現代生物技術在環境監測中的應用

張玉麗

（江蘇省句容市袁巷路環境監測站江蘇句容212400）

現代生物技術在環境監測中的應用

張玉麗

（江蘇省句容市袁巷路環境監測站江蘇句容212400）

本文概述了現代生物技術的內涵及其常見形式，接著以生物傳感技術、基因探針與PCR技術、生物酶技術、生物芯片技術為例分析了其在環境監測中的具體應用。

現代生物技術；環境監測；應用

引言

隨著國家對生物技術的投入比重加大，生物技術研究與應用獲得了長足的進步，不少成熟的技術已經被廣泛地應用到社會生活中的各個領域，環境監測是現代生物監測應用得比較多的領域之一，其在環境監測中的應用既有效壓縮了環境監測的各項成本，提升了環境監測的實際水平。

1 現代生物技術內涵及常見形式

現代生物技術，也稱生物工程，是現代生物科學與工程技術相結合的產物，有著很強的實用性，服務于資源的有效開發與利用。現代生物技術具有兩項基本特征，首先，理論基礎深厚，涵蓋生物學、微生物學、系統生物學以及免疫學等多種理論；其次，跨學科屬性明顯，現代生物技術與微電子、計算機、化學等多門學科聯系密切，根據其應用范圍可以分為環境生物技術、農業生物技術等多個門類。

2 現代生物技術在環境監測中的具體應用

2.1 生物傳感技術的應用

根據傳感器中敏感元件的不同，生物傳感器可以分為五種基本類型，諸如酶傳感器、微生物傳感器等，可以廣泛地應用在大氣及水體的監測中。就以大氣監測為例，以自養微生物以及氧電極所制成的電位傳感器可以監測大氣中的溫室氣體含量，當然，以其他元素制成的傳感器，對二氧化硫等有害氣體的監測也有著非常不錯的作用。而在水體的監測中，生物傳感技術既可以監測水體中的有機磷、酚、生化需氧量等，也可以監測水體中的赤潮、持久性的有機污染物等。舉例而言，葉綠素a可以監測水體中赤潮及水華現象的發生，進而對水質展開測評，而已葉綠素a為核心的自動監測儀則是生物傳感技術的重要產品。不僅如此，生物傳感技術制備的監測儀還具備持續、快速的監測特征，應用前景非常廣闊。

2.2 基因探針與PCR技術的應用

在環境監測中，水體監測是最為重要的內容，然而，在實際的監測中，無論是自然水體樣本還是污水樣本，其受病原體或者化學類污染物的污染程度及污染來源的監測一直以來都是難點所在。不同的微生物病原體在致病劑量上有所不同，如何確定病原體的種類以及數量對環境監測而言至關重要，對此，PCR技術以及基因探針技術有著很好的應用價值。PCR技術在DNA損傷的分析上有著非常獨特的價值，能夠在分子水平上分析DNA損傷并監測病原體，而DNA損傷作為一種客觀指標，正是評價污染物遺傳毒性所不可或缺的內容。PCR有多重PCR、實時定量PCR等多個種類，應用范圍相當廣闊。而DNA探針作為一種DNA片段，能夠與待測基因進行特異性互補并產生雜交信號，在環境監測中已經有所應用，并取得了較為顯著的成果，比如在水體中大腸桿菌的監測應用中就是顯證。當前，兩種技術在應用中出現了合流的趨勢。

2.3 生物酶技術的應用

生物酶技術是現代生物技術在環境監測中應用地較多的一種技術類型，這和生物酶技術獨特的環境監測效果以及相對低廉的環境監測費用有著很大的關聯。生物酶技術能夠降低微生物的生存要求，將微生物與酶有效結合起來，從而促進各種污染物的降解，凈化環境。與其他生物技術相比，其應用范圍上更加廣泛，各環境污染領域都可以根據環境監測的實際需要針對性地應用生物酶技術，且生物酶技術在設備環境上的要求較低，能夠降低生物技術應用的前提投入。就以生物酶技術在某城市的生活污水處理廠中的應用為例。生活污水處理廠中的污水總量共2.0t，有異味，顏色呈黑色，樣本監測結果顯示除氯化物外，各項污染均嚴重超標，具體如下表：

表1 污水處置前的監測結果（mg/L）

從上表可知，污水樣本各項指標均超出國家限定標準，尤其是硫化物，更是高出國家指標的12.5倍，經生物酶藥劑用藥一周后，環保部門再對樣本進行了監測。

表2 污水處置后的監測結果（mg/L）

2.4 生物芯片技術的應用

生物芯片技術是現代生物技術與芯片技術的融合，芯片技術主要體現在常用硅片做固相支持物以及在制備環節中模擬計算機芯片的制備技術，在環境監測中的應用前景也非常可觀。目前，承載生物芯片技術的載體主要為基因芯片、組織芯片以及蛋白質芯片，不同的芯片載體盡管在形態上有所不同，但在準確、快速、自動監測不同基因表達情形乃至環境對各基因的具體影響上卻都有著非常不錯的效能。生物芯片技術以詳細分析細胞基因組為工作原理，進而精準地篩選出DNA的多變性變化以及突變過程，以此反饋出環境污染的具體情形，從而實現科學監測環境污染的目標。生物芯片技術的研究與利用尚處于初始階段，很多技術尚不成熟，但隨著科研條件的不斷改善以及研發成果的日益普及，生物芯片技術將會得到更為有效的應用。

結語

隨著科學研究的不斷深入以及技術應用的日漸成熟，現代生物技術在環境監測中的應用也取得了非常不錯的成就，并且朝著更深層次的方向發展與深化，在可以預見的未來內，現代生物仍將持續發展，并為環境監測做出更加重要的貢獻。

[1]劉利.淺談現代生物技術在環境檢測中的應用[J].低碳世界，2016（07）：5-6

[2]孫建偉.解析環境檢測中現代生物技術的應用[J].科技視界，2014（06）：243

張玉麗（1982.4-），女，山東海陽人，漢，本科，工程師，研究方向：環境保護。