生物工程技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用研究

李霂桐

【摘 要】進入新的歷史時期以來，人們越來越意識到保護環(huán)境的重要性，而將生物工程技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境保護中將會創(chuàng)新當前環(huán)保模式，當前應(yīng)用生物工程技術(shù)的領(lǐng)域不斷增多，其可以有效代替農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥與農(nóng)藥，解決當前化肥與農(nóng)藥污染嚴重的問題，是一種能夠保護人類生存環(huán)境的生物新品種。本文從生態(tài)環(huán)境存在的問題出發(fā)，闡發(fā)了生物工程技術(shù)應(yīng)用在環(huán)境保護中的相關(guān)策略。

【關(guān)鍵詞】生物工程技術(shù)；環(huán)境保護

隨著我國工業(yè)化的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益嚴重，人與自然的矛盾日益突出。環(huán)境污染已經(jīng)導(dǎo)致人們的生活質(zhì)量下降，進一步影響到人類的身心健康。在這一背景下，生物工程技術(shù)如何在人類保護環(huán)境中發(fā)揮巨大作用越來越引起各界的廣泛關(guān)注。

1 我國的生態(tài)環(huán)境存在的問題

改革開放以來，我國經(jīng)濟發(fā)展勢頭迅猛，但隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展也帶來了嚴重的環(huán)境污染問題，近幾年來，雖然我國政府部門對企業(yè)加強環(huán)保工作提出更嚴格要求，但環(huán)境污染現(xiàn)象依然沒有得到有效改觀。工業(yè)生產(chǎn)中存在著任意排放“廢水、廢氣、廢渣”現(xiàn)象，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用農(nóng)藥化肥，引起了嚴重的地下水污染，我國當前已經(jīng)有300個以上的城市出現(xiàn)了居民飲用水缺乏的狀況，在全國總城市數(shù)量中占到了50%。農(nóng)村水污染現(xiàn)象更是不容忽視，全國農(nóng)村出現(xiàn)飲用水缺乏的農(nóng)村人口已經(jīng)超過了一億。有的農(nóng)村當前耕地已經(jīng)出現(xiàn)了無水可用的現(xiàn)象，導(dǎo)致耕地面積日益減少。由于水體與土壤存在著嚴重的污染現(xiàn)象，導(dǎo)致大量農(nóng)村人口的身體健康遭遇了前所未有的威脅。

2 應(yīng)用現(xiàn)代生物工程技術(shù)的重要性

生物工程技術(shù)是多種學科相互交叉融合形成的工程，主要內(nèi)容有發(fā)酵工程、酶工程、細胞工程、基因工程等四個方面，這幾個方面可以依據(jù)人類不同需求以不同的形式組合在一起，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域當中。隨著基因技術(shù)的快速發(fā)展，依靠基因重組而出現(xiàn)的基因工程技術(shù)發(fā)展速度迅猛，現(xiàn)代生物工程技術(shù)就是包括基因工程技術(shù)在內(nèi)的、有機融入發(fā)酵工、酶工程、細胞工程等各項技術(shù)的新技術(shù)。生物工程技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境工程當中，產(chǎn)生了環(huán)境生物技術(shù)，在治理環(huán)境污染過程中應(yīng)用此項技術(shù)可以收到較好的效果。利用生物工程技術(shù)解決環(huán)境污染問題有利于實現(xiàn)人與自然的和諧相處，與我國當前提倡的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相一致。在治理環(huán)境過程中應(yīng)用生物工程技術(shù)比傳統(tǒng)污染治理技術(shù)有著更大的優(yōu)點。

3 生物工程技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用策略

3.1 解決化肥污染問題

化肥是農(nóng)作物生長的必備材料，可以增加農(nóng)作物產(chǎn)量。但由于使用化肥過量，我國當前已經(jīng)出現(xiàn)了土壤板結(jié)現(xiàn)象，同時大量沒有被植物吸收的化肥進入地下水當中，對地下水造成了嚴重污染。進一步威脅到池塘湖泊中的魚類生長。再有，這些揮發(fā)性化肥進入空氣中會導(dǎo)致氮元素增加，出現(xiàn)了大量的酸雨，同時也對空氣層上方的臭氧層造成了破壞。因此減少化肥的使用是一件迫在眉捷的事情，利用生物技術(shù)中的固氮技術(shù)可以使植物自動吸收游離在空氣中的氮元素，而不再施用大量的氮肥。如將生物工程技術(shù)應(yīng)用于小麥根系當中，可以使小麥的根系和豆類植物一樣能夠自動吸收空氣中的氮離子，然后固定在自己的根系當中。有數(shù)據(jù)顯示，將這種技術(shù)應(yīng)用于小麥以后其產(chǎn)量增加了15%左右。利用細胞融合技術(shù)可以將豆類植物的固氮本領(lǐng)應(yīng)用于非豆類植物當中，從而不再需要施用大量的氮肥。

3.2 解決農(nóng)藥污染問題

農(nóng)作物與植物的病蟲害治理也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一件不容忽視的問題，每年用于防治農(nóng)作物與林業(yè)的農(nóng)藥數(shù)量巨大，而農(nóng)藥當中大多含有有機氮與有機磷，這些物質(zhì)對空氣與地下水都會造成嚴重污染，尤其是對人類身體健康也造成了威脅。將有益昆蟲或微生物防治技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)作物與林業(yè)的病蟲害治理當中不但可以有效殺滅害蟲，而且也不會對土壤、空氣造成影響，有效保護了人類與畜類健康成長。最近幾年，在基因工程技術(shù)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了高效殺蟲生物技術(shù)，從而替代了農(nóng)藥殺蟲技術(shù)，解決了污染環(huán)境的問題。

3.3 改良生物品種

利用生物工程技術(shù)培育與環(huán)境友好相處的生物新品種可以實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。不但可以保證生物群體的健康發(fā)展，而且也可以利用改良物種性質(zhì)使其為保護環(huán)境服務(wù)。生物工程技術(shù)在培育新品種方面有著無可比擬的優(yōu)勢，利用基因重組與拼接技術(shù)改變外來物種的特點，利用組織培養(yǎng)與細胞保存技術(shù)可以實現(xiàn)生物物種的多樣化，使繁殖困難的物種得以延續(xù)。在應(yīng)用細胞融合技術(shù)的基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)優(yōu)良品種的雜交。

3.4 提高環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量

在監(jiān)測水、土壤、食品質(zhì)量過程中應(yīng)用生物傳感器技術(shù)可以收到較好的效果，其核心技術(shù)屬于固定化微生物與電化學的結(jié)合體。主要特點是靈敏度高、準確性強，目前已經(jīng)普遍應(yīng)用于臨床化驗、發(fā)酵工程與檢驗產(chǎn)品質(zhì)量當中。最近幾年，我國環(huán)境污染生物監(jiān)測技術(shù)也得到了快速發(fā)展，第一，出現(xiàn)了大量生物監(jiān)測方法；第二，實現(xiàn)了生物綜合監(jiān)測；第三，將生物監(jiān)測方法應(yīng)用于環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測當中。隨著我國生物工程技術(shù)的快速更新，筆者認為其在環(huán)境保護中的作用將會日益彰顯，將會有效改善人類生活質(zhì)量，創(chuàng)建人類宜居環(huán)境。

3.5 實現(xiàn)煤與石油的脫硫

我國工業(yè)生產(chǎn)與人類日常生活都會消耗大量的煤，但煤在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的二氧化硫，造成空氣污染。如果利用微生物技術(shù)去除煤中的硫元素，則可以在煤燃燒過程中不產(chǎn)生有害氣體。當前日本已經(jīng)利用氧化亞鐵硫桿菌技術(shù)去除了煤中的硫元素。在去除煤中的硫元素時，為了將煤與黃鐵礦分離可以應(yīng)用微生物脫硫技術(shù)與浮選工藝，有效保護了空氣質(zhì)量。在石油脫硫過程中也可以應(yīng)用微生物技術(shù)，筆者認為大力發(fā)展微生物脫硫技術(shù)與高活性脫硫菌種將會在將來得到有效推廣，將會有效改變煤燃燒產(chǎn)生大量二氧化硫的現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

總之，生物工程技術(shù)是大量學科技術(shù)的融合體，在環(huán)境保護當中引入生物工程技術(shù)可以有效保護人類生存環(huán)境，是一種保護環(huán)境的新型手段。當前在應(yīng)用生物工程技術(shù)的基礎(chǔ)上可以解決化肥污染、取代化學農(nóng)藥、實現(xiàn)生物品種改良、開展環(huán)境監(jiān)測等眾多問題，可以有效治理環(huán)境污染現(xiàn)象，還人類一個晴朗的天空，實現(xiàn)人與自然的和諧相處。

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