA)半保留復制原理，在體外擴增位于兩段已知序列之間的DNA區段從而得到大量拷貝的分子生物技術。運用PCR-DGGE技術處理染織廢水、酶制劑廢水和紅霉素廢水，首先測定三種廢水樣品處理不同階段生理生化性質指標：pH、COD、TP(總磷)、硫化氫含量、氨含量、色度變化規律。結果顯示，三種廢水樣品整個處理過程中pH變化波動較大，COD、TP(總磷)、氨含量、硫化氫含量和色度五個指標呈逐漸下降的趨勢。

1.2 基因重組技術

基因重組是一種創新型生物技術，它通過酶切擴增技術在作為研究對象的生物基因組當中獲取所需要的目標基因。再同載體相連接構成新的DNA分子，然后將新構成的DNA分子輸入至受體細胞之內，以此體現出新的基因特征。已經分離的菌株及具有降解作用的基因通常存在于質粒體上，而在細菌進行繁殖當中，質粒體極易丟失，所以將對細菌原本具有的降解力產生負面影響，這種重組菌提高了對各種生物降解功能，所以，應用于治理環境污染，或對部分廢棄物進行發酵處理都有顯著效果。

2 分子生物技術在水處理藥劑中的應用

水處理藥劑是一種化學藥劑，利用它可以對工業和用水及其他廢水進行處理。該種藥劑功能包括：減少水垢、降低污泥，抑制泡沫數量，預防盛水容器的腐蝕，清除懸浮在水中的固體、清除毒性物質等。此外，這種藥劑還具有除臭、脫色，軟化水質、穩定水質的功效。

2.1 微生物絮凝劑的分類

國際上在上世紀七十年代起開始著手這方面的研究與應用，我國在這面起步相對較晚，通常微生物絮凝劑可劃分為三大類。第一類是直接應用微生物細胞；第二類是從微生物的細胞壁當中提取。第三類是微生物經過細胞代謝后的產生的絮凝劑。

2.2 絮凝機理

微生物絮凝劑由生物大分子成構成，這種分子本身帶有電荷，學術界認為，微生物絮凝劑的若干種絮凝機理中，最為人們接受的是橋聯機理學說。研究人員實驗的證明，絮凝劑TH6添加在生活污水中，對COD的去除率達68%，對SS的去除率達91%；采用微生物絮凝劑普魯蘭對味精生產企業的廢水進行處理，對COD與SS的去除率均達在40%上下，對濁度的去除率達99%；將硫酸鹽還原菌培養液當作凈化劑，可使電鍍廢水當中具有的Cr汁濃度得到大幅度降低，降幅可達88%，由此彰顯出微生物絮凝劑的廣闊前景。

2.2.1 “電性中和”機理

水中膠體這種膠粒，其分子本身攜帶負電荷，在與攜帶正電荷的絮凝劑相遇時，便發生正負電荷的中和反應，導致膠體呈現出不穩定狀態，膠粒與膠粒之間、膠粒與絮凝劑分子之間出現強烈碰撞，促使沉淀產生。在大量實驗當中，通常采用加入金屬離子的方法對其凝絮狀態進行調解，也可對PH值進行調解，通過這種方式影響凝絮效果，整個過程取決于絮凝劑的帶電程度。

2.2.2 “化學反應”機理

微生物絮凝劑當中的部分活性基團在同被絮凝對象當中的部分基團相遇時，可導致化學反應發生，形成較大分子，引起沉淀現象，對生成的大分子進行處理，或添加另種活性基因，使大分子產生化學變化，以對其的絮凝活性產生抑制作用。有專家研究得出這樣結論，此類絮凝劑的絮凝活性決定于活性基因，與溫度的相關性強，溫度可促其發生化學變化。

2.2.3 微生物絮凝劑的特點

(1)高效無毒。微生物絮凝劑同鐵鹽、鋁鹽以及聚丙烯酞胺等化學藥劑對比，在用量相同的情況下，其對活性污泥所產生的絮凝作用，從速度方面而言最具優勢，并且產生的沉淀也更易作過濾處理。作為微生物菌體內外所分泌出的一種生物大分子，這種絮凝劑具有較高的安全性，沒有無毒特，(2)避免二次污染。從微生物菌體內分泌，故不會對其本身產生危害，不會對水處理的效果產生影響，此外，絮凝后的殘渣通過生物降解進行處理，對環境也無二次污染的威脅。(3)出色的脫色功能。這種微生物絮凝劑可處理多種物質，包括具有活性的污泥、活性木炭、還有印染廢水等，其凝速快的特點，決定了需要量也較小，特別對膠體和溶液的絮凝效果尤佳。動物廢水中含有許多種有機分子，使用這種絮凝脫色效果顯著，對動物血液的作用同樣顯著。缺點是其絮凝作用易被毒物質所干擾，所以，應對待處理廢水采取菌體預防生長預防措施。

3 結語

作為新興技術，分子生物技術在水處理方面展現了廣闊發展前景，同時也為其他領域帶來福音。分子生物技術日益受到人們的關注，在科技迅速發展的背景下，分子生物技術將為人類產生創造更多的貢獻。

[1]朱將偉,陳衛紅,邱江平.生物技術在環境保護中的研究與應用概況[J].生物技術通訊,2010(01).

[2]余宏偉.微生物在環境保護中的應用[J].農家科技,2011(04).