分子生物技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用

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摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)步與技術(shù)創(chuàng)新，分子生物技術(shù)在環(huán)境污染修復(fù)領(lǐng)域中得到了廣泛的關(guān)注及應(yīng)用。本文主要闡述與環(huán)境污染治理相關(guān)的分子生物技術(shù)，并對其在環(huán)境工程微生物領(lǐng)域上的應(yīng)用做出綜合分析。

關(guān)鍵詞：分子生物技術(shù)；微生物領(lǐng)域；環(huán)境

微生物技術(shù)是在多種學(xué)科上面相互緊密交叉的一門應(yīng)用學(xué)科，對環(huán)境污染修復(fù)技術(shù)方面的發(fā)展具有重要的推動作用。本文主要介紹目前常用的分子生物技術(shù)，分析分子生物技術(shù)在水、土壤、惡臭等方面的應(yīng)用，明確分子生物技術(shù)在環(huán)境工程微生物修復(fù)治理工作中的重要性，為在下一步的分子生物技術(shù)的研究提供一個良好的契機，也為在環(huán)境工程的工作取得良好的效果而做好各項準(zhǔn)備工作。

1與環(huán)境工程相關(guān)的分子微生物技術(shù)

1.1PCR核酸技術(shù)

PCR是一種利用脫氧核糖核酸半保留復(fù)制的原理，在體外擴(kuò)增位于兩段已知序列之間的DNA區(qū)段，從而得到大量復(fù)制的生物技術(shù)，其應(yīng)用在整個行業(yè)中最為廣泛。PCR技術(shù)主要分為以下三種：PCR-SSCP技術(shù)、PCR-DGGE技術(shù)以及PCR-RFLP技術(shù)。

（1）PCR-SSCP技術(shù)主要通過利用銀染法以及熒光的檢測技術(shù)等，對SSCP凝膠DNA譜帶進(jìn)行詳細(xì)的分析，應(yīng)用這種技術(shù)進(jìn)行分析，能夠簡化測試的試驗步驟，比較方便且精準(zhǔn)；

（2）PCR-DGGE技術(shù)是按照一定順序檢測生命物質(zhì)堿基，獲得變性試劑解鏈不同的內(nèi)容物質(zhì)反映，對樣本進(jìn)行檢測，從而達(dá)到研究目的；

（3）PCR-RFLP技術(shù)主要是利用限制性核酸內(nèi)切酶的特性進(jìn)行樣本分析，在基因組上尋找多態(tài)性位點，從而揭示個體或群體間遺傳變異或評估種間親緣性關(guān)系的一種分子標(biāo)記技術(shù)。

1.2熒光原位雜交技術(shù)

熒光原位雜交技術(shù)是目前單個細(xì)胞水平上分析微生物群落結(jié)構(gòu)的常用分子生態(tài)學(xué)方法，根據(jù)目前已公布的、定位在不同分類等級的rDNA分子的特定位置，設(shè)計以rDNA為靶點的寡核苷酸探針，然后用熒光標(biāo)記探針，用于原位鑒定單個細(xì)胞.目前可利用此方法,使用一整套特異的寡核苷酸探針可進(jìn)行單個細(xì)胞的快速分類。

1.3基因重組技術(shù)

此技術(shù)是利用DNA體外擴(kuò)增或重組技術(shù)把需要的基因或DN段從供體生物基因組中抽取分離，或通過人工合成的方法獲取基因，并經(jīng)過一系列的切割、加工、修飾、連接反應(yīng)產(chǎn)生重組的DNA分子，再將其導(dǎo)入適合的受體細(xì)胞，從而獲得基因表達(dá)的過程。

2分子生物技術(shù)的應(yīng)用

工業(yè)的高速發(fā)展極大地促進(jìn)了我國經(jīng)濟(jì)的增長。然而，工業(yè)污染已對我們正常的生活環(huán)境及個人健康造成了不可忽視的影響。分子生物技術(shù)應(yīng)用對環(huán)境污染的修復(fù)和治理成為現(xiàn)今行業(yè)的關(guān)注熱點。

2.1水處理中的應(yīng)用

微生物絮凝劑是由微生物菌體內(nèi)外分泌的生物大分子，并帶有電荷。相關(guān)的研究表明，微生物絮凝劑對生活污水及工業(yè)廢水的COD及SS的去除率可分別達(dá)到68%和91%。相比鐵鹽、鋁鹽等化學(xué)藥劑，微生物絮凝劑對活性污泥所產(chǎn)生的絮凝作用更高效，其產(chǎn)生的沉淀也更易過濾，且絮凝后的殘渣可生物降解，不會造成二次污染。由此可見，微生物絮凝劑具有高效、無毒的優(yōu)點。

2.2土壤修復(fù)中的應(yīng)用

由于土壤生物修復(fù)技術(shù)具有環(huán)境友好、成本低、可原位處理等優(yōu)點，因此成為了目前的一個研究熱點。有益微生物可通過自身代謝分解土壤中的有機污染，其分泌的有機酸、鐵載體等物質(zhì)能使重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的螯合態(tài)。此外，根際微生物還能協(xié)助植物生長，促進(jìn)超富集植物對土壤的修復(fù)效果。通過分子生物技術(shù)篩選具有高效代謝能力的菌種，并觀察分析微生物在修復(fù)過程中的群落動態(tài)變化，可進(jìn)一步了解土壤生物修復(fù)的機理，建立土壤功能微生物資料庫，促進(jìn)土壤生物技術(shù)在實際應(yīng)用中的優(yōu)化。

2.3臭氣處理中的應(yīng)用

微生物的代謝作用可把臭氣分解成硫酸鹽、CO2、H2O等無害無味物質(zhì)，特別適用于堆肥廠、污水處理廠、垃圾填埋場等環(huán)境衛(wèi)生處理設(shè)施的臭氣治理。目前常用的生物除臭工藝包括過濾除臭、滴濾除臭、曝氣式除臭以及洗滌式除臭。分子生物技術(shù)已廣泛用于分析臭氣處理設(shè)備中微生物代謝功能及群落的變化。通過擴(kuò)增除臭細(xì)菌某基因的可變區(qū)，并結(jié)合相關(guān)的分子生物技術(shù)，觀察除臭生物裝置中的微生物的多樣性、豐度及代謝功能在不同pH、碳源或其他制約條件下的變化，可篩選出最有利的菌種。因此，分子生物技術(shù)的應(yīng)用對臭氣治理具有非常重要的意義。

2.4對石油降解方面進(jìn)行分析研究

石油的成分復(fù)雜，包括一些對微生物有毒害的物質(zhì)。因此，如何鑒定、篩選、培養(yǎng)具有高效降解能力的菌種成為石油污染物生物處理技術(shù)的關(guān)鍵。為了更好的解決石油的污染問題，需要相關(guān)研究人員在分子生物與石油污染進(jìn)行深入細(xì)致的研究，并積極尋找有效可行的治理方法。分子生物技術(shù)在環(huán)境工程方面，主要具有環(huán)境治理效果好、無副作用、成本較低等優(yōu)點。由于分子生物技術(shù)的眾多好處，得到了各方面的廣泛認(rèn)可，使得這項技術(shù)在我們行業(yè)的發(fā)展上起到了重要的作用。

3結(jié)語

我國現(xiàn)今所面臨的難題是，如何降低對環(huán)境的污染，如何能夠進(jìn)一步改善我們現(xiàn)在的生活環(huán)境。環(huán)境工程生物修復(fù)技術(shù)作為目前行業(yè)的熱點，而分子生物技術(shù)儼然已成為環(huán)境工程微生物不可或缺的研究手段，這同時也在另一個層面讓我們充分的認(rèn)識、理解到分子生物技術(shù)在環(huán)境工程中的重要性。分子生物技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用是我們在環(huán)境保護(hù)中的前沿陣地，我們在不斷的分子生物研究中進(jìn)行發(fā)掘和創(chuàng)新，為我們的環(huán)境工程事業(yè)做好有力的技術(shù)支持，同時也為我國在環(huán)境保護(hù)方面做出重要的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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作者：李碧霞 單位：廣州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)怡地工程有限公司