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1、生物工程概论论文100211307胡贵春生物技术在环境保护中的应用和前景姓名胡贵春学号100211307学院光电工程学院【摘要】对我国目前生态环境状况，论述了现代生物技术在治理环境污染，保护生态环境中的应用和发展前景.【关键词】污染物现代生物技术生态环境环境保护1我国生态环境现在状况 目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半城市缺水，农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难；土壤污染严重，耕地面积锐减，近10年来每年流失的土壤总
2、量达50亿t，土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积下降，草场退化，每年减少森林面积达2500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急剧上升。因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。2现代生物技术的应用与环境保护 现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世
3、纪80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。 （1）生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 （2）利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污
4、染的手段。 （3）生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。 所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。3现代生物技术在环境保护中的应用3.1.降解废水中微量油脂含油废水是一种量大而面广的污染源,世界上每年至少有5107~10
5、107L的油类通过各种途径进入水体.如何经济、快速、合理地处理油脂废水,解决环境污染问题,已成为一个亟待解决的社会问题.目前常用的处理方法是用物理、化学方法分离和回收废水中的油脂,但无法彻底消除废水中的油脂.为了在低温下(低至5)亦能快速处理家庭废水中的微量油脂,上海交通大学生命科学技术学院与日本日立化成公司合作,从5种活性污泥或土壤中驯化分离了6种菌,考查了它们在低温下(5~10)对含低浓度(10010-6)植物类油脂的降解能力.各种菌的降解能力不一,其中编号为C2和X1的两种菌在24h内的去除率分别可达到92.80%和95.49%.菌株C2可生长条件为pH为6~
6、9,温度为0~35;生长适宜条件为:pH7~8,温度15~30菌株X1可生长条件为pH为6~9,温度为0~40;生长适宜条件为:pH7~8,温度15~35.进一步的研究还在进行中。3.2污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。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。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性，通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含
7、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。现在,环境污染日益严重,不仅危害到污染地域的动植物区系,从而导致食物链中有害化学物质的累积与级联放大;在某些情况下,还会严重危害到人体健康甚至引起基因损伤.因此,人们对环境污染问题日渐重视和敏感.从20世纪80年代开始,欧洲等发达国家开始研究污染土壤生物修复技术(bioremediation),就是利用微生物将诸如土壤、废水中的环境污染物降解为无害的CO2和H2O的过程,与传统的物化方法相比,更为行有效得多.生物修复的主要优点为:成本低;不破坏植物生长所需
