基因工程在环境工程中的应用

基因工程在环境工程中的应用林立65摘要:环境工程的核心是环境污染源的治理，其中包含三大方面：固体废物处理，废水处理和废气处理。依靠传统的化学或物理方法对环境中的污染物进行净化，非常耗费人力财力，而且简单造成二次污染。假如利用基因工程技术,将有降解某种污染物的外源性目的DNA片段在体外连接到载体DNA之中,进行基因重组并转移到适当的受体细胞之中,就可在污染治理中发挥重要的功能。定向构建的超级工程菌则可用于固体废物堆埋场、污水处理厂、油库、地下输送管路以及海洋运输油轮的事故泄露对土壤、地下水以及海岸的污染修复等领域。现在这种技术已经在危急性化合物的技术降解已经得到应用。[1][2][3][4]关键词：基因工程；环境工程；污染处理；综述GeneticengineeringapplicationinenvironmentalengineeringAbstract:Environmentalengineeringisthecoreofthemanagementofenvironmentalpollution,whichcontainsthreeaspects:solidwastetreatment,wastewatertreatmentandwastegastreatment.Relyonthetraditionalchemicalorphysicalmethods,purifiestheenvironmentpollutantsinveryhumancostmoney,andeasytocausesecondarypollution.Usinggeneengineeringtechnique,aDNAfragmentofforeignaimgenethatsatisfieshumandemandscanbelinkedtocarrierDNA,andthenthegenerecombinationtakesplace.Afterthat,theywillbetransferredtosuitablecellofacceptorsothattheycanplayanimportantroleinthepollutionpreventionandcontrol.Geneengineeringhasalreadybeenusedtodegradedangerouscompounds.Thestructureddirectionallysupperengineeringgermscanbeappliedtopollutionrestorationofsoil,groundwaterandseacoastresultingfromsolidwasteslandfillandstorefields,sewagetreatmentplant,oildepot,undergroundtransportpipesandmaritimeoiltankerdisasters.Keywords:Geneticengineering;Environmentalengineering;Pollutiontreatment;review基因工程在固体废物处理中的应用。1.1对厨余垃圾，人畜粪便的处理。沼气发酵是有机物在隔绝空气和保持肯定水分、温度、酸碱度等条件下，微生物分解有机物的过程。堆肥是垃圾、粪便处理方法之一；堆肥是在人工限制的条件下，利用微生物的作用，将堆料中的有机物分解，产生高热，以达到杀死寄生虫卵和病原菌的目的。以上两种都是现在广为运用的处理厨余垃圾，人畜粪便的方法，经过基因工程改造的菌种，可以提高沼气生成，肥料产生效率，更大限度的利用资源。[5]1.2处理重金属污染。在当代矿产资源的大量开采利用、工业生产的迅猛发展和化学药品的广泛运用,带来的一个突出的问题是如何限制和减轻重金属对环境的污染。因为重金属污染会对作物生产、农产品的品质和地下水开采等多方面产生重大影响,并通过食物链影响人类的生活和健康。另一方面,重金属污染具有隐藏性、不行逆性、生物不行降解性、稳定性等特点,使重金属污染的修复比较困难。传统的治理方法在已污染环境的改良和治理方面曾起过主动的作用,但这些方法不仅所需费用昂贵,同时大多只能短暂缓解重金属的危害,还可能导致二次污染,不能从根本上解决问题。经过基因工程改造的工程菌和植物，具有了富集或转化重金属的实力，从而可以解决重金属污染的问题。[6]细菌冶金是利用经过改造的微生物的生物催化作用，使矿石或固体废物中的金属溶解出来，从而能够较为简单地从溶液中提取所须要的金属。特殊适用于处理废矿、尾矿和炉渣，可综合浸出，分别回收多种金属。[8]用转基因的方式获得具有修复多种重金属复合污染土壤实力的植物，改善植物对重金属这种污染源的汲取已获得成效，最近，美国在一项受污染土地的试验中已证明，将进一步诱发处理某种基因引入到黄杨，使黄杨抗汞实力提高近10倍。随着基因工程技术新的开发高潮到来,初步的试验实践和生产实践显示,运用基因工程消退重金属等污染源具有廉价、平安的特点,它正在成为探讨和开发的热点。[7]基因工程在废水处理中的应用。基因工程技术已应用于提高微生物净化水环境的实力，成效显著。如利用基因工程技术开发出能吞食水中有毒废弃物的细菌，它可将聚氯联苯分解成无害的水、二氧化碳和盐类[9]；有探讨者将基因工程技术应用在有机磷农药的降解中，结果显示构建得到的基因工程菌明显提高了对环境的生物修复实力[10]。又如，在生产重要的化纤原料PTA(精对苯二甲酸)所产生的污水里，含有对二甲苯、苯甲酸等苯环污染物，对环境有较大毒性，一般微生物难于降解。陈俊等[11]运用基因工程技术构建出特效菌株，该菌株兼具了高降解性、高适应性和高絮凝性的特点，对上述苯环精染物的降解率均达87%以上，总的有机碳去除率达到94%，检测到的生物毒性明显降低。而丁华等[12]采纳基因工程菌E.coliJMI09(pGEX-AZR)在庆氧膜生物反应器中，对模拟偶氮染料废水进行脱色探讨，结果表明，系统对酸性红B有很好的脱色实力，脱色率稳定在95%以上，对CODcr的去除率能达到68%。基因工程技术也被广泛地用于重金属、污染的水环境修复方面，改造后的工程菌对目标重金属的选择、富集容量，以及对各种环境因素的适应力都比传统微生物有很大提高[13-17]。邓旭等[18]利用基因工程菌去除电解废水中的汞离子，试验所用的菌株是Wilson试验室利用大肠杆菌E.coliJMI09为宿主菌转化得到的基因工程菌，构建得到的基因工程菌同时具有表面吸附和内部富集的双重特性，其富集柔离子的实力大大强于一般生物吸附法。综上，基因工程菌应用于水环境污染治理的优点如下:基因工程菌能敏捷构建，并能兼具多种所须要的特性;基因王程菌对自然界的微生物和高等生物尚不构成实质性的威逼;基因工程菌进入净化系统之后适应期短，适应性强;基因工程菌降解污染物功能下降时，可以重新接种。但同时，它也存在肯定的缺点，即基因工程菌的平安有效性及遗传稳定性有待进一步提高[19]。小结和展望随着大工业生产技术的飞速发展，生物方法所处理或修复的对象也在时刻不停地变更，势必将推动现代生物技术不断改革创新。为了使生物技术能满意新的发展须要。我们必需真正进行探究，并且可能以过去未曾想象到的方式来运用生物或是它们的衍生物，运用现代生物技术预防和治理环境污染,有效地改善生态环境。现在在废气处理方面基因工程的应用还不广，将来在这方面应成为发展重点和热点。[20]参考文献[1]程树培，环境生物技术，1994，南京高校出版社。[2]陈坚，环境生物技术，1999，中国轻工业出版社。[3]张自杰，排水工程，2000，中国建筑工业出版社。[4]周群英、高廷耀，2000，环境工程微生物学，高等教化出版社。[5]晓林，生物科学和生物工程，2002，新时代出版社。[6]胡玉佳，现代生物学，2001，高等教化出版社。[7]冯玉杰，现代生物技术在环境工程中的应用，2004，化学工业出版社。[8]陈坚，环境生物技术，2007，中国轻工业出版社。[9]杨林，聂克艳，杨晓容等，基因工程技术在环境爱护中的作用，西南农业学报，2007,20（5）：1130-1133.[10]LiuZ，HongQ，XuJH，etal.Constructionofageneticallyenginedmicroganianfordegradingcongradsfsdfesv,biollszayfsdfjks,2006,58(2):65-69.[11]陈俊，程树培，王洪丽等，基因工程菌在精对苯二甲酸废水处理的应用，工业用水与废水，2006，37(1):32-35.[12]丁华，金若菲，周集体基因工程菌在厌氧膜生物反应器中对偶氮染料废水的脱色，环绕工程学报，2007,1（3）：25-29.[13]SaylerGS.RippS.Fieldapplicationenetïallyengineeredmi，dddfnismsfffgbioremediaOpfnioninBiotoohnol，2000，11(3):286-289.[14]BaeW.MehraRK.MulcharA，etal.GicenEechericbiacoliforeakeandmercury,ApplieddEnvironmentcrobioy，2001，67:5335-5338.[15]VallsM，lorenzoVDlegeneticandbiochemicaitiesbacteriaremediatooimetalpoIlutioo,FEMSReviews，2002.26(4):327-338.[16]郭杨，王世和.基因工程菌在重金属及难降解废水处理中的应用[1].平安与环统工程，2007(4):57-61.[17]15VermaP.UpodhayayafgfgfggfjiyK.rchorEonteno-lgradinglespfromech10IIIat,Bioch