現代生物技術在生物修復中的應用

高新林 夏英垚

【摘 要】隨著經濟的發展，我國面臨著諸如環境污染、生態破壞等問題。在解決這些問題的方法中，現代生物技術是重要的是方法之一。本文主要介紹了我國的環境狀況，總結了生物修復技術、現代生物技術的特點，并對現代生物技術在生物修復中的應用和問題及展望進行了綜述。

【關鍵詞】現代生物技術；生物修復；應用

1 我國的環境狀況

隨著我國經濟的不斷發展，環境污染問題越來越嚴重，近年來雖采取了大量控制措施，但環境污染的趨勢仍在繼續。如何在經濟高速發展的同時控制環境污染，改善環境質量是我國當前亟待解決的重要問題[1]。在環境保護中，從源頭上防止污染是實現經濟增長和改善環境所必須執行的技術策略[2]。綠色技術嶄露頭角，理想的綠色技術是采用無毒、無害的原料、催化劑和溶劑，采用高選擇性、極少副產品的反應，實現零排放[3]。隨著生物技術研究的進展和人們對環境問題認識的深入，現代生物技術為環境污染問題的解決提供了重要依據。

2 生物修復技術

環境污染物的清除有多種方法，其中常用的方法是是物理和化學方法，這些方法雖然行之有效，但通常成本很高，而且還容易造成二次污染。采用生物清除環境中污染物的生物修復技術則極具應用前景，具有極大的潛力。生物修復是指在一定的條件下，利用微生物、植物和動物降解、穩定和去除環境中的污染物，使受污染生態系統的正常功能得以恢復。利用生物修復技術可以削弱乃至消除環境污染物的毒性，降低污染物的健康風險[4]。生物修復技術包括微生物修復、植物修復。微生物修復在生物修復技術中處于主導地位，近年來國內外對微生物修復技術的研究非常重視。Fulthorpe等從巴基斯坦土壤中分離出一株微生物，能礦化2，4-D，還發現添加硝酸鹽、鉀離子和磷酸鹽能增加降解率[5]。植物修復是利用綠色植物來轉移、容納或轉化污染物使其對環境無害。植物修復的對象是重金屬、有機物或放射性元素污染的土壤及水體。研究表明，通過植物的吸收、揮發、根濾、降解、穩定等作用，可以凈化土壤或水體中的污染物，達到凈化環境的目的。中國科學院水生生物研究所在湖北黃石完成的污水凈化和污水資源化雙重功能的新型穩定塘設計實驗證明，水生植物能夠去除N、P，能達到一定的凈化效果[6]。

3 現代生物技術的特點

現代生物技術是指以DNA技術為先導，包括微生物工程、基因工程、細胞工程、酶工程、蛋白質工程和生物修復技術在內的一系列生物高新技術的統稱[7]。自20世紀80年代以來，生物技術作為一種高新技術，已普遍受到世界各國和民間研究機構的高度重視，發展十分迅猛。現代生物技術具有以下幾個特點：

（1）利用微生物，少部分利用植物作為環境污染控制的生物。（2）應用環境生物技術處理污染物時，最終產物大都是無毒無害的穩定的物質。（3）利用生物方法處理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次轉移。（4）生物處理具有更高的效率，更低的成本和更好的專一性。（5）生物技術的產品或副產品基本上都是可以較快生物降解的，并且都可以作為一種營養源加以利用。

4 現代生物技術在生物修復中的應用

生物修復技術的最大特點是可以對大面積的環境污染進行治理。生物修復技術的發展最早可追溯到20世紀50年代，Martin Alexander與他的學生開展了農藥在土壤中可降解性的研究，為生物技術在環境保護中的應用打下了基礎[8]。至70年代，隨著環境技術和微生物學的快速發展，生物修復技術也有了長足的發展。運用現代生物技術構建高效菌，加強微生物對農藥等污染物的降解能力，提高降解速率。生物強化技術可有效提高有毒有害污染物的去除效果，將生物強化技術融入到傳統的生物修復中，并結合現代分子生物技術提供的新方法、新手段進行監測和評價，已成為生物修復發展的一種趨勢。通過對微生物的研究得知，微生物修復的最佳溫度在30℃，李榮等從受阿維菌素農藥污染的土壤中分離出一株能高效降解阿維菌素的菌株AW70，這菌株在30℃-37℃的范圍內降解率最好，能達到80%以上，而低溫和高溫對降解有一定的抑制作用[9]。生物修復在農藥污染的應用外，還在石油污染、水體污染修復中應用廣泛。20世紀80年代以來生物修復技術開始應用于石油污染治理。污水的生物凈化是利用微生物自身的生命活動對污水中的有毒物質進行遷移和轉化，從而達到凈化目的的處理方法。

5 現代生物技術的問題與展望

近30年來現代生物技術的多數內容已經滲透到環境工程領域中。有應用前景的領域包括廢物的高效生物處理技術、污染事故的現場補救、污染場地的現場修復技術等許多方面。現代生物技術深入到我們生活領域中，給我們帶了重大作用。但生物技術也帶了許多問題。通過生物技術產生的新菌種從實驗室走到田間，可能會破壞生態平衡，帶來生態災難。還有軍事政治家利用生物基因制造生物武器，利用基因重組技術，復制大量致病微生物的遺傳基因，并放入到武器中。給人類帶來新的憂患。現代生物技術帶來的問題不容忽視，要提高研究人員的意識，加強國際合作和強化社會責任機制。通過對現代生物技術的倫理構建，使其能夠更好的推動人類社會的發展。

縱觀現代生物技術及其產業的發展，其前景是美好的，大力發展現代生物技術及其產業已成為世界各國經濟發展的戰略重點。專家預測現代生物技術創新的高潮將伴隨人類基因組計劃的完成而到來，以基因組為基礎的生物技術產業將成為21世紀的朝陽產業，它的巨大經濟效益吸引著投資商和企業匯集于這一領域，現代生物技術將進入廣泛的大規模產業化階段，像當年工業革命一樣，使人類的生活發生根本性的變化。

【參考文獻】

[1]劉艷麗.現代生物技術在生態環境及污染治理中的應用[J].煤礦現代化，2009，4.

[2]周光召.將綠色科技納入我國科技發展總體規劃[J].環境導報，1995（2）：21-22.

[3]朱國萍.現代生物技術在環境科學中的應用[J].安徽師大學報，1998（21）：98-101.

[4]沈德中.污染環境的生物修復[M].北京：化學工業出版社，2002，356.

[5]Fulthorpe RR， Rhodes AN， Tiedje JM. Pristine soils mineralize 3-chlorbenzoate and 2，4-dichloro-phenoxyacetate via different microbial populations[J]. Appl. Environ. Microbiol.， 1996，62（4）：1159-1166.

[6]陳金霞，徐王華，張小莉.生物修復技術在污染治理中的應用[J].上海化工，2000（9）：4-7.

[7]林海.現代生物技術在環境保護中的應用[J].中國高新技術企業，2010（19）：74-75.

[8]ALEXANDER M. Biodegradation and bioremediation[M]. San Diego， California： Academic Press，1999.

[9]李榮，管曉進.阿維菌素降解菌株 AW70 的分離鑒定及降解特性研究[J].土壤，2009，41（4）：607-611.

[責任編輯：湯靜]