論環(huán)境污染治理中分子生物技術的應用

1、<p>　　論環(huán)境污染治理中分子生物技術的應用</p><p><b>　　[摘要] </b></p><p>　　本文多與環(huán)境污染物相關的分子生物技術進行了闡釋，并對其在水處理藥劑中的應用做了詳細分析。 </p><p><b>　　[關鍵詞] </b></p><p>　　環(huán)境污染；廢

2、水處理；水處理藥劑；分子生物技術 </p><p>　　1.與環(huán)境污染物相關的分子生物技術 </p><p>　　1.1 PCR-DGGE技術及其相關技術 </p><p>　　PCR是一種利用脫氧核糖核酸（DNA）半保留復制原理，在體外擴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。運用PCR-DGGE技術處理染織廢水、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指標：pH、COD、TP（總磷）、硫化氫含量、氨含量、色度變化規(guī)律。結果顯示，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 &

5、lt;/p><p>　　基因重組技術是從供體生物的基因組中通過酶切擴增等手段獲取目的基因，與載體連接形成重組D N A 分子，再導入到受體細胞中，讓外源基因得以表達。在已經分離出的許多菌株中，與降解能力有關的基因多在質粒體上由于質粒很容易在細菌的繁殖過程中遺失，對細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的酶基因重組到大腸桿菌等微生物中進行表達，以此構建的各種生物降解特性增強的重組菌可用于污染環(huán)境的治理修

6、復或發(fā)酵某些廢棄物。 </p><p>　　2.分子生物技術在水處理藥劑中的應用 </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，除臭、脫色，軟化和穩(wěn)定水質等。在水體污染里，分子生物技術在水處理藥劑中主要應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、生物技術通過細菌、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>　?。?）直接利用微生物細胞的絮凝劑。1976 年J · Nakamura等

8、人從霉菌、細菌、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，細菌5 種，放線菌5 種，酵母菌1 種。隨后，國內外的研究有不斷地的發(fā)現(xiàn)直接利用微生物細胞的絮凝劑。（2）利用微生物細胞壁提取物的絮凝劑。如酵母細胞壁的葡萄糖、甘露聚糖、蛋白質和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）利用微生物細胞代謝產物的絮凝劑。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。 Y.Bar和N.Shilo 發(fā)現(xiàn)一些海底藍細菌（藍藻）如Pcc6720 和J -1 能產生數(shù)量可觀的胞外絮凝體。 </p><p><b>　　2.2 絮凝機理 </b></p>

10、<p>　　微生物絮凝劑是帶有電荷的生物大分子，關于它的絮凝機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)機理學說接受度最高。經試驗表明用絮凝劑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78 9%；用微生物絮凝劑普魯蘭來處理味精生產廢水，其COD和SS的去除率可達到40%左右，其濁度去

11、除率可達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”機理 </p><p>　　水中膠體一般帶有負電荷，當帶有一定正電荷的鏈狀生物大分子絮凝劑或其水解產物靠近這種膠粒時，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生互相碰撞，通過分子間作用

12、力凝聚而沉淀。許多實驗中加入金屬離子或調節(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 “化學反應”機理 </p><p>　　生物大分子的某些活性基團與被絮凝物質相應的基團發(fā)生了化學變化，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，其絮凝活性就大受響。有些學者認為這些絮凝劑絮凝活性大部分依賴于活性基團

13、。溫度影響絮凝效果，主要通過影響其化學基因活性從而影響其化學反應。 </p><p>　　2.3 微生物絮凝劑的特點 </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菌體外分泌的生物高分子物質，屬于有機高分子絮凝劑，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，且絮凝后的殘渣可生物降解，對環(huán)境無害，不會造成二次污染。（3）應用范圍廣、脫色效果獨特。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.結束語 </b></p><p>　　分子生物技術作為一門新技術，不僅在水處理上具有很大的前景，而且對其他領域也會有有很大的益處。人們對它的興趣也日益增強，隨著科技的發(fā)展分子生物技術必將能更加造福于人類。 </p><p><b>　　參考文獻： </b><