搜索
1摘要通过对现代生物技术的介绍，针对不同的环境问题，应用不同的现代生物技术，给予解决的方法和实例，并对现代和未来的生物技术在环境保护中的应用作出了合理的分析和猜想，从而达到解决世界人类生活环境所面对的难题，比改善现阶段环境恶劣的发展趋势，让环境更适宜人类居住目的。关键词生物技术环境保护应用前景2引言：现代生物技术以分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫学、遗传学、生理学、系统生物学等学科为支撑，结合了化学、化工、计算机、微电子等学科，从而形成了一门多学科互相渗透的综合性学科。就其应用领域，可分为农业生物技术、医学生物技术、植物生物技术、动物生物技术、食品生物技术、环境生物技术等。通过应用现代生物技术中的基因工程、生物工程等技术来改善环境，最终用最小的成本达到最大的环境保护作用，现如今已经有了很大的发展，相信不远的将来一定能很好地解决环境保护问题。现如今的生物技术已经突飞猛进，不再是从前的落后的生物技术，无论从硬件还是软件方面都有着从前无法比拟的优越条件，于是科学家也将现代的生物技术应用在各种领域，如生活、科研、农产、食品等，当然也少不了在环境保护中的应用，应用先到生物技术可以把不易降解和降解周期很慢的污染物进行快速降解，从而达到环境保护的作用。例如应用超级细菌将海洋中漂浮的石油进行快速降解等等。什么是现代生物技术呢？广义上讲，生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物，采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中。现代生物技术是一个复杂的技术群。基因工程仅是现代生物技术中具有代表性的一种，它的特征是在分子水平上创造或改造生物类型和生物机能。此外，在染色体、细胞、组织、器官乃至生物个体水平上也可进行创造或改造生物类型和生物机能的工程，例如染色体工程、细胞工程、组织培养和器官培养、数量遗传工程等，这些，也属于现代生物技术的范畴。而为这些工程服务的一些新工艺体系，如现代发酵工程、酶工程、生物反应器工程等，同样被纳入了现代生物技术的系统。刘芝在印度新德里召开的无害环境生物技术应用国际合作会议上，专家们评估了生物技术应用对环境和人类健康的影响，提出了利用生物技术预防、阻止和逆转环境恶化，加强自然资源的持续利用，保护环境和生态平衡的措施。专家们认为，利用生物技术治理环境污染具有巨大的潜力。超级微生物显神威近来，科学家发现，有些微生物，不仅能降解石油及其衍生物、金属离子、农药等工农业污染物，甚至连放射性核废料，极毒的化学物质都能降解。美国一家生化公司的科学家，培育出了能降解极毒化学物质多氯代联苯（PCB）的微生物。这种微生物能将这种工业废弃物中常见的毒物分解为水、二氧化碳和无害的单细胞物质。另一组科学家培养出能吞食有毒金属的微生物。为了培养这种微生物，科学家先把他们放在汞、铝等有毒重金属的附近，然后将最健壮的存活微生物收集起来，再从这些微生物中取出能分解有毒金属的基因，植入到另一具有其他降解能力的微生物中，便得到具有多种降解能力的超级微生物。科学家还利用基因工程技术，将浮游生物的基因移植到能吞食石油的微生物中去，使这种微生物具有浮游本领，在海洋水面上游弋，专门吞食石油，称为海上拖布微生物脱硫治理空气污染燃煤和燃油产生的二氧化硫等硫化物是大气污染的元凶，又是产生硫雨的主要原因。据北京环保局计算，北京市仅燃煤每年排入大气的二氧化硫就达26吨3煤炭中的硫分无机硫和有机硫两种，无机硫大部分以矿物质的形式存在，其中主要是黄铁矿。生物学家利用微生物脱硫，把2价铁变成3价铁，把单体硫变成硫酸，取得了良好效果。如日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌，它是一种铁氧化细菌，能有效除去煤中的无机硫。随着现代工、农业的发展，大量有毒、有害的气体被排出，然重污染环境。微生物对污染物能较快的适应，并可是废物、废气得到降解和转化。同传统空气污染控制技术如活性炭吸附、事发洗涤和燃烧等相比，微生物法以其处理效果好、投资及运行费用低、易于管理等优点，逐渐应用也空气污染控制中。生物技术处理、净化废污水废污水处理有物理方法、化学法和生物法三种，其中生物法应用最广，效果也最好。如活性污泥法，即用含有多种微生物的活性污泥，在通气条件下进行吸附、沉淀和氧化分解，解除水中的污染物，使废污水得到净化。利用现代基因工程已培育出分解能力强、能在混合系统中占优势的菌种。美国科学家从土壤中分离出两种在无氧条件下也能生存的厌氧菌，它们能分解聚氯乙烯等有机化合物，并能将这些毒性较强的化合物转化为醋酸盐和乙醇等化工原料。美国科学家还利用一种能吃毒的氰化物的细菌处理废污水，这种细菌同时还能收集水中锌、铜等重金属，使水澄清后再利用。由于这些细菌繁殖力十分惊人，所以1立方米的污水，仅需几个小时，就能把毒物和重金属彻底清理干净。俄罗斯科学家设计的一种生物过滤器，将微生物群落附着在玻璃纤维上。这种有生命的过滤器，不仅净化效率高，而且设备简单，建设费用低，能吸附大量水中杂质，还能使有机化合物分解和腐化。生物农药所谓生物农药，是指利用生物工程技术，将病虫害的微生物天敌筛选出来，培养加工成一般农药的形式，用以对付病虫害。这些微生物天敌包括细菌、真菌、病毒和原生动物（如线虫、微孢子虫）等。英国科学家利用一种叫绿僵菌的真菌杀灭蝗虫，一取得良好效果。目前，国际上真菌杀虫剂的开发研究方兴未艾，发展迅速基因工程可降解塑料由于传统塑料难以降解,给农牧渔业、电力设备、河流和生活环境带来了严重的危害，成为新的白色危害近年来，许多国家的科学家利用生物技术培育能生产塑料的生物和细菌，已取得可喜的成绩。生物塑料的最大优点是易于降解，生产时耗能少，不污染环境。科学家发现，许多种土壤细菌能产生聚羚酯小颗粒，这种物质具有塑料的特征，细菌生产这种小颗粒是作为自己的事物，食用并储存。科学家利用基因移植技术，将细菌中生产聚羚酯聚合物的基因移植到植物细胞中，使植物也能生产这种小塑料颗粒。1990年，美国密执安州立大学的克里斯托弗.辛斯基教授成功地将能产生聚合物的细菌基因，移植到芥子系植物中。1991年，1月，这些移植基因全部发挥作用，首创了能产生塑料的植物。他的下一步计划是将这种基因植入马铃薯和甜菜中，以便大量生产这种塑料。美国麻省理工学院的安东尼.辛斯基教授则计划将生产聚合物基因移植到玉米细胞中去。他说，我们希望像收割玉米似地收获塑料玉米棒。日本和德国的科学家则想直接通过细胞来生产塑料，他们4把多种细菌聚合物的基因组合植入某种细菌中，使这种细菌能高效地生产出多功能塑料，甚至有可能生产出代替橡胶的、超韧性的、可被人体吸收的塑料。德国格丁根大学的科学家利用细菌生产的聚合物，可分解为水和二氧化碳，极易降解，其垃圾可作为植物肥料回归自然。生物技术也可能引发环境问题人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时，也导致生物多样性遭受严重破坏，甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业，尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用，农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时，氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化，直接影响人类和动植物的生存。另一个令人担心的是：转基因植物、动物、微生物脱离当地农业生态系统所造成的危害。许多有意或无意的动植物引起当地严重的生态问题。最明显的例子是澳洲引进的兔子。1500年以来，世界各国动植物的交流，有些已成为当地的有害动植物。至于转基因作物脱离当地农业生态系统后有可能引发：第一，转基因作物使自生作物成为严重的杂草问题；第二，转基因作物通过杂交后产生杂种；第三，转基因作物影响食物安全。任何一种转基因作物都存在对生态环境产生冲击的可能性。5结论：随着世界人口的增长，环境保护工作将经历具有重大意义的革新。毫无疑问，生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲，生物技术本身有能力帮助人们提高环境保护的作用，但在实践中，生物技术在环境保护中的作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。相信人类科学家将在不远的将来能够更好的应用现代生物技术来保护我们的生态环境，实现用最小的成本来做出最大的贡献的功效。参考文献：1《Science&Culture科技潮》（总第133期）2孔繁翔.环境生物学[M].北京:高等出版社,20003陈坚.环境生物技术[J]，生物工程进展，2001(5)4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，20015《江西化工》2004年第3期“环境生物技术在‘三废’治理中的应用”。