环境改善与生物技术应用

环境改善与生物技术应用

李乐天

长沙理工大学化学与生物工程学院生物工程湖南省长沙市41000

摘要：工业革命之后人们进入了工业时代，工厂的建立，机器的运转，能源的消耗促进了人类社会的进步与发展，同时也造成了严重的环境问题，现在如今，人们也越来越意识到环境问题的重要性，因为土壤污染，水体污染等已经切实威胁到人们的生存与发展，并且随着科技的进步，人们发现运用生物技术手段可改善被污染的环境，相较于通过化学手段的方式来减少污染，生物技术手段安全性高并且不会造成二次污染，在我国，水体污染问题严重，污染程度在加剧，如何运用生物技术手段进行水体污染的修复将成为保护我国水资源的重要课题。

关键词：生物技术；环境；水体污染；生物修复技术

引言

生物技术的运用使得类似能源与环境这样的困难重重的问题变得能够彻底解决，我国的水资源十分有限，水资源污染问题面临严峻的考验，生物治理手段是一种理想的治理手段，通过对生物治理领域的研究，将极大地改善我国水资源现状，实现可持续发展的战略理念。

1生物技术

1.1什么是生物技术

生物技术，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。

1.2我国生物技术的发展现状

1965年9月，中国首次人工合成了结晶牛胰岛素，实验的成功使中国成为第一个合成蛋白质的国家；2015年10月，屠呦呦因为发现了青蒿素这种可以有效降低疟疾患者的死亡率的药物而获得诺贝尔生理学或医学奖，使她成为首获科学类诺贝尔奖的中国人。我国已经与95个国家签订了政府间科技合作协议，与150多个国家开展了多种形式的合作与交流，与亚太地区各国在涉及农业，医药、环境保护和自然资源开发等方面形成重点合作。

2我国环境问题

我国的经济飞速发展，我国环境如今面临大气污染问题，水环境污染问题，垃圾处理问题，土地荒漠化和沙灾问题，水土流失问题，旱灾和水灾问题，生物多样性破坏问题，WTO与环境问题，三峡库区的环境问题与持久性有机物污染问题。就水体问题而言我国是一个干旱缺水严重的国家，42%的水质超过3类标准，中国有36%的城市河段为劣5类水质，丧失使用功能，大型淡水湖泊和城市湖泊水质普遍较差，黄河多次出现断流现象，75%以上的湖泊富营养化加剧，主要由氮、磷污染引起。

3水体污染

3.1地下水污染的特征与危害

随着人类工农业的发展和人口数量的增加，工业污水，生活污水的大量排放，化肥农药的大量使用，许多的有毒有害物质进入水体与土壤之中并渗透如地下水系统，造成了地下水污染。在饱和带中，能够进行传输的蓄水层和渗透性差，不能传送的弱含水层，易受地面水文和气候因素影响，人为活动影响和污染，一旦污染，其修复将相当困难。

当来源于化石燃料等的有机污染物以及无机污染物，进入土壤，就开始向下渗透迁移或者溶解于渗流的水中。当地下水受到污染，水中有许多致癌致病物质，无法作为饮用水，植物与农作物可直接汲取地下水，蔬菜与植物中，通过食物链与生物的富集作用最终到达人体产生巨大危害，水被污染后自身净化速度慢，污染物危害具有长期性，因此其具有极大地危害。

3.2地表水污染的特征与危害

地表水是人们的日常生活用水，工业用水等几乎均来自于此。地表水的污染物包括有机物和无机物，此外湖泊水库除上述污染源以外还有悬浮泥沙造成的泥沙淤积。水体中的重金属离子虽然不可被降解，但是会会通过食物链进行生物富集与浓缩，最终影响顶级生物或人类，而最为严重的危害是水体富营养化，导致水体pH下降，水体发黑发臭，导致水生高等水生植物病害和死亡，同时水生动物也会应为缺氧而死亡。

河流生态系统的特点是流水生态，其污染物易于遍及整个流域，影响周围的陆地生态系统以及地下水生态，对流域内的江河湖泊海洋生态系统均有影响，因此，其危害远远大于静态水体。

4水体生物修复技术

4.1地下水生物修复技术

土壤和地下水中含有各种各样的微生物，这些是地下水修复的生物基础。一氧气为电子受体进行生物化学反应，以硝酸根，硫酸根为电子受体对有机物进行分解，深层土壤地下水中主要以厌氧发酵降解，一些自养细菌可以三价铁离子，硫化物为电子受体，可去除地下水中的污染物。地下水的修复采用原位生物修复工艺、采用生物通气工艺、采取P/T工艺达到去除污染物的目的。

4.2地表水生物修复技术

4.2.1湖泊水库水环境

控制营养物来源、控制藻类和植物的技术：水动力学修复技术和清除內源污染技术。

4.2.2河流水体环境

河流水体因本身具有较强的自然净化功能，因此，通过技术手段来强化其本身的自净修复过程。

5结语

我国水资源紧缺，水体污染严重，随着生物技术的发展与应用，可以有效改善水资源面临的问题，运用生物技术手段，安全，不会造成水质的二次污染，可大规模实施，成本低且破坏小，可以大力推广，未来我国应不断创新，培养优良的活性菌种，与发达国家合作运用更加先进的技术和设备进行水体的治理，同时也应加强国人的教育，提高国民素质，保护水资源，走可持续发展的道路。

参考文献：

[1]生物技术——生物帮[引用日期2016-05-4]

[2]周少奇.环境生物技术[M].北京：科学出版社，2003