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生物技术在环保工程中的应用探讨

时间:2022-10-27 12:55:05 来源:网友投稿

【摘 要】生物技术作为比较高端的科学技术,在环保工程中具有多方面优势,效率高、成本低、二次污染少,可取得良好的处理效果,应用前景也十分广阔。具体说来,将生物技术应用于环保工程当中,其自身独特的优势作用,主要表现在两个方面,一方面可以抑制生态环境持续恶化;另一方面整个过程简便、灵活,对环境保护和修复意义深远。如何在环保工程中应用生物技术是当前环保工程关注的焦点。因此,研究生物技术在环保工程中的应用,具有十分重要的现实意义。本文基于生物技术在环保工程中的应用展开论述。

【关键词】生物技术;环保工程;技术应用

中图分类号:X50 文献标识码:A

引言

随着我国工业的不断发展,给人们的生产生活带来了翻天覆地的变化,一方面工业高度发达给人们的生产生活带来了便利,另一方面由此带来的环境污染问题也越来越严重,人们逐渐意识到环境保护的重要性。近几年来,环保工程发展迅速,而将生物技术运用于环保工程中已经成为时下较为热门的研究课题。

1在环保工程中应用生物技术的意义

生物技术主要包含三大技术,即微生物技术、基因工程技术与细胞工程技术。随着时间的推移,我国的生物技术获得了进一步的发展,并逐步在农业、医学、畜牧业各领域中被广泛应用,与此同时,生物技术在环保工程中的应用有着非常重要的意义。首先,运用生物技术处理环保工程中的应用生物的固體废物时,其主要通过改变物质的内部分子结构,进而将废物分解,最终减少污染。其次,运用生物技术可以将被污染气体转化成氧气、氮气,以及供于人们生存的其他气体。另外,应用生物技术具有直接性,主要通过酶促反应,实现对污染物的直接处理,流程简单,操作难度小,不仅降低了重复污染的概率,而且还节约了环保的经济成本。

2生物工程技术特点

生物工程技术的发展与创新,一定程度上为环境污染治理开辟了新渠道。自上世纪70年代生物工程技术开创以来,该技术快速发展,至今已经形成了包含遗传、细胞、微生物发酵、酶生化及生物反应器等在内的五大工程。环境污染治理中,生物工程技术的应用,主要是利用生物抑制剂消解或排除自然环境中的污染源。引入生物抑制剂不会破坏生态系统整体平衡,且对环境危害较小,因而其污染治理效果突出,污染治理效率明显提升,生态平衡得到了一定的调节。此外环境污染治理中生物工程技术的应用有一定的特定性,能够针对污染情况与类型进行特定而有效的治理。

3生物技术

3.1好氧堆肥法

好氧堆肥法是指通过人为的方式来实现对大自然中微生物种类及数量的有效控制,使固体废弃物中易于生物降解的有机物在微生物的作用下被不断分解,转化为腐殖质。在标准的条件下,根据一定的比例对填料和待处理的有机废物进行充分混合,然后利用化学反应,微生物通过不断的生长和繁衍,进而有效降解有机物。总体来说,在结合高温、紫外等杀菌的情况下,通过好氧堆肥处理可以实现有机固体废物的减量化、稳定化、无害化。因此可以看出,该项生物技术能够最大程度地减低固体污染对环境所造成的危害。

3.2植物修复技术

自20世纪80年代起,利用植物特性修复重金属污染土壤的研究大量涌现,其方法依据是植物对某些化合物的耐受性,通过植物与根际微生物对土壤重金属的转移、分解、转化、消除或稳定等,使其毒性降低。经过科研人员的研究与实践,植物修复法已取得大量成果,目前的植物修复研究主要集中在植物提取、植物挥发、植物稳定3方面。植物提取即通过植物体内吸收将土壤污染物由地下移至地上;植物挥发是利用植物蒸腾作用将土壤内重金属转化为可挥发的形态;植物稳定则是通过植物及其根际特殊物质降低土壤重金属有害性。陈同斌等发现了蜈蚣草对As的超积累作用,羽片部位对As的富集能力最强,叶柄次之,根系部分最弱;刘云国等研究发现月季对土壤中的镉有较强的抵抗能力和富集作用,可将其用于镉污染修复;张云霞等在镉污染区域种植藿香蓟发现该植物同样对Cd表现出富集特性;蒋先军等于温室种植印度芥菜探寻重金属污染土壤修复方法,发现该植物对受Zn、Cu、Pb中等污染土壤可达到较为理想的修复效果。植物修复技术的不足之处在于植物物种抵御性强,对生长环境和土壤污染物具有较强的选择性,多数超富集植物只能累积一种或少数几种重金属的特性,使其在处理复合污染土壤方面存在一定局限性,且超富集植物一般长势慢、生物量较少,修复土壤耗时长,而对超富集植物的处理也需慎重对待。

3.3固定化微生物技术

该技术是70年代末根据固定化酶技术得到发展的,指的是利用物理或化学方法在限定的空间区域内固定游离的微生物并使其活性得以保持还可被反复利用的生物技术,该技术可实现对高浓度印染废水、含氮废水以及有机废水等的有效处理,实现对有机废水和其他废水的降解,还可以不断创造或改造具有特殊优势的菌种,固定化处理一些高效专用菌,如脱色菌、脱氮、脱磷菌以及假单胞菌等,确保菌体密度的全面提升,优化并改善其整体处理效率,尤其是针对部分降解难度较大的物质,其技术性优势更加明显。

4环境保护中,生物工程技术的具体应用

4.1应用于污水处理

日常生活与工业生产中,水资源是必不可少的。随着经济的发展,工业与生活污水排放量急剧增长,世界范围内,水资源或多或少都受到了污染,优质水源日益减少,严重威胁到居民生命健康及生物的生存。所以,环境污染处理中,污水治理已成为关键问题。一般采取的置换与过滤等污水处理法,水质得不到彻底的改善。而生物工程技术的应用,可将污染物有效分解为无害物质,还可防止发生二次污染,其治理效果是显而易见的。

4.2应用于大气污染治理

生物处理与空气净化废气物,旨在通过微生物吸附并分解有机物,降解恶臭物质以及有机废物等,主要包含生物洗涤、过滤就吸附等方法。这些处理方法成本低且效率高、耗损低、安全性高且不会产生二次污染;相较传统废气处理,有明显的优势。另外,生物工程技术还可在降低污染物排放量基础上,从源头上控制污染物的产生。

4.3治理土壤

在人们的生产生活中除了水污染、大气污染之外还存在固体废弃物的污染,一般来说,固体废弃物的污染主要来源于工业生产以及城市的垃圾等,因此有效地处理好这些垃圾对于环境污染的改善具有至关重要的影响。通过生物工程技术可以使得废弃物质被有效的分解,从而把有毒的固体物质转化成无害的固体物质,并实现物质的再利用。目前应用在固体废弃物方面比较广泛的生物工程技术主要是沼气化以及废纤维饲料化等。

结束语

总之,生物技术在环保工程中的应用任重道远,要想最大化发挥生物技术在环保工程中的作用,应重视生物技术的作用,把握好生物技术在治理水污染、处理废气、消除化学农药污染、处理固体垃圾、消除白色污染以及环境监测等方面的具体应用策略,只有这样,才能发挥生物技术的有效性,科学处理各类环保问题,构建绿色环保的生存环境。

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