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現(xiàn)代生物技術(shù)探析:現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用
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現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用
摘要:在環(huán)境污染治理中,作為一種技術(shù)手段,生物技術(shù)具有高效性,反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn),它對環(huán)境污染的治理和修復(fù)發(fā)揮了巨大作用,為重金屬廢水,石油廢水,油脂廢水,農(nóng)藥廢水,以及生活污水提供了一條十分有效的途徑。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對環(huán)境問題認(rèn)識的深入,人們已越來越意識到,現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,為從根本上解決環(huán)境問題提供了無限的希望。我們要在污染環(huán)境修復(fù)、污染環(huán)境治理、廢棄物的循環(huán)再生過程中應(yīng)用生物技術(shù),其中應(yīng)用最廣泛的是酶工程技術(shù),微生物工程技術(shù),分子生物學(xué)技術(shù),基因工程。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代生物技術(shù)環(huán)境污染治理應(yīng)用
1. 引言
1.1環(huán)境保護(hù)已成為當(dāng)前國際關(guān)系、經(jīng)貿(mào)合作中的一個極為重要的問題,也日益嚴(yán)重地影響著我國國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在我國過去幾十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,由于忽視了發(fā)展中的環(huán)境保護(hù),目前環(huán)境狀況十分嚴(yán)峻。近年來雖采取了大量控制措施,但環(huán)境質(zhì)量下降的趨勢仍在繼續(xù)。
1.2 我國是世界上環(huán)境污染最為嚴(yán)重的國家之一,從城市到鄉(xiāng)村,我國的大氣、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。當(dāng)前我國社會經(jīng)濟(jì)仍然保持著高度發(fā)展的態(tài)勢,環(huán)境保護(hù)的壓力將進(jìn)一步加重,由人類活動所造成的環(huán)境污染和環(huán)境質(zhì)量的惡化已成為制約我國社會和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的障礙。如何在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時控制環(huán)境污染,改善環(huán)境質(zhì)量,以實(shí)現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展之目標(biāo)是我國目前亟待解決的重要問題。
1.3現(xiàn)代生物技術(shù)不但在凈化環(huán)境,減少污染和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面發(fā)揮出重要的作用,還可以為保護(hù)人類生存環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展作出積極的貢獻(xiàn)。在環(huán)境治理中,生物技術(shù)因其投資少,處理效率高,運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。
2. 現(xiàn)代生物技術(shù)的概況
2.1現(xiàn)代生物技術(shù)是應(yīng)用現(xiàn)代生物科學(xué)以及某些工程原理,如酶工程,基因工程,微生物工程等,利用生命體(從微生物到高級動物)及其組成(含器官,組織,細(xì)胞,細(xì)胞器,基因)來發(fā)展新產(chǎn)品或新工藝的一種技術(shù)體系。一般認(rèn)為,生物技術(shù)包括基因工程,細(xì)胞工程,酶工程和發(fā)酵工程四個方面。
2.2生物技術(shù)直接關(guān)系到與人民生活,衛(wèi)生,健康密切相關(guān)的醫(yī)藥衛(wèi)生,食品工業(yè),化學(xué)工業(yè),農(nóng)業(yè)的發(fā)展?？梢栽诩Z食危機(jī),能源危機(jī),環(huán)境污染中發(fā)揮巨大的作用,并且還可以從基因的角度治愈人類的遺傳病。因此,現(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)被世界各國列為重點(diǎn)項(xiàng)目。
2.3環(huán)境生物技術(shù)(Environmental Biotechnology,也稱為Environmental Bioengineering)。是一門由現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境工程相結(jié)合的新興交叉學(xué)科。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(jī)能,建立降低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝,或者能夠高效凈化環(huán)境污染以及同時生產(chǎn)有用物質(zhì)的人工技術(shù)系統(tǒng),稱之為環(huán)境生物技術(shù)。
3.現(xiàn)代生物技術(shù)的特點(diǎn)
生物是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的要素,生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)主要是依靠生物過程來完成的?？萍嫉陌l(fā)展也充分證明生物技術(shù)是環(huán)境保護(hù)的理想武器,這一技術(shù)在解決環(huán)境問題過程中所顯示的獨(dú)特功能和顯著優(yōu)越性充分體現(xiàn)在它是一個純生態(tài)過程。生物技術(shù)在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和以及無二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn),受到了高度重視。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對環(huán)境問題認(rèn)識的深入,人們已越來越意識到,現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,為從根本上解決環(huán)境問題提供了希望。
目前生物技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)中主要是利用微生物。生物技術(shù)已是環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用最廣的、最為重要的單項(xiàng)技術(shù),其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質(zhì)的降解、清潔可再生能源的開發(fā)、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測、污染環(huán)境的修復(fù)等環(huán)境保護(hù)的各個方面,發(fā)揮著極為重要的作用。應(yīng)用環(huán)境生物技術(shù)/:請記住我站域名/處理污染物時,最終產(chǎn)物大都是無毒無害的、穩(wěn)定的物質(zhì),如二氧化碳、水和氮?dú)狻＠蒙锓椒ㄌ幚砦廴疚锿ǔＤ芤徊降轿?避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移。特別是現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展,尤其是基因工程、細(xì)胞工程和酶工程等生物高技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用,大大強(qiáng)化了上述環(huán)境生物處理過程,使生物處理具有更高的效率。美國環(huán)保局(EPA)在評價環(huán)境生物技術(shù)時也指出“生物治理技術(shù)優(yōu)于其他新技術(shù)的顯著特點(diǎn)在于其是污染物消除技術(shù)而不是污染物分離技術(shù)”
由于大部分有機(jī)污染物適于作為生物過程反應(yīng)物(底物),其中一些有機(jī)污染物經(jīng)生物過程處理后可轉(zhuǎn)化成沼氣、酒精、生物蛋白等有用物質(zhì),生物處理方法也常是有機(jī)廢物資源化的技術(shù)。生物過程是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的,作為催化劑的酶是一種活性蛋白。生物反應(yīng)過程通常是在常溫、常壓下進(jìn)行的。
酶對底物有高度的特異性,生物轉(zhuǎn)化技術(shù)的效率高,副產(chǎn)物少,這與常常需要高溫、高壓條件的化工過程相比,反應(yīng)條件大大簡化,因而消耗低,效果好、過程穩(wěn)定、操作簡便。用生物過程代替化學(xué)過程可以降低生產(chǎn)活動的污染水平,有利于實(shí)現(xiàn)工藝過程生態(tài)化或無廢生產(chǎn),真正實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。生物處理技術(shù)除易于大規(guī)模處理外,還可利用天然水體或土壤作為污染物處理場所。另外,生物技術(shù)的產(chǎn)品或副產(chǎn)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(yǎng)源加以利用。用生物制品代替一切可以取代的化學(xué)藥物、化石能源、人工合成物等,有助于把人類活動產(chǎn)生的環(huán)境污染降至低程度。生物是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的要素,生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)主要是依靠生物過程來完成的。
利用環(huán)境生物技術(shù)可治理用其他方法難以處理的環(huán)境介質(zhì),即用生物修復(fù)技術(shù)凈化環(huán)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(jìn)一步強(qiáng)化環(huán)境的自凈能力。
環(huán)境生物技術(shù)不僅單純適用于環(huán)境污染治理,如今已相當(dāng)廣泛地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測,尤其是以生物傳感器為核心的環(huán)境生物監(jiān)測技術(shù),可在線在位迅速地提供環(huán)境質(zhì)量參數(shù),成為環(huán)境質(zhì)量預(yù)報(bào)和報(bào)警中的重要組成部分。
4.生物技術(shù)在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用
4.1以環(huán)境污染的生物治理為主,開展環(huán)境微生物學(xué)的基礎(chǔ),應(yīng)用基礎(chǔ)和應(yīng)用研究,為重金屬廢水,石油廢水,印染廢水,油脂廢水,農(nóng)藥廢水,生活污水等提供效果好的,成本低的生物治理技術(shù)和設(shè)備,以促進(jìn)我國的環(huán)境工程建設(shè)。
4.2微生物技術(shù)在污染控制工程中的應(yīng)用主要有活性污泥法,生物膜法,厭氧生物處理法,生物脫氮法,生物除磷法,微污染飲用源水的生物處理,水產(chǎn)養(yǎng)殖水體的生物處理,城市生活垃圾的微生物處理,污泥的微生物處理,禽畜糞便處理與資源化工程,生物修復(fù),微生物脫臭,廢棄物的微生物資源化,固定化微生物技術(shù)及其在污染控制中的應(yīng)用,綠色環(huán)保產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用。
4.3環(huán)境污染的生物降解主要包括好氧生物處理,厭氧生物處理;貧營養(yǎng)環(huán)境污染生物降解;石油污染的生物降解,如甲基苯和二甲基苯的降解;芳香族化合物的生物降解;鹵代有機(jī)化合物的生物降解;有機(jī)農(nóng)藥在環(huán)境中的生物降解;危險性有機(jī)污染物的生物降解以及污染環(huán)境的生物修復(fù),如地下水污染生物修復(fù)等等。
4.4然而,由于技術(shù)有限,目前我們可以使用的技術(shù)主要有:
4.4.1城市有機(jī)垃圾處理技術(shù)
將城市垃圾通過分選后綜合治理,將可腐有機(jī)垃圾生產(chǎn)成品質(zhì)有機(jī)粉肥或有機(jī)無機(jī)復(fù)混粒肥;將可燃有機(jī)垃圾采用氣化焚燒或生產(chǎn)成版材;無機(jī)垃圾用于填埋,處理過程中產(chǎn)生的廢氣,粉塵集中處理,廢水凈化后再排放,防止污染環(huán)境。
4.4.2生物曝氣濾池處理生活污水及資源化利用技術(shù)
集生物處理和過濾兩種功能于一體,出水水質(zhì)優(yōu)良,是一種高效的新型生物反應(yīng)器,極適用于生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水的處理及資源化利用。
4.4.3含油污泥高新生物處理技術(shù)
對于我國大中型油田,煉油場,石化企業(yè)等行業(yè)中含油污泥,煉油浮渣等進(jìn)行生物治理,通過生物處理達(dá)到回收石油資源和污泥達(dá)標(biāo)排放。
4.4.4高新生物工程技術(shù)處理油脂化工廢水
利用來自于自然界又經(jīng)培養(yǎng)馴化的功能菌株,根據(jù)廢水和污水的不同性質(zhì),組成,配制不同菌株,通過發(fā)酵培養(yǎng)形成多功能復(fù)合型菌液,用于油脂化工,化工有機(jī)廢水,食品,印染,生活污水,工業(yè)廢水的處理。
4.4.5油田,煉油廢水高新生物處理技術(shù)
通過對大中型油田,煉油場廢水石油污染物樣品采集,降解微生物菌株的分離,篩選,獲得石油降解優(yōu)勢微生物,針對含油廢水的不同水質(zhì)特征,選用不同的微生物菌劑處理,使其穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
5.結(jié)語
著名的天文學(xué)家和生物學(xué)家,佛瑞得 霍意耳(Fred Hoyle)先生曾經(jīng)說過,還未解決的主要問題的答案應(yīng)該由基本的假設(shè)來得到,而且同時也必須依靠經(jīng)過反復(fù)嘗試和檢驗(yàn)的科學(xué)工具及方法。隨著處理技術(shù)的不斷發(fā)展,生物方法所能處理或修復(fù)的對象也在時刻不停地改變。為了使生物技術(shù)能滿足新的發(fā)展需要。我們必須真正進(jìn)行探索,并且可能以過去未曾想象到的方式來使用生物或是它們的衍生物。
現(xiàn)代生物技術(shù)探析:現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用和前景
摘 要 針對我國目前生態(tài)環(huán)境狀況,論述了現(xiàn)代生物技術(shù)在治理環(huán)境污染,保護(hù)生態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用和發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞 現(xiàn)代生物技術(shù) 生態(tài)環(huán)境 環(huán)境保護(hù)
1 我國生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀
目前我國由于工業(yè)“三廢”污染、農(nóng)用化肥和農(nóng)藥的污染以及廢棄塑料和農(nóng)用地膜的污染,嚴(yán)重的影響了我國的生態(tài)環(huán)境,使得水污染日益加劇,水資源嚴(yán)重短缺,全國600多個城市中已有一半城市缺水,農(nóng)村則有8 000萬人和6 000萬頭牲畜飲水困難;土壤污染嚴(yán)重,耕地面積銳減,近10年來每年流失的土壤總量達(dá)50億t,土地荒漠化日益加劇;森林覆蓋面積下降,草場退化,每年減少森林面積達(dá)2 500萬畝;人們的身體健康受到嚴(yán)重威脅,疾病發(fā)病率急劇上升。因此,加大環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理力度,加快應(yīng)用高新技術(shù),如現(xiàn)代生物技術(shù)來控制環(huán)境污染和保持生態(tài)平衡,提高環(huán)境質(zhì)量已成為環(huán)保工作者的工作重點(diǎn)。
2 現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境保護(hù)
現(xiàn)代生物技術(shù)是以DNA分子技術(shù)為基礎(chǔ),包括微生物工程,細(xì)胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技術(shù)的總稱?，F(xiàn)代生物技術(shù)不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用,而且也隨著日益突出的環(huán)境問題在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要的作用。自20 世紀(jì) 80年代以來生物技術(shù)作為一種高新技術(shù),已普遍受到世界各國和民間研究機(jī)構(gòu)的高度重視,發(fā)展十分迅猛。與傳統(tǒng)方法比較,生物治理方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。
(1)生物技術(shù)處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結(jié)構(gòu),降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人類活動產(chǎn)生的環(huán)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(jìn)行了資源化利用。
(2) 利用發(fā)酵工程技術(shù)處理污染物質(zhì),最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無毒無害的穩(wěn)定物質(zhì),如二氧化碳、水、氮?dú)夂图淄闅怏w等,常常是一步到位,避免污染物的多次轉(zhuǎn)移而造成重復(fù)污染,因此生物技術(shù)是一種既安全又徹底消除污染的手段。
(3)生物技術(shù)是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過程,而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì),其反應(yīng)過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進(jìn)行的,所以大多數(shù)生物治理技術(shù)可以就地實(shí)施,而且不影響其他作業(yè)的正常進(jìn)行,與常常需要高溫高壓的化工過程比較,反應(yīng)條件大大簡化,具有設(shè)備簡單、成本低廉、效果好、過程穩(wěn)定、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。
所以,當(dāng)今生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理,有毒有害物質(zhì)的無害化處理等各個方面。
3 現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用
3.1 污水的生物凈化
污水中的有毒物質(zhì)的成分十分復(fù)雜,包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機(jī)磷、有機(jī)汞、有機(jī)酸、醛、醇及蛋白質(zhì)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(zhì)轉(zhuǎn)化為有益的無毒物質(zhì),使污水得到凈化。當(dāng)今固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)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(xì)胞技術(shù)是酶工程技術(shù)。固定化酶又稱水不溶性酶,是通過物理吸附法或化學(xué)鍵合法使水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體相結(jié)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(xì)胞是一個天然的固定化酶反應(yīng)器,用制備固定化酶的方法直接將微生物細(xì)胞固定,即是可催化一系列生化反應(yīng)的固定化細(xì)胞。運(yùn)用固定化酶和固定化細(xì)胞可以高效處理廢水中的有機(jī)污染物、無機(jī)金屬毒物等,此方面國內(nèi)外成功的例子很多,如德國將能降解對硫磷等9種農(nóng)藥的酶,以共介結(jié)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(dá)95%以上;近幾年我國在應(yīng)用固定化細(xì)胞技術(shù)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(jìn)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(xì)胞降解含酚廢水也已實(shí)際應(yīng)用于廢水處理。3.2 污染土壤的生物修復(fù)
重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復(fù)是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應(yīng))改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài),使重金屬固定或解毒,降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達(dá)到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復(fù)過程可以增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量,激發(fā)微生物的活性,由此可以改善土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu),這將有助于土壤的固定,遏制風(fēng)蝕、水蝕等作用,防止水土流失。
3.3 白色污染的消除
廢棄塑料和農(nóng)用地膜經(jīng)久不化解,估計(jì)是形成環(huán)境污染的重要成分。據(jù)估計(jì)我國土壤、溝河中塑料垃圾有百萬噸左右。塑料在土壤中殘存會引起農(nóng)作物減產(chǎn),若再連續(xù)使用而不采取措施,十幾年后不少耕地將顆粒無收,可見數(shù)量巨大的塑料垃圾嚴(yán)重影響著生態(tài)和環(huán)境,研究和開發(fā)生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術(shù)一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農(nóng)膜的優(yōu)勢微生物、構(gòu)建高效降解菌,另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因?qū)肽骋煌寥牢⑸?如:根瘤菌)中,使兩者同時發(fā)揮各自的作用,將塑料和農(nóng)膜迅速降解。同時,還需大力推行可降解塑料和地膜的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。
有些微生物能產(chǎn)生與塑料類似的高分子化合物即聚酯,這些聚酯是微生物內(nèi)源性貯藏物質(zhì),可以用發(fā)酵方法進(jìn)行生產(chǎn),由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔點(diǎn)、高彈性、不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)而在醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域有極好的應(yīng)用前景。為了降低成本、提高產(chǎn)量,人們正在用重組DNA技術(shù)對相關(guān)的微生物進(jìn)行改造,此方面目前一個研究熱點(diǎn)是采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)聚-β羥基烷酸(PHAs),研究人員正設(shè)法構(gòu)建出自溶性PHAs生產(chǎn)菌種,即將PHAs重組菌進(jìn)行發(fā)酵,在積累大量的PHAs后,加入信號物質(zhì),使裂解蛋白產(chǎn)生,細(xì)胞壁破壞,PHAs析出,以簡化胞內(nèi)產(chǎn)物PHAs的提取過程,降低提取成本。
3.4 化學(xué)農(nóng)藥污染的消除
一般情況下,使用的化學(xué)殺蟲劑約80%會殘留在土壤中,特別是氯代烴類農(nóng)藥是最難分解的,經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)造成滯留毒害作用。因此多年來人們一直在尋找更為安全有效的辦法,而利用微生物降解農(nóng)藥已成為消除農(nóng)藥對環(huán)境污染的一個重要方面。能降解農(nóng)藥的微生物,有的是通過礦化作用將農(nóng)藥逐漸分解成終產(chǎn)物CO2和H2O,這種降解途徑徹底,一般不會帶來副作用;有的是通過共代謝作用,將農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為可代謝的中間產(chǎn)物,從而從環(huán)境中消除殘留農(nóng)藥,這種途徑的降解結(jié)果比較復(fù)雜,有正面效應(yīng)也有負(fù)面效應(yīng)。為了避免負(fù)面效應(yīng),就需要用基因工程的方法對已知有降解農(nóng)藥作用的微生物進(jìn)行改造,改變其生化反應(yīng)途徑,以希望獲得的降解、除毒效果。要想徹底消除化學(xué)農(nóng)藥的污染,好推廣生物農(nóng)藥。
所謂生物農(nóng)藥是指由生物體產(chǎn)生的具有防止病蟲害和除雜草等功能的一大類物質(zhì)總稱,它們多是生物體的代謝產(chǎn)物,主要包括微生物殺蟲劑、農(nóng)用抗生素制劑和微生物除草劑等。其中微生物殺蟲劑得到了最廣泛的研究,主要包括病毒殺蟲劑、細(xì)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(xiàn)在人們正在利用重組DNA技術(shù)克服其缺點(diǎn)來提高殺蟲效果,例如目前病毒殺蟲劑的一個研究熱點(diǎn)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(jīng)毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強(qiáng)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(dá)出相關(guān)激素,以破壞害蟲的激素平衡,干擾其正常的代謝和發(fā)育從而達(dá)到殺死害蟲的目的。
現(xiàn)代生物技術(shù)探析:關(guān)注現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展新趨勢
在當(dāng)今世界各國紛紛建立以基因?yàn)楹诵牡闹R產(chǎn)權(quán)保護(hù)，搶占21世紀(jì)國際生物技術(shù)制高點(diǎn)的新形勢下，參加北京“國際周”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高層論壇的專家呼吁，要密切關(guān)注現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域日益顯現(xiàn)的研究成果商品化、研究方式規(guī)模化和基因資源爭奪白熱化的趨勢，在即將到來的生物世紀(jì)里，真正占據(jù)自己的位置。
農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的主要研究內(nèi)容包括：增強(qiáng)農(nóng)作物以及畜禽魚的抗性、品質(zhì)改良、提高產(chǎn)量和生產(chǎn)具有特殊用途的物質(zhì)等。其中以轉(zhuǎn)基因作物的研究和運(yùn)用最為重要，發(fā)展最快。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，到2000年，全世界轉(zhuǎn)基因作物推廣面積達(dá)4420萬公頃，比1996年增長了25倍；種植轉(zhuǎn)基因作物的國家從1996年的6個增加到2000年的13個。這其中美國的轉(zhuǎn)基因作物種植面積最廣，達(dá)到了3030萬公頃，占68％；其次為阿根廷，1000萬公頃，占23％；加拿大300萬公頃，占7％；我國為50萬公頃，占1％。
根據(jù)有關(guān)專家的看法，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的近期發(fā)展趨勢表現(xiàn)為：
——研究成果商品化產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速。目前，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)作為一項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在發(fā)達(dá)國家業(yè)已形成，并處于一個高速發(fā)展時期。有關(guān)專家預(yù)測，本世紀(jì)生物技術(shù)產(chǎn)品在國際貿(mào)易中的份額將達(dá)到10％以上，而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)又將占相當(dāng)?shù)谋戎?。世界銀行下屬機(jī)構(gòu)預(yù)測世界范圍內(nèi)轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)的交易額為2000年20億美元，2005年60億美元，2010年200億美元；國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用機(jī)構(gòu)（ISAAA）的預(yù)測則分別為30億美元、80億美元和280億美元。
——研究方式集約化、規(guī)?；黠@。在政府以及公共機(jī)構(gòu)對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)進(jìn)行投資研究的同時，眾多私有企業(yè)也開始注意到這一領(lǐng)域?qū)⑹抢^計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后的又一個潛力巨大的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，私人公司已逐步成為農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的研究主體。以美國為例，民營機(jī)構(gòu)1992年對這一領(lǐng)域的投資為5．95億美元，而1999年則達(dá)到15億美元。與此同時，世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了生物技術(shù)企業(yè)領(lǐng)域的兼并和收購狂潮，并購金額從1997年的12．37億美元陡然升至1999年的138億美元。一些資產(chǎn)過百億美元的巨型跨國公司由此形成，過去分散的研究基地也隨之向集中化規(guī)?；l(fā)展。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，促成公司并購的原因，一方面是為合理利用資源、降低生產(chǎn)成本、優(yōu)化人員組合，而更重要的原因，則是因?yàn)楝F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)是一個高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險、長周期的產(chǎn)業(yè)，小公司在資金、技術(shù)、以及抗風(fēng)險能力上均難以獨(dú)立對農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)和推廣。只有強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手的大型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)企業(yè)才能有效占領(lǐng)市場，與其它企業(yè)抗衡。
——基因資源爭奪呈白熱化。在商業(yè)利益驅(qū)使下，發(fā)達(dá)國家各主要生物技術(shù)公司對生物資源及其知識產(chǎn)權(quán)展開了激烈爭奪，其核心就是對基因的爭奪。誰掌握了基因，誰就掌握了生物技術(shù)的制高點(diǎn)，就掌握了未來競爭的主動權(quán)。有專家稱，轉(zhuǎn)基因植物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)很可能就是未來國際貿(mào)易中市場準(zhǔn)入、貿(mào)易壁壘問題產(chǎn)生的主要原因。
有報(bào)道表明，為了獲取我國豐富的生物基因組資源，國外公司已在我國境內(nèi)悄悄地開展活動。中國農(nóng)科院的專家指出，基因資源是有限的、可視專利的戰(zhàn)略資源，是可持續(xù)發(fā)展的重要保障。不建立自己的生物信息技術(shù)平臺，指望在別人的公益性研究完成后撿便宜的想法，會對我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)和可持續(xù)性發(fā)展帶來不可估量的隱患。加快生物資源信息化的研究，保護(hù)、利用和開發(fā)我國豐富的生物多樣性資源是當(dāng)務(wù)之急。
現(xiàn)代生物技術(shù)探析:淺析現(xiàn)代生物技術(shù)在水污染控制中的應(yīng)用
摘要:當(dāng)今的水處理技術(shù)中,生物處理法已成為水污染控制的主要方法,尤其是現(xiàn)代生物技術(shù)將成為水污染控制領(lǐng)域重點(diǎn)開發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)手段。本文介紹了現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容與特點(diǎn),著重綜述了現(xiàn)代生物技術(shù)在廢水生物處理、生物修復(fù)以及微生物水處理劑等方面的研究與應(yīng)用狀況,在此基礎(chǔ)上提出今后現(xiàn)代生物技術(shù)在水污染控制領(lǐng)域中的研究方向。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代生物技術(shù) 廢水生物處理 生物修復(fù) 水處理劑
0 引言
隨著工業(yè)的高速發(fā)展,水環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重地威脅著人類的生存環(huán)境,制約著社會和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。因此,水污染控制成為全世界共同關(guān)注的問題。目前的水處理技術(shù)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(xiàn)代生物技術(shù)將成為水污染控制領(lǐng)域重點(diǎn)開發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)手段,主要應(yīng)用于廢水處理、生物修復(fù)以及微生物水處理劑等方面。
1 現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容與特點(diǎn)
現(xiàn)代生物技術(shù)是指以DNA 技術(shù)為先導(dǎo),包括微生物工程、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程和生物修復(fù)技術(shù)在內(nèi)的一系列生物高新技術(shù)的統(tǒng)稱[1,2]。其中每個方面都有其特定的理論基礎(chǔ)和不同的應(yīng)用領(lǐng)域,但它們之間又相互補(bǔ)充和銜接,形成一個完整的體系。
生物技術(shù)的特點(diǎn)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(jìn)行,過程簡單,可連續(xù)化操作,并可節(jié)約能源,減少環(huán)境污染;③開辟了生產(chǎn)高純度、品質(zhì)、安全的生物制品的新途徑;④可解決常規(guī)技術(shù)和傳統(tǒng)方法不能解決的問題;⑤可定向地按人們的需要創(chuàng)造新物種、新品種和其他有經(jīng)濟(jì)價值的生命類型。
2 現(xiàn)代生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)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(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化,從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術(shù)發(fā)展迅速,好氧法、厭氧生物法以及生物發(fā)酵法已趨于成熟,所以,這里只介紹固定化等新興技術(shù)。
2.1 固定化微生物技術(shù) 固定化微生物技術(shù)是生物工程領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)。進(jìn)入80年代后國內(nèi)外開始應(yīng)用這種具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)來處理工業(yè)廢水和分解難生物降解的有機(jī)物質(zhì),一些具有特異性的優(yōu)勢菌種不斷得到改造或創(chuàng)造,將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進(jìn)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(zhì)有明顯優(yōu)勢。王增長等人利用新研制的聚集—交聯(lián)固定化細(xì)胞技術(shù),將篩選的高效優(yōu)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(jié)果表明:出水色度極低,處理后的水可回用[4]。
2.2 生物強(qiáng)化處理技術(shù) 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(yōu)勢菌種或通過基因組合技術(shù)產(chǎn)生的高效菌種,以去除某一種或某一類有害物質(zhì)。主要強(qiáng)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(jìn)對難分解物質(zhì)的處理,加快反應(yīng)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(jī)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(diǎn),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(chǎn)生協(xié)同增效作用。在該系統(tǒng)中,每g活性炭去除 1~3gCOD ,分解廢水毒性能力明顯增強(qiáng),同時提高脫氮水平。
2.3 生物反應(yīng)器技術(shù) 生物反應(yīng)器技術(shù),是現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的一個主要方向?，F(xiàn)代化的新型生物膜反應(yīng)器,其共同特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)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(yīng)條件優(yōu)越,污染物具有充分的時間與微生物接觸,有利于增強(qiáng)微生物的分解代謝能力。目前,2000m3的反應(yīng)器已經(jīng)問世。雖然其處理能力較低,造價較高,但其管理方便 ,運(yùn)行費(fèi)用低,所以歐美地區(qū)約有 7%的污水處理廠采用該技術(shù)[6]。
3 生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)技術(shù)[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(xiàn)場降解為CO2和H2O或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的工程技術(shù)系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)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(zhuǎn)移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進(jìn)程,常常采用許多強(qiáng)化措施,使自然生態(tài)系統(tǒng)維持原狀的前提下,使受污染的環(huán)境得以修復(fù)。研究表明 ,生物修復(fù)與傳統(tǒng)的物化法相比具有以下優(yōu)點(diǎn):①經(jīng)濟(jì),僅為物化法30%-50%;②對環(huán)境影響小,不產(chǎn)生二次污染,遺留問題少;③較大限度地降低污染物的濃度;④修復(fù)時間較短,就地修復(fù),操作方便。
生物修復(fù)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(yīng)用分子微生物學(xué)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(fù)的安全性評價水平,需發(fā)展鑒定微生物的分子生物技術(shù),以確定微生物在環(huán)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(tài)制劑。微生態(tài)制劑是一種由優(yōu)勢互補(bǔ)的微生物菌群、繁殖促進(jìn)劑和活化劑配制而成的活性微生物制劑,已經(jīng)在保健領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。用于環(huán)境凈化的微生態(tài)制劑由于其應(yīng)用范圍廣、使用安全、無副作用,為區(qū)域環(huán)境保護(hù)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(fā),已有采用微生態(tài)制劑原位修復(fù)水體的成功實(shí)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(fā)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(shù)使生物與離子交換樹脂一樣能解吸回收金屬和重復(fù)利用。③微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是利用生物技術(shù),通過微生物發(fā)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(jī)或有機(jī)合成高分子絮凝劑所不具備的。其特點(diǎn)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(xì)菌5種,放線菌5種,酵母菌1種[10]。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,微生物水處理劑的開發(fā)與應(yīng)用具有良好的前景。
現(xiàn)代生物技術(shù)在水污染控制領(lǐng)域已顯示出獨(dú)特的魅力和應(yīng)用前景。但筆者認(rèn)為,今后應(yīng)從四個方面進(jìn)行深入研究:①分離、篩選和培養(yǎng)高效降解菌,利用微生物共代謝作用、多菌種協(xié)同作用降解難降解污染物;②構(gòu)建高效反應(yīng)器,優(yōu)化運(yùn)行條件,探索新技術(shù)新方法;③開發(fā)高效、無毒、廉價、可大批量生產(chǎn)的微生物水處理劑;④著力實(shí)踐和推廣生物修復(fù)示范工程,為生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供有力的技術(shù)支持。
現(xiàn)代生物技術(shù)探析:探析現(xiàn)代生物技術(shù)在水污染控制中的應(yīng)用
摘要:當(dāng)今的水處理技術(shù)中,生物處理法已成為水污染控制的主要方法,尤其是現(xiàn)代生物技術(shù)將成為水污染控制領(lǐng)域重點(diǎn)開發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)手段。本文介紹了現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容與特點(diǎn),著重綜述了現(xiàn)代生物技術(shù)在廢水生物處理、生物修復(fù)以及微生物水處理劑等方面的研究與應(yīng)用狀況,在此基礎(chǔ)上提出今后現(xiàn)代生物技術(shù)在水污染控制領(lǐng)域中的研究方向。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代生物技術(shù) 廢水生物處理 生物修復(fù) 水處理劑
0 引言
隨著工業(yè)的高速發(fā)展,水環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重地威脅著人類的生存環(huán)境,制約著社會和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。因此,水污染控制成為全世界共同關(guān)注的問題。目前的水處理技術(shù)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(xiàn)代生物技術(shù)將成為水污染控制領(lǐng)域重點(diǎn)開發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)手段,主要應(yīng)用于廢水處理、生物修復(fù)以及微生物水處理劑等方面。
1 現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容與特點(diǎn)
現(xiàn)代生物技術(shù)是指以DNA 技術(shù)為先導(dǎo),包括微生物工程、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程和生物修復(fù)技術(shù)在內(nèi)的一系列生物高新技術(shù)的統(tǒng)稱[1,2]。其中每個方面都有其特定的理論基礎(chǔ)和不同的應(yīng)用領(lǐng)域,但它們之間又相互補(bǔ)充和銜接,形成一個完整的體系。
生物技術(shù)的特點(diǎn)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(jìn)行,過程簡單,可連續(xù)化操作,并可節(jié)約能源,減少環(huán)境污染;③開辟了生產(chǎn)高純度、品質(zhì)、安全的生物制品的新途徑;④可解決常規(guī)技術(shù)和傳統(tǒng)方法不能解決的問題;⑤可定向地按人們的需要創(chuàng)造新物種、新品種和其他有經(jīng)濟(jì)價值的生命類型。
2 現(xiàn)代生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)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(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化,從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術(shù)發(fā)展迅速,好氧法、厭氧生物法以及生物發(fā)酵法已趨于成熟,所以,這里只介紹固定化等新興技術(shù)。
2.1 固定化微生物技術(shù) 固定化微生物技術(shù)是生物工程領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)。進(jìn)入80年代后國內(nèi)外開始應(yīng)用這種具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)來處理工業(yè)廢水和分解難生物降解的有機(jī)物質(zhì),一些具有特異性的優(yōu)勢菌種不斷得到改造或創(chuàng)造,將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進(jìn)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(zhì)有明顯優(yōu)勢。王增長等人利用新研制的聚集—交聯(lián)固定化細(xì)胞技術(shù),將篩選的高效優(yōu)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(jié)果表明:出水色度極低,處理后的水可回用[4]。
2.2 生物強(qiáng)化處理技術(shù) 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(yōu)勢菌種或通過基因組合技術(shù)產(chǎn)生的高效菌種,以去除某一種或某一類有害物質(zhì)。主要強(qiáng)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(jìn)對難分解物質(zhì)的處理,加快反應(yīng)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(jī)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(diǎn),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(chǎn)生協(xié)同增效作用。在該系統(tǒng)中,每g活性炭去除 1~3gCOD ,分解廢水毒性能力明顯增強(qiáng),同時提高脫氮水平。
2.3 生物反應(yīng)器技術(shù) 生物反應(yīng)器技術(shù),是現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的一個主要方向。現(xiàn)代化的新型生物膜反應(yīng)器,其共同特點(diǎn)是反應(yīng)器內(nèi)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(yīng)條件優(yōu)越,污染物具有充分的時間與微生物接觸,有利于增強(qiáng)微生物的分解代謝能力。目前,2000m3的反應(yīng)器已經(jīng)問世。雖然其處理能力較低,造價較高,但其管理方便 ,運(yùn)行費(fèi)用低,所以歐美地區(qū)約有 7%的污水處理廠采用該技術(shù)[6]。
3 生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)技術(shù)[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(xiàn)場降解為CO2和H2O或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的工程技術(shù)系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)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(zhuǎn)移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進(jìn)程,常常采用許多強(qiáng)化措施,使自然生態(tài)系統(tǒng)維持原狀的前提下,使受污染的環(huán)境得以修復(fù)。研究表明 ,生物修復(fù)與傳統(tǒng)的物化法相比具有以下優(yōu)點(diǎn):①經(jīng)濟(jì),僅為物化法30%-50%;②對環(huán)境影響小,不產(chǎn)生二次污染,遺留問題少;③較大限度地降低污染物的濃度;④修復(fù)時間較短,就地修復(fù),操作方便。
生物修復(fù)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(yīng)用分子微生物學(xué)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(fù)的安全性評價水平,需發(fā)展鑒定微生物的分子生物技術(shù),以確定微生物在環(huán)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(tài)制劑。微生態(tài)制劑是一種由優(yōu)勢互補(bǔ)的微生物菌群、繁殖促進(jìn)劑和活化劑配制而成的活性微生物制劑,已經(jīng)在保健領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。用于環(huán)境凈化的微生態(tài)制劑由于其應(yīng)用范圍廣、使用安全、無副作用,為區(qū)域環(huán)境保護(hù)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(fā),已有采用微生態(tài)制劑原位修復(fù)水體的成功實(shí)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(fā)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(shù)使生物與離子交換樹脂一樣能解吸回收金屬和重復(fù)利用。③微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是利用生物技術(shù),通過微生物發(fā)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(jī)或有機(jī)合成高分子絮凝劑所不具備的。其特點(diǎn)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(xì)菌5種,放線菌5種,酵母菌1種[10]。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,微生物水處理劑的開發(fā)與應(yīng)用具有良好的前景。
現(xiàn)代生物技術(shù)在水污染控制領(lǐng)域已顯示出獨(dú)特的魅力和應(yīng)用前景。但筆者認(rèn)為,今后應(yīng)從四個方面進(jìn)行深入研究:①分離、篩選和培養(yǎng)高效降解菌,利用微生物共代謝作用、多菌種協(xié)同作用降解難降解污染物;②構(gòu)建高效反應(yīng)器,優(yōu)化運(yùn)行條件,探索新技術(shù)新方法;③開發(fā)高效、無毒、廉價、可大批量生產(chǎn)的微生物水處理劑;④著力實(shí)踐和推廣生物修復(fù)示范工程,為生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供有力的技術(shù)支持。
