時間:2023-08-17 18:03:58
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生物技術的優點,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
引言
生物技術是對生物體進行合理的改造和利用的技術,我國科學技術水平的提高也使得生物技術的發展得到了一定的推動,使生物技術使用的范圍也越來越廣,其中較為普遍的就是應用在農業種植當中,應用生物技術在農業種植中對于農業的生產與發展有著積極有效的作用。生物技術是一門較為復雜的技術,這也使得在應用的過程中受外界條件影響多,操作難度較大,但是,近年也有較多的專業人員對生物技術在農業生產中的應用進行了相關的研究試驗實踐,使產量得到了一定的提高,品質得到了提升。生物技術在農業種植中的作用是毋庸置疑的,但是,如何才能對其進行應用和推廣呢?
1 生物技術在農業種植中的重要性
1.1 增強農作物抗病蟲的能力
在農業種植過程中,病害蟲是減少農作物產量的重要因素之一,如果遇到較為嚴重的甚至還會造成顆粒無收的情況,例如,黃河沿岸最怕的蝗災,應用生物技術就能有效的減少這種情況的發生。
1.2 提高農作物的產量
生物技術最明顯的效果就是增加了農作物的產量,生物技術在我國農業種植中最成功的應用就是袁隆平的雜交水稻就有效的解決了我國十三億人吃飯的問題[1]。為此,我們能看出生物技術在農業種植中的應用有利于緩解國家糧食緊張,提高農作物的產量。
1.3 提高農作物的質量
隨著生活水平的提高,人們對于食品的安全問題也越發的關注了起來,將生物技術應用到農業種植中就能一定程度保證農作物的質量。例如轉基因大豆、嫁接水果等都是綠色且安全的高質量農產品。
2 生物技術在農業種植中的應用
2.1 轉基因技術
在農業種植中應用轉基因技術是大家都較為熟悉的一項生物技術,其中的轉基因大豆、更是無人不知。轉基因這項生物技術基本原理就是將某一種農作物的優秀基因轉移到某一種不具備該基因的農作物上,轉基因技術的核心就是基因的提取和嫁接。這樣能在一定程度上改善農作物的抗病蟲的能力,同時對于農作物的質量、產量都能有著一定的提高。這項技術在剛出現的時候,其實是有遭到很多的反對意見的,有部分科學家認為轉基因會給人體帶來一定的危害甚至會威脅到人的生命,但實際上,轉基因食品至今都還沒出現過問題,將轉基因技術應用到農作物上,能夠有效的提高農作物的產量與質量,為此,我們能預見轉基因技術將會被更加廣泛的應用于農業種植中[2]。
2.2 組織培養技術
組織培養技術是在無菌環境下將植物組織培養成為整株植物的生物技術,組織培養技術能有效的提高植物繁衍的速度,然后再較短的時間內培養出目標植株,將優秀植株的抗性抗倒伏能力發揮出來。在對植物進行組織培養的過程中,植物需要在合適的環境下進行,所以要對陽光、濕度、照射等方面進行適當的考慮,確保植物能在無菌的環境下生長。
2.3 生物農藥技術
生物農藥是一種新的農藥生產技術,它是生物的新陳代謝產物。應用生物農藥技術不僅能在一定程度上減少化學農藥對環境的污染,還能降低農業的生產成本,代替了缺乏或者價格高昂的農藥制作材料。其最主要的優點就是無污染、效果好、可降解、無公害。
3 生物技術在農業種植中應用的推廣
3.1 加大生物技術在農業種植中應用的宣傳
要想實現生物技術在農業種植中應用的推廣,其首要做的就是加大生物技術的宣傳,讓人們認識到在農業種植中應用生物技術的好處,這樣才能加強群眾對生物技術的了解,進而提升基層農業技術的發展。在這過程中,政府可以發揮自身主導的力量,通過多樣化、多元化的宣傳方式,讓所有人都了解到生物技術在農業種植中應用的優點,只有所有人都意識到生物技術在農業種植中應用的優點,才能對生物技術產生認同的心理,進而達到推廣的目的。
3.2 對基層群眾開展農業技術的培訓
生物技術在農業種植中應用的推廣其主要的目的就是讓更多的人了解到其好處,進而將生物技術應用到農業種植中[3]。生物技術是一項較為復雜的項目,所以,要想實現真正意義上的推廣就需要對群眾進行相關技術的培訓,這樣群眾才能更好的掌握生物技術,然后將其應用到農業種植中。為此,相關部門可以建立技術小組,對基層群眾展開生物技術的培訓,這樣才能使群眾了解到生物技術的好處,在培訓的過程中相關的技術人員還應該注意的就是對群眾進行實地的演練和指導,這樣才能讓群眾懂得如何去應用生物技術在農業種植中,也只有群眾都接受并且會應用了生物技術,才能參與到其中。
3.3 健全生物技術推廣的相關法律法規
對于生物技術在農業種植中應用的推廣,離不開政府的支持,只有政府對生物技術推廣的相關法律法規進行完善和健全,同時制定并不斷健全農業技術推廣的相關法律法規,才能使得生物技術在農業種植中應用的推廣變得規范化,進而才能實現真正意義上的生物技術在農業種植中應用的推廣。在宣傳推廣的過程中,政府的作用是較為重要的,為此,政府可以加大對于農業科研、教育和農民合作組織的扶持力度,這樣就能使得推廣的形式更加的豐富多樣化,進而實現對生物技術內容的推廣。在推廣的過程中,對于生物技術的投入也是必不可少的,因此,政府可以建立相關的保障制度,保障生物技術的經費問題,強化對基層農業技術推廣的支持。
關鍵詞:環保工程;生物技術;應用;處理
中圖分類號: O434 文獻標識碼: A
一、在環保工程中運用生物技術的優點
垃圾廢棄物是一種較為常見的污染物,我們利用生物技術對其進行處理,能夠讓其分子結構改變,生物能對發生降解的各種產物和副產物進行重新利用,從而使環境污染程度得到降低,同時也將這些廢棄物進行轉化,變為可利用資源。
污染物經過發酵工程技術處理后,其最終轉化物大部分是甲烷氣體、氮氣、水、CO2等穩定物質,處理的過程是直接處理的,減少轉移的次數,降低重復污染的發生,因此,生物技術能夠安全、有效的治理環境污染。
在利用酶促反應處理污染物的過程中,用到的酶是一種活性蛋白質,在常溫常壓和中性條件下進行的,這就使得大多數的生物技術可以快速的在現場進行。它具有一定的優點:第一,操作比較簡單;第二,成本比較低;第三,發生反應的條件比較簡單;第四,反應過程較為穩定;第五,效果比較好。這些方面的優點使生物技術得以在環保工程中進行普遍應用。
二、生物技術在環保工程中的運用
1、生物膜法處理廢氣方式
生物膜法的處理原理:在對氣體與液體的擴散時,需要將空氣中的化學物質進行有效的轉換,需要將氣化的物質轉變成液化的物質,而其中的媒介主要以填料氣為主。在固體與液體進行擴散的過程中,需要對其中的化學物質進行改變,將其由液體的方式變成出現在填料表層的物質,這種廢氣處理法我們稱之為生物膜法。之后再生物進行氧化反應的時候,出現在填料表層的生物膜需要將與凈化的空氣進行化學反應,與此同時還會進行相應的營養物質轉化。
具體的處理流程:首先,相關工作人員需要將臭氣從通風管中抽進洗塔,在洗塔中對氣體進行處理,并且對空氣進行加濕處理。之后再將臭氣抽入生物過濾塔,借由微生物的凈化能力對氣體進行進化,微生物所凈化的物質就是空氣中存在的有害物質。之后再將已經凈化的空氣使用風機進行排空。
微生物的生長需要一個相對穩定的環境。首先,在洗滌泵中需要提供充足的水源,之后將水從洗滌塔的頂部噴出,使得水與經過洗滌的污染物一同流入到儲水箱中,以便對水資源進行循環利用。第二,通過噴淋泵為微生物提供必要的干凈水源,在過濾塔中,空氣與液體得到了充分的逆時針流動,為微生物提供了必要的生長養分,以促進微生物的更好生長,此外還需要為微生物提供一些必要的養分,這就要求相關工作人員定期在儲水池中投入一些營養液。
2、生物修復污染土壤
對土壤造成的污染主要是重金屬,我們用生物技術對其修復。主要是利用生物作用將重金屬進行凈化,降低其毒性。由于生物的作用,在土壤中,重金屬的具體化學形態得到了改變,毒性降低,因此不能在土壤中進行移動擴散,生物的吸收以及代謝使重金屬得到了消減以及凈化和固定。同時在污染土壤的生物修復過程中,使得土壤有機質的含量增加,微生物變得更有活性,土壤的生態結構得到改善,能夠抵抗外部因素的侵蝕,防止水土流失,沙漠化的發生。
3、廢水的生物凈化
生物技術處理廢水具體方法是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進行轉移和轉化,從而使廢水達到凈化的目的。根據水體自凈的原則,利用微生物的催化作用和代謝活性,好氧或厭氧分解和轉化污水中的污染物后,配合物理、化學方法使污水得到凈化。研究證實,活性污泥法與生物膜法是目前應用最廣的污水處理技術。自活性污泥于1912年在英國試驗成功并投入使用以來,廢水生物處理方法已經走過了百年歷程。而隨著水污染狀況的不斷惡化,隨著高新技術的不斷發展,環境對我們提出了更高的要求。而生物-生態修復技術是一種新興的廢水處理生物技術。
所謂生物膜法,它是一種借助某些固體物表面的生物膜(或附著的微生物)來實現有機污水處理的生物技術。污水處理生物膜法的工作原理為:生物膜把附著在水層的有機物吸附牢固有機物經好氣層的好氣菌被分解有機物流入厭氣層有機物經厭氣被分解流動水層沖掉老化的生物膜新的生物膜生長出來污水凈化完成。總體而言,污水處理生物膜法具備如下優越性:對水質變動、水量變動、水溫變動具有極強的適應性;污水處理效果相當理想,同時具備極強的硝化功能;污泥量較活性污泥法小25%,同時極易實現固液分離;動力費用較低。所謂生物-生態修復技術,它是一種以植物與微生物等生命活動為載體,以轉移轉化降解水中污染物為實現過程,以凈化水體、創造滿足生物生息的環境、重建和恢復水生生態系統為最終目的的生物技術。總體而言,生物-生態修復技術具備諸多優越性,比如工程造價低廉、運行成本低、處理效果好、耗能低、無需向水體投放藥劑、可與景觀及綠化環境有效結合等,其目前已被認定為水體富營養化治理與水體污染治理的發展方向。
4、消除化學農藥污染
使用化學農藥進行殺蟲,農藥殺蟲劑大部分會殘留在土壤中,經生態系統的循環會積累毒害。近年來,使用生物技術降解農藥殘留,消除農藥對環境的污染受到了人們的廣泛的關注。基因工程技術的運用原理是:一些微生物能夠對農藥進行降解,這項技術對這些微生物做改造,將它們的生化反應途徑進行改變,從而實現較好的降解以及消毒的效果,從而避免各種負面效應的產生。所以,要對生物農藥進行推廣。生物體自身經過代謝活動之后,會產生一些物質,這些物質不僅能除雜草,還能避免各種病蟲害的發生。
5、有機固體廢棄物的生物處理
有機固體廢棄物是一種含水率
6、消除白色污染
廢棄塑料長時間化解不了,嚴重污染了環境。就目前情況來看,我國有著比較多的廢棄塑料,它們在土壤中殘存,會對作物產量造成極大的影響,同時也影響了我國的生態環境。因此,要采取各種有效措施對白色污染進行治理。利用生物技術降解塑料的研究得到了人們的廣泛認可。主要的原理是:挑選出能夠對塑料進行降解的相關微生物,對它們進行改造,將其制作成相應的降解菌,另外還能將克隆降解基因分離出來,這樣之后,在微生物中導入這種基因,從而在一定條件作用下使廢棄塑料得到快速的降解。
結束語
眾所周知,生態環境是實現人類生存與發展的必要條件,但因受到社會經濟與人口壓力的影響,我國生態環境呈現出急劇惡化的趨勢,其中“廢氣、廢水、固體廢棄物”污染已經成為制約人類社會進步的致命因素。由此可見,把生物技術引入環保工程領域,切實提高我國環境保護與環境治理力度意義重大。
參考文獻
[1]米紅霞.試析生物技術在環保工程中的運用[J].資源節約與環保,2014,09:139.
[2]韓濤.農業種植中生物技術的推廣及應用[J].農民致富之友,2014,18:160.
關鍵詞:現代生物技術 廢水生物處理 生物修復 水處理劑
0 引言
隨著工業的高速發展,水環境污染問題越來越嚴重地威脅著人類的生存環境,制約著社會和經濟的進一步發展。因此,水污染控制成為全世界共同關注的問題。目前的水處理技術中,生物處理法已成為世界各國控制水污染的主要手段,尤其是現代生物技術將成為水污染控制領域重點開發和應用的技術手段,主要應用于廢水處理、生物修復以及微生物水處理劑等方面。
1 現代生物技術的內容與特點
現代生物技術是指以DNA 技術為先導,包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程、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[1,2]。其中每個方面都有其特定的理論基礎和不同的應用領域,但它們之間又相互補充和銜接,形成一個完整的體系。
生物技術的特點大致有[3]:①以生物為對象,不依賴地球上的有限資源,而是著眼于再生資源的利用;②在常溫、常壓下進行,過程簡單,可連續化操作,并可節約能源,減少環境污染;③開辟了生產高純度、優質、安全可靠的生物制品的新途徑;④可解決常規技術和傳統方法不能解決的問題;⑤可定向地按人們的需要創造新物種、新品種和其他有經濟價值的生命類型。
2 現代生物技術在廢水處理中的應用
廢水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進行轉移和轉化,從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術發展迅速,好氧法、厭氧生物法以及生物發酵法已趨于成熟,所以,這里只介紹固定化等新興技術。
2.1 固定化微生物技術 固定化微生物技術是生物工程領域中的一項新技術。進入80年代后國內外開始應用這種具有獨特優點的新技術來處理工業廢水和分解難生物降解的有機物質,一些具有特異性的優勢菌種不斷得到改造或創造,將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進行固定化后,菌體密度提高,大大提高了處理效率,尤其是對難降解有毒物質有明顯優勢。王增長等人利用新研制的聚集—交聯固定化細胞技術,將篩選的高效優勢脫色菌種固定在活性污泥上,投加于“厭氧—好氧—生物濾池 ”工藝流程中,處理印染廢水,結果表明:出水色度極低,處理后的水可回用[4]。
2.2 生物強化處理技術 為了提高廢水處理的效果,而向廢水中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種,以去除某一種或某一類有害物質。主要強化方法有:①高濃度活性污泥法,以高污泥濃度和長泥齡來促進對難分解物質的處理,加快反應速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果[5]。②生物—鐵法,是在普通活性污泥中加入無機鹽,多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉),形成生物鐵絮凝體活性污泥,具有高濃度活性污泥法的特點,主要用來提高除磷效果。③生物—活性炭法,綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者產生協同增效作用。在該系統中,每g活性炭去除 1~3gCOD ,分解廢水毒性能力明顯增強,同時提高脫氮水平。
2.3 生物反應器技術 生物反應器技術,是現代生物技術發展的一個主要方向。現代化的新型生物膜反應器,其共同特點是反應器內裝有比表面大的載體,有利于微生物附著生長形成生物膜,供氣或供給的其他反應條件優越,污染物具有充分的時間與微生物接觸,有利于增強微生物的分解代謝能力。目前,2000m3的反應器已經問世。雖然其處理能力較低,造價較高,但其管理方便 ,運行費用低,所以歐美地區約有 7%的污水處理廠采用該技術[6]。
3 生物修復技術
生物修復技術[7]是利用生物,特別是微生物將土壤、地下水或海洋中污染物現場降解為CO2和H2O或轉化為無害物質的工程技術系統。這項技術正被用于清除地下水、廢水中的污染物。金屬雖然不能被生物降解,但微生物可將其轉移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進程,常常采用許多強化措施,使自然生態系統維持原狀的前提下,使受污染的環境得以修復。研究表明 ,生物修復與傳統的物化法相比具有以下優點:①經濟,僅為物化法30%-50%;②對環境影響小,不產生二次污染,遺留問題少;③最大限度地降低污染物的濃度;④修復時間較短,就地修復,操作方便。
生物修復中主要涉及兩大問題,即有效性和安全性評價。為提高有效性今后將應用分子微生物學分離、鑒別、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。為提高生物修復的安全性評價水平,需發展鑒定微生物的分子生物技術,以確定微生物在環境中的去留和基因[8]。
4 微生物水處理劑
微生物水處理劑主要集中在以下幾個方面:①微生態制劑。微生態制劑是一種由優勢互補的微生物菌群、繁殖促進劑和活化劑配制而成的活性微生物制劑,已經在保健領域發揮重要作用。用于環境凈化的微生態制劑由于其應用范圍廣、使用安全、無副作用,為區域環境保護提供了新的重要手段。歐美近年來加快了這方面的研究開發,已有采用微生態制劑原位修復水體的成功實例[9]。②生物吸附劑。生物吸附劑是廢水生物處理的一個新的發展方向,主要有兩大類:一類是高比表面積和高吸附率的生物體吸附水中的污染物;另一類是集生物吸附和生物降解能力為一體凈化廢水中的污染物的生物吸附劑。目前生物吸附劑的固定化技術使生物與離子交換樹脂一樣能解吸回收金屬和重復利用。③微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是利用生物技術,通過微生物發酵,抽提精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒的廉價的水處理劑,這些是無機或有機合成高分子絮凝劑所不具備的。其特點是降解性能好,成本低,無二次污染等。目前,已篩選出19種具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8 種,細菌5種,放線菌5種,酵母菌1種[10]。隨著生物技術的發展,微生物水處理劑的開發與應用具有良好的前景。
現代生物技術在水污染控制領域已顯示出獨特的魅力和應用前景。但筆者認為,今后應從四個方面進行深入研究:①分離、篩選和培養高效降解菌,利用微生物共代謝作用、多菌種協同作用降解難降解污染物;②構建高效反應器,優化運行條件,探索新技術新方法;③開發高效、無毒、廉價、可大批量生產的微生物水處理劑;④著力實踐和推廣生物修復示范工程,為生態環境建設提供有力的技術支持。
參考文獻:
[1]李亞一.生物技術[M].北京:中國科學技術出版社.1994.1.
[2]王凱軍.發達國家環境生物技術研究規劃簡介[J].給水排水.1996.22(9):7-9.
關鍵詞:生物技術;環境保護
中圖分類號: X-01 文獻標識碼:A
1 生物技術的特點
生物技術在處理環境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和以及無二次污染 等顯著優點。隨著生物技術研究的進展和人們對環境問題認識的深入,人們已越來越意識到,現代生物技術的發展,為從根本上解決環境問題提供了希望。
目前生物技術應用于環境保護中主要是利用微生物,少部分利用植物作為環境污染控制的生物。生物技術已是環境保護中應用最廣的、最為重要的單項技術,其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質的降解、清潔可再生能源的開發、廢物資源化、環境監測、污染環境的修復和污染嚴重的工業企業的清潔生產等環境保護的各個方面,發揮著極為重要的作用。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,如二氧化碳、水和氮氣。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,因此它是一種消除污染安全而徹底的方法。特別是現代生物技術的發展,尤其是基因工程、細胞工程和酶工程等生物高技術的飛速發展和應用,大大強化了上述環境生物處理過程,使生物處理具有更高的效率,更低的成本和更好的專一性,為生物技術在環境保護中的應用展示了更為廣闊的前景。
由于大部分有機污染物適于作為生物過程反應物(底物),其中一些有機污染物經生物過程處理后可轉化成沼氣、酒精、生物蛋白等有用物質,因此,生物處理方法也常是有機廢物資源化的首選技術。生物過程是以酶促反應為基礎的,作為催化劑的酶是一種活性蛋白,因此,生物反應過程通常是在常溫、常壓下進行的。另外,酶對底物有高度的特異性,因此,生物轉化技術的效率高,副產物少,這與常常需要高溫、高壓條件的化工過程相比,反應條件大大簡化,因而投資省、費用少、消耗低,而且效果好、過程穩定、操作簡便,同時,在多數情況下,它還可和其他技術結合使用。用生物過程代替化學過程可以降低生產活動的污染水平,有利于實現工藝過程生態化或無廢生產,真正實現清潔生產的目標。另外,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。用生物制品代替一切可以取代的化學藥物、化石能源、人工合成物等,有助于把人類活動產生的環境污染降至最低程度,使經濟發展進入可持續發展的軌道。生物是構成生態系統的要素,生態系統內物質循環主要是依靠生物過程來完成的。因此,利用環境生物技術可治理用其他方法難以處理的環境介質,即用生物修復技術凈化環境,使受污染的寶貴資源如水資源(包括地面水和地下水)、土壤等得以重新利用,同時還可進一步強化環境的自凈能力。
2 現代生物技術與環境保護
現代生物技術是以DNA分子技術為基礎,包括微生物工程,細胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技術的總稱。現代生物技術不僅在農作物改良、醫藥研究、食品工程方面發揮著重要作用,而且也隨著日益突出的環境問題在治理污染、環境生物監測等方面發揮著重要的作用。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。與傳統方法比較,生物治理方法具有許多優點。
2.1 生物技術處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結構,降解的產物以及副產物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人類活動產生的環境污染減輕到最小程度,這樣既做到一勞永逸,不留下長期污染問題,同時也對垃圾廢棄物進行了資源化利用。
2.2 利用發酵工程技術處理污染物質,最終轉化產物大都是無毒無害的穩定物質,如二氧化碳、水、氮氣和甲烷氣體等,常常是一步到位,避免污染物的多次轉移而造成重復污染,因此生物技術是一種既安全又徹底消除污染的手段。
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2.3 生物技術是以酶促反應為基礎的生物化學過程,而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質,其反應過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進行的,所以大多數生物治理技術可以就地實施,而且不影響其他作業的正常進行,與常常需要高溫高壓的化工過程比較,反應條件大大簡化,具有設備簡單、成本低廉、效果好、過程穩定、操作簡便等優點。
所以,當今生物技術已廣泛應用于環境監測、工業清潔生產、工業廢棄物和城市生活垃圾的處理,有毒有害物質的無害化處理等各個方面。
3 生物技術在環境保護中的應用
3.1 污水的生物凈化
污水中的有毒物質的成分十分復雜,包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用,從而使污水中的有毒物質轉化為有益的無毒物質,使污水得到凈化。當今固定化酶和固定化細胞技術處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細胞技術是酶工程技術。固定化酶又稱水不溶性酶,是通過物理吸附法或化學鍵合法使水溶性酶和固態的不溶性載體相結合,將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器,用制備固定化酶的方法直接將微生物細胞固定,即是可催化一系列生化反應的固定化細胞。運用固定化酶和固定化細胞可以高效處理廢水中的有機污染物、無機金屬毒物等,此方面國內外成功的例子很多,如德國將能降解對硫磷等9種農藥的酶,以共介結合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于處理對硫磷廢水,去除率達95%以上;近幾年我國在應用固定化細胞技術降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)方面取得較大進展,對于含100mg/L廢水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母細胞降解含酚廢水也已實際應用于廢水處理。
3.2 生物農藥
化學農藥的應用,對控制農作物的病蟲害,增加農作物產量起了重要作用,但對人類的健康和生存環境卻構成了很大的威脅。據統計,現有30%的殺沖劑,50%的除草劑和90%的滅菌劑在動物實驗中引起腫瘤。美國國家科學院的研究報告說,目前食品中的殺蟲劑殘留量嚴重超標,比兒童安全量高出100~150倍。農藥的使用還使土壤受到污染和破壞。國際上從60年代開始發展起來的生物農藥是生物防治病蟲害的一支新軍。傳統的生物防治是利用“天敵”來殺蟲除害。這雖可減少化學農藥的使用,減少農藥的化學污染,但飼養和釋放“天敵”,不僅費時費工,耗資巨大。而且在突發性病蟲害前常措手不及,無能為力。而生物農藥卻可解決這個難題所謂生物農藥是指由生物體產生的具有防止病蟲害和除雜草等功能的一大類物質總稱,它們多是生物體的代謝產物,主要包括微生物殺蟲劑、農用抗生素制劑和微生物除草劑等。微生物殺蟲劑,主要包括病毒殺蟲劑、細菌殺蟲劑、真菌殺蟲劑、放線菌殺蟲劑等。長期以來并沒有得到廣泛的使用。現在人們正在利用重組DNA技術克服其缺點來提高殺蟲效果,例如目前病毒殺蟲劑的一個研究熱點是桿狀病毒基因工程的改造,人們正在研究將外源毒蛋白基因如編碼神經毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強桿狀病毒的毒性;將能干擾害蟲正常生活周期的基因如編碼保幼激素酯酶的基因插入到桿狀病毒基因組中,形成重組桿狀病毒并使其表達出相關激素,以破壞害蟲的激素平衡,干擾其正常的代謝和發育從而達到殺死害蟲的目的。
參考文獻
關鍵詞:現代生物技術 廢水生物處理 生物修復 水處理劑
0 引言
隨著工業的高速發展,水環境污染問題越來越嚴重地威脅著人類的生存環境,制約著社會和經濟的進一步發展。因此,水污染控制成為全世界共同關注的問題。目前的水處理技術中,生物處理法已成為世界各國控制水污染的主要手段,尤其是現代生物技術將成為水污染控制領域重點開發和應用的技術手段,主要應用于廢水處理、生物修復以及微生物水處理劑等方面。
1 現代生物技術的內容與特點
現代生物技術是指以DNA 技術為先導,包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程、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[1,2]。其中每個方面都有其特定的理論基礎和不同的應用領域,但它們之間又相互補充和銜接,形成一個完整的體系。
生物技術的特點大致有[3]:①以生物為對象,不依賴地球上的有限資源,而是著眼于再生資源的利用;②在常溫、常壓下進行,過程簡單,可連續化操作,并可節約能源,減少環境污染;③開辟了生產高純度、優質、安全可靠的生物制品的新途徑;④可解決常規技術和傳統方法不能解決的問題;⑤可定向地按人們的需要創造新物種、新品種和其他有經濟價值的生命類型。
2 現代生物技術在廢水處理中的應用
廢水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進行轉移和轉化,從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術發展迅速,好氧法、厭氧生物法以及生物發酵法已趨于成熟,所以,這里只介紹固定化等新興技術。
2.1 固定化微生物技術 固定化微生物技術是生物工程領域中的一項新技術。進入80年代后國內外開始應用這種具有獨特優點的新技術來處理工業廢水和分解難生物降解的有機物質,一些具有特異性的優勢菌種不斷得到改造或創造,將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進行固定化后,菌體密度提高,大大提高了處理效率,尤其是對難降解有毒物質有明顯優勢。王增長等人利用新研制的聚集—交聯固定化細胞技術,將篩選的高效優勢脫色菌種固定在活性污泥上,投加于“厭氧—好氧—生物濾池 ”工藝流程中,處理印染廢水,結果表明:出水色度極低,處理后的水可回用[4]。
2.2 生物強化處理技術 為了提高廢水處理的效果,而向廢水中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種,以去除某一種或某一類有害物質。主要強化方法有:①高濃度活性污泥法,以高污泥濃度和長泥齡來促進對難分解物質的處理,加快反應速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果[5]。②生物—鐵法,是在普通活性污泥中加入無機鹽,多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉),形成生物鐵絮凝體活性污泥,具有高濃度活性污泥法的特點,主要用來提高除磷效果。③生物—活性炭法,綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者產生協同增效作用。在該系統中,每g活性炭去除 1~3gCOD ,分解廢水毒性能力明顯增強,同時提高脫氮水平。
2.3 生物反應器技術 生物反應器技術,是現代生物技術發展的一個主要方向。現代化的新型生物膜反應器,其共同特點是反應器內裝有比表面大的載體,有利于微生物附著生長形成生物膜,供氣或供給的其他反應條件優越,污染物具有充分的時間與微生物接觸,有利于增強微生物的分解代謝能力。目前,2000m3的反應器已經問世。雖然其處理能力較低,造價較高,但其管理方便 ,運行費用低,所以歐美地區約有 7%的污水處理廠采用該技術[6]。
3 生物修復技術
生物修復技術[7]是利用生物,特別是微生物將土壤、地下水或海洋中污染物現場降解為CO2和H2O或轉化為無害物質的工程技術系統。這項技術正被用于清除地下水、廢水中的污染物。金屬雖然不能被生物降解,但微生物可將其轉移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進程,常常采用許多強化措施,使自然生態系統維持原狀的前提下,使受污染的環境得以修復。研究表明 ,生物修復與傳統的物化法相比具有以下優點:①經濟,僅為物化法30%-50%;②對環境影響小,不產生二次污染,遺留問題少;③最大限度地降低污染物的濃度;④修復時間較短,就地修復,操作方便。
生物修復中主要涉及兩大問題,即有效性和安全性評價。為提高有效性今后將應用分子微生物學分離、鑒別、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。為提高生物修復的安全性評價水平,需發展鑒定微生物的分子生物技術,以確定微生物在環境中的去留和基因[8]。
關鍵詞:環境保護;環境污染;生物技術;應用
中圖分類號:X321 文獻標識碼:A
當前,我國的環境狀況令人堪憂,利用高新技術,加大對環境的保護與治理力度,是環保工作所要解決的重要課題。生物技術作為一種高新技術,生物技術以其實用性和環保性的特征,正在越來越多地被應用于環境保護工作之中,已經引起世界各國的普遍重視,并且發展比較迅速。為此,本文主要分析探討生物技術在環境保護的應用。
1生物技術的內容與特點
生物技術以現代生命科學為基礎,利用先進的科學技術為手段,通過微生物、動植物體等對物質原料進行加工,以提品來為社會服務的技術。生物技術具有以下特點:生產原料簡單,以現有的生物為對象,注重再生資源的利用;安全、可操作性比較高。常溫常壓下可以連續操作,既節約資源,又減少污染;生物技術具有其他常規技術和傳統方法所不具備的特殊功能,用于處理和解決一些比較復雜的問題。生物技術以其獨有的特點引起越來越多的關注,并被廣泛應用于各個領域。
2生物技術在環境保護中的應用現狀
生物技術應用于環境保護領域又被叫作環境生物技術,它是通過直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成部分或某些機能,建立降低或消除污染物產生的生產工藝,或者能夠高效凈化環境污染以及同時生產有用物質的人工技術系統。生物技術在環保領域中的應用主要包括直接消除環境污染和間接保護生態環境2種方式,具體采用哪種方式,具體要根據污染的方式和污染的程度來定。以下我們就生物技術在環境保護中的具體應用進行探討。
2.1 生物技術在廢水的凈化與處理中的應用
廢水生物處理技術是通過利用微生物的生命活動過程來對廢水中的污染物進行轉移和轉化,從而實現對廢水凈化和處理的一種重要方法。它具有吸附性好、沉降性好和降解能力強、生態環保等特點。目前在廢水的生物處理技術中,國內外普遍采用的工藝的主要有活性污泥法、生物膜法、生物強化技術法、自然生物處理法和厭氧生物處理法等。
2.2 生物技術在控制和廢氣凈化處理中的應用
利用生物技術控制和處理廢氣,將廢氣中的有機污染物或惡臭物質降解或轉化為無害或低害類物質,從而凈化空氣,是一項空氣污染控制的新技術。由于生物凈化技術在廢氣處理領域應用時間比較短,各項技術還不夠成熟完善,因此在大氣污染治理領域不能廣泛應用。目前相對成熟的方法主要有生物過濾、生物洗滌和生物吸附法等,所采用的生物反應器為生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。
2.3 生物技術在固體廢棄物處理中的應用
固體廢棄物污染是農村和城市污染中主要的污染,通常來源于工農業生產、城市生活垃圾及污水處理的剩余污泥等。如何處理好這些固體垃圾是解決當前環境污染問題的一件十分重要的大事。當前對固體廢棄物的處理通常有物理、化學、生物等技術手段。固體廢棄物生物處理技術通過利用微生物對有機固體廢物的分解作用使其無害化可以使有機固體廢物轉化為可以再利用的資源,這是當前固化廢物資源化的最為有效的技術方法。固體廢棄物生物處理技術在目前應用比較廣泛的主要有:堆肥化、沼氣化、廢纖維素糖化、廢纖維飼料化、生物浸出等。
2.4生物技術在環境監測與評價中的應用
隨著生物技術的不斷發展,生物技術如今已經被廣泛應用于環境監測與環境評價中。當前國內外關于生物技術在環境監測方面的應用實例主要有:生物酶技術、金標免疫速測技術、PCR技術、生物發光檢測技術、生物芯片技術和生物傳感器等,其中生物芯片技術和生物傳感器應用最為廣泛。尤其是以生物傳感器為核心的環境生物監測技術,可在線在位迅速地提供環境質量參數,成為環境質量預報和報警中的重要組成部分。 生物監測和生物評價不僅是環境質量現狀監測和評價的一種手段,在環境質量的評價中,生物評價也是不可忽視的。在這方面,我國華東師大吳自榮等同志研究提出的關于上海蘇州河水質發光細菌測試和評價方法具有深遠的意義。
2.5 生物技術在環境污染修復中的應用
生物修復技術是一個比較新型的技術,近年來生物修復內涵逐漸擴大,包括真菌修復、植物修復及無機污染物的生物修復等技術。生物修復技術具有廣闊的應用前景,但也存在一定的局限性,目前生物技術修復主要運用于土壤污染的修復,其他污染的修復尚不能采用生物修復技術。因此,為了擴大生物修復技術的修復范圍,在環境污染的修復過程中我們常常將生物修復技術與其他化學或物理方法結合使用,以取得最佳效果。
在環境保護工作中,環境生物技術作為一種技術手段,具有高效性,它無論是對環境污染的治理、修復,還是環境檢測都發揮了巨大的作用,鑒于環境生物的技術的重大作用,我們應該大力發展環境生物技術,不斷提高環境生物技術水平。
3如何發展環境生物技術的若干對策
我們從當前生物技術在環境保護工作中的具體應用可以得知,生物技術在減輕或消除環境污染和生態破壞等方面具有比較深遠的前景。因此,我們應該不斷開發和應用環境生物技術,從而提高環境保護的水平。
3.1制定實施環境生物技術的發展規劃。
我們應該深刻了解我國的環境生物技術水平,從我國的實際情況出發,以國家環境保護“十一五“計劃為藍本,制定發展規劃,確定具體步驟,逐步縮小我國與世界其他國家環境生物技術發展水平的距離。
3.2加大投資,加強環境生物技術的研究
政府應該加大對環境生物技術的投入,重點支持那些意義大、效益好、見效快的環境生物技術的研究、開發和應用項目。我們應盡快把國家的、地方的、科學院的、大專院校的環境科研力量組織起來,分工協作,重點攻關,使環境生物技術,由傳統的生物技術逐漸向新興的現代生物技術轉變。
3.3加快環境生物技術人才的培養
人才的培養,對于環境保護工作至關重要。我們應該采取多種方式加快對環境生物技術人才的培養。如各個高校增設環境生物技術專業,加大環境生物技術教育;培養研究生,派技術專家出國進修,與國外合作研究等。
3.4加強環境生物技術信息交流
當今世界,信息對于技術的發展提高最為重要。我國應該借助網絡這種方便快捷的平臺,盡快建立健全我國環境生物技術信息的交流網絡,以收集交流國內外有關的圖書、報刊、專題報告、會議文集和一些內部資料,并出版專業和普及型的刊物、通訊,及時反映研究開發和應用環境生物技術的動態,普及有關知識。
4結語
生物技術以其獨特的優點在環境保護領域被廣泛應用,并取得了很好的經濟效益和社會效益。我國作為環境污染比較嚴重的國家,應該構建一個有利于生物技術在環保中應用的良好環境,大力推進生物技術在環境保護中的應用,解決我國目前日益嚴重的環境問題,并為環保市場提供高品質環境保護高技術。
參考文獻:
[1] 朱鳳榮. 現代生物技術在環保中的應用及展望[J]. 河南機電高等專科學校學報. 2007(06).
[2]周笑薇. 淺議現代生物技術在生態環境中的運用和發展趨勢[J]. 科技資訊. 2011(04).
[3]王本法. 淺析現代生物技術在環境保護中的利用[J]. 經營管理者. 2011(18).
[4]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).
1農業生物技術在國內的現狀
生命科學技術的研究和開發取得了較大的進展,人們已經可以在一定范圍內根據自身需求對生物進行改造,這就是常說的生物技術。生物技術的覆蓋范圍很廣,它不僅包括分子生物學和細胞生物學這類結構型生物科學,而且包括生物化學、有機和無機化學在內的化學技術科學等,甚至還包括遺傳學。生物技術在農業種植中的主要作用就是利用植物本身的基因特性或是改造植物不良特性基因,使得農作物能夠適應惡劣的生長環境,并能夠在消耗較低投入的同時獲取較大的產量。簡言之,生物技術運用于農業,就是為了提高農作物的質量及產量,在現有環境下獲取農作物最高經濟效益,并能做到保護環境,促進可持續發展及種植的效果。農作物的產量和質量是一個國家安身立命之本,我國對農業生物技術十分重視,雖然起步較晚,但項目投資力度大,在多方的支持努力下,我國農業生物技術已經取得了一定的成就,但與發達國家相比還是存在一定差距。
2生物技術在農業種植中的作用
2.1提高作物抗病蟲害能力
我國許多農作物減產及受損的一大部分原因是來源于蟲害,在一些蟲害爆發嚴重的地區,甚至會造成農作物顆粒無收,所以,做好蟲害防治工作十分重要。利用生物技術治理蟲害,不僅可以高效降低農作物的損害率和死亡率,更能代替農藥,減少對環境的破壞,也降低了人們食用農作物發生食物中毒的可能性。
2.2提高作物產量
袁隆平雜交水稻的研發成功,大大提高了我國單位面積水稻的產量,是我國生物技術運用于農業種植中最為突出的例子。我國擁有13億多人口,有限的土地資源制約著農作物的種植,所以,利用先進生物技術提高農作物產量勢在必行。農作物產量的提高不僅可以在一定程度上緩解我國的糧食進口壓力,促進我國經濟的發展,而且剩余的糧食可以用作出口,提高我國的國際影響力。
2.3提高作物質量
當下,由于食品安全而引發的糾紛時有發生,在經濟水平不斷提高的同時,人們對于食品安全的關注度也越來越高,對食品質量的要求也越來越高,有機食品受到很多消費者的青睞。這些都離不開生物技術,利用生物技術降低農藥的使用,從源頭上控制食物的安全,利用遺傳基因等生物技術提高農作物中的營養成分含量,使其更具有營養價值,也因此而提高農作物的競爭力。
3農業種植領域中生物技術的應用
隨著科技水平的不斷提高,加之農業在我國不可動搖的根基地位,使得先進的生物技術在農業種植領域的應用越來越廣泛,主要可以從以下幾個方面進行相關技術分析。
3.1轉基因技術
轉基因技術相信大家都不陌生,在生活中時常能接觸到轉基因大豆這個名詞。轉基因技術的原理就是將某一農作物所具備的優良基因轉移到另一個不具備該基因的農作物上,以提高后者的產量和質量。在這一技術中,最為核心的技術就是基因的提取,而轉基因技術則是所有生物技術中在農業種植領域運用最多的技術。轉基因技術在研發初期受到了很大的阻礙,甚至有一部分科學家認為轉基因糧食會對人體造成不同程度的傷害,這主要與轉基因發展時間短有關,不過,截至目前,并沒有因為食用轉基因食物出現問題的案例。轉基因技術是一項對提高農作物產量和質量都有巨大作用的先進技術,在未來,其廣泛應用于各類農作物是必然趨勢,為了緩解消費者對轉基因食物的疑慮,轉基因技術研發團隊還需不斷努力,不斷完善轉基因技術的穩定性和可靠性。
3.2組織培養技術
組織培養技術就是在無菌環境下,將已經人工處理及誘導過的植物細胞培養成一株完整的植株的過程。這一技術主要的目的是加快植物的繁衍速度,并能在一定的時間內培養出目標植株,提高植株的抗害蟲能力、抗旱能力以及抗倒能力等。雖然組織培養技術的運用有明顯的優點,但在其實施過程中需要注意以下幾點。一是植株培養需在合適的陽光溫度、照射及空氣濕度的環境下進行;二是培養基中各類營養液的組成以及pH值等各項化學指標要符合標準;三是嚴格確保無菌環境,防止外界多變因素對植株培養造成破壞;四是做好植株褐變處理,確保植株培養工作的順利進行。
3.3生物農藥制作技術
生物農藥制作技術是利用生物新陳代謝的產物制成農藥,噴灑到農作物上實現殺蟲防蟲的目的,同時減少對農作物及環境的污染。生物農藥的利用也降低了生產成本,解決了農藥制作材料昂貴或欠缺的問題。
4結語
[關鍵詞]生物技術 推廣 應用
中圖分類號:S5 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)11-0188-01
1 發展農業生物技術的意義
農業生物技術是高新技術中應用最廣、最直接,最具現實意義的領域。生物技術產業是知識密集型產業,它具有投資少、產量高、回報率高等特點。它可以利用自然界的再生能源,實現可持續發展。它的發展對于解決經濟和社會發展中所面臨的人口中、資源、環境等問題具有重大作用。大力發展農業生物技術及其產業,對于改變農業生產現狀,大幅度提高農產品的產量和質量,加快高產、優質、高效、可持續農業的發展,提高農業資源利用率,減少環境污染,保護良性生態平衡都具有重要意義。
2 現代生物技術在農業生產中的應用
2.1 良種選育,品質改良
隨著生物技術的發展,人們已經可以把一個品種、品系的理想遺傳性狀轉入另一品種、品系,以提高植物的價值、產量和質量。Calgene公司的科學家分離到一種控制植物纖維素形成的酶的基因,將其轉入特定的樹種可培育出纖維素含量高的、對造紙業更有利的植物。在番茄中導入編碼EFE酶的反義基因,可以限制乙烯的生成,酶活性降至正常的5%以下,果實生理成熟后長期保持堅硬,倉貯1個月以上不軟化、不腐爛,很大程度上提高了番茄的耐貯藏性能和經濟效益。
2.2 提高植物的抗性
2.2.1抗蟲。全世界糧食產量因蟲害所造成的損失占14%左右。長期以來,人們普遍采用化學殺蟲劑來控制害蟲,全世界每年用于化學殺蟲剎的總金額在200億美元以上。但化學殺蟲劑的長期使用會造成農藥的殘留、害蟲的耐受性、環境污染等嚴重的問題,而利用基因工程的手段培育抗蟲植物新品種除可以克服以上缺點外,還具有成本低、保護全、特異性強等優點,從而倍受關注,成為當前研究的熱點。
2.2.2抗病毒。傳統的抗病毒作物,是將植物天生的抗病毒基因從一個植物品種轉移到另一個植物品種,然而抗病植株常會轉變為感病植株,而且作用范圍較窄。最近,研究人員采用基因工程的技術培育有別于傳統方法的轉基因抗病毒植物,目前最有效的方法是將病毒外殼蛋白基因導入植株獲得抗病的工程植物。
2.2.3抗寒。低溫對細造成損傷的主要原因是造成細胞內膜結構中的脂質雙層流動性降低,導致膜結構損傷,影響植物正常的生長。生物膜中雙層脂分子保持流動性,主要依靠其中不飽和脂肪酸的含量,不飽和脂肪酸多則抗凍。通過分離能催化形成高不飽和脂肪酸的甘油-3-磷脂酰轉移酶的基因,并將其轉入植物而獲得有具有抗寒能力的轉基因作物,這方面的工作已見報道。同時人們從一些生活在高寒水域的魚類分離出一些特殊的血清蛋白,即魚抗凍蛋白及其基因,可以降低在低溫下細胞內冰晶的形成速度,從而保護細胞免受低溫損傷。
2.2.4抗除草劑。除草劑全世界目前約有2000多個品種,在農藥市場占有最大的份額。然而除草劑的使用有著自身難以克服的局限性,如很多除草劑無法區別莊稼和雜草,有些除草劑必須在野草長起來以前就施用,而且由于抗性草類群落的出現導致使用量增大對環境的危害也日益嚴重。制造抗除草劑的轉基因作物是克服這些缺點的理想途徑。采用將靶酶基因導入作物細胞,1987年美國科學家成功從矮牽牛中克隆出EPSP合酶基因轉入油菜細胞的葉綠體中,使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒殺作用。另外,有人把降解除草劑的蛋白蛋編碼基因導入宿主植物,從而保證宿主植物免受其害,該方法已成功用于選育抗磷酸麥黃酮的工程植物。
2.2.5抗重金屬。由于人類活動、礦山的開采,工業化進程的加劇,空氣土壤、水體面臨著越來越嚴重的重金污染,不但嚴重影響作物的產量和品質,更重要的是通過植物食物鏈危害人類的健康。土壤中的重金屬主要有Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世紀80年代,提出植物修復、超富集植物。但由于自然界中已發現的絕大多數重金屬富集或超富集植物往往生長周期長、生物量低、植株矮小,因而限制了其對污染土壤重金屬的移除效率。通過基本工程技術改良植物對重金屬的抗性,增加或減少重金屬的植物體內的累積量被認為是進行污染土壤的生態恢復以及減少食物鏈重金屬污染的一條切實可行的有效途徑。富集重金屬的相關基因不斷克隆,應用轉基因技術提高植物對重金屬的耐性已取得一些重要進展,一些轉基因植物地上部分表現了較高的重金離子富集量,并在污染土壤的生態恢復中進行了初步應用。
2.3 現代生物農藥
隨著人們對化學農藥危害性、局限性的逐步認識,生物農藥在植物生產中的地位逐漸突現出來,成為綠色農業的重要組成部分,受到各國政府的高度重視,有了較為廣泛的應用。微生物農藥有對人畜安全、不破壞生態平衡、害蟲不易產生抗性等優點,但也存在著藥效速度慢、專一性強、受自然條件影響大的缺點。而利用基本工程改造微生物菌種,創造出自然界不存在的新型菌種就可以克服這些缺點。
3 現代生物技術的未來發展
3.1 光合作用機理研究
提高植物光合作用效率有助于增加植物產品的產量,有效利用能源。光合作用包括光反應和暗反應,通過這一過程將光能轉化為化學能并固定CO2。葉綠體的二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)即可通過羧化反應固定CO2還可催化底物加氧反應。為提高固定CO2的速度,可同Rubisco的羧化酶活性,降低加氧酶活性。現在許多科學家對Rubisco的大小、結構、功能及調控做了許多工作,為提高植物光合作用的效果找到一些新思路。
3.2 生物固氮
氮肥是肥料的重要組成部分,要維持全球的糧食產量,每年至少需要1.0×108t以上的氮肥,其中一半來自化學肥料,而另一半則由固氮細菌完成。隨著化學肥料生產成本的逐漸提高及對土壤的破壞,越來越多的科學家將目光集中在生物固氮上。一方面,人們試圖通過研究生物固氮的分子學基礎,以提高微生物的固氮水平;另一方面,通過DNA重組技術改造共生細菌,提高其競爭力,使之能超過天然共生細菌,促進根瘤的形成。
3.3 植物生物反應器
重組細菌、真菌生物反應器生產過程需要訓練有素的專業人員,且設備昂貴,而植物卻易于生長且管理方便,對工人的要求也不是很高。針對這一特點,人們就是否可用轉基因植物來生產具有商業價值的蛋白質及其它特殊化學性質的物質進行了一些嘗試,并取得了一些進展。
關鍵詞:林業育種;生物技術;應用
1引言
林業育種不僅能促進林業持續健康發展,也有利于保持生態平衡。多年來我國在林業育種方面作了大量的工作,也取得了不小的成績。但和國外相比,林業育種技術仍相對滯后。伴隨著生物技術的發展,林業育苗技術在林業中發揮著越來越重要的作用。因此,要處理好林木常規育種和生物技術間的關系,首先要確保我國林業育種工作取得更好的成績。
2林木常規育種現狀
林業資源具有調節自然生態平衡的作用。因此,必須高度重視林業工作,特別是要抓好林木的遺傳育種工作。從20世紀40年代起,國外才陸續開展林木遺傳改良工作。通過近半個世紀的發展,林木育種工作取得了長足的進展。在林木培育中,林木的遺傳與基因改良是兩項關鍵技術[1]。通過選育相關優良林木品種,并大量繁殖這些林木品種,進而確保林業資源得到持續性補充。這既能確保優良林木品種的存續與發展,也能緩解市場對木材的大量需求。通過多年的發展,林木育種技術也日漸完善,形成了一套比較成熟的技術,主要分為3個環節,分別是選育、遺傳測定與良種繁殖。隨著我國林業工作的不斷改革與發展,對林木育種工作提出了更高的要求,因此,有必要尋找新的發展方向,并創新相關育種技術,以確保林業的可持續發展。
3生物技術在林木育種中的應用
3.1生物技術的概念
生物技術屬于一門新興的跨學科技術,是指利用相關生物體系,并運用先進的生物學及工程技術原理,通過加工或不加工相關底物原料,生產市場所需產品或達到某個目的的技術。該技術主要包括三方面,基因工程、細胞工程與組織培養。生物技術在不少領域中發揮著重要的作用。該技術和林木遺傳育種有著緊密的聯系。將生物技術運用到林木育種中,能有效改善林木的品質,并增強相關抗性,如抗病、抗蟲、耐旱、耐寒、抗鹽堿等。同時,還能極大提升林木的生長量,滿足市場對林木的需求。
3.2生物技術的應用原理及優點
作為一門新興的科學,植物生物技術的內涵比較寬泛。20世紀30年代,Schleiden與Schwann共同提出了細胞學說。直到50年代,相關學者證實了細胞全能性的設想。這為后來的組織培養技術奠定了技術理論[2]。伴隨著組織培養技術的不斷完善,也極大促進了很多技術的發展,包括植物快繁、無病毒苗培養、新品種的創造及種質資源保存等技術。到70年代后,出現了基因重組技術,從而大幅提高了遺傳操作技術水平。因此,育種學家有了更廣闊的發展空間。
與傳統常規育種方式相比,生物技術育種具有很多優勢,集中表現為三點:常規育種方式主要依靠雜交技術來達到改良品種的目的。生物技術育種是通過對細胞、基因的改變來達到改造品種的目的;常規育種無法確定方向,帶有一定的盲目性,而生物技術育種能深入細胞,從而定向地改造品種;生物技術育種不受種間雜交的限制,從而擴大了育種范圍,更有利于對種質資源的創新。
3.3生物技術育種的應用
和很多生物體不同,林木具有較長的生長期。它們在幼年與成年時期所表現出的相關生理性狀有明顯的差異。此外,林木具有較高的遺傳雜合性。上述因素在一定程度上都制約了林木育種的進一步發展。因此,應采用生物技術改良林木育種技術,確保林木資源的優產、優質。
3.3.1遺傳標記
遺傳學的相關理論認為遺傳標記是指具備良好性狀,并且遺傳穩定性較好,極易識別的相關遺傳特征。通常包括形態特征、細胞學及分子標記等。DNA分子具有多態性,它能體現出生物的相關基因特征。因此,分子標記將其作為遺傳標記。目前,在林木育種工作中使用的分子標記手段主要有4種,分別是限制性片段多態性、隨機擴增多態性、擴展片段多態性和簡單重復序列等。在實際的應用過程中,應結合林木的遺傳基因情況,合理進行篩選。同時,還要考慮技術應用成本、基因識別與檢測是否方便、快捷等因素。目前,分子標記技術已得到了極大的發展。通過遺傳圖譜能看到遺傳標記的具置,并能觀測和研究相關染色體。利用遺傳圖譜開展林木育種工作有很積極的意義,有利于良種的選育與培養。指紋識別屬于分子標記中一項技術,也在林木育種中得到了一定的應用。“指紋”是一種類比人的定義,是指能區別于其它種、種內群體或個體的特異性DN段。“指紋”的典型特征是高度的特異性與穩定性[3]。利用指紋識別技術來分析樹種基因,可以識別出個體間的親緣關系,從而避免林木發生交叉遺傳。
3.3.2基因工程
近年來,基因工程在林木育種工作中得到了大量的應用。其中涉及到的主要技術有目的基因的分離鑒定、植物細胞遺傳轉化及轉基因植物的識別等。基因工程在林木育種中的應用機理是將目標基因植入到相應的受體植物內,進而改變林木的DNA,創造出新的林木品種。采用基因工程技術,能夠突破林木種間雜交不親和的現狀,進而改變林木自身的相關性狀,從而形成新的林木品種[4]。另外,基因工程無需花費過多的時間便能實現。
4正確處理常規育種和生物技術間的關系
4.1二者是相互依存的關系
常規育種是生物技術育種的基礎。生物技術只有在常規育種的基礎上才能獲得不錯的效果。同理,常規育種要借助生物技術來不斷完善自己,逐漸改善自身的不足,如世代長、性狀不易鑒別等。因此,兩種技術都是相互聯系、相互影響的。
4.2常規育種仍占主導地位
縱觀國內外林業技術的發展,生產中所使用的林木良種均是利用常規育種技術選育出來的。因此,常規育種仍屬于當前林業選育優良品種的主要途徑,或者說應該是目前唯一的途徑。當前仍應將常規育種作為主要的育種方式,要高度重視對常規育種的科研探究,并保證足夠的生產投入。
4.3生物技術仍處于探索階段
生物技術盡管有良好的應用前景,但不足之處是技術仍不夠成熟。因此,還存在很多局限性,需要人們進一步摸索研究。遺傳圖譜與輔助選擇離實際應用目標還有不小的差距。目前,基因工程還無法生產出可用于生產實踐的良種[5]。此外,人們還擔憂轉基因食品的安全性。因此,生物技術還有待進一步研發和創新。由于生物技術具有“高、精、尖”的特性,因此,只有少數科研部門與技術人員才能開展這方面的研究。
4.4生物技術強調創新
任何新理論與新技術的形成都是從無到有的過程。這也屬于一個學習與模仿的過程。生物技術需要創新,若只是一味地模仿現有的技術手段,那么將會停滯不前,逐漸失去自身的意義。常規育種不同于生物技術,就算沒有創新,依然能產生一定作用,為林業生產提供符合要求的繁殖材料。只要根據常規育種的相關技術要求,在不同的地點,采用不同的研究對象也能有所收獲。由此可見,生物技術更強調創新。
參考文獻:
[1] 尚瑞明,王世蘭.林木育種中生物技術的應用[J].河北林業科技,2013(4):95~96.
[2] 沈熙環.林木常規育種與生物技術的應用[J].林業科技開發,2006,20(1):1~4.
[3] 馬和平,臧建成,李毅,等.生物技術在林木育種中的應用[J].河北林果研究,2005,20(4):343~346.
關鍵詞: “現代生物科技” 流程圖 有效教學
人教版高中生物選修教材“現代生物科技”設置了多個生物技術流程圖。對于“現代生物科技”知識,學生接觸得較少,很陌生。在教學中,如僅用文字描述生物科技流程,學生理解起來就有很大的困難。如能充分利用流程圖,把抽象的問題形象化、具體化,增強學生的感性認識,提高學習興趣;同時以流程圖為載體,進行合理地教學設計,從而促進理論與實踐相結合,加強過程與方法教學。如何合理地利用流程圖,進行有效教學呢?我就此提出一些建議。
1.認識流程圖的類型,提高教學設計的針對性
教師要非常熟悉教材中的流程圖,并且可以簡單地將流程圖進行分類,從而為提高課堂教學設計的針對性提供依據。
流程圖的類型主要有三種:文字流程圖、圖文并茂流程圖、圖片流程圖。
文字流程圖主要通過簡潔的語言文字的形式把生物技術的流程展現出來。優點是文字簡潔,便于記憶,缺點是不利于學生的理解。在教材中主要應用于“基因工程”和“生態工程”專題中,如基因工程的基本操作流程圖和蛋白質工程流程圖。
圖文并茂流程圖主要以文字和圖片相結合的形式展現生物技術的流程。優點是同時增強學生的感性認識和理性認識,缺點是不利于學生的記憶。主要應用于“細胞工程”和“胚胎工程”專題中,如植物體細胞雜交技術流程圖和牛胚胎移植流程圖。
圖片流程圖主要是以圖片的形式展現出來。這部分生物技術流程對學生來說理解起來比較容易,教材中往往直接以圖片的形式出現。如教材中的“獲得白菜―甘藍雜種植物的生物技術流程圖”。
2.優化處理生物技術流程圖,增強課堂教學有效性
流程圖的教學,需要根據學生的學習情況,教師的教學需要,適時地加以轉換、改進和增添。
2.1流程圖的轉換。
根據教學的需要,可以把圖文并茂流程圖轉換成文字示意圖,以便加強學生記憶;也可以把文字或圖片流程圖轉換成圖文并茂流程圖,以便加強學生理解。比如哺乳動物受精示意圖,可以轉換成以下文字流程圖。同時在課堂教學中,可以通過練習的形式體現不同流程圖的互換。
哺乳動物受精流程圖
2.2流程圖的改進。
教材中有些流程圖比較繁瑣,學生不易看懂和領悟,可以根據教學的需要加以適當的改進。比如,獲取目的基因的方法有:從基因文庫中獲取目的基因、利用PCR擴增目的基因、人工合成目的基因。教材中P8圖1―6相關流程圖比較復雜,學生不易理解,可以改進成如下圖示。
目的基因獲取流程圖
2.3流程圖的增添。
為了增強教學理性和感性的認識,使教學內容形象化、直觀化,教師在教學時可以把語言文字轉換成流程圖。比如單倍體育種,可以根據語言文字轉換成如下流程圖。
單倍體育種流程圖
3.充分利用流程圖,進行探究性教學
課程標準要求實現三維教學目標。三維教學目標包括:知識目標、過程與方法目標、情感態度與價值觀目標。在生物課堂教學中,教師可以充分利用生物技術流程圖,進行合理的教學設計,從而更好地落實上述目標。
3.1理解流程圖,進行充分的教學預設
生物學老師不僅要理解流程圖的操作程序,而且要理解關鍵操作的相關原理。在理解的基礎上,加強課堂教學的預設。如在牛胚胎移植流程圖中,教師除了需要熟悉胚胎移植的操作流程外,還需要理解以下內容:對供受體母牛的選擇、同期處理、超數排卵、沖卵的生理學基礎等。只有理解了流程的操作要點,才可以設置一系列的問題串,才可以為課堂教學的動態生成打下堅實的基礎。
3.2利用流程圖,在動態生成中完成課堂教學。
課堂教學是一個動態生成的過程。流程圖的教學,為動態生成的教學提供了很好的教學素材。
為了更好地實現動態生成的課堂教學,對流程圖的教學可采用問題探討、合作探究的教學方法。如在對“單克隆抗體制備過程流程圖”教學中,可以設計出如下問題:(1)什么是單克隆抗體?生產單克隆抗體的基本原理是什么?(2)什么是免疫的小鼠,怎樣進行對小鼠進行免疫?(3)圖中的B淋巴細胞有何功能?如何獲得骨髓瘤細胞?骨髓瘤細胞有何功能?(4)怎樣才能將B細胞與骨髓瘤細胞融合?有哪些方法?(5)融合后可能有幾種類型的細胞?(6)兩次篩選的目的是什么?如何操作的?(7)培養雜交瘤細胞的方式有哪兩種?雜交瘤細胞具有哪些優點?(8)小鼠體內培養的原理是什么?怎樣理解從小鼠的腹水中獲取抗體?(9)單克隆抗體有哪些特點和應用價值?
教師結合多媒體動畫流程圖提問上述問題,通過學生的問題探討、合作探究,解決相關問題,師生在互動探究中,實現教學目標。
3.3通過流程圖教學,合理地處理好細節與整體性教學的關系。
在課堂教學中,教師既要考慮課堂教學的整體性和細節性,又要考慮這二者在教學中的結合。通過整體性教學有利于形成完整的知識結構,細節性教學有利于實現探究性的課堂教學。生物技術流程的教學也是如此。
在教學設計時,教師可利用多媒體或者掛圖等,將流程圖展現給學生,讓學生對相關的流程有一個完整的了解,再通過探究性教學實現關鍵操作步驟的學習。也可以先通過過程性教學實現關鍵操作步驟的學習,再歸納總結該流程圖。
關鍵詞:生物技術;食品質量;應用;
一、 概述
對食品質量而言,生物技術就是應用生物程序、生產細胞或其代謝物質來制造食品,改進傳統生產過程以提高人類生活質量的科學技術。生物技術很早就被應用于食品加工。傳統的食品生物技術側重于對生物體的利用,比如啤酒業對啤酒酵母、糖化酶的利用,而現代食品生物技術側重于對改造后的生物體的利用,即是以生命科學為基礎,利用生物體的特性和功能,設計構建具有預期性狀的新物種和新品系,再與工程原理相結合進行配套加工生產,為社會提供商品和服務的一個綜合性體系。
二、 生物技術在食品質量中的作用
1. 基因工程技術的應用
基因工程又稱 DNA重組技術 ,是指按人的意志 ,將某一生物體 (供體)的遺傳信息在體外經人工與載體相接 (重組) ,構成重組 DNA分子 ,然后轉入另一生物體 (受體)細胞中 ,使被引進的外源 DN段在后者內部得以表達和遺傳 .將這項技術應用于動植物或微生物上即產生基因工程食品。
近年來 ,國內外的食品科學家和生物學家已開始注重研究開發改善食品功能的新品種 .如開發不含產生豆腥味的酶(無脂氧化酶)的大豆 ;在腸內不會產生氣體的碳水化合物以及結晶胰蛋白酶的活性阻礙物質的大豆新品種。通過基因工程還可以改變酶的性質 ,生產食品結構改良劑。另外 ,通過遺傳的修飾技術 ,可將脂酶基因導入受體而強化其分解脂肪的能力 ,從而可加工低脂和低膽固醇的食品 ,如奶酶、油、脂肪牛奶等 .利用基因工程技術培育出新的釀酒酵母菌株 ,用以改進傳統的釀酒工藝 ,并使之多樣化 .目前 ,已成功地選育出分解β―葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、殺啤酒酵母菌株 ,提高生香物質含量的啤酒酵母菌株 .基因工程技術應用于氨基酸的生產已取得較大成績 ,迄今為止 ,世界上已克隆和表達了十幾種氨基酸的基因 ,已有 5種用重組技術生產的氨基酸達到工業化水平 ,它們為蘇氨酸 ( 60 g/ L )、組氨酸 ( 42 g/ L )、脯氨酸 (75 g/ L )、氨酸 (40 g/ L )和苯丙氨酸 (60 g/ L ) ,我國谷氨酸等氨基酸已投入工業化生產 .目前 ,天然食品防腐劑的研究開發成為當前國際食品界中一個研究熱點 ,它們也可利用基因工程技術進行異種大量生產。
此外 ,基因工程技術還可用于食品質量中新型蛋白質、細胞蛋白、生素、制劑、生物多糖、粉糖的生產 .并且基因工程技術還可以和食品衛生分析檢測結合 ,采用核酸探針和單克隆抗體法檢查 ,敏感性高 ,大大提高食品衛檢準確性和實用性。
目前轉基因食品涉及的領域主要有:改善糧油食品的產量、食品品質和加工功能特性,延長果蔬產品的儲藏期,提高農作物的抗病蟲害性能,改善動物性食品的成分比例和食用品質,改善發酵食品的風味和品質、提高產量等。
2. 酶技術的應用
酶是細胞原生質合成的一類具有高度催化活性的特殊蛋白質,是生物催化劑。酶普遍存在于動、植物和微生物中,將酶從生物組織或細胞以及發酵液中提取出來,加工成具有一定純度標準的生化制品,稱為酶制劑。
近年來在果蔬加工上,還開發出酶浸漬法處理果蔬以改變表面及內部組織的特性,增加風味及其它感官香味及口感。現在此技術已廣泛應用于柑桔的去皮、去苦及保持桃子的硬度等,所生產的產品有更好的新鮮度和組織外觀。目前歐美各地的食品廠已使用此技術制造罐頭類食品、玻璃瓶裝制品及新鮮冷藏水果。
現代水果汁加工技術(AFP技術)在 80年代開發的新一代果漿處理酶制劑,用于生產澄清汁,不僅用于貯藏過的難榨汁的水果,還可用于新鮮水果的加工 ,并形成了新的工藝,即所謂“最佳果漿酶解工藝”(OME工藝),其優點是明顯提高榨汁率 ,分別為鮮果 (8/9月)5%~6 %,貯藏水果 (10月起)15%~ 18%,使壓榨機生產能力提高 30%~ 100%,果渣量減少 30%~50%。
AFP技術采用了全果液化工藝,大大提高了生產能力,如一次榨汁進行液化,BucherHP 5000壓榨機的能力幾乎可達原來的 3倍,汁液可溶性固形物的利用率可達 100 %,出汁率達 92 %~ 95%(體積比 ),果渣體積最多只有原料體積的 2 %~ 5%,且可以轉為纖維物質用于療效食品,減少了果汁工廠廢物來源,縮短壓榨時間,降低了能耗,而且還可以明顯提高液化終點的可溶性固形物含量和含酸量 (生成半乳糖醛酸 ),改善果汁口感。
3. 生物傳感器和生物反應器的應用
生物傳感器是利用生命物質如酶、抗體等作敏感材料,與電子技術相結合,通過換能器件構成自動化分析系統,用以從多種化合物的復雜樣品中選樣地測定某一特定成分。其特點是精確、快速、靈敏。其方法包括核酸探針、聚合酶鏈反應、免疫分析等,在食品上應用于成分分析、病菌毒素檢測、殘留農藥檢測等品質管理。
模擬生命過程的生物反應器在生產酶制劑和發酵產品中應用廣泛。生物反應器如同一根能進行生物體內反應的大試管,將生物細胞或酶等加入其中,設置一定的環境條件,使之發生某些生化反應而大量產生我們所需的產物。生物反應器較之發酵器有著生化反應簡單明確,可控程度高,生物性材料可重復使用的特點。
4. 細胞工程在食品質量中的應用
細胞工程就是應用細胞生物學方法 ,按照人們預定的設計 ,有計劃地保存、變和創造遺傳物質的技術 .近年來細胞工程的開發和應用主要集中在細胞雜交 ,快速無性繁殖和細胞育種等方面 .利用細胞雜交和細胞培養可生產獨特的食品香味和風味的添加劑 ,如香草素、可香素、}風味劑以及高級的天然色素 .細胞工程技術應用于食品質量是隨著細胞培養和細胞融合技術的發展而發展起來的 .在細胞培養方面最典型的例子是人參細胞培養成功 ,還有香料與色素的生產 .
當今 ,白酒、酒、類等食品發酵行業以使用酵母為主 ,曲菌也適于酒類和醬油生產 .這些行業的微生物育種目標是培養出耐乙醇酵母、鹽酵母、高糖酵母、泡酵母、溫酵母及谷酰胺酶與蛋白質分解酶活性高的曲菌 .具有重要意義的成就是嗜殺其它菌類活性的嗜殺酵母新菌株的培育成功 ,日本協和發酵公司已完全使用嗜殺性葡萄酒酵母配制新酒 ,目前 ,正研究運用細胞融合技術取得其它菌株 ,應用于食品發酵工業之中.總之細胞工程在新技術革命的浪潮中對食品質量革新方面有著很大的潛力 .
關鍵詞:生物工程;環境保護;技術應用
1前言
生物工程是近年來一門嶄新的學科領域,該學科的研究內容是生命科學,但是由于其學科的綜合性強,能夠推廣至很多領域的產品研發和新技術的應用。生物工程也在不同的需求中得到飛速的發展,培養了一批相關技術人才,在人類對環境保護的概念日益增強的今天,逐步應用于環境保護的工作中,由于其具有高效綠色環保的特點,因此在環境保護領域有著巨大的潛在應用價值。
2我國自然環境面臨的問題
我國從解放后,經濟逐步復蘇,國家對工業生產也投入了許多資金和人力,使得我國的經濟在解放后出現了快速增長,在改革開放后,我國經濟增長再一次邁上了新臺階,經濟增長速度飛快,無論是從工業生產還是居民消費水平,都取得了令人矚目的成就,然而這一切的發展卻給自然環境帶來了十分嚴重的影響。在解放初期,由于工業水平比較落后,使用的機器設備都十分落后,技術水平也很難達到發達國家的標準,我國的工業生產都屬于高能耗的生產模式,大量的生產造成我國自然資源的大量開采和浪費,隨后的發展中,技術能力逐漸開始趕上發達國家,但是對自然環境保護的意識仍然沒有在人們心中扎根,經濟發展還是在原有的模式下進行,無論是工業生產還是農業生產,對環境的影響進一步惡化,自然資源被人為破壞,很多獨特的稀有資源都面臨枯竭,自然環境開始給人類敲響了警鐘,這種無節制的開發和破壞最終將會影響社會發展節奏。因此我國開始倡導可持續發展的戰略目標,將經濟發展和環境保護相結合,達到共同發展的目的,在保障工農業生產所必須的資源,大力加強對環境污染的治理工作,并積極尋找可替代能源,發展清潔能源,保護人類賴以生存的自然環境,也為社會的長遠發展提供保障。
3當前生物工程技術的特點
中國現有的環境污染情況由于歷史遺留問題較多,再加上現代化生產和生活的排放,對環境保護的治理工作一直是重點和難點。現代化生物工程的發展為環境保護工作提供了一條嶄新的途徑,也由于近些年生物工程技術在環境污染治理方面取得了很多成績使它受到了廣泛的關注。生物工程技術通過使用生物制劑將污染物從環境中分解,清除,整個過程不存在二次污染,且處理效果較好,具有十分重要的應用價值,而且從環境系統的角度看,通過生物工程技術引入的生物制劑,對環境的影響也小,通過對整個生態環境失衡的調平,達到環境保護的效果,因此其環保功效顯而易見。生物工程技術的靈活度高,能夠根據不同污染物的特點,結合基因工程的先進技術有針對性的開展治理工作,并且從實踐上現實了可持續發展的環境保護概念,逐漸在環境保護和污染物治理領域表現出卓越的優勢,受到環境保護領域工作的高度關注。
4生物工程技術在環境保護領域的應用
可以看出生物工程技術具有諸多優點,使得生物工程技術在環保領域受到廣泛的歡迎,其主要的污染治理成績表現在以下幾個方面:
(1)工業和生活廢水的整治。
水是人類的生命之源,一直以來都是人類無法替代的寶貴自然資源,然而由于生產和生活污水的污染,使得人類賴以生存的水源都出現了不同程度的污染,這個問題迫在眉睫,因為如果缺少了干凈的水資源,人類將無法從事正常的生活和生產活動,更嚴重的會影響到人類的生存。對污水的治理問題一直都是環境保護的重點問題,然而其他物理置換或者多層過濾等方法,無法徹底清除污水中的有害物質,還容易造成水體的二次污染,隨著清潔的水資源越來越少,環境保護領域向生物工程技術投入了研究,并獲得了良好的效果,通過使用生物工程的相關技術,利用生物制劑將污水中的污染物分解代謝成為對人體和自然環境沒有威脅的清潔水,可以在不引入二次污染的同時達到較好的凈水效果。廢水問題是困擾現在人們的重點問題,如果有效處理廢水呢?利用現代生物技術可以達到有效成果。根據現代化城市對污水排放要求的提高,生物工程領域也發展了新型技術已達到排放標準,并推動污水處理產業的發展。
(2)空氣的凈化。
實際上利用生物工程將空氣凈化的方法已經早已應用,現在已經成為比較成熟的技術在空氣凈化領域廣泛使用,由于這種方法對資金要求低,環保性能高,凈化效果好,在未來也存在著巨大的市場潛力。
(3)對固體垃圾的處理。
固體垃圾也是環境污染的一種難以處理的問題,原有的方法通過掩埋等處理時間長,或者對環境造成二次污染,因此迫切需要尋找新的方法,生物工程技術的應用解決了這些問題,可以通過生物分解代謝,有效將固體垃圾進行處理,還能夠反復使用,減少垃圾處理的成本,其處理后的垃圾變廢為寶,能夠作為農業生產中的綠色肥料,使整個環境污染的處理過程循環成為一個環保過程,產生一定的經濟收益,是現如今最優的污染處理方法。
(4)利用生物技術維護環境。
將生物工程技術延伸到對環境的維護領域也是一項重要的應用,可以利用生物工程技術整治各種污染物的方法將自然環境凈化,在現有基礎上提升自然環境質量,在治理污染的同時防止污染的發生,從根本上解決環境污染的問題。
5結論
通過上述內容的分析,可以看出生物技術在環境污染整治和維護的領域能夠發揮重要的作用,可以將環境保護技術從現有的防御轉為提前維護,保證自然環境與人類發展的和諧統一,避免因人類社會的發展需求對環境造成的惡劣影響。加強對生物工程的研發力度,促進相關污染處理技術的發展,能夠為人類的可持續發展提供更強大的保護。
參考文獻
[1]郭艷霞.論生物技術在環境保護中的應用.科技與創新,2015,21.
[2]劉彪.探究生物技術在環境保護中的應用及前景.房地產導刊,2015,9.
[3]楊宇蒿,王碧文.現代生物技術在環境保護中的應用研究進展之我見.經貿實踐,2015,4.