論環(huán)境污染治理中分子生物技術(shù)的應(yīng)用

1、<p>　　論環(huán)境污染治理中分子生物技術(shù)的應(yīng)用</p><p><b>　　[摘要] </b></p><p>　　本文多與環(huán)境污染物相關(guān)的分子生物技術(shù)進(jìn)行了闡釋，并對其在水處理藥劑中的應(yīng)用做了詳細(xì)分析。 </p><p><b>　　[關(guān)鍵詞] </b></p><p>　　環(huán)境污染；廢

2、水處理；水處理藥劑；分子生物技術(shù) </p><p>　　1.與環(huán)境污染物相關(guān)的分子生物技術(shù) </p><p>　　1.1 PCR-DGGE技術(shù)及其相關(guān)技術(shù) </p><p>　　PCR是一種利用脫氧核糖核酸（DNA）半保留復(fù)制原理，在體外擴(kuò)增位于兩段已知序列之間的DNA區(qū)段從而得到大量拷貝的分子生物技術(shù)。運(yùn)用PCR-DGGE技術(shù)處理染織廢水、酶制劑廢水和紅霉素廢水，

3、首先測定三種廢水樣品處理不同階段生理生化性質(zhì)指標(biāo)：pH、COD、TP（總磷）、硫化氫含量、氨含量、色度變化規(guī)律。結(jié)果顯示，三種廢水樣品整個處理過程中pH變化波動較大，COD、TP（總磷）、氨含量、硫化氫含量和色度五個指標(biāo)呈逐漸下降的趨勢。處理前染織廢水、酶制劑廢水和紅霉素廢水三種樣品PH值分別是8.02、7.88和9.44；COD分別為179 mg/L、500 mg/L和350 mg/L；TD含量分別為4.22 mg/L、9.15 mg

4、/L和8.56 mg/L；氨含量分別為41.33 mg/L、93.14mg/L和108.02mg/L；硫化氫含量分別為2.12 mg/L、1.89 mg/L和1.66 mg/L；色度分別為338倍、325倍和513倍。三種樣品處理后期，pH分別變?yōu)?.68、7.53和7.38； COD分別降為145mg/L、253 mg/L和232 mg/L； TP含量分別降為2.0</p><p>　　1.2 基因重組技術(shù) &

5、lt;/p><p>　　基因重組技術(shù)是從供體生物的基因組中通過酶切擴(kuò)增等手段獲取目的基因，與載體連接形成重組D N A 分子，再導(dǎo)入到受體細(xì)胞中，讓外源基因得以表達(dá)。在已經(jīng)分離出的許多菌株中，與降解能力有關(guān)的基因多在質(zhì)粒體上由于質(zhì)粒很容易在細(xì)菌的繁殖過程中遺失，對細(xì)菌降解能力的長期穩(wěn)定非常不利，可將其與污染物降解有關(guān)的酶基因重組到大腸桿菌等微生物中進(jìn)行表達(dá)，以此構(gòu)建的各種生物降解特性增強(qiáng)的重組菌可用于污染環(huán)境的治理修

6、復(fù)或發(fā)酵某些廢棄物。 </p><p>　　2.分子生物技術(shù)在水處理藥劑中的應(yīng)用 </p><p>　　水處理藥劑是工業(yè)用水、生活用水、廢水處理工程中所需的化學(xué)藥劑，其主要作用是控制水垢、污泥的形成，減少泡沫，減少與水接觸材料的腐蝕，去除水中懸浮固體和有毒物質(zhì)，除臭、脫色，軟化和穩(wěn)定水質(zhì)等。在水體污染里，分子生物技術(shù)在水處理藥劑中主要應(yīng)用于殺生劑和絮凝劑。以絮凝劑為例來說，生物絮凝劑是利用

7、生物技術(shù)通過細(xì)菌、真菌等微生物培養(yǎng)而制成，這種絮凝劑不僅可提高被絮物質(zhì)的沉降性，而且對環(huán)境無二次污染。 </p><p>　　2.1 微生物絮凝劑的分類 </p><p>　　國外對微生物絮凝劑的研究始于20世紀(jì)70年代，我國則起步較晚，微生物絮凝劑主要有三類。 </p><p>　?。?）直接利用微生物細(xì)胞的絮凝劑。1976 年J · Nakamura等

8、人從霉菌、細(xì)菌、放線菌、酵母菌等214 種菌株中篩選出19 種具有絮凝能力的微生物，其中霉菌8 種，細(xì)菌5 種，放線菌5 種，酵母菌1 種。隨后，國內(nèi)外的研究有不斷地的發(fā)現(xiàn)直接利用微生物細(xì)胞的絮凝劑。（2）利用微生物細(xì)胞壁提取物的絮凝劑。如酵母細(xì)胞壁的葡萄糖、甘露聚糖、蛋白質(zhì)和N 一乙酞葡萄糖胺等成分均可作絮凝劑。1985 年.H.Takagi 等人研制了擬青霉素微生物生產(chǎn)的絮凝劑，用乙酞沉淀和凝膠色譜法精制得到了稱為PF101 的絮凝

9、劑。（3）利用微生物細(xì)胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑。1991 年K · Toeda和K. Urane 從上壤中分離山一株蘋蘭式陰性菌——產(chǎn)堿桿菌AL201，該菌在含有蔗糖的培養(yǎng)基中生長并分泌絮凝物質(zhì)。 Y.Bar和N.Shilo 發(fā)現(xiàn)一些海底藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）如Pcc6720 和J -1 能產(chǎn)生數(shù)量可觀的胞外絮凝體。 </p><p><b>　　2.2 絮凝機(jī)理 </b></p>

10、<p>　　微生物絮凝劑是帶有電荷的生物大分子，關(guān)于它的絮凝機(jī)理目前提出和為人們所接受的主要有以下幾種，其中以橋聯(lián)機(jī)理學(xué)說接受度最高。經(jīng)試驗(yàn)表明用絮凝劑TH6處理生活污水，其COD和SS的去除率分別可達(dá)到68%和91%；如在焦化廢水懸濁液中，加入 Alcaligenueslatus 培養(yǎng)液，沉降后上清液的固體懸浮顆粒去除率可達(dá)78 9%；用微生物絮凝劑普魯蘭來處理味精生產(chǎn)廢水，其COD和SS的去除率可達(dá)到40%左右，其濁度去

11、除率可達(dá)99%；以硫酸鹽還原菌培養(yǎng)液為凈化劑，可使電鍍廢水中的Cr汁質(zhì)量濃度下降88%等等?？梢?，微生物絮凝劑具有很大的用途。 </p><p>　　2.2.1 “電性中和”機(jī)理 </p><p>　　水中膠體一般帶有負(fù)電荷，當(dāng)帶有一定正電荷的鏈狀生物大分子絮凝劑或其水解產(chǎn)物靠近這種膠粒時(shí)，將中和其表面的部分電荷，使膠體脫穩(wěn)，從而使膠粒之間、膠粒與絮凝劑分子之易產(chǎn)生互相碰撞，通過分子間作用

12、力凝聚而沉淀。許多實(shí)驗(yàn)中加入金屬離子或調(diào)節(jié)pH即可影響其絮凝效果，主要就是通過影響其帶電性而起的作用。 </p><p>　　2.2.2 “化學(xué)反應(yīng)”機(jī)理 </p><p>　　生物大分子的某些活性基團(tuán)與被絮凝物質(zhì)相應(yīng)的基團(tuán)發(fā)生了化學(xué)變化，聚集成較大分子而沉淀下來，通過對生物大分子改性、處理、使其添加或喪失某些活性基團(tuán)，其絮凝活性就大受響。有些學(xué)者認(rèn)為這些絮凝劑絮凝活性大部分依賴于活性基團(tuán)

13、。溫度影響絮凝效果，主要通過影響其化學(xué)基因活性從而影響其化學(xué)反應(yīng)。 </p><p>　　2.3 微生物絮凝劑的特點(diǎn) </p><p>　?。?）高效無毒。同等用量下，與現(xiàn)在常用的鐵鹽、鋁鹽和聚丙烯酰胺相比，微生物絮凝劑對活性污泥的絮凝效果速度最高，而且絮凝沉淀容易過濾。微生物絮凝劑是微生物菌體內(nèi)菌體外分泌的生物高分子物質(zhì)，屬于有機(jī)高分子絮凝劑，安全無毒。（2）消除二次污染。微生物絮凝劑是

14、微生物的分泌物，自然不會危害它本身，不會影響水處理效果，且絮凝后的殘?jiān)缮锝到猓瑢Νh(huán)境無害，不會造成二次污染。（3）應(yīng)用范圍廣、脫色效果獨(dú)特。微生物絮凝劑能處理的對象有活性污泥、木炭、粉煤灰、墨水、泥水、河底沉積物、高嶺土和印染廢水等。而且，微生物絮凝劑對懸濁液絮凝速度快、用量少，對膠體、溶液均有較好的絮凝效果，對富含有機(jī)物的屠宰廢水和血水也有較好的去色效果。不足之處在于微生物絮凝劑的效果容易受到有毒物質(zhì)的干擾，因此，被處理的廢水中必

15、須無妨礙菌體生長的因素。 </p><p><b>　　3.結(jié)束語 </b></p><p>　　分子生物技術(shù)作為一門新技術(shù)，不僅在水處理上具有很大的前景，而且對其他領(lǐng)域也會有有很大的益處。人們對它的興趣也日益增強(qiáng)，隨著科技的發(fā)展分子生物技術(shù)必將能更加造福于人類。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b><