微塑料污染分析篇1
一、我国生态环境现状二、现代生物技术与环境保护
现代生物技术是以Dna分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。首先,生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。其次,利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底的手段。再次,生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理以及有毒有害物质的无害化处理等各个方面。
三、现代生物技术在环境保护中的应用
(一)污水的生物净化
污水中的有毒物质其成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LaS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。
(二)污染土壤的生物修复
重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀,防止水土流失。
(三)白色污染的消除
废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌;另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组Dna技术对相关的微生物进行改造,此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-羟基烷酸(pHas),研究人员正设法构建出自溶性pHas生产菌种,即将pHas重组菌进行发酵,在积累大量的pHas后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,pHas析出,以简化胞内产物pHas的提取过程,降低提取成本。
微塑料污染分析篇2
塑化剂种类很多，最常使用的是DeHp(邻苯二甲酸酯的一种，也称Dop)，它是一种被广泛使用的增塑剂，在塑料加工过程添加这种物质，可以使塑料柔韧性增强，容易加工，但这种物质不允许添加到食品中。由于它有增稠、保留香味、改善口感等作用，且成本低廉，不法商家用其代替相对昂贵的棕榈油，与阿拉伯胶、乳化剂及其他多种食品添加物混合制成有毒的“起云剂”，从而通过食品进入人体。
塑化剂是种对人体有持续性危害的有机污染物。国际研究表明，体内长期积累高剂量DeHp，会给生殖系统、免疫系统、消化系统带来慢性危害，可干扰内分泌，造成小孩性别错乱，使男性生殖器变短小、性征不明显、量和数量减少等。台湾报道指出，有在怀孕期间每天都喝珍珠奶茶的台湾妇女称，其8个月大的男婴，生殖器只有1厘米长，不及同龄男婴的三分之一，怀疑是食用含塑化剂食品所致。因此，长期摄取“塑化剂”对男性的影响较女性大。
应对：不要用塑料容器装含油食物
塑化剂对人体的危害程度与浓度密切相关。事实上，我们日常生活使用的塑料容器都会溶出DeHp，但因为浓度低，它们对人体的影响是微乎其微的。专家表示，在台湾部分食品饮料DeHp浓度尚未公布前，专家无法判断这些食品对人体健康的危害程度。
专家指出，塑料产品出现100多年，已渗透到食品生产领域的许多环节，要完全与塑料绝缘是不现实的，但可从细节上减少伤害。由于塑化剂易溶于油脂，请不要用塑料容器盛装含油的食物，尽量减少保鲜膜的使用，使用时特别要注意将其与油脂隔开。此外，高温也会促使塑化剂析出，因此，不要用微波炉加热塑料饭盒。应从生活细节上抵制塑化剂。同时，DeHp还含有类似女性激素的成分，小朋友应尽量少喝含糖果汁、饮料，多喝开水：成人如果平常一两天就有喝一瓶塑料瓶装果汁、饮料的习惯，建议打算要孩子的时候，一定要先检查身体，
大陆清查台湾遭塑化剂污染产品
台湾爆发“塑化剂”污染事件后，相关部门证实台湾产含致癌塑化剂DeHp的部分产品已输往大陆。6月3日，国家药监局通知，要求各地暂停生产销售并下架含
“邻苯二甲酸酯”(与中国台湾地区检出的塑化剂DeHp同属“塑化剂类”)的两种保健食品：协和牌灵芝孢子粉片和美中清素牌的多种氨基酸片。国家质检总局6月14日更新了暂停进口台湾食品及食品添加剂生产企业的名单，截至目前，所有“染毒产品”一共971种，所有问题产品都被禁止进口。
(6月14日，综合媒体报道)
方便面或遭塑化剂污染
华南农业大学食品学院副教授柳春红与其同事进行实验检测的结果显示，受包装中的塑化剂溶出影响，市售方便面和方便米粉存在不同程度的塑化剂污染。在他们随机购买的样品中，作为样品的方便面、方便米粉中邻苯二甲酸二丁酯(DBp)和邻苯二甲酸二(2一乙基己基)酯(DeHp)的检出率均超过一半。以上两种物质是方便面类食品塑料包装中最常用的两种塑化剂，添加了这两种塑化剂的塑料，一般不能用来包装富脂类食品，塑料包装材料中的邻苯二甲酸酯类容易从塑料中溶出，污染食品。
(6月3日《新快报》报道)
儿童玩具检出有毒望化剂
一家国际环保机构公布的抽样调查结果显示，国内市场大量存在的塑料玩具含危害儿童健康的邻苯二甲酸酯，检出率高达70％。科学家认为，邻苯二甲酸酯可能影响胎儿和婴幼儿体内的荷尔蒙分泌，引发激素失调，有可能导致儿童性早熟。
微塑料污染分析篇3
关键词：微生物；石油；复合污染
1引言
石油号称“工业的血液”，是重要的工业原料，同时又是燃料与能源。随着工业化的不断发展，全球石油用量不断增加，使得开采面积不断扩大。目前每年世界石油的总产量近30亿t，由于意外事故或管理不当，在开采、运输、贮藏、加工过程中，约有近800万t石油污染物进入环境，其中大部分污染物进入到土壤中[1]。土壤石油污染已经成为一个全球性的、突出的环境问题。我国目前每年有近60万t石油污染物进入环境，有近10万t石油污染土壤有待解决[2]。东北、华北、华南、华东、西北不同地理位置和气候特征的油田区土壤均受到了不同程度的石油污染，含油率最高可达到23%[3]。而大庆、辽河等油田的重污染区的土壤表层（0～20cm）的含油量更是高达30%～50%[4]。土壤石油污染问题已经成为我国可持续发展所面临的重要问题。
在钻井废弃物的毒性检测工作中，一些常见的具有危害性的金属几乎全部检到了踪迹，如Zn、pb、Cu、Cd、ni、Hg、as、Ba、Cr等。叶雅文认为，这些金属元素可能是伴随开采过程中钻井液添加剂、基础添加材料（如低品质的重晶石）进入体系的，也可能是随钻屑由地层中携带出来的。大多数重金属的致毒浓度均较低，如Cd的致毒浓度为0.2μg/L，而油田废水中Cd的平均含量可达到2.7μg/L[5]。因此，石油-重金属复合污染问题亟待解决。
石油污染土壤的修复方法主要有物理、化学、生物和综合修复方法，而生物修复方法费用低、对环境影响小、无二次污染、不破坏土壤环境，因此采用生物方法来修复石油污染土壤。土壤微生物修复是利用土壤中微生物的代谢作用将土壤中有害的污染物降解为无害物质的过程。土壤微生物修复技术是利用土壤中原有的土著微生物或者向土壤中投加的已经驯化好的微生物，并在原有的土壤生态环境中添加适当的营养物质，分解和转化有机污染物，加快修复污染土壤。
本文以山东省黄河三角洲孤岛油区石油污染土壤为研究对象，通过测定不同时期的土壤脱氢酶活性、微生物生物量碳、石油烃浓度及降解率来研究微生物在石油-重金属复合污染土壤修复过程中的作用，对石油-重金属复合污染土壤的修复，具有重要理论作用和实践意义。
2材料与方法
2.1材料
供试土壤：采自山东省东营市孤岛油区典型的石油-重金属复合污染的耕层土壤（0～20cm），经风干磨细过20目筛备用。
供试仪器：电子天平、紫外-可见分光光度计、干燥器、真空泵、振荡器、离心机、恒温加热消煮炉、超声波器。
供试试剂：实验所用试剂均为分析纯。
供试菌种：来自山东省科学院前期研究所筛选出的石油降解菌。
2.2研究方法
称取0.5kg过20目筛的风干土于塑料钵中，选择2种重金属（Cd、ni），设Cd浓度为0、2.5、5、10、15、20mg/kg，设ni浓度为0、25、50、100、150、200mg/kg，配置模拟污染土，每种处理设对照组和实验组，每组重复3次，在室内培养60d，重金属在土壤中的各形态分配达平衡后备用。
将石油烃溶解后加入土壤并充分混合，施加石油烃浓度达到2000mg/kg，实验组施加40mg/kg的石油降解菌剂，对照组不施加，混匀后装盆，共66盆，并保持土壤水分在田间持水量的60%～70%，以备测定。
分别测定土壤在7d、15d、30d、45d、60d的脱氢酶活性、微生物量碳、石油烃含量来研究微生物在石油-重金属复合污染土壤修复过程中的作用。
2.3分析方法
2.3.1脱氢酶活性的测定
采用ttC（氯化三苯基四氮唑）分光光度法[6]。
（1）绘制标准曲线。配置溶液浓度分别为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mg/mL的ttC标准溶液，取8支具塞比色管，分别依次加入2mLtris-HCl缓冲溶液（pH=7.6）、2mL去离子水和0.4mL不同浓度的ttC标准溶液。然后分别加入2mL的50mg/mL的na2S溶液，振荡摇匀。反应20min，待充分显色后，加入5mL甲苯，振荡萃取微红色的tpF，过滤后上清液于485nm处测定吸光度值。以tpF的浓度为横坐标，以吸光度a值为纵坐标绘制标准曲线。
（2）土样测定。分别取5g新鲜土壤样品于塑料瓶中，每个塑料瓶加入2mL1%ttC溶液，2mLtris-HCl缓冲溶液（pH=7.6），2mL1%葡萄糖，充分混匀。置于37℃恒温箱中避光培养20h。培养结束后，加入5mL甲苯，剧烈震荡1min，后静置5min，再振荡30s，然后静置5min。将塑料瓶中的物质经0.45微米有机滤膜过滤到比色管中，并用少量的甲苯洗涤塑料瓶2～3次，定容到25mL，于485nm下测定吸光度值a，以每克干土每小时生成的tpF为脱氢酶的一个活性单位。
（3）计算公式：
脱氢酶活性（μg/（mL·h·g））=CtpF/（20·w）。
CtpF为tpF的浓度（μg/mL），w为烘干土质量（g）。
2.3.2微生物生物量碳的测定
采用熏蒸提取-容量分析法。
（1）熏蒸。称取10g新鲜土壤三份，置于50mL小烧杯中，放于真空干燥器内，并放置盛有去乙醇氯仿（约2/3烧杯）的小烧杯2只，烧杯内放入少量沸石，同时放入一小烧杯稀naoH溶液以吸收熏蒸期间释放的Co2，干燥器底部加入少量的水以保持湿度。连接真空泵，将真空度控制在-0.07mpa以下，使氯仿剧烈沸腾3～5min，关闭真空干燥器阀门，在25℃暗室放置24h。熏蒸结束后，取出氯仿和naoH溶液的烧杯，清洁干燥器，反复抽真空（-0.07mpa；5～6次，每次3min），直到土壤无氯仿味为止。熏蒸的同时，另称取等量的土壤3份，置于另一干燥器中但不熏蒸，作为对照土壤。
（2）提取。将熏蒸土壤转移到100mL塑料瓶中，加入40mL0.5mol/L的K2So4溶液，振荡30min，用中速定量滤纸过滤到塑料瓶中，同时向对照土壤中直接加入40mL0.5mol/L的K2So4溶液提取，并作无土壤空白。
（3）测定。吸取10mL上述土壤提取液于消化管中，准确加入10mL0.018mol/LK2Cr2o7-12mol/LH2So4溶液，再加入少量的沸石，混匀后置于恒温加热消煮炉中，于175℃煮沸10min，冷却后转移到100mL锥形瓶中，用去离子水洗涤消化管3～5次，使溶液体积约为50mL，加入一滴邻菲罗啉指示剂，用0.05mol/LFeSo4标准溶液滴定，溶液颜色由橙黄色变为蓝绿色，再变为棕红色为滴定终点。
（4）计算公式：
有机碳量（mg/kg）=12/（4·w）·1000·m·（V0-V）·f
m为FeSo4溶液浓度（mol/L）；V0为空白消耗的FeSo4溶液体积（mL）；V为样品消耗的FeSo4溶液体积（mL）；f为稀释倍数；w为烘干土质量（g）。
土壤微生物生物量碳：
BC=ec/keC
ec为熏蒸与未熏蒸土壤的差值；keC为换算系数；取值为0.38。
2.3.3石油烃含量的测定
采用超声提取-紫外分光光度法[7]。
（1）标准曲线绘制。取0.1g标准油，用CCl4稀释定容于100mL容量瓶中，制成1mg/mL的石油标准使用液，取8支25mL容量瓶，分别取0、1、2、3、4、5、6、7mL石油标准使用液，用CCl4定容，于260nm处测定吸光度，以石油烃浓度为横坐标，以吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。
（2）土样测定。精确称取干燥试样10.00g于50mL离心管中，加人10mL四氯化碳，置于超声波器水浴中超声提取15min，静止过滤到25mL比色管中，再用10mL四氯化碳重复一遍上述操作，再用四氯化碳定容到25mL，在波长260nm处测定吸光度值。
（3）计算公式：
石油烃含量（mg/g）=C石油烃·25/w
C石油烃为石油烃浓度（mg/mL）；w为烘干土质量（g）。
3结果与讨论
微塑料污染分析篇4
关键词：回收热能法；分类回收法；化学还原法；氢化析解法；减类设计法；生物降解法
中图分类号：X783文献标识码：a文章编号：1674-0432（2010）-09-0164-1
塑料制品凭借其轻便、耐腐蚀、外表精致等特点，取代了原有的古老的包装外形，从而形成了新一代的包装风格。但是，令人意想不到的是，正是因为塑料制品的这些优良特点，产生了经久不败的塑料固体废弃物。使用后的塑料制品包装物的随意丢弃已经成为危害我们的生活环境的罪魁祸首，追其最主要的原因，就是这些废弃物的难以处理，而且其无法在土壤里被分解吸收。现在，我国已有的城市固体废弃物中，塑料制品的比例已经达到了18-25%。塑料制品固体废弃物的处理已经不仅只是纯粹的塑料工业的问题，现在已经发展成为公害，而得到国际社会的“特别”关注。
由于我们对生活环境质量的迫切需要，全球塑料制品加工业积极研究出了许多种适应社会发展的新型塑料环保科技。不管是在资源节约方面（主要目的是提高制品的耐用性能、寿命的长远性、产品的多功能化及适量设计），还是在资源回收再利用的方面（主要是研究塑料固体废弃物的高效分选技术，分离技术，高效率熔融再利用的技术、化学回收再利用的技术、完全的生物降解性材料，水溶性能材料，可食用高效薄膜），还有在减量化的技术方面（主要研究的是废弃无塑料压缩减容的技术，薄膜袋装容器制造技术，在保证其应用性能良好的前提下，尽量将其成品向薄型化发展的技术）都有所发展。
在我国，城市的塑料制品固体废弃物的处理方面，目前主要采用的方法之填埋、焚烧和回收再利用。列举几项可行的处理方法：
1焚烧法回收热量
大部分塑料制品是以石油做为原料，其主要的成分是碳氢化合物，可以在空气中燃烧，如聚苯乙烯在燃烧时产生的热量要比染料油的还高。有相当一部分专家都认为，把塑料制品的垃圾送入焚化炉进行燃烧，可以为供暖和发电提供热量，因为石油染料在燃烧时85%都被直接烧掉了，在其中只有5%制成了塑料成品，塑料制品在用完以后再被送去当燃料烧掉是很正常的事情，热量的使用是回收塑料的方法之一，不容小觑。
但是，使用这种方法处理塑料也有一定的弊端的，焚烧法把所有种类的塑料制品全都集中燃烧时，会有很多有毒气体产生。比如：pVC的成分中氯占到一半，在燃烧时释放出的大量氯气会产生很强的腐蚀作用。所以在使用这种方法前之，最好把塑料固体废弃物进行分类挑选。
2分类回收法
想要回收利用塑料制品，最重要的就是对塑料固体废弃物进行严格的分类。最常见的塑料种类有低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯、高密度聚乙烯、聚酰胺等等，而这几种塑料的差别，一般人也难以分辨。但是现在，对塑料进行分类的工作大都还是由人工来完成的。最近科学家们正在研究如何使用机器对塑料废弃物进行分类。在德国有一家环境设备公司利用红外线来对塑料进行辨认，不仅迅速而且准确，就是进行分拣的经济成本较高，不能普及。
3化学法
近年来研究人员开始从化学的角度分析如何处理塑料固体废弃物的问题，所采用的方法是利用化学作用将聚合物的长链变短，并且恢复其原有物质的性质，分解出来的物质可以用来作为生产新的塑料产品的原料。如果这种方法可以推广的话，无疑将是塑料工业的一大改革。
4减少塑料种类法
为了是塑料制品便于回收利用，在生产塑料制品的时候，设计人员开始考虑怎样避免使用多种材料塑料。近年美国汽车生产公司已经试验在其新款车型的设计中减少30%的塑料种类，其目的是为了便于废气塑料的回收利用。目前，这种想法构思正逐渐影响整个塑料产品加工业。
5析解法
在处理混合塑料废弃物的时候可以利用氢化作用，将混合后的废弃物碎片置于氢反应炉内，以一定的温度加热并且限制其温度，就能产生出瓦斯和合成原油等物质。该种处理方法可以用于处理聚氯乙烯塑料废弃物，其优点是不会产生氯气和有毒的气体二英。使用这种方法处理混合塑料固体废弃物时，根据不同的塑料种类，可将其中的55-75%的成分炼成合成原油。
6高效生物降解法
在研究开发塑料废弃物能源回收再利用技术的同时，使用生物降解法处理塑料制品成为全球各国塑料加工业的研究方向。研究人员希望通过微生物降解的方法是塑料可以在微生物环境中被生物降解，用以处理大量的一次性使用的塑料，特别是农业薄膜和塑料包装废弃物对土地、森林、海洋的污染。研究目标是开发出一种不影响其使用功能，而且在废弃后，可以被环境中的微生物进行分解后完全融入生态循环的有机塑料。同时这种塑料的生产成本不宜过高，具有相当好的经济性。这样的生物降解性塑料在使用后就可与普通生活垃圾一起进行堆肥，而不需要进行分类收集和再处理。而且，生物薄膜分解的产物进入生态循环，不会产生资源浪费和污染的问题。
微塑料污染分析篇5
关键词现代生物技术生态环境环境保护
1我国生态环境现状
目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半城市缺水，农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难；土壤污染严重，耕地面积锐减，近10年来每年流失的土壤总量达50亿t，土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积下降，草场退化，每年减少森林面积达2500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急剧上升。因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。
2现代生物技术与环境保护
现代生物技术是以dna分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。
（1）生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。
（2）利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。
（3）生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。
所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。
3现代生物技术在环境保护中的应用
3.1污水的生物净化
污水中的有毒物质的成分十分复杂，包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质，使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶，是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合，将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器，用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定，即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等，此方面国内外成功的例子很多，如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶，以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于处理对硫磷废水，去除率达95%以上；近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(las)方面取得较大进展，对于含100mg/l废水，降解率和酶活性保存率均在90%以上；利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。
3.2污染土壤的生物修复
重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性，通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失。
3.3白色污染的消除
废弃塑料和农用地膜经久不化解，估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产，若再连续使用而不采取措施，十几年后不少耕地将颗粒无收，可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境，研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌，另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如：根瘤菌)中，使两者同时发挥各自的作用，将塑料和农膜迅速降解。同时，还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。
有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯，这些聚酯是微生物内源性贮藏物质，可以用发酵方法进行生产，由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量，人们正在用重组dna技术对相关的微生物进行改造，此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-β羟基烷酸(phas)，研究人员正设法构建出自溶性phas生产菌种，即将phas重组菌进行发酵，在积累大量的phas后，加入信号物质，使裂解蛋白产生，细胞壁破坏，phas析出，以简化胞内产物phas的提取过程，降低提取成本。
3.4化学农药污染的消除
一般情况下，使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中，特别是氯代烃类农药是最难分解的，经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法，而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物，有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物co2和h2o，这种降解途径彻底，一般不会带来副作用；有的是通过共代谢作用，将农药转化为可代谢的中间产物，从而从环境中消除残留农药，这种途径的降解结果比较复杂，有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应，就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造，改变其生化反应途径，以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染，最好全面推广生物农药。
所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称，它们多是生物体的代谢产物，主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究，主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组dna技术克服其缺点来提高杀虫效果，例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造，人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性；将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中，形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡，干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。
参考文献
1孔繁翔.环境生物学[m].北京:高等教育出版社,2000
2陈坚.
微塑料污染分析篇6
关键词：环境激素监测危害
1环境激素物质的致毒性
环境激素物质中多数是人工合成的随着人类生产和生活排放到环境中的污染物。自20世纪90年代以来，英、法等发达国家男性在减少，女性乳腺癌、子宫癌等生殖器官恶性肿瘤的人数迅速增加。发展中国家如印度亦有此报道。因此，环境保护事关国计民生的大计，是人类能否继续在我们的地球家园长久生存的重大问题。
环境激素物质主要引起乳腺癌、子宫内膜病变、精巢肿瘤、前列腺癌等。使生殖器官异常，男性生殖能力下降、下垂体甲亢腺亢进、免疫系统障碍、神经行为异常等。
暴露低剂量时主要引起内分泌紊乱，表现在：
(1)和雌激素受体(简称eR)相结合，显示出雌激素亢进；
(2)与eR结合，产生雌激素的拮抗作用；
(3)与eR以外的ahR、aR等结合产生不良影响；
(4)与受体结合后使传输过程异常；
(5)导致激素合成异常；
(6)导致激素贮存、释放、传输及空留量异常；
(7)化学物质对神经系统、免疫系统毒害，造成生殖、发育系统致毒。
2生活和环境中的激素物质
(1)生活中的激素物质
环境激素物质无处不在，如金属罐头内部的金属防腐膜、盛食品或饮料的塑料容器、合成洗涤剂、化妆品等都含有这类物质。在生活中常用的塑料制品也含有环境激素物质，如用pC为原料的婴儿用奶瓶及餐具，会分解出双酚a；氯化塑料制作的儿童玩具；聚苯乙烯方便饭盒中含苯乙烯。研究证明，把95℃的开水注入新奶瓶后，会有3.15～5.5μg/L的双酚a溶于水中。
(2)环境中的激素物质
有机氯农药、除草剂、杀虫剂中曾被广泛使用的DDt等，塑料中常使用的增塑粒及原料、洗涤剂及表明活性剂等都被列入环境技术类物质。
日本在1998年对于自来水中的环境激素物质进行了监测和调查，其中有以下八类物质；
(1)二甲酸(钛酸)类；(2)己二酸-2-乙基己烷；(3)酚类；(4)苯乙烯二聚体、苯乙烯三聚体类；(5)17β-雌二醇；(6)氯化乙烯单体；(7)苯乙烯单体；(8)环氧氯丙烷。
调查结果表明：壬酚的检出率为76%、双酚a为68%、4-叔-辛酚为62%、苯二甲酸二乙基己烷为55%。家禽家畜排泄物中17β-雌二醇亦有61%的检出率。
(3)其他环境激素物质
日常接触到的环境激素物质还存在于以下物质中：
(1)医药、医疗品；
(2)食品、食品添加剂；
(3)农药及其降解产物；
(4)化学工业品；
(5)其他化学工业品；
(6)重金属；
(7)二次污染物，这些物质在环境中本来并不存在，主要是由于人类的生活和生产活动排放于环境中，如多氯二苯并二噁英、多氯二苯并呋喃、苯并芘等。
3监测分析
全球环境问题和化学物质这两大环境问题是世界各国普遍关注的，全球环境问题主要包括温室效应、臭氧层破坏、酸雨等；化学物质产生的环境问题，目前主要集中在二噁英类和环境激素物质的研究和监测分析方法的开发研究。
尽管从科学角度来看环境激素物质还有大量需要深入研究的领域，但从子孙后代的繁衍生息、生态系统的保护来看，世界各国已达成共识。这一环境问题的提出，从人类自身保护的角度出发，必须从ppm级的监测向ppb级的监测发展。环境监测仪器与技术的发展动向也是如此。
为了防止环境污染事故的再度发生，以急性毒性的环境污染物质作为监测分析对象，这是解决ppm级浓度的仪器设备和技术问题，目前世界各国正在实施。为了防患于未然，对于慢性毒性物质，致癌性、致畸性、致突变性“三致”物质的监测，则需要解决ppb级甚至ppt级浓度的监测仪器和技术问题。在发达国家和我国少部分地区已能做到。
最近国际上环境科学的热门课题二噁英类和环境激素物质则是以ppt级浓度甚至ppq级浓度存在，给环境监测分析提出了更高的要求。日本；美国已经实施，我国正在起步阶段，超微量环境监测技术的开发和研究是摆在我国环境科学工作者面前的主要任务。
环境污染物的超微量监测分析仪器GC-mS在我国部分发达地区已投入使用，但GC-mS能够测定的有机污染物只占全部有机污染物的约5%～10%。今后必须在农药类、除草剂、灭菌剂、急性有机化合物和多环芳烃类等污染物的监测分析方面扩展。这样HpLC-mS必须有较大的发展，才能把握各种有机污染物的污染时态。在超微量有机物定性分析方面mS(质谱检测器)也能发挥更大的作用，痕量无机污染物的监测分析iCp-mS是目前最好的手段。因此常把GC-mS、HpLC-mS和iCp-mS称为“mS三兄弟”
4发展趋势
(1)解决监测信息的代表性
在环境监测中最为重要的是监测数据的代表性问题。其中以试样采集和前处理最为关键，监测分析结果是否具有代表性70-80%决定于采样。
因此自动采样技术的研究与相关仪器设备的研制是目前最为突出的问题。例如地表水和废水中污染成分的实时测量、在采样时间内的平均浓度变化、对于自动采样系统的精度要求、采样频次、时间、点位和采水深度的合理性等等，都需要深入探讨。
此外，空气和废气中有毒物质的实时监测主要使用高速气相色谱、飞行时间质谱、傅里叶红外和开放式紫外等手段，而不同手段对于在线采样和样品处理都具有不同的特殊要求，都需要深入探讨。
(2)多重污染成分同时监测技术
GC-mS是常规有机污染物检测手段。二噁英和环境激素物质的监测分析HRGC-HRmS(HR为高分辨)更有广阔的应用前景。除HoLC-mS和iCp-mS外，GC-LC-mS甚至GC-mS-mS都是已经在环境监测领域中得到了应用的同时监测多重污染成分的手段和技术，也是分析二噁英类和激素物质必不可少的手段。
微塑料污染分析篇7
【关键词】绿色化学技术；环境污染；治理；应用
引言
在二十一世纪，如何有效预防环境污染，确保生态环境持久平衡发展，是人类面临的重大难题，生态环境的破坏已经达到了难以恢复的程度。针对我国当前国情，应当适当放慢经济增长速度，将环境治理作为国家政府工作的重点。绿色化学是一门新型的化学种类，对污染物的处理基本实现了零排放，零污染，实现了废物的最少排放。就目前形式来看，绿色化学技术有着十分广阔的发展前景，国家政府需要加大研究力度，将绿色化学技术在全社会范围内广泛推广开来。
1绿色化学技术简介
绿色化学是指在设计研究过程中没有或者只有尽可能小的环境负作用的、且在技术上、经济上具有着很强可行性的化学品或者化学过程的学科，通俗具体地讲，绿色化学就是利用化学的技术方法来减少消灭那些对人类健康、环境安全和生态过程有害的产物。所以绿色化学又叫做环境无害化学、清洁化学或环境友好化学。绿色化学是实现污染预防的基本和重要的科学手段，包括合成、催化、分析等许多化学领域的内容。绿色化学的主要目标是实现有毒有害物质的零产生，零使用，是一门能够在源头上阻止污染的化学门类。
2绿色化学技术的种类
总的概括，绿色化学技术主要包括以下几种类型：
（1）生物技术。生物技术主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程，其最大特点在于能充分利用生物质资源，节约能源，实现清洁生产，并且实现一般化工技术难以实现的化工过程。
（2）膜技术。膜技术通常包括膜分离技术和膜催化技术。膜分离技术包含微滤、超滤、渗析、电渗析、纳滤和反渗透、渗透蒸发、液膜等。膜分离技术具有成本低、能耗少、效率高、无污染、可回收有用物质等优点；膜催化反应可以“超平衡”地进行，提高反应的选择性和原料的转化率，节省资源，减少污染。
（3）催化技术。催化剂是化学工艺的基础，是使许多化学反应实现工业应用的关键，酶的催化效率通常比无机化学催化剂高成百上千被，酶催化反应温和，控制比较容易，且环境污染小。
（4）高级氧化技术。高级氧化技术主要包括紫外线法、H2o2/Fe2+法、o3/H2o2法等，将有机污染物进行氧化分解，完全转化为水和二氧化碳。
（5）超声波降解技术。超声波使液相分子瞬间爆炸，产生强大的冲击力，使所有的有机物在空化气泡内发生化学键断裂、高温分解或自由基反应而使废水中的有机污染物降解。
（6）等离子体技术。等离子体由最清洁的高能粒子组成，不会造成环境污染，对生态系统无不良影响，加上等离子体反应迅速，反应完全，使原料的转化率大大提高。
（7）微波技术。微波技术能够大大加快化学反应速率，缩短反应时间，而且操作简单方便，产率很高。
3绿色化学技术的特点
绿色化学技术的特点主要表现在以下几个方面：
（1）绿色化学技术从源头上有效防止了污染，最大限度的减少了污染的排放，甚至实现了零排放，采用的是无毒无害的原材料。
（2）绿色化学技术需要在无毒、安全无害的反应条件下进行化学反应，对反应条件的要求比较高。
（3）绿色化学反应所产生的物质对于自然环境是无污染的，能够有效地提高资源能源的循环利用效率。
4绿色化学技术在环境污染治理中的应用
4.1绿色化学技术在大气污染治理中的应用
大气中的So2主要来自煤中含硫物经燃烧产生的产物，绿色化的煤炭生物脱硫技术是今后脱硫技术的发展方向。常用煤炭生物脱硫方法有生物浸出法、表面处理浮选法和微生物絮凝法等。将煤炭生物技术与非生物乳化技术相结合，提出煤炭脱硫的生物非生物综合新技术，可缩短脱硫时间。在微生物菌种方面在基础研究方面，一方面在采用驯化传统菌种，另一方面还积极研究利用遗传学技术，对脱硫微生物进行改良。
4.2绿色化学技术在固体废弃物污染治理中的应用
当前我国城市固体垃圾的处理主要是以无害化填埋和焚烧的方式来进行，无害化填埋对于土地资源来说是一个十分巨大的浪费，而且会严重污染土壤环境，而焚烧则会产生大量的有害气体，如果不能处理好，将会造成对环境的二次污染。当前通过采用固体废弃物电力气化技术，能够有效解决固体废弃物污染问题，而且运行成本较低，能够节约大量的资金，还能够实现循环利用。
针对白色污染问题，通过燃烧等方法的处理会造成对空气环境的污染，将绿色化学技术应用到塑料生产过程中，改善塑料结构，实现可降解生物塑料的生产是未来发展趋势。
4.3绿色化学技术在水污染治理中的应用
工业污水和城市生活污水是最重要的水环境污染源之一，利用绿色化学理念，实现对污水的零排处理，是未来的发展趋势，当前我国自主研发的热水锅炉零排污技术在对污水处理的过程中有效地避免了可再生废盐水、煮炉水、冲洗水等废水的排放，实现了废水处理零排放。在对化学实验废液进行处理时，利用绿色化学技术，能够对废液进行有效中和，产生易处理、无污染的生成物，有效地减少了对环境的污染。农业生产中农药化肥对于自然水体的污染也十分地严重，通过采用新型的绿色农药，比如生物农药、光活化农药、现代化学农药等，在保证使用效果的前提下能够有效地减少环境污染，改善当前农业生产环境。
5结束语
针对当前我国环境污染日益严重的状况，需要采取必要的治理措施，来改善自然环境，绿色化学技术以其独特的优势，在未来环境污染治理中会有很广阔的发展前景。
参考文献：
[1]李春喜，王京刚，王子镐，魏晖，张朝军；超声波技术在污水处理中的应用与研究进展[J].环境污染治理技术与设备，2001（02）.
[2]颜海波，孙兴富.电解和臭氧技术在染料废水处理中的实践[J].环境科学与管理，2006（07）
微塑料污染分析篇8
我国生态环境污染日趋严重,如“三废”污染、水体污染、土壤污染、废弃塑料和农用地膜污染、农用化肥和农药污染等,造成水资源严重短缺,土地荒漠化日益加剧,森林覆盖率剧减,草场严重退化。生态环境的恶化,时刻威胁着人们的生命财产安全,疾病发病率也迅速提高。因此,必须积极发展高新技术,如现代环保生物技术等,采用防治结合的方式,解决当前的环境危机,维护生态平衡,已迫在眉睫。
2环境生物技术简介
生物技术是建立在生命科学的基础上,通过直接或间接的方式利用生物或生物有机体的特定部分或某些功能,建立降低或消除污染物的生产工艺或能够高效净化环境污染,同时又能生产有用物质的工程技术。主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、染色体工程、生化工程等。生物技术在环保领域发挥着越来越重要的作用,正衍生出一门新兴的学科与技术,即我们所说的“环境生物技术”,亦称“环境生物工程”。其特点如下:
2.1实现对污染物的循环利用
对垃圾废弃物的降解生成的产物或副产物,一般都可重新利用。这样,可把污染降到最小程度,不仅可解决长期污染的问题,还实现了对固废的循环利用。
2.2安全可靠、效果明显
利用发酵工程技术治理,产生的物质基本属于稳定无害的物质,常见的包括Co2、水、氮气、甲烷等。并且,多数都是一步到位,无二次污染。因此,该技术既安全、彻底又高效。
2.3简化流程,节约成本
生物技术是建立在酶促反应基础上的生物化学过程。酶作为生物催化剂,实质是一种活性蛋白质。一般在常温常压或近乎中性的条件下即可发生反应。因此,绝大部分生物治理对环境条件要求不高,并可就地实施。
3.环境生物技术在三废处理中的应用
3.1在废水处理方面的应用
废水中含有许多有毒有害物质,比如,酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇、蛋白质等。废水生化处理经近百年的发展,现已形成了许多新工艺、新技术。通过生物技术治理废水,主要借助微生物的降解作用完成。它分为耗氧降解技术与厌氧降解技术两种。耗氧降解技术又分为:活性污泥法与生物膜法。目前,采用较多的是固定化酶与固定化细胞技术,它属于酶工程技术。固定化酶又称为水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法,导致水溶性酶和固态的不溶性载体结合起来,从而使酶不再溶于水。微生物细胞犹如一个天然的固定化酶反应器。微生物细胞的固定可采用制备固定化酶的方式。对于污水中的多种污染物,均可通过固定化酶或固定化细胞进行治理。国内外有很多这方面的成功案例。
3.2在废气净化方面的应用
废气是近年来重要的污染源之一。如何利用生物技术高效净化废气也成为重要的研究课题。目前采用的方法包括生物过滤、生物洗涤、生物吸附和植物修复法等。常用的生物反应器有生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。根据微生物在废气处理过程中的具体形式,分为两大类:生物吸附法与生物过滤法。前者可治理含胺、酚和乙醛等气体,后者可降解恶臭性废气。植物修复技术是把太阳能作为动力,依靠植物的同化作用达到净化气体的目的。它属于一种绿色技术。现在,全球都有很多成功处理废气的案例。美国利用微生物作用来净化工业恶臭气体,效果明显,且还不会出现二次异臭。德国与荷兰利用生物膜过滤技术可除掉超过90%的硫化氢。我国相关学者也在此方面取得了不错的成果。比如,利用生物膜填料塔处理橡胶再生脱硫过程中产生的低浓度的有机废气,经试验表明,该方法是可行的,若相关条件控制适度,净化效果显着,净化率可超过90%。相比原有的废气处理方法,生物技术法有着很多优势:节约成本、效果好、安全可靠、没有二次污染等。
3.3在处理固废方面的应用
工农业生产、城市建设与日常生活都会产生很多固体废弃物。传统固体废弃物的处理方式,不仅浪费资源能源,还会污染环境。利用生物技术处理城市生活垃圾和农业废弃物,不但可以把这些废弃物变为优质的有机肥料,实现废物的资源化,更有利于生态环境的良性循环。常见的处理方式包括卫生填埋、堆肥和发酵制沼气等。
4.环境生物技术在环境污染修复中的应用
4.1污染土壤的生物修复
随着农业的发展,各种化学杀虫剂、农药被大量使用。而这些农药很多都会残留在土壤中,。尤其是那些极难降解的农药给生态环境造成难以估量的损害。通过相关生物技术处理,可以把这些污染物质进行有效分解,生成水与Co2。不仅不会造成对环境的破坏,还能防止出现二次污染。但是是分解周期较长,不符合农业生产的需求。重金属属于土壤污染中重要的污染物。重金属污染的生物治理机制是:借助生物作用(酶促反应)导致重金属的化学形态改变,将其固定在土壤中,或减轻其毒性。这样,可有效制约重金属在土壤中的移动。通过生物的吸收、代谢作用后,会进一步固定重金属或减小其毒性,从而净化土壤。此外,生物修复污染土壤的过程中,还能提高土壤有机物的数量,调动相关微生物的活性,从而优化土壤生态结构。同时,还能强化对土壤的固定作用,避免土壤受到风蚀、水蚀的破坏,预防水土流失。
4.2.水体生物自然净化技术
环境生物技术中通过植物吸收达到净化水体与土壤的方法被称为生物自然净化技术。分为生物塘与人工湿地两种。前者把太阳能作为初始能源,利用塘中植物的同化作用将水中的污染物吸收掉,从而净化水体。生物塘中可栽植的高效净化植物有水葫芦、芦苇、水莴苣等。同时,还应构建集组合曝气、水生植物、水产养殖一体化复合生态系统,进而提高生物塘的处理能力。后者是通过自然生态系统中的物理、化学、生物等作用达到对水体的净化作用。由于人工湿地处理系统出水水质较好,可用于饮用水源的处理,并且所需成本也比常规处理方法要低。
4.3白色污染的治理
采用生物技术治理可从两方面入手,一是筛选具有降解塑料与农用薄膜的微生物,形成高效降解菌。二是分离克隆出带有降解功能的基因,再将其植入到特定的土壤微生物内,如根瘤菌。这样,既能发挥两者各自作用,还有利于加快对塑料垃圾的降解速度。此外,还应重点对预防白色垃圾技术进行攻关与研发。个别微生物可以生成一些高分子化合物,类似于塑料,被称为聚酯。为进一步节约成本、提高产量,人们正致力于通过Dna重组技术,试图改造某些微生物。比如,当前一个重点研究课题就是通过微生物发酵生产聚-β羟基烷酸(pHas),相关研究人员正试图形成自溶性pHas生产菌种。通过把pHas重组菌发酵后,积累数量众多的pHas,再添加一些信号物质,从而生成裂解蛋白,然后细胞壁被破坏,pHas析出。即简化pHas的提取流程,达到节约成本的目的。
4.4降解废水中微量油脂
含油废水属于一种量大面广的污染源。废水中的少量油脂并不能通过原有的物理或化学方法处理掉。上海交大生命科学技术学院和日本日立化成公司合作,从5种活性污泥或土壤中驯化分离出六种菌,分析了它们在低温条件下对低浓度植物类油脂的实际降解能力。不同菌的降解能力都各不相同,其中,发现两种菌的除油效果很好,除油率高达92.80%和95.49%,相关特性还有待进一步研究。
4.5化学农药污染的消除
经统计资料显示,每合成一吨农原药需消耗3-4吨化工原料,多余的原料作为未反应物或中间副产物随水排出,每年数百家农药厂排出的废水上亿吨,危害极大。中科院成都生物所经过反复试验,终于找到了解决处理农药(乐果)废水的方法。他们将高效微生物菌种用于SBR设备处理有机农药废水,效果显着,使有机磷转化率达96-99%,其技术指标达到了相关排放标准。一般情况下施用的农药化肥约有80%的残留,特别是难降解的氯代烃类农药,给生态系统带来了极大的滞留危害,必须依赖基因工程构建的高效菌种来进行处理。但要想彻底消除化学农药的污染,还必须全面推广生物农药。生物农药是指由生物体产生的具有防治病虫害和除草功能的一大类物质的总称,大多是生物体的代谢产物,主要有微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。
5.环境生物技术在环境监测方面的应用
应用在环境监测领域的生物技术主要有以下几种:①监测水质,利用细菌的数量、某些粪便指示菌(大肠埃希氏菌、克霉伯氏菌)等②检测物质致突变性和致癌性,通常使用鼠伤寒少门氏菌来检验。③通过发光细菌对环境中的毒物进行检测,速度较快。④根据对水中藻类的生长情况测定,对水质进行监测或检测某些物质的毒性。近年来,国际上在这一领域的重点研究对象包括pCR技术(应用聚合酶式反应技术)、核酸探针、生物传感器等。pCR技术可用于当前还无法培养的微生物检测,一般适用于对土壤、水样、沉积物等环境标本的细胞检测。
随着今后技术的不断完善,对于水质的检测,核酸探针与pCR技术极有可能取代现在的常规微生物检测方式。此外,生物酶法具有良好的发展潜力,它适用于快速检测与现场测定。生物传感器具体有酶传感器、微生物传感器、免疫传感器,通过酶、微生物、抗原、抗体等生物材料作为分子识别元件,从而把外部对其理化特性的影响转化为电磁信号。它可用于对特定污染物的快速检测,并且操作简便、结果精确。
5环境生物技术现状及前景展望
5.1现状
环境生物技术虽有诸多优点,并能有效解决各种污染问题。但实际应用中依然存在种种局限:
①反应速度较慢,并且需要大型的反应器,需占用过多的土地面积。
②对于原水水质有着十分严格的标准,不然,不利于微生物的生长。
③运行过程中会发生一些问题,如污泥膨胀或流失,余下的污泥也不易处理。
④通常的微生物也极难解决人工合成物,尤其是难生物降解的污染物。
⑤实验室有可能泄漏某些活的有害菌体。大规模的微生物应用会给生态环境带来潜在的风险。
5.2发展前景
5.2.1各种新工艺新方法不断涌现
比如,国内有关专家利用高效反应器治理印染废水时,结合三种新技术,以提高生物处理效率。即在厌氧流化床中加入高效的脱色菌,通过聚集-交胶固定法,把脱色菌固定到活性污泥中。再在反应器中加入磁粉以构成稳恒弱磁场,从而对微生物产生正的磁生物效应以加快生化反应速率。此外,还有利用基因工程克隆生物生长基因控制植物生长、构建高效的细菌来治理各种污染问题,以及利用遗传工程处理农业固废中难降解的五碳糖等等新技术。
5.2.2综合利用
为了避免微生物降解污染物后形成二次污染,同时,让资源得到充分利用,生物治理技术也更趋向综合性利用,如利用降解后形成的微生物菌体、微生物体内酶、有关代谢产物、或其产生的能源。当前,“沼气田”发电是比较成熟的生物技术,投资少、成本低、使用管理方便,正受到很多国家的推崇。英国有的污水处理厂采用乳酸细菌降解农用工业垃圾生成乳酸。
5.2.3和其它现代科技有效结合
近年来,现代科技的发展特别是it技术的快速发展,促使生物治理技术取得了极大的进步。生物处理工艺正实现自动化控制,并且,生物技术方面正积极开展数学模拟研究。据有关报道显示,目前已研制出电子计算机辅助系统。该系统分为分析程序与处理程序,进一步降低了废水处理厂设计方面的难度。随着自控技术的发展,连续性运行的大型氧化沟也随之产生。
5.2.4重点研究极端微生物与超级工程菌
极端微生物是指在一般生物无法生存的条件下能生存的生物。比如在高温、高酸、高碱、高压、高盐、低温等极端条件。这类微生物具有特殊的生理机制,有很高的环保应用价值。whyte等经研究了解到,冷微生物菌株可以使石油烃、十二烷、正十六烷、甲苯、萘等发生矿化。随着技术的进步,对现有微生物的有效改造,不断研发出新的具有特殊功能的微生物。通过质粒工程技术,把分别降解芳烃、多环芳烃等的质粒接合到降解酯烃的细菌体内,形成一种“超级菌”。这种细菌在治理石油污染方面有着很好的应用前景,可以把60%的烃分解。同时,相比一般菌种,其几小时就能达到一般菌种净化一年左右的效果。
5.2.5转变观念,从治理转向预防
目前,随着环境问题的日益突出,世界各国都意识到环境保护的重要性。生物技术的发展也会从单纯地治理过渡到防治结合,以预防为主,最终实现清洁生产。比如,生产微生物农药、源于微生物体又能生物降解的表面活性剂等。今后还可应用于诸多领域,如洗涤剂制造、油类回收处理、感光乳剂稳定、植物病害防控、细胞破碎、微生物的快速测定等方面。目前,正尝试通过基因工程技术把pHBV基因植入某些植物体内,实现从植物体内获取塑料,从而解决严重的塑料污染难题。
微塑料污染分析篇9
p键词农业面源污染；现状；治理对策；云南牟定
中图分类号X592文献标识码a文章编号1007-5739（2017）01-0186-02
随着大量农膜、化肥、农药应用于农业生产，在大幅提高粮经作物产量的同时加重了环境污染，影响了农产品质量安全。特别是农作物秸秆因利用率低而被大量焚烧，既影响空气质量，也诱发多种疾病，使农田生态环境恶化，还存在很多安全隐患。本文就农膜、化肥、农药的使用及焚烧秸秆对环境造成的污染进行分析，并提出合理利用和治理对策。
1农业面源污染的现状和危害
1.1废弃农膜污染
牟定县常年种植水稻6000.00～6333.33hm2，薄膜育秧600.00～633.33hm2，需用薄膜135～143t；常年种植烤烟3333.33～3666.67hm2，需用地膜250～275t；常年推广玉米地膜覆盖栽培2333.33～4000.00hm2，需用薄膜175～300t；常年推广蔬菜地膜覆盖栽培666.67～1000.00hm2，需用地膜50～75t；常年种植西瓜166.67～200.00hm2，需用薄膜150～180t。这些用于农作物生产的塑料薄膜除水稻育秧、蔬菜大棚可以重复和连续利用外，其余都无法重复和连续利用，回收率不到10%。虽然农户会对用于农作物种植的薄膜进行清理，但一方面难于清理干净，另一方面因无回收价值而随意堆放和向河道倾倒。塑料薄膜是一种极难降解的材料，其残片滞留在土壤中会造成土壤通透性变差，导致根系难以穿插、生产过程中添加的增塑剂v邻苯二甲酸酯类化合物w对农作物有很强的毒害作用，导致叶片枯黄，光合作用受阻，另外，随意堆放和向河道倾倒废旧塑料薄膜易被家畜和水生生物误食，轻则造成家畜和水生生物消化不良，生长发育迟缓，重则死亡[1]。
1.2化肥污染
牟定县总耕地面积1.32万hm2，年施用化肥量23760t，而且化肥的施用量还在逐年提高。化肥的施用大幅提高了农作物产量，但也对土壤和农产品的质量造成了不良影响。过量施用化肥有诸多不良影响。一是导致亚硝酸盐含量超标。硝酸盐还原后形成的亚硝酸盐会使人窒息死亡，具有致癌作用，能提高人类患癌症的几率；二是过量施用氮肥使禾本科作物籽粒含氮量和蛋白质含量增加，导致氨基酸含量和比例发生变化，降低营养成分；三是过量施用磷肥对蔬菜、果树的果实大小、着色、形状、香味等有不良影响；四是影响土壤质量，单独施用化肥会导致土壤结构变差、容重增加、孔隙度降低，使土壤有机质含量上升速度减缓甚至下降，部分成分含量相对较低或养分不平衡，有益微生物的总量减少；五是部分化肥中含有污染成分，过量施用化肥会对土壤产生相应的污染；六是化肥在雨水的冲刷下流入河道、库塘，会使水体富营养化，导致类藻、水葫芦等有害生物暴发，鱼、虾等水生动物死亡[2]。
1.3农药污染
牟定县总耕地面积1.32万hm2，一年种植两熟粮食作物或经济作物，常年使用农药200t。在农作物病虫害防治中，农药发挥了重要作用，使粮经作物的产量增长了近1倍。但随着农药长期、大量、不合理地使用，导致环境污染越来越重，对人体健康的危害越来越大，人畜中毒事件时有发生。大量使用农药会产生不良影响。一是污染大气、水环境。喷施在农作物上和进入土壤的农药能通过蒸发、蒸腾飘散在大气中，吸附在尘埃上随风飘散。大气中的农药又通过降雨流入水体，污染水环境，对人畜、水生生物造成危害。二是农药积累在可食用的果实、根茎、叶片中，对人畜造成危害。广泛使用的有机磷、有机氯农药会引起人畜神经功能紊乱，易致癌、致畸、致突变。三是增强病菌、害虫的抗药性。长时间使用同一种农药会增强病菌、害虫的抗药性，形成恶性循环。四是杀伤有益生物。大多数农药具有无选择性杀伤各种生物的性能，会导致青蛙、鸟类、蚯蚓等有益生物减少或灭绝。五是农药会阻碍农作物根系对土壤水分的吸收，造成弱苗、死苗、倒伏和减产[3]。
1.4秸秆焚烧
牟定县常年种植粮经作物2.75万hm2，共产生秸秆165200t，其中99120t用作饲料，3200t还田，350t用作燃料，800t随意堆放，61700t被焚烧。秸秆焚烧会产生不良影响。一是污染空气。焚烧秸秆使大气中的二氧化碳、硫化物增多，使人咳嗽、流泪、精神烦躁，诱发支气管炎、哮喘和肺病。二是引起火灾和交通事故。在村庄周围焚烧秸秆易引发火灾，在公路两旁焚烧秸秆产生的烟雾使能见度降低，严重影响交通安全。三是使土壤有机质减少，盐碱度增高。焚烧秸秆使氮素养分丧失殆尽，只剩下钾素和呈不溶解状磷素，难于被农作物吸收。并且使土壤的盐碱度增高，种子的发芽率降低，出苗稀少、苗黄苗弱。四是使地温升高，加速地下害虫的孵化，对农作物幼苗造成危害。五是引起鸟类、蛇类逃迁，害虫、鼠害加重，使农田生态环境恶化。
2农业面源污染的治理对策
2.1控制农用薄膜用量，减少污染
一是农业部门要引导农民及时清理用于农作物栽培的塑料薄膜，通过及时清理，降低其残片在土壤中的含量；二是完善废弃塑料薄膜的回收工艺，使得其可以被再利用；三是通过技术革新，研制易分解、残留率低的新型农膜，同时使用易降解的增塑剂，减少其毒害作用。
2.2推广测土配方施肥，提高科学施肥水平
一是改变传统的施肥方式，大力推广测土配方施肥技术，变盲目施肥为优化配方施肥。在测土配方施肥过程中要充实完善施肥参数，增加环境条件分析项目（如水质、土壤有害物质含量、化肥、农药污染等），优化测土配方施肥。二是增加有机肥在配方施肥中的比重。有机肥具有多种优点，可以提高农作物的产量和品质。三是要加大微生物肥的示范和推广。微肥能平衡作物所需的养分，提高化肥和有机肥的利用率，改善土壤理化性状，使土壤能供给农作物各种养分，提高农作物的产量和品质，同时还能分解土壤中的有害化学物质和杀死有害菌群，减少化肥、农药的残留量及有害病菌。四是要协调大量元素与微量元素之间的关系。增施或喷施微量元素生长剂及复合生物生长剂，促进农作物体内的营养快速转化，提高作物的抗逆性，提高产量和品质[4]。
2.3控制农药用量，优化种植技术
一是加大农药管理执法的力度，严厉打击制售高剧毒农药的违法行为，杜绝高剧毒农药的使用，确保农产品质量的安全。二是推广生物防治技术。利用赤眼蜂、瓢虫等有益昆虫防治害虫和杀螟杆菌、苏云杆菌、青虫菌等防治玉米螟、松毛虫、稻苞虫等。三是大力推广物理防治技术。根据害虫的生态习性，使用诱饵、光线、黄板、诱虫灯等进行诱杀，减少农药的使用量。四是大力推广低毒、低残留的生物农药，如用井冈霉素预防和防治稻曲病就取得了显著成效。制约生物农药大面积示范推广的因素是价格过高，要采取政府主导的价格调控，给予生产企业或农户适当补助。五是大力推广农作物品种多样性优化栽培和立体间套种技术。农作物品种多样性优化栽培和立体间套种技术是根据遗传多样性、病害流行学和立体空间的优势等基本原理控制病虫害的发生和蔓延，是一项节本增效率、符合无公害农业发展方向的技术。通过对相同作物不同品种的优化栽培、不同作物的间套种对病菌和害虫阻隔，控制其传播和危害，减轻病虫造成的产量损失。据牟定县多年对水稻品种多样性优化栽培、旱粮立体间套种的病虫害发生及产量损失的调查，水稻品种多样性优化栽培平均增产糯谷750kg/hm2，平均增产值2625元/hm2，减少稻瘟病的防治用药1～2次，减少防治成本和劳力投入450元/hm2，旱粮立体间套种平均增产量5910kg/hm2，平均增产值10336元/hm2，增产效果和生态效益显著。六是提高病虫草鼠害防治预测预报的准确性，使农民及时准确地掌握病虫草鼠的防治适期，提高防治的效果，减少农药使用量和对环境的污染。六是集中科技力量，开发高剧毒农药的替代农药，满足农业生产对病虫草鼠害防治的需求。
2.4加大秸秆还田力度，提高秸秆综合利用率
一是机械切碎还田。利用机械把秸秆切碎，耕作时深翻严埋，利用土壤微生物对其进行分解，增加土壤有机质的含量。二是大力发展养殖业，提高秸秆过腹还田的能力。对秸秆进行氨化处理，使其成为易于家畜消化吸收、口感好的优质饲料。三是人工切碎田。用铡刀把秸秆切碎覆盖还田能提高地温，减轻霜冻的危害。四是用于培育食用菌。把秸秆粉碎后与其他配料进行配比用作食用菌栽培的基料。五是用于制取沼气。把秸秆作为沼气池的填充物制取沼气，用于农村居民做饭和照明，沼液可作为肥料还田。六是加强秸秆气化技术的研发和推广，简化技术，降低成本，解决农村燃料不足的难题，缓解煤、气、电的供应压力，减轻环境污染，把农村建设成为环境友好型农村。
3参考文献
[1]欧寿铭.废弃塑料制品污染的防治措施[J].农业环境保护，1996（3）：141-142.
[2]罗万友.过量施用化肥的危害及对策[J].农村科技，2006（9）：22.
微塑料污染分析篇10
关键词：生物工程技术；环境保护；应用
0引言
近些年，生物工程技术快速发展，应用范围不断扩大。生物工程以生命科学为主，又与其它很多学科相互交叉，综合性强且复杂性大，在各学科与各领域应用潜力比较大。生物工程技术的快速发展与广泛应用，以及技术人员综合素养的提高，使其在环境保护工作中的应用范围不断扩大。此外，因该技术自身具有一定的高效与环保性，因而在环境保护领域应用潜力是非常大的。
1生物工程技术特点
生物工程技术的发展与创新，一定程度上为环境污染治理开辟了新渠道。自上世纪70年代生物工程技术开创以来，该技术快速发展，至今已经形成了包含遗传、细胞、微生物发酵、酶生化及生物反应器等在内的五大工程。环境污染治理中，生物工程技术的应用，主要是利用生物抑制剂消解或排除自然环境中的污染源。引入生物抑制剂不会破坏生态系统整体平衡，且对环境危害较小，因而其污染治理效果突出，污染治理效率明显提升，生态平衡得到了一定的调节。此外环境污染治理中生物工程技术的应用有一定的特定性，能够针对污染情况与类型进行特定而有效的治理。
2环境保护中，生物工程技术的具体应用
2.1应用于污水处理
日常生活与工业生产中，水资源是必不可少的。随着经济的发展，工业与生活污水排放量急剧增长，世界范围内，水资源或多或少都受到了污染，优质水源日益减少，严重威胁到居民生命健康及生物的生存。所以，环境污染处理中，污水治理已成为关键问题。一般采取的置换与过滤等污水处理法，水质得不到彻底的改善。而生物工程技术的应用，可将污染物有效分解为无害物质，还可防止发生二次污染，其治理效果是显而易见的。
2.2应用于土壤污染
应用生物工程技术旨在处理土壤中的残留农药与板结沙化等问题。土壤污染中，农药中磷与氯等化学残留是主要污染源，而应用生物工程技术，可将这些物质进行分解，清除掉其中的有害物质，并将其分解为水与二氧化碳，改善土壤性能，促进农作物种植，为农作物创作良好的生长条件。此外重金属是也是主要的土壤污染源，会严重危害到人体生命健康。由于重金属不易降解，增加了其治理难度；针对重金属污染土壤，可应用生物工程修复技术。生物修复原理在于借助基因工程技术促使微生物与动植物等功能发生改变，吸附重金属或将其转换为无毒物质。实际工作中，可采用以下方式净化土壤中的重金属：（1）利用生物作用改变土壤中重金属化学形态，减小其移动性与生物可应用性。（2）借助生物吸收与代谢，对重金属进行削减、净化与固定。
2.3应用于处理白色污染
白色污染是人们对难降解的塑料垃圾(多指塑料袋)污染环境现象的一种形象称谓。各类生活塑料制品使用后由于随意乱丢乱扔，难于降解处理，以致严重污染环境。应用生物工程技术，对塑料制品进行有效降解，其内部聚酯分子结构被破坏，有效处理白色污染。同时，还能节省成本，加快处理白色污染，从根本上提高综合效益。因而，白色污染处理中，生物工程技术的应用具有重要意义，具体主要表现为：（1）应用基因工程技术，将优势微生物筛选出来，形成高效降解菌，并借助发酵工程技术的培养，实现白色污染物降解目标。（2）应用基因工程技术，在某一土壤微生物中导入可编码降解的基因蛋白，充分发挥自身作用，以此快速降解塑料制品等白色污染物。
2.4应用于化学农药处理
农药种植中，化学杀虫药物中有80%的会残留在土壤中，对土壤造成污染，使生态系统遭到破坏。而微生物可对这些物质进行有效分解，并将农药稀释成水与二氧化碳，操作方便，效果好，利于改善土壤性能并长期保持，以防化学农药造成其它负面影响，为农作物创造良好的生长环境。
2.5应用于大气污染治理
生物处理与空气净化废气物，旨在通过微生物吸附并分解有机物，降解恶臭物质以及有机废物等，主要包含生物洗涤、过滤就吸附等方法。这些处理方法成本低且效率高、耗损低、安全性高且不会产生二次污染；相较传统废气处理，有明显的优势。另外，生物工程技术还可在降低污染物排放量基础上，从源头上控制污染物的产生。
2.6应用于环境监测
环境保护中，环境污染监测工作是非常重要的。实际工作中，除了应用化学或分析仪器测定外，生物监测也是非常重要的技术。生物监测通常选用对某一污染物特殊敏感的生物为指示生物，一旦环境污染物质出现积累，其症状表现就会比较突出，比如水葫芦对水域中砷元素进行监测，地衣监测空气二氧化硫含量。因此可应用生物工程技术形成特异性指示生物，为人们进行环境污染监测提供便利。未来，因技术自身的快速灵敏性与特异性强等特点，生物工程技术将广泛应用于环境监测中。
2.7应用于生物多样性保护
人类生存与发展中，生物资源发挥着重要的支撑作用，促使人类更好的适应环境与需求变化。生物多样性，主要是指某一地区内，基因、物种及多样性生态系统的统称。现在，生物种类每天消失种类达到10到20多种。据此预估，未来20到30年中，会有1/4的物种从地球上消失，直接威胁到人类生存与发展。生物工程技术的发展将有助于生物多样性的保护与恢复。