【正文】
制備固定化酶的方法直接將微生物細(xì)胞固定,而微生物細(xì)胞是一個(gè)天然的固定化酶反應(yīng)器,其中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,通過固定微生物細(xì)胞即可達(dá)到效果。而要使污水得到凈化,去除污水的毒害作用并轉(zhuǎn)化污水中的有毒物質(zhì)為有益的無毒物質(zhì),則可以通過微生物通過自身的生命活動(dòng)來消除這些。環(huán)境生物技術(shù)在治理環(huán)境污染上的表現(xiàn)(1)對(duì)污水進(jìn)行生物凈化。通過生物處理技術(shù)還可以進(jìn)行大環(huán)境生物學(xué)原理及應(yīng)用規(guī)模操作,比如一些大容積的生化曝氣池和生物濾池,它們的處理效果也其他處理工藝所不可比擬的。在最近十年來,隨著環(huán)境生物技術(shù)的迅速發(fā)展,它的研究領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,通過工程實(shí)踐結(jié)果表明其可以在兼顧經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的基礎(chǔ)上有效地解決解決復(fù)雜環(huán)境污染問題。五、環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用環(huán)境生物技術(shù)是環(huán)境保護(hù)的理想武器。(4)隨著社會(huì)科學(xué)的不斷發(fā)展,將會(huì)出現(xiàn)很多常規(guī)技術(shù)和傳統(tǒng)方法不能解決的環(huán)境污染問題,這時(shí)候環(huán)境生物技術(shù)就可發(fā)揮作用。具體如芳香烴的分解,芳香烴具有普遍的生物毒性,但在低濃度范圍內(nèi),它們可以不同程度的被微生物分解。通過這一過程盡可能做在減輕人類活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染程度的同時(shí)又對(duì)廢棄物進(jìn)行了資源化利用。隨著環(huán)境生物技術(shù)的逐步發(fā)展,技術(shù)研究的進(jìn)一步深化以及人們對(duì)環(huán)境問題進(jìn)一步深刻認(rèn)識(shí)的前景下,環(huán)境問題的根治有了希望。(3)高層次的環(huán)境生物技術(shù)環(huán)境生物學(xué)原理及應(yīng)用高層次的環(huán)境生物技術(shù)體現(xiàn)在防治污染方面,是一種以基因工程作為主導(dǎo)的,通過基因工程構(gòu)建高效降解殺蟲劑、除草劑以及多環(huán)芳烴類化合物污染的基因工程菌,從而創(chuàng)造出抗污染型轉(zhuǎn)基因植物等。三、環(huán)境生物技術(shù)的層次(1)低層次的環(huán)境生物技術(shù)包括氧化塘、人工濕地、厭氧發(fā)酵等。在此之后又召開兩屆國際環(huán)境生物技術(shù)大會(huì)。1994年,由美國生物工業(yè)組織(BIO)和白宮國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)共同組織的可持續(xù)環(huán)境生物技術(shù)大會(huì)上提出了基因工程微生物、優(yōu)選微生物和生物傳感技術(shù)中可利用菌類等三大最新的發(fā)展技術(shù)。現(xiàn)代生物技術(shù)向環(huán)境科學(xué)與工程的滲透促進(jìn)了環(huán)境生物技術(shù)的產(chǎn)生。二、環(huán)境生物技術(shù)的形成與發(fā)展19世紀(jì)末,“活性污泥法”被視為環(huán)境生物技術(shù)的開端。一般認(rèn)為生物工程即生物技術(shù),是指綜合應(yīng)用生物學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)等手段,直接或間接地利用生物體本身,生物體某些組分或某些特殊機(jī)能,生產(chǎn)有用物質(zhì)的一門綜合性科學(xué)體系。【關(guān)鍵詞】:環(huán)境生物技術(shù) 環(huán)境保護(hù) 高效凈化 可持續(xù)發(fā)展環(huán)境生物學(xué)原理及應(yīng)用【Abstract】:Environmental biotechnology is an emerging research field by modern biotechnology and environmental engineering are bined, directly or indirectly using the intact organisms or organisms in some part or some function, set up to reduce or eliminate pollutants produced in the production process, or to the environmental pollution and high purifying technology and artificial system for production of useful , with the rapid economic and social development in the city, constantly updated, derived from many environmental problems, environmental biotechnology has played an important role in environmental protection, and hope that through further research and development, application of a deeper development of environmental biotechnology in environmental protection, so as to promote the social and economic environment, can the three coordinated sustainable development in environmental protection at the same time.【Key words】:Environmental Biotechnology Environmental protection High efficiency purification Sustainable development環(huán)境生物學(xué)原理及應(yīng)用一、引言環(huán)境生物技術(shù)(Environmental Biotechnology)簡(jiǎn)稱EBT,是近20年來才定義的新型邊緣學(xué)科。第一篇:淺談環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)環(huán)境生物學(xué)原理及應(yīng)用淺談環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)葛露萍 ***3 【摘要】:環(huán)境生物技術(shù)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,是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(shí)生產(chǎn)有用物質(zhì)的人工技術(shù)系統(tǒng)?,F(xiàn)如今隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,城市在不斷更新,隨之衍生出很多的環(huán)境問題,環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮了重要作用,并且希望通過進(jìn)一步研究發(fā)展,更深一步開發(fā)環(huán)境生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用,從而達(dá)到在環(huán)保的同時(shí)能夠促進(jìn)環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)三者協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。環(huán)境生物技術(shù)主要由生物技術(shù)、工程學(xué)、環(huán)境學(xué)和生態(tài)學(xué)組成。根據(jù)1919 年生物技術(shù)歐洲協(xié)會(huì)(European Federation of Biotechnology)之定義,「環(huán)境生物技術(shù)」是指生物化學(xué),動(dòng)物或植物應(yīng)用于農(nóng)業(yè),環(huán)境,工業(yè)及健康照顧這些方面,以發(fā)展永續(xù)事業(yè)。20世紀(jì)五六十年代,由于工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,隨之而來的環(huán)境污染尤其是水污染加劇,直接促進(jìn)了環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展。80年代后期,分子生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染治理,特別是在可降解微生物及其降解機(jī)理方面進(jìn)行了更深一步的研究。1995年,美國國家科學(xué)和技術(shù)委員會(huì)發(fā)表的《21世紀(jì)生物技術(shù)新方向》藍(lán)皮報(bào)告,將環(huán)境保護(hù)和環(huán)境生物技術(shù)列在了重要地位。這些事實(shí)不僅表明了環(huán)境生物技術(shù)的形成、發(fā)展及演變與世界各地出現(xiàn)的一系列環(huán)境污染問題有著密切的聯(lián)系,而且充分顯示出世界各國對(duì)環(huán)境保護(hù)和環(huán)境生物技術(shù)的高度重視。(2)中層次的環(huán)境生物技術(shù)如污水處理的活性污泥法和生物膜法等。四、環(huán)境生物技術(shù)的特點(diǎn)速度快、消耗低、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和這些都是環(huán)境生物技術(shù)在處理環(huán)境污染物方面的優(yōu)點(diǎn),而且它在處理過程中不會(huì)產(chǎn)生二次污染,這些都是其他技術(shù)不可比擬的。環(huán)境生物技術(shù)針對(duì)環(huán)境污染治理上的有如下特點(diǎn):(1)環(huán)境生物技術(shù)處理污染物是對(duì)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,進(jìn)行最大程度上的生物再利用。(2)另一方面,環(huán)境生物技術(shù)處理污染物的過程是將污染物質(zhì)一步到位直接轉(zhuǎn)化成無毒無害的穩(wěn)定物質(zhì),如COH2O、N2和CH4等。(3)環(huán)境生物技術(shù)是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過程,通常是在常溫、常壓下可進(jìn)行,過程簡(jiǎn)單,成本低廉,可連續(xù)化操作,并可節(jié)約能源,減少環(huán)境污染。(5)新物種、新品種和其他有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生命類型的不斷創(chuàng)造發(fā)明也需要環(huán)境生物技術(shù)提供支持。環(huán)境生物技術(shù)是利用生物的生理活動(dòng)高效凈化污染環(huán)境,以及將污染物轉(zhuǎn)化為資源的人工技術(shù)系統(tǒng)。在減輕人類生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生的環(huán)境污染的過程中,原則上可以通過生物降解環(huán)境生物處理技術(shù)的產(chǎn)物或副產(chǎn)物來作為資源的二次利用。再者,污染物的處理場(chǎng)所也可以用生物方法就地制宜,比如利用一些天然水塘或者是土壤層這樣的便利,如此一來,處理費(fèi)用就可以大大地降低了。污水中存在著大量的有毒物質(zhì),其中包括各種酚類、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。比如現(xiàn)在廣為使用的生物凈化污水的方法之一就是固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)處理污水,而學(xué)術(shù)上所謂的酶工程技術(shù)就是這個(gè)固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)。在這方面國內(nèi)外有很多成功的例子可以形象貼切地展現(xiàn)運(yùn)用固定化酶和固定化細(xì)胞高效處理廢水中的有機(jī)污染物、無機(jī)金屬毒物等類似污染的效果。(2)對(duì)污染土壤進(jìn)行生物修復(fù)。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的過程就是對(duì)重金屬污染進(jìn)行生物修復(fù)。為了固定土壤,防止水土流失,遏制風(fēng)蝕、水蝕等污染土壤的行為,可以通過生物修復(fù)來增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量,激發(fā)微生物的活性,從而改善土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)來完成?,F(xiàn)如今,環(huán)境污染的重要成分當(dāng)屬很難化解的廢棄塑料和農(nóng)用地膜。環(huán)境生物學(xué)原理及應(yīng)用(4)去除化學(xué)農(nóng)藥的污染。而消除化學(xué)農(nóng)藥的污染也可運(yùn)用微生物降解來完成。一般不會(huì)帶來副作用的比較徹底的降解途徑則是通過礦化作用將農(nóng)藥逐漸分解成終產(chǎn)物CO 和H O;而另外一種正面效應(yīng)與有負(fù)面效應(yīng)并存的途徑的降解結(jié)果相對(duì)比較復(fù)雜,它是通過共代謝作用,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。當(dāng)然,全面推廣生物農(nóng)藥將是最好的徹底消除化學(xué)農(nóng)藥污染的方案。微生物殺蟲劑,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。然而隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,生物農(nóng)藥的范疇不斷擴(kuò)大,涉及到動(dòng)物、植物、微生物中的許多種類及多種與生物有關(guān)的具有農(nóng)藥功能的物質(zhì),如植物源物質(zhì)、轉(zhuǎn)基因抗有害生物作物、天然產(chǎn)物的仿生合成或修飾合成化合物、人工繁育的有害生物的抗結(jié)生物、信息素等。環(huán)境生物技術(shù)的預(yù)防環(huán)境污染上的應(yīng)用預(yù)防環(huán)境污染則是從根源杜絕污染物的產(chǎn)生,一是把生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物轉(zhuǎn)化成能源或副產(chǎn)品,這個(gè)可以通過分子遺傳技術(shù)篩選特定菌種來達(dá)成目標(biāo),比如微生物化肥;為了清潔生產(chǎn),減少化學(xué)無機(jī)品的用量,則可以通過利用DNA重組及蛋白質(zhì)工程技術(shù)快速生成特定的酶,應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)來達(dá)成。這一過程是運(yùn)用分子微生物族群、基因技術(shù)、DNA修復(fù)改變某些物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)使其具有可降解性或加速自然降解的速度。進(jìn)入21世紀(jì)后通過已經(jīng)開發(fā)的一系列的環(huán)境生物技術(shù)及其產(chǎn)品在污水處理、大氣凈化及污染環(huán)境介質(zhì)治理等方面取得了成效。比如在荷蘭自環(huán)境生物技術(shù)被應(yīng)用以來已經(jīng)有6000多處污染地通過它得到治理與恢復(fù)。(2)環(huán)境生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快、前景廣闊隨著全球范圍對(duì)環(huán)境保護(hù)的高度重視和越來越嚴(yán)厲的環(huán)境法,市場(chǎng)對(duì)環(huán)境生物技術(shù)的需求越來越廣泛。生物技術(shù)逐漸被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,比如前不久才在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)國際交流中心召開的“農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 專題會(huì)”針對(duì)生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展展開了一系列的討論研究,進(jìn)一步促進(jìn)生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)方面的推廣。多年來,由于全球范圍的濫用化學(xué)品,特別是殺蟲劑,造成了大規(guī)模的水體、土壤污染,對(duì)其治理和恢復(fù)也將成為一個(gè)巨大的市場(chǎng)。不久前,2016生物技術(shù)革新助力“健康中國”論壇在大連召開,中外專家圍繞生物科技發(fā)展、核苷酸等生物基因技術(shù)創(chuàng)新,就當(dāng)前生