生物技术前沿－生物技术在环境保护中的运用-综述bak.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流生物技术前沿生物技术在环境保护中的运用-综述bak.精品文档.四川大学非全日制硕士专业学位研究生考试试题（20 20 学年第 学期）课程名称： 任课教师： 适用专业： 适用年级： 学生人数： 印题份数： 学院： 生物治疗国家重点实验室 学号： G2011151 姓名： 卢小红 考 试 须 知四川大学学生参加由学校组织或由学校承办的各级各类考试，必须严格执行四川大学考试工作管理办法和四川大学考场规则。有考试违纪作弊行为的，一律按照四川大学学生考试违纪作弊处罚条例进行处理。四川大学各级各类考试的监考人员，必须严格执行四川大学考试工作管理办法、四川大学考场规则和四川大学监考人员职责。有违反学校有关规定的，严格按照四川大学教学事故认定及处理办法进行处理。题号一二三四五六七八九十平时总分得分考试时间年 月 日阅卷教师签名生物技术在环境保护中的应用摘要：城市环境污染、工业环境污染、农业环境污染对人类的生存与发展、生态系统造成直接的破坏和影响，环境污染具有公害性、潜伏性、长久性特点，这种间接的环境效应危害比当时造成的直接危害更大，也更难消除。为此，本文借鉴相关文献及学者最新研究，综述现代生物技术在环境保护中发挥的重要作用。关键词：现代生物技术 生态环境 环境保护 环境污染 应用环境问题越来越受到各国政府和全人类的关注，生物技术在处理环境污染物等方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点而得到广泛的应用。如何利用现代生物技术来做到控制环境污染,改善环境质量,实现社会经济可持续发展之目标是我国目前亟待解决的重要问题。下述就生物技术在环境保护中的应用进行概述。1 环境生物技术与环境保护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、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产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，因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。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，更低的成本和更好的专一性，为生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。环境生物技术不仅单纯适用于环境污染治理，如今已相当广泛地应用于环境监测，尤其是以生物传感器为核心的环境生物监测技术，可在线在位迅速地提供环境质量参数，成为环境质量预报和报警中的重要组成部分。2 生物技术在环境保护中的主要应用2.1 生物技术在废水处理中的应用生物处理是废水处理方法中除物理、化学处理以外的另一大类处理方法，它是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化作用，从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术被认为是一种经济有效的污水处理手段，它不但融合了生物自身的特点，如吸附性好、沉降性好和降解能力强等， 而且符合生态学及可持续发展的观点。随着科学技术的进步、污染状况的加剧，环境标准的不断提高，使废水生物处理技术取得了很大展，相继开发了不少新技术、新工艺。如吸附一降解 ( A B ) 生物处理技术 、厌氧折流板反应器( A B R )生 物处理技术、间歇式活性污泥法( S B A) 生物处理技 术、 L I N D E生物处理技术、升流式厌 氧污泥床 ( US AB )生物处理技术、废水生物脱氮除磷技术、人工湿地处理系统和氧化沟生物处理技术等。2.2 生物技术在废气净化处理中的应用目前采用的方法有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等。生物技术法与传统有机废气处理方法比较，具有成本低 、效率高 、安全性好和无二次污染等技术优点。我国学者季学李等采用纤维附着活性炭( AC OF )净化 甲苯废气的实验 。结果表明：A C OF对甲苯废气最大消除能力值可达 2 8 0 gmh 。袁志文等研究了固定化微生物颗粒填充床去除含甲硫醇恶臭气体的工艺过程。2.3 生物技术在固体废弃物处理中的应用目前，国内外固体废弃物处理可利用生物技术，将固体废弃物进行“无害化 、资源化、减量化”处理 ，使其成为可用于农 田的土壤改良肥料，以达到变废为宝的目的。城市生活垃圾 中有机物占4 O % 以上，是宝贵的资源 ，经过生物技术处理 ，可作为作物生长的优质有机肥料，实现城市生活垃圾的部分资源化，有利于生态环境的良性循环。同时有机肥投入农业，又可为人们提供高品质、高产量的绿色食品，构成食物链意义上的又一良性循环。国外正在发展用蚯蚓 床处理有机垃圾和粪便。利用蚯蚓床处理城市垃圾，不仅可以将城市有机废弃物转变为肥效高且无臭味的蚯蚓 粪土，而且还能获得大量蚯蚓作医药原料，加上蚯蚓体内蛋白质含量与鱼类相当，是畜禽和水产养殖业的优良饲料，可以收到一举数得之效果。2.4 生物技术在环境监测中的应用 生物技术在环境监测中主要应用有：用细菌总数及粪便污染指示菌( 大肠埃希氏菌、克霉伯氏菌等) 监测水质；用鼠伤寒少门氏菌检验物质致突变性与致癌性；用发光细菌快速检测环境毒物；通过测定水中藻类( 常用硅藻、栅 藻、小球藻等) 的生长量进行水质监测或物质的霉性检测。近年来，国内外研究较多的是应用聚合酶式反应技术 ( P C R技术)、复式 P C R、生物芯片、 可核酸探针、生物传感器等生物高技术进行环境监测。2.5 生物技术在环境污染修复中的应用生物修复技术，其主要采用诸如提高通气效率、补充营养，投加优良菌种，利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境如土壤中的污染物，达到治埋环境污染的目的。生物修复的种类很多，根据被修复的污染环境， 可分为土壤生物修复、 地下水生物修复、沉积物生物修复和海洋生物修复等； 根据人工干预的情况，可分为自然生物修复和人工生物修复，人工生物修复又可分为原位生物修复、易位生物修复和反应器生物修复。 近年来重金属污染的生物修复，是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失。2.6 生物技术在白色污染的消除应用“白色污染”是指被抛弃在环境中的废塑料包装物及废农膜对自然景观和生态环境造成的破坏。而利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌，另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解，同时，还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用，开发使用降解塑料也只能作为解决白色污染的辅助措施。2.7 生物技术在化学农药污染的消除应用我们使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中，因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法，而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物，有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO2和H2O，这种降解途径彻底，一般不会带来副作用；有的是通过共代谢作用，将农药转化为可代谢的中间产物，从而从环境中消除残留农药，这种途径的降解结果比较复杂，有正面效应也有负面效应。 3 生物技术运用展望和建议生物技术是当今国际科技发展的主要推动力，生物产业已成为国际竞争的焦点，我国国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）（以下简称纲要）已将生物技术作为科技发展的五个战略重点之一。随着生物技术的不断发展，生物技术的应用使环境保护的理念得到发展，使环境保护的重点从治理污染到预防污染，再到综合治理与综合利用，无疑将会推动技术的日臻完善，生物技术也将会更加广泛的应用在环境保护中，为人类治理和保护环境提供更多可行、可用、有效的方法。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，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。事实上，据文献资料显示：生物技术确也曾对环境造成负面影响。如用雪花莲凝集素（GNA）基因的马铃薯喂大鼠，引起器官生长异常，破坏免疫系统的Pusztai事件，和普累克西普斑蝶食用转Bt基因玉米后引起44%死亡的斑蝶事件等。故我们可看出：生物技术的快速发展将对社会产生前所未有的推动作用，也能产生未知的危险，故从自我做起来保护环境，保持生态平衡，才是人类解决环境的重要因素。 参考文献1 孔繁翔. 环境生物学M. 北京:高等 教育 出版社,20002 陈坚.环境生物技术J， 生物工程论文联盟WWW.LWLM.COM整理进展，2001(5)3 姜成林,徐丽华. 微生物资源的开发与利用M.北京: 中国轻工业出版社，20014 孙毅.现代生物技术应用与环境保护研究的新进展J.科技情报开发与经济,2006,(145 许云峰,杨涛,兰微.现代生物技术在水污染控制中的应用J.中小企业管理与科技,2009,(11).6 华军环境生物技术的研究现状及发展前景 J 污染防治技术，2006，19 (2)：23 267 朱将伟，陈卫红，邱江平 生物技术在环境保护中的研究与应用概况.上海交通大学农生学院8 沈德 中污 染环 境 的生物修 复 M 北 京：化学 工业 出版社，20029 Fritzsche WDNA gold conjugates for the detection of specific mole c ular interact ions reviews in mole cularJBiote chnology，2007，82 (1)：37 46