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微生物生物技术范文

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微生物生物技术

微生物生物技术范文第1篇

关键词:城市;污水处理;微生物技术

工业废水和生活污水是城市污水的两大主要来源。城市污水的大量排放会导致水体和水质出现恶化,同时也使水体生态结构遭到破坏。[1]在处理城市污水的过程中,必然应用相应的污水处理技术。

1材料与方法

以某海边城市为例,这一城市主要以海产养殖、海洋运输以及水产品加工为主,城市人口为28万,地势平坦,具有良好的地质条件。地表土层主要为亚砂土、卵砂石以及亚粘土组成,地基承载力4kg/cm2。地面标高123.00m,河流最高水位121.40m。城市居民平均用水100L/人/d,工业废水日排放量为2×104m2/d,主要属于是有机工业废水。为保护环境,加大环境保护,必须要强化污水处理。首先分析本城市污水现状,之后采用微生物技术实施城市污水处理。

2结果

2.1城市中生活污水处理现状

2.1.1城市人口集中,污水源多城市地区是人类生活中各个矛盾爆发最为尖锐的地方,在发展过程中对人们生活环境产生了较大污染,因此城市规划建设成为了目前环境保护学科中的重要组成部分之一,在城市的规划建设中重要的组成部分之一就是城市生活污水的处理问题。城市基于大量的聚居人口,在日常生活和工作中会产生大量的生活污水量,在对污水的处理过程中面临着比较繁重的工作任务,但是在对其的处理上面临着资金短缺的问题,制约了对生活污水的有效处理。

2.1.2基础设施建设存在问题上世纪80年代我国建设了第一座可以日处理26万吨的大型污水处理厂,之后城市污水处理的进程不断推进。总体上来看,我国城市污水处理能力已经具备了一定的规模,但是城市污水集中处理率仍然较低。有的因为水源不足,导致污水处理厂处于停产或者半停产的状态,有的污水处理厂甚至成为了单纯的摆设,为了降低运营成本,在运行的过程中刻意减少工艺和处理程序,达不到排放标准。近几年来我国不少城市水域功能区的水质达标率不仅未得到提升,反而处于不断下降的趋势。城市水环境污染形势也变得越来越严峻。在城市水体环境保护方面,不时发生的污染事件更是让人触目惊心。

2.1.3现有处理厂作用得不到有效发挥城市污水处理效率的提升,不仅需要使污水处理设施规模得到扩大,同时还需要使已经建立起来的设施作用得到充分发挥,使污水处理率指标的质量得到有效提升。首先必须要了解已有设施的运营情况,找准存在的问题,对症下药,确保现有的设施可以正常使用,其次需要对污水来源进行正确的梳理。但是在实际污水处理中,部分设施已经无法发挥有效作用。

2.2城市污水处理的微生物技术

2.2.1活性污泥污水处理技术的应用此种方法需要应用到的处理工艺包含A-O工艺、A2/0工艺以及氧化沟工艺等。[2]都有着比较好的发展前景,当前A-O工艺和氧化沟工艺属于较为常用污水处理工艺。其中氧化沟工艺也可以被称之为是循环混合式活性污泥法,通常采用延时曝气方法,功能主要为脱氮和取出BODS,脱氮曝气采用的方式是机械曝气的方式,一般不需要应用到污泥消化池及初沉池等。此种工艺具备的优点包含出水水质稳定、处理效率高,工艺流程短等,另外在管理的过程中也十分简单方便,但是其存在一定的缺点,即占地面积相对较大。从流态角度来看,此种处理工艺在推流和完全混合之间,氧化沟的水流状态十分特殊,可以使活性污泥的生物凝聚作用得到进一步的强化,并将其分为缺氧区域和富氧区域,用来进行硝化和反硝化。二沉池交替、交替工作氧化沟等属于是常见氧化沟处理方式。A/O法是缺氧和好氧脱氮工艺的简称,早在上世纪80年代初期就已经开始出现,随即便投入到具体的使用当中。[3]此中工艺的基本原理是需要将有机氮进行转化,将其转化为氨氮,在采用反硝化菌和硝化菌的影响,实现在废水当中进行脱氮的目标。传统的活性污泥去除法,污泥去除率相当低,但是采用A/O法来完成去除,脱氮率可以达到70%以上。另外,在A/O处理中,利用微生物对磷的过量摄取能力,排出含磷量比较高的污泥,可以有效降低污水中的含磷量。[4]氧化塘法则是借助于自然水生态系统来对污水进行处理,需要将一块阳光相对充足,面积足够大的场地开辟为池塘,借助于风浪来搅动水层,帮助通气。氧化塘当中可以进行光合作用、厌氧性分解以及好氧分解等作用,这三种作用之间是相互影响的。生物膜污水处理方法,在对城市生活污水的处理过程中占据主导作用的是生物膜法,在运作过程中首先使得污水与生物膜发生接触,进而在介质的表面由微生物生成一种生物膜,之后有机的污染物在微生物的作用之下形成有效的生物溶解作用并进行有效地吸附转化,通过这一方式来促进污水净化的形成。在氧气的选择上直接来自于空气中。生物膜的运用具有比较良好的耐冲击负荷性能,在众多的污水处理技术中具有比较强的竞争力,由于产泥量比较低使得占地面积比较小,在运行管理上具有独特的优势,污水处理的的效率比较高。

2.2.2厌氧污水处理相关方法分析内循环厌氧反应器污水处理法,也可以称之为IC法,此种方法产生于上世纪的90年代,是由荷兰的Paques公司所发明的,主要是以UASB为基础,所开发出的超高效厌氧反应器,具备运行稳定、污泥产量少、处理容量大、投资少等诸多优点。其最为明显的特点就是在反应装置当中索状的分离器为两级三相类型,反应器的下半部分即便是在负荷很高的条件下也可以很好的运行。当前,IC反应器已经应用在部分行业的污水处理当中,如食品加工业、啤酒生产业等。

2.2.3吸附技术的应用对于微生物吸附技术,其主要利用微生物的细胞体、分泌物等,将污水中物质进行粘结悬浮而形成絮凝体。由于絮凝体本身具有很强的吸附功能,对于城市污水的处理,其主要采用白腐真菌、酵母菌,加上铅、铬等辅助吸收物质,以此避免有毒物质的排放。另外,微生物吸附中脱硫杆菌,可吸附污水中的铜离子,有效净化了排放水源,防止了再次污染。对于微生物吸附功能,还有一种是活性污泥吸附,其为微生物提供基础的载体,提供氧化及分解的作用,体现了节约的思想。

2.2.4固定化微生物技术的应用对于固定化微生物技术,其在城市污水中应用,主要是将游离的生物细胞,固化到一定区域范围内,对污水中的有机杂质进行专门强力吸附。[4]该技术的应用,具有制定性的特征。可根据城市污水处理的需求,在一定区域进行固定化微生物处理。由于微生物具有很强的活性,可在污水处理中重复进行利用,这体现了节约与环保的理念。固定化微生物技术改善了污水处理的过程,有效降低了污水的处理体积,不会造成污泥产量的增加,提高了有机杂质的降解,大大提升了城市污水净化水平。

3结论

城市化进程加快在为人们生活带来便利的同时也导致环境污染现象不断加重。人们在生活和生产当中所排放的废水和废弃物等都是主要的污染物来源,传统的污水处理方式存在或多或少的不合理地方,需要进一步的优化和改进。新时期,随着微生物技术的不断发展,其被广泛应用在城市污水治理当中,实现了城市可持续发展。当前应用在污水处理当中的微生物技术也比较多样化,文章选择其中最具有代表性的方法进行介绍和分析,旨在希望通过研究为今后实际污水处理奠定基础。

参考文献:

[1]孙文剑,由丹.微生物技术在含聚污水深度处理中的应用及改进[J].油气田地面工程,2017,(1):79-82.

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[3]杨刚,常小虎,刘建辉,等.微生物污水处理技术在DLK8井的应用[J].天然气与石油,2015,(6):96-99.

[4]张怡田.微生物在污水处理中的应用研究[J].科学与信息化,2018,(2):189,191.

微生物生物技术范文第2篇

微生物酶可以对染料分子进行氧化或还原,从而破坏染料分子的发色基团和不饱和键,利用该原理对印染污水进行处理的方法称为生物法处理技术。按微生物的类型,生物处理法又可分为好氧法和厌氧法。生物膜法和活性污泥法都属于好养法,生物膜法的基本原理是,使废水流过表面长满生物膜的支撑物,利用各相间的物质交换以及生物氧化作用来降解废水中的有机污染物。活性污泥法需要向废水之中加入空气进程曝气,经过一段时间以后,形成由大量微生物群体组成的絮凝体,从而通过沉淀分离将使处理的废水变清澈。除了可以分解大量的有机物,还可同时去除一部分的色度,和调整pH值。这是一种特别适合处理含有机物量高的污水,其治理废水效率高、水质好。寇晓芳等人采用活性污泥和白腐真菌相结合的方法处理染料废水,最终可以得到99%的脱色率,接近94.4%COD去除率。然而,好氧生物处理法具有仅能去除较易降解的有机物、且色度去除率不高的缺点。厌氧-好氧新型处理技术的出现弥补了好氧法的不足。在厌氧微生物的作用下,难降解的有机染料分子及其助剂可进行水解酸化,形成小分子有机物,之后在好氧型微生物的作用下分解成无机小分子。这种治理方法可以获得80%~90%左右的COD去除率,以及90%左右总色度去除率。

目前印染废水处理的主要发展方向是微生物方法与其他处理技术相结合,许多环境工程师正致力于筛选高效降解菌和构建基因工程菌,主要包括生物强化技术和固定化微生物技术,这也是未来印染污水处理的发展方向。

1生物强化技术

针对特定的污染物,在传统的生物处理工艺中增加具有特定功能的细菌去污,就是所谓的生物强化技术。从上世纪的80年代开始,强化脱色印染污水中经常使用白腐真菌。高达文教授曾经开展了白腐真菌降解实验,他是在限氮和限碳液体培养基中完成的,实验统计结果表明,这种培养基(碳氮摩尔比为56/2•2)会抑制细菌的生长,而且针对活性艳红色利用白腐真菌可以获得90%的脱色率。要完成生物强化技术从研究到工业生产的转变,当前这项技术的瓶颈是那些特定功能的微生物容易流失或者被其它微生物吞噬。

2固定化微生物技术

微生物生物技术范文第3篇

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污水的生物净化

污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。

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。

3.3白色污染的消除

废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌,另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。

有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造,此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-β羟基烷酸(PHAs),研究人员正设法构建出自溶性PHAs生产菌种,即将PHAs重组菌进行发酵,在积累大量的PHAs后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,PHAs析出,以简化胞内产物PHAs的提取过程,降低提取成本。

3.4化学农药污染的消除

一般情况下,使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法,而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物,有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO2和H2O,这种降解途径彻底,一般不会带来副作用;有的是通过共代谢作用,将农药转化为可代谢的中间产物,从而从环境中消除残留农药,这种途径的降解结果比较复杂,有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应,就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造,改变其生化反应途径,以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染,最好全面推广生物农药。

所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果,例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。

参考文献

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2陈坚.环境生物技术[J],生物工程进展,2001(5)

3姜成林,徐丽华.微生物资源的开发与利用[M].北京:中国轻工业出版社,2001

微生物生物技术范文第4篇

1引言

随着时展和社会环境的变化,越来越多的人在思想和生活方式等方面发生了很大的变化,而且随着生活质量水平的提升,人们对环境的要求也大幅度提高。怎样保护环境,对已经遭受破坏的生态系统进行恢复,如何打造优质环境工程,成为目前急需解决的问题。环境工程建设已经进入非常关键的阶段,虽然在思想意识提高和科技进步背景之下获得了长足发展,但是在技术运用方面仍旧存在不足之处,还需要进一步分析影响环境工程的因素,运用现代化技术手段弥补目前环境保护中的不足。微生物处理技术可以在化解不同环境破坏问题方面有着非常显著的优势,可以在如今的环境工程建设当中,在不同领域灵活应用并发挥应有的环保作用,通过建设优质环境工程满足日益增长的环保需求。

2微生物处理技术与环境工程概述

微生物是一种形体微小的单细胞或者是个体结构简单的多细胞,甚至是不存在细胞结构的低等生物,通常情况下无法用肉眼看到和用手真实触摸,但是确实是有生命的,需要运用光学与电子显微镜看到。微生物类别多样,如病毒、细菌、真菌等都是微生物的种类。微生物处理技术指的是运用微生物代谢时的反应和通过微生物合成时生成的物质,对环境进行相应检测,运用这些方法能够实现对环境的检验、评估与污染防治,有效修复遭到污染的生态环境。微生物处理技术包含了生物学的有关特征,同时还把环保与污染防治的特点涵盖其中,在具体应用过程当中成本低廉、污染小,可以获得非常显著的环境效果,值得在环境保护以及污染防治工程建设当中推广,而且目前已经成为解决环境问题的一种有效手段。环境工程属于环境科学的分支,重点研究的是怎样对自然资源进行有效保护与科学利用,运用科学化的方法与手段解决目前的各种环境问题,提升环境质量水平,满足环保要求,带动社会的稳定发展。一直到现在,人们对于环境工程学科的认知还表现出明显的差异性。有的人认为环境工程学是一门以研究防治环境污染技术原理以及方法的学科;有的人认为环境工程学院还涉及环境系统工程、环境影响评估、环境监测等诸多方面。虽然针对环境工程学研究内容的看法各不相同,不过从环境工程发展现况角度分析,基础内容涉及大气污染防治、水污染防治、固体废气物处理利用、污染综合防治、环境系统工程等。环境工程学所涉及的是一个非常庞大又非常复杂的技术体系,不仅研究污染问题的防治,还注意探索对自然资源进行有效保护和科学运用,探索先进的技术手段,以便提高环境治理效果,创造更理想的经济和社会效益。

3微生物处理技术的应用优势

微生物处理技术,实际上是从生物技术体系当中分离而来的一种先进技术手段,除了拥有生物技术本身的特征与优势之外,又和以往的物理与化学方法存在差异。微生物处理技术在实际应用当中的优势主要体现在以下方面:第一,微生物处理技术对污染物的降解能力非常突出,同时也对污染物显现出极强的吸附能力,在环境工程建设当中,显现出非常显著的污染问题处理效果,例如,在水污染的治理工作当中可以进行相对彻底的处理。第二,微生物处理技术在实际应用过程当中的成本低廉,特别是和过去常规应用的物理以及化学方法相比较,这种技术方法不必投入过多的资金。有关研究显示,微生物处理技术的应用成本大约是物理以及化学处理技术所花费成本的30%~50%,在应用过程中能够在很大程度上节省成本和资源,提升环境保护工程建设效益。第三,微生物类别多样,不同的微生物显现出不同的代谢功能,可以对各种各样的污染物进行有效降解,而且微生物的繁殖能力非常强,繁育周期很短,能够有效适应复杂的环境,所以特别容易针对不同物质生成相应的酶,满足污染降解要求。第四,微生物处理技术在污水处理当中有着非常显著的优势,除了可以去掉水中的杂质和污染物之外,还可以提高水的透明度,确保污水处理的效果。总而言之,微生物处理技术是环境工程建设和发展的有效技术,需要在充分考虑环境污染问题的情况下培育对应微生物,然后发挥微生物的降解等作用,为环境保护以及污染防治创造良好条件。

4环境工程的影响因素分析

环境工程包括的内容丰富多样,如环境保护、污染治理等。结合环境保护的具体程度,需要做好相应规范,以便改善如今的人类生存与发展环境,加强对现有环境资源的保护。环境工程的发展会受到多种因素的影响,了解影响因素,对于后续的工程建设以及技术创新来说,有着非常突出的指导作用。环境工程的影响因素主要有以下方面:第一,自然因素。现如今国家经济处在一个迅速发展的新阶段,经济事业的整体发展水平不断提高,但是由于很多地区在发展经济事业的过程中并不重视对环境污染问题的处理,从而因为废气、废物、废水等的排放,给生产生活带来了极为不利的影响,甚至是带来了不可逆的污染,这无疑为环境工程发展增加了难度。环境污染问题,在造成环境恶化的同时,也不利于环保工作者正常工作的展开,甚至会让环保工作者失去发展建设环境工程的信心与动力。第二,人为因素。环境工程是自然与人文环境的统一体,假如当代人针对环保的思想认知存在缺失,很容易在环境工程建设当中显现出边污染边治理的状态,并因为人为因素给工程质量带来不良影响。所以必须做好全方位的教育宣传,培养人们的危机意识,让每个人都意识到环境恶化所带来的危害,减少人们的生产生活活动给环境带来的破坏,保护好周围环境,从而让环境工程得以健康有序开展。第三,生产因素。工业事业的长效发展在国家建设和社会发展当中发挥的作用是非常明显的,而在工业建设进程中也会给环境带来一定的损害与影响。受到生产因素的影响,只关注生产活动开展,轻视环境保护,会造成诸多有害物质排放到自然中,从而造成大气、水、土地等污染问题。新时期要进一步提高国家的经济实力和综合国力,仍旧要依靠工业的发展,如果忽视工业生产因素带来的环境影响,那么想要打造优质环境工程,促进环境治理也会出现不少困难。

5微生物处理技术在环境工程中的运用策略

5.1有效监测水质

想要了解水质情况,得到反馈信息,为接下来的水污染治理提供参考,就必须监测好水质。水质监测需要运用有效的技术方法,其中微生物处理技术就是监测水质的重要技术手段,这是因为在水体特别是污染水体当中,会存在大量有机物质,这无疑能够为微生物的生长提供良好环境,甚至可以说水体是微生物的天然培养基。水体中微生物的量以及类别往往会受多因素影响。当前国家在水质控制方面往往会用大肠杆菌当作指示菌评估水质情况。确定出来的水质标准当中,针对大肠杆菌有着确切的规定,也就是每一升生活饮用水中大肠杆菌数量最多3个。此外还把水的等级作为前提,限制大肠杆菌数量。一级水、二级水和三级水的标准分别是每升小于等于500、小于等于10000、小于等于50000。考虑到大肠杆菌会让乳糖产生系列反应,生成酸或是气体,所以水质监测工作人员就可以对酸与气体情况进行检测,以此来判定出水中大肠杆菌的数量,确保水质监测的准确性。

5.2合理处理废水

污水中有着很大数量的污染因子,且类别多样。生活污水中主要包括的是生活垃圾与生物代谢物。工业废水中的污染因子类别要远多于生活污水,其中可能会有酚类、金属技术与实践TechnologyandPractice类等物质。运用微生物处理技术进行废水处理是净化污水废水的重要措施,在水污染的防治工作当中有着非常突出的作用,自然也成为了环境工程当中的重点。用微生物处理技术处理废水,往往是借助微生物群吸附转化废水当中的各种污染物,当然也会运用微生物群分解废水当中存在的污染物,除掉其中的污染因子。在对废水进行处理之后,会除掉其中的有害物质或是运用转化方法,形成无害物质。在废水的微生物处理当中,应用比较普遍的方法是厌氧以及好氧处理法。其中的厌氧处理技术主要是把微生物凝聚形态作为基础,具体又可以划分成厌氧生物膜法以及活性污泥法。好氧方法主要是把好氧微生物放置于含氧量丰富的环境当中,促使微生物迅速繁殖,然后借助耗氧物微生物氧化分解污水有机物转化成水、硝酸盐、二氧化碳等,顺利达成污水净化目标。

5.3处理固体垃圾

不管是生产还是生活活动,都会生成很多的固体垃圾,假如没有对固体垃圾进行及时有效处理的话,会占用空间的同时污染生态环境,造成诸多病菌繁殖甚至是出现不可逆转的后果。传统固体垃圾处理方法并不能够实现根本性的治理,还容易造成二次污染。微生物处理技术在固体垃圾处理当中就有着非常明显的优势,可以把嗜热型微生物放在固体垃圾当中,也可以把硝化细菌异界纤维用来对微生物进行分解。在温度高的条件之下,中温微生物的生长繁殖会受到很大的影响,不过嗜热微生物,则因为生长条件非常适宜而提高活性并形成正反馈回路。假如温度超过微生物能够承受的极限值,也会造成微生物生长受到抑制而无法在固体垃圾处理当中获得良好效果。目前在微生物处理技术的运用当中,可以依托发酵技术将固体垃圾转化成化肥,以便在种植活动当中给土地和植物生长提供养料。

5.4合理净化废气

大气污染问题越来越明显,这无疑给生态环境带来了很大威胁,对废气进行处理也显得非常重要。微生物处理技术也可以用在废气的净化工作当中。要想获得良好的废气处理效果,首先要做的就是对废气展开液相转换之后,借助液相环境,置入微生物降解废气,让微生物生成的代谢物质进入液相环境,其中一部分可称为细胞代谢能源,另外的部分如二氧化碳等气体可以被析出。运用微生物对二甲苯进行净化就能够在室温条件之下开展,其中废气中二甲苯浓度达到250~2500mg/m3,气流量是100~400L/h,废气在空塔中的时间是28~83s。生物膜填料塔在处理富含二甲苯的废气当中就可以显现出非常突出的成效,去除率超过90%。

5.5固定化微生物技术

针对相对特殊的污染源,天然微生物消耗速度非常快,而且效率往往不理想,虽然繁殖能力很强,不过仍旧无法满足污染处理要求。借助固定化微生物技术,遵照自然方法在其中加入已知降解力的固定化微生物,可以解决这样的问题。另外可以把微生物固定在载体上,确保微生物的高度密集性,避免损坏微生物的活性,在一定条件之下,微生物仍能够保持高速繁殖状态,进而提高生物反应器中的微生物浓度,在反应结束之后也有利于固液分离,大幅度缩短工作时间。工作人员在对固定化微生物技术进行反复尝试和灵活应用后发现,经固定的微生物和自然中的微生物相比,前者应用范围更广,可大幅度提升有机物降解水平。近年来,人们的环境保护意识有了大幅度的增长,对环境工程建设的重视程度逐步提高,这也大幅度推动了环境工程的高效运行。但环境工程的建设需要有良好的技术条件作为辅助,不管是要解决哪个领域的污染问题,都离不开先进科技的支持,而微生物处理技术就凭借广泛的应用范围和明显的应用优势,得到了各方关注,同时还在环境工程建设当中进一步拓展。在环境工程建设当中,可以依托微生物处理技术,分解废气物以及各种污染物,减少对环境的污染和破坏,并对其中可回收利用的成分进行提炼和使用,实现变废为宝,顺利达成环境工程建设目标。

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【9】刘宝玉,杨华军,张欣,等.浅谈恶臭污染物的生物处理技术[J].资源节约与环保,2019(12):80.

微生物生物技术范文第5篇

关键词:病虫害防治;园林植物;生物技术;工程微生物

1生物技术

生物技术是指以现代生命科学为依据,以其他基础科学原理为基础,通过对先进科学技术的运用,根据事先设计对生物原料与生物体进行加工或改造的技术[1]。在对该项技术进行应用时,会通过对植物体与微生物的运用,对物质原料展开处理,以获得相应产品或达到某种目标。现代生物技术所涉及学科相对较多,像计算机科学、综合基因工程以及遗传学等都包含在其中,已经在各个领域中得到了有效应用。将生物技术运用到园林植物病虫害处理之中,可通过对微生物以及其他物质的有效运用,达到预期杀虫目标。此技术与化学技术相比,具有对周边环境影响较小,不会对作物与人体产生较大危害性等方面的优势,值得展开深度探讨。

2生物技术在园林植物病虫害防治中的应用

2.1人工培育,释放害虫天敌天敌是消灭虫害的有效防治手段,园林工作人员可通过在园林内投放适当害虫天敌,或者在园林中培育天敌的方式,达到相应防治目标。由于国内一些园林中,并没有足够量的害虫天敌,且可能存在着天敌生存条件不符以及害虫数量较多等方面的问题,所以工作人员在使用该项技术时,需要按照实际情况,有针对性展开天敌培育、释放等管理工作,以对害虫形成有效治理[2]。如,20世纪70年代,某地区园林爆发大规模松毛虫虫害,园林管理人员便通过人工养殖的方式,在园林内培育了大量的赤眼蜂,从而实现了对虫害进行有效治理的目标。

2.2科学应用工程微生物在对生物技术进行使用时,不仅可以运用现代生物技术,通过改造核多角体病毒的方式,保证杀虫质量,同时还可运用工程微生物,对土壤中病虫害形成有效防治,能够运用科学手段,将杀虫基因转接到芽孢杆菌之中,以对地下虫害展开科学管控[3]。有研究表明,杂草狗牙根中含有的病原细菌,可通过提取制成植物疫苗,提高植物抗病、虫性能;金钱花中拥有天然杀虫剂,可在有效杀虫的同时,做好环境保护。在基因工程与生物技术研究不断发展的今天,国内外抗病育种研究以及工程微生物运用研究都得到了显著进步,开始进入到新阶段,已经成为现代植物病虫害防治主要手段。

2.3合理使用生物农药与化学农药相比,生物农药具有以下四个方面的优势:1)避免害虫出现抗药性,主要是因为,生物农药制作多以植物提取为主,所含有因素与成分,会在植物中进行作用发挥,因此可以有效防止害虫出现抗药性的问题;2)此种农药杀伤特异性较为突出,会对特定害虫产生良好作用,且不会对其他生物形成生存、生长形成影响,能够对园林小生物群落形成有效保护;3)由于生物农药中的有效成分与原材料,多提取于植物,所以不会对周边环境形成污染;4)因为农药是纯天然制剂,所以不会对人身产生不良影响。目前较为常用的生物农药为“EM”,该农药中含有超过80种的微生物,能够对植物病虫害形成有效防治,且可以降解土壤中的农药与化肥残留物,改善土壤整体环境[4]。

2.4实施人工诱杀除上述几种方式外,人工诱杀也是一种使用效果较好的生物防治手段。常用的人工诱杀手段,主要分为人工性信息诱杀以及植物诱杀两种。其中植物诱杀是指通过在园林中设置诱饵树的方式,对园林中主要树种进行保护。如可通过种植一定量构树的方式,诱杀桑田牛等。而人工性信息素诱杀是指在对害虫生长习性进行深度研究的基础上,通过对其识别特殊物质的利用,达到诱捕杀虫的目标诱杀手段[5]。如,在对叶柄小卷蛾进行诱杀时,可通过对园林植物使用性信息素进行运用的方式,对其进行捕杀。虽然此种方式应用效果较为理想,但由于现阶段国内利用信息素应用还处于初级阶段,人工合成性信息素技术水平有限,所以该项技术应用并不广泛,还需要进一步进行优化与推广。

3结束语

为积极践行节能环保的理念,降低植物病虫害防治对于周边环境的污染,有关部门应加大对生物技术的研究力度。要在对生物技术基本内涵进行明确的基础上,结合园林植物生长习性、规模以及其他方面因素,科学对工程微生物、生物农药等手段进行应用,在达到理想病虫害防治效果的同时,实现对防治工作污染的有效控制,确保园林工程所具有的各项生态功能以及公益功能可以更好地发挥出来,从而为广大民众创建出更加美观、优质的园林环境。

参考文献:

[1]陈苏怡.浅谈园林植物病虫害防治法[J].河北农业,2018(3):51-52.

[2]韩笑.生物技术在园林绿色植物病虫害防治中的运用[J].居舍,2018(7):93.

[3]刘猛.生物技术在园林绿色植物病虫害防治中的运用[J].广东蚕业,2018,52(1):21.

[4]王玲.生物技术在园林植物病虫害防治上的应用[J].安徽农学通报,2009,15(11):171+232.

微生物生物技术范文第6篇

关键词:高效微生物技术;生物法;水环境治理

在自然界的各类水体及土壤中,存在很多能够降解污染物质的微生物,这也是水体和土壤具有一定自净能力的主要原因[1-2]。高效微生物技术就是基于此类微生物的易繁殖及强降解特性,筛选自然界中的各种优势微生物菌群,通过技术措施进行分离、驯化、提纯及扩大培养,并根据待处理水体的污染物种类及含量合理选用相应的菌种应用于工程实际[3-4]。技术应用过程中,强势菌群在生物酶及微量元素的刺激下,可在较差的水环境中迅速增殖,利用水中的COD,N,P等作为自身生长、繁殖的营养物质,快速降解水中有机污染物。除水中污染物之外,底泥也是造成水体污染难以根治的重要原因之一。底泥首先是水中污染物的蓄积库,水体中大量的污染物会富集在底泥中,提高水体对污染物的容纳量。但当污染物饱和后,底泥会向水中释放污染物,反向污染水体[5-6]。底泥疏浚虽然可快速消解一部分底泥,但疏浚后的底泥中仍然存在高浓度的污染物。大量研究表明[7-9],对有机污染的底泥,理想办法不是清淤,而是依靠微生物在原地直接分解污染物,将污泥中的有机物转化为水和二氧化碳,达到消减底泥的目的,从而降低清淤频率,减少清淤量,避免疏浚时底泥再悬浮、运输时底泥流失等过程引起的二次污染问题,不需要额外的场地对疏浚底泥进行堆放或处理,也无需对处置设施(如填埋场)进行长期监测,所需费用低,易于推广。

1研发现状

自20世纪70年代以来,欧美各国的环保从业者及相关领域学者开始致力于生物处理技术的研究,而生物处理的本质则是通过筛选、驯化得到适应环境快、降解能力强的优势菌来分解污染物,并已规模化生产,但成本较高,且由于污染环境与污染物的地域差异,处理效果也无法保证[10-11]。国内环保用微生物菌剂的研究和应用主要集中在高等院校、科研院所和部分企业,虽起步较晚,但依然取得了较好成果。中科院成都生物研究所筛选出了300多株高效降解功能菌株,并形成了8个系列的微生物菌剂,主要应用于工业废水处理及污染河流或湖泊修复,并对菌剂产品及其应用进行了安全性评价,其综合性能优于国外同类产品[12-13]。天津江河弘元环境技术研究有限公司在有效控制污染源的情况下,首先利用微生物对污染环境的强适应性及高效代谢性,快速减少水体中污染物含量;然后利用微生物与生物酶的有机结合,可原位降解底泥中的污染物,使底泥重新回到非饱和状态,不但能解决底泥反渗的问题,还能增加水体对污染物的容纳量;最后构建合理的微生物—植物—动物生态系统,恢复水体良性循环和自净能力。

2应用现状

将多种具有不同降解功能的微生物与活性生物酶及微生物营养盐相结合,培育生产出活菌制剂用于环境修复的产品称为微生物菌剂[10,14]。微生物菌剂具有特异性强、成活率高、适应环境快、无二次污染及成本较低等优点,现已广泛应用于农业、石化、印染、食品加工业、医药和环保等领域,尤其是在水污染治理、大气污染治理、土壤修复及固废资源化方面发挥着重要作用。庄景等[15]采用梅花式接种法,在无彻底截污和清淤的情况下,将土著微生物扩大培养后直接投加到主要受生活污水污染的黑臭河道中,对无锡市浒溪河进行污染防治。研究表明:投加微生物菌剂一段时间后,河道水体DO含量提升至2mg/L以上,NH3-N,TP,COD的去除率分别为58%、56%和43%,初步消除河道黑臭。李海明[16]将固定化微生物技术应用于苏州古城区污染河道中,并研究其对污染河水的净化效果及规律,结果表明微生物对NH+4-N,TN,TP均有较好的去除效果。樊佳[17]汇总分析了ANAMMOX菌、喹啉降解菌及苯酚降解菌应用于焦化废水深度处理的实际降解效果,认为采用微生物技术处理焦化废水经济有效、易操作,具有较大潜力。徐伟超等[18]将实验分离出的1株喹啉降解菌应用于好氧池焦化废水环境中,结果表明该降解菌对于难降解喹啉具有一定的降解效果,并能相应提高COD去除率。

3优势与局限性

高效微生物技术无需将水体抽出治理,可对地表水体进行原址修复,短期内即可恢复水体的自净能力,一次治理后,在控源截污或污水流入量不超过水体纳污能力的情况下,可长期保持水体清洁。该技术可直接作用于地表水体底泥,降解底泥中有机污染物,压缩底泥体积,阻止底泥反向污染水体,同时还可消除因氮、磷等营养物质过剩造成的水体藻类大量繁殖的现象,提升水体溶解氧含量,间接提高水生动物的免疫力,且操作简单,可搭配生态浮岛、生物膜等设施使用,适应多种地表水情况。但由于缺乏市场监管及相关行业和国家标准的不健全,目前国内环保用微生物菌剂使用情况较为混乱,菌种来源、组分特点、处理效果等差异较大。一些菌剂生产厂家以次充好,以化学药剂或仅含有少量微生物的产品充当微生物菌剂,扰乱市场秩序;由于生产水平参差不齐,不同厂家生产的菌剂在菌种活性、有效微生物含量等指标上差异较大,导致处理效果稳定性不高。除此之外,微生物菌剂在实际应用过程中尚存在着一定的局限性,还有较多问题有待解决。微生物受温度、pH值、溶解氧等外界环境影响较大,尤其是温度,低温或高温都会影响微生物活性,在实际应用过程中常会受季节因素限制。研究表明[19-20],微生物对于以有机污染为主的水体处理效果较好,而对于含有重金属水体的应用仍处于试验研究阶段,要实现废水处理的工业化、规模化仍需加快研究进度。微生物菌剂是技术含量较高的精细化产品,虽然产品在增多,性能并未有大的提升,同质化在加剧,深层次的研究进展缓慢。

4结论与建议

微生物生物技术范文第7篇

关键词:生物技术;环境污染治理;特点;应用

1现代生物技术的特点

在当前生态系统中,生物作为其中非常重要的要素之一,生态系统内物质循环需要通过生物过程来完成。生物技术能够实现对环境的有效保护,在解决环境污染问题时属于一个纯生态化过程,具有快速、低消耗、高效率、低成本、反应温和及无二次污染等优势。在当前生物技术在环境污染治理中的应用主要是通过利用微生物,其在对污染物处理过程中,其最终产物多为无毒无害、稳定的物质,有效的避免了污染物的多次转移。而且一些难以处理的环境介质也可以通过生物技术实现治理,即可以利用生物修复技术来净化环境,使受污染源的水资源及土壤等重新得到利用,同时还能够进一步强化环境的自净能力。随着生物技术的不断发展和完善,其不仅在环境污染治理方面进行广泛应用,而且在环境监测方面应用也取得了较好的效果,特别是通过利用生物传感器发展起来的环境生物监测技术,能够在线提供各种环境质量参数,为环境质量预报和报警提供重要的数据支持。

2生物技术在在环境污染治理中的应用

2.1生物技术应用于废水处理

在对废水处理过程中,可能利用在自然条件下生长及系列的微生物,通过微生物的生命活动来转移和转化废水中的污染物,达到净化废水的目的。这种处理方法称为自然生物处理法,是一路具有较好经济性的污水处理方法。利用微生物净化废水过程中,具有较好的吸附性、沉降性和降解能力,而与生态学和可持续发展观点相符合。特别是当前随着环境标准的不断提升,废水生物处理技术也取得了较快的发展,各种以其为基础的新技术也不断开发出来,并在污水处理中进行应用,取得了较好的成效。

2.2生物技术在废气净化处理中的应用

目前采用的方法有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等。生物技术法具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等技术优点,国内外运用现代生物技术对废气净化处理得到了较为理想的效果。美国学者利用微生物代谢净化工业性恶臭气体效果显著,而且不产生二次异臭;德国研究者利用生物膜过滤处理含硫化氢的气体,硫化氢除去率达90%以上。另外通过利用生物膜填料塔对橡胶再生脱硫处理试验结果表明:运行条件控制适当时,净化效率可保持在90%以上,能够实现达标排放,且投资省,运行费用低。

2.3生物技术在固体废弃物处理中的应用

目前,国内外固体废弃物常规处理方法主要有固积、掩埋、焚烧,在处理过程中都有不同程度的污染。固体废弃物经过生物技术处理可作为作物生长的优质有机肥料。近年来,国外采用机械快速堆肥工艺,发展用蚯蚓床处理有机垃圾和粪便、处理城市垃圾,不仅可以将城市有机废弃物转变为肥效高且无臭味的蚯蚓粪土而且还能获得大量蚯蚓作医药原料,加上蚯蚓体内蛋白质含量与鱼类相当,是畜禽和水产养殖业的优良饲料,可以收到一举数得之效果。

2.4生物技术在环境污染修复中的应用

利用生物技术来对环境污染修复过程中,尽可能在不对自然生态系统带来破坏的情况下,通过利用自然净化和增强分解污染物的能力来达到修复的目的。具体应用过程中充分的应用了生物生命代谢活动来减少环境中有毒有害物质的深度,或是将有毒有害物质转化为无害化,使被污染的环境恢复到最初的状态。利用生物技术在对环境污染修复过程中,主要以植物修复和微生物修复为主。主要是利用生物特有的分解有毒有害物质的能力来将环境中的污染物去除。在对油轮泄漏所带来的污染处理过程中,通过投加营养和高效降解菌有效的对海岸环境质量进行改善,取得了非常好的效果。当前生物修复技术受到越来越多的关注,在治理大面积污染区域过程中取得了较好的成效。

2.5利用生物技术处理难处理的污染物

传统的生物处理技术利用生物及微生物,但生物和微生物代谢过程复杂,能量利用率较低,处理速度不快。因此需要有较好的技术来加以改进。还有许多的废物不能完全处理好,采用新的技术和生物种类来进行处理、适当加大生物用量和添加流程步骤是改进废物处理技术的关键所在。基因工程就是通过基因分离和重组技术,将人类需要的目的基因片段转移到受体生物细胞中并表达出来,使受体生物具有该目的基因表达后显现出来的特殊性状。达到改进生物物种的目的。利用基因工程构建的高效菌种来治理污染,尤其是除草剂、杀虫剂和塑料、橡胶制品等人工合成物质的污染,是现代环境生物技术发展的热点之一,更是未来环境生物技术发展的趋势所在。

3结语

生物技术发展速度较快,将其在环境污染治理中进行应用,能够最大限度的将环境中的污染物去除,特别是在对废水、废气及固体废弃物等处理方面取得了较好的成效。同时还要能够实现对环境污染的有效修复,对一些难处理的污染物在处理过程中也能够达到较好的效果。利用生物技术能够实现对环境污染的有效治理,还我们一个洁净、安全的生态环境。

参考文献:

[1]陈飞.环境生物技术在环境污染治理中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2015(17):4673-4674.

[2]杜鹃.环境污染治理中生物技术的应用[J].中国科技信息,2013(21):24-25.

微生物生物技术范文第8篇

关键词现代生物技术生态环境环境保护

1我国生态环境现状

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污水的生物净化

污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。

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。

3.3白色污染的消除

废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌,另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。

有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造,此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-β羟基烷酸(PHAs),研究人员正设法构建出自溶性PHAs生产菌种,即将PHAs重组菌进行发酵,在积累大量的PHAs后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,PHAs析出,以简化胞内产物PHAs的提取过程,降低提取成本。

3.4化学农药污染的消除

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