生物技术在环境工程当中的应用 生物技术在环境工程当中的应用 生物技术在环境工程当中的应用 文章来源自3edu教育网
引言
随着社会的不断发展和进步,人们环境意识的观念越来越强,环境保护以及合理的利用和开发正被越来越多的提及到,并且相关的技术和设施,也正在悄悄的改变人们的生活。运用现代化的生物技术,来进行环境工程的相关应用,是如今比较热门的一个课题,其主要的应用是在去除有毒物质以及生物修复技术方面,能够带来显着的效果。在自然界当中,存在有许多优良的菌种,其能够有效的分解自然界当中的各种物质,但是随着现代工业的不断建设和发展,人工合成的非天然物质越来越多,已经逐渐的出现在人们生活的每一个角落,例如有机磷农药、塑料以及合成的洗涤剂等等,都属于高浓度的有机污染物,非常不容易被自然界当中的微生物降解,同时,这些物质还可以在土壤以及水中存在很长的时间,逐渐的完全衰减往往需要几十年的时间,长时间的在土壤和水中累计,对环境造成了极大的破坏。所以在现代的环境工程当中,急需要使用能够快速降解污染物质的高效的菌种,正因为如此,现代化的生物技术,正在逐渐的运用到环境工程当中,且取得了极为显着的效果。生物强化技术在经过了几十年的发展和研究以后,以及日趋成熟,在生物修复当显示出了强大的生命力,运用该项技术,可以合理的去除有毒的污染物质,并且将其与传统的生物技术相结合,运用新型的手段和方式进行环境工程相关的应用,可以取得更加优异的成效,更好的为社会和人民服务。
诱变育种技术
一般的来讲,传统的诱变以及筛选,是最佳以及最常用的改良菌种的方式。【1】.其关键的原理就是使用物理以及化学的相关技术,结合生物诱变因子来对微生物的基因组进行一系列的修改,进而产生突变型。微生物的自发突变的频率在经过了一系列的技术手段以及诱变剂的相关处理之后,可以有较大幅度的提升,为新型技术的使用提供了充足的前提条件。下文将对实验当中常用的诱变方式作详细的分析,对不同的技术特点以及适用的方面进行细致的探究。
1.1短波长射线诱变技术
短波长射线一般的来讲是以紫外线为主,由于紫外线可以引起DNA的变化,在发生相关生物化学反应的时候,DNA链上面的碱基对紫外线辐射比较的敏感,而碱基吸收的光波其波长与紫外线辐射的波长比较的接近,所以DNA会强烈的吸收紫外线辐射。有许多种方式可以引起DNA的结构发生变化,比如DNA链的断裂,内部分子之间的交联以及核算与蛋白质的交联,胞嘧啶与鸟嘌呤之间发生的水和作用等等,通过相关技术的有效运用,可以很好的达到所期望的效果,在环境工程当中有着极为广泛的运用。【2】.
在现代的生物技术应用当中,采用可以降解的青霉菌株来作为其相关实验的出发菌株,经过一系列紫外线的照射作用,进行诱变处理,进一步的分离得到突变菌株。根据相关的实验结果显示,新得到的菌株对于PHB的降解作用有了较为显着的提升,其降解等量的PHB所使用的时间也有了明显的减少,将进行诱变的菌株进行连续的传代五次,然后继续测定对PHB的降解效率,实验证明,其相关效率基本上处于稳定的状态。 电离辐射射线一般的来讲使用的比较多的是伦琴射线以及伽马射线,根据相关设备以及手段的运用,可以达到较好的去除有毒物质的作用,为环境工程的发展和建设作了了较大的贡献。根据相关的研究,利用伽马射线对活性污泥进行照射处理,并且对实际的效果进行观察和对比,发现在进行辐射之后,活性污泥当中的SV I以及MLSS等数据都明显的低于对照数据,尤其是污泥的增长率也有了显着的下降,当辐射的剂量达到了一定的数值时,几乎是呈直线下降,而经过了辐射处理之后的活性污泥中的污水COD去除的效率也有了明显的降低,氨氮的去除率在一定的剂量时,可以达到百分之九十四至百分之九十七,可以说效果是极为的明显,对于环境工程的相关实施来讲,有着非常重要的意义和作用。
1.3化学诱变技术
化学诱变技术,主要的就是使用一系列的化学物质,来对微生物进行诱变处理,引起其基因突变或者是真核生物染色体发生一系列的畸变。一般的常用诱变试剂有多种,如碱基类似物5—氨基嘧啶、脱氨剂羟胺以及亚硝胺、氨基尿嘧啶等等,在实际的操作实验当中,运用新型的技术和相关的试剂,可以达到很好的去除有毒物质的作用,并且在环境工程的实际应用当中,起到了比较明显的作用。
原生质体融合技术育种
2.1原生质体融合技术
原生质体的融合技术起始于上个世纪五十年代,并且在之后的几十年当中得到了非常快速的发展,并且一系列的应用范围不断的的扩大,在环境工程当中的使用情况也越来越好,效果颇为显着。原生质体的融合,又可以称为细胞融合,其主要的技术原理是外力作用之下,两个或者是两个以上的异源细胞以及原生质体之间相互的接触,进而发生膜的融合以及细胞胞质和细胞核的融合,形成杂种细胞,此现象称为细胞融合。【3】.
由于原生质体的融合技术可以在种内种间同时进行,不受亲缘关系的影响,其相应的遗传信息的传递量比较的大,所以不需要对双亲的详细遗传背景进行相关的了解和掌握,便于进行实验的操作和管理,提升了重组的频率,扩大和提升了重组的幅度。此项技术在相关的环境工程当中也有着极为广泛的运用,比如北京的燕山石油化工公司,对其活性污泥进行一系列的筛选和分离之后得到的降酚细菌进行跨界的融合,经过进一步的筛选得到降酚融合子,运用此得到的物质,对工厂当中的含酚的废水进行降解实验处理,经过实际的观察和分析发现,其降酚的效果非常的显着,对于环境保护以及资源的可持续性发展都有着重要的作用和意义。
2.2融合技术
融合技术的方法有许多种,比较常用的是利用原生的质体再生时,对其具体的再生条件进行严格的控制,促使菌株的遗传特性发生一系列的改变,进而达到对原生质体进行再育种的目的。此外,通过原生质体的DNA转化、质粒DNA转化以及电穿孔法都在实际的环境工程当中有着比较广泛的使用。针对不同地区的不同情况,采用科学合理的方法,对有毒物质以及污染的地方进行有效的治理,必将对环境的发展起到积极的影响作用,同时也为人们的生活带来了更多的好处。
基因工程
基因工程也可以成为遗传工程,或者是DNA重组技术,这项技术是现代生物技术的核心内容,在多个领域都有着非常广泛的运用,当然也包括环境工程。其主要的技术原理是在细胞之外进行一系列的DNA拼接,进而进行重组,可以人为的来操控基因组成。此项技术的合理使用,能够创造出新的物种,产生原有的物质所不具有的功能和特性,增强其合成能力。基因工程在环境工程当中的应用情况比较的好,取得了很多令人振奋的成果。例如我国的科学家采用基因重组的技术,重组酵母,经过一系列的手段以及反应之后,经过降解的作用,对雌激素活性以及致活突变性进行相关的处理和改变,为有效的控制此类型物质的环境污染效应提供了坚实的理论和实际基础,必将在今后的环境工程当中起到关键性的作用。
结束语
综上所述,根据现代生物技术在环境工程当中的实际应用,得知其具体的技术的相关原理,对实际的实验效果进行分析和比较,为更好的使用现代化学技术和手段改善环境作出了相应的贡献,同时也力求在应用当中为人民和社会争取更大的福利。
