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分子生物技术在环境工程微生物中的应用

摘要:随着社会经济进步与技术创新,分子生物技术在环境污染修复领域中得到了广泛的关注及应用。本文主要阐述与环境污染治理相关的分子生物技术,并对其在环境工程微生物领域上的应用做出综合分析。

关键词:分子生物技术;微生物领域;环境

微生物技术是在多种学科上面相互紧密交叉的一门应用学科,对环境污染修复技术方面的发展具有重要的推动作用。本文主要介绍目前常用的分子生物技术,分析分子生物技术在水、土壤、恶臭等方面的应用,明确分子生物技术在环境工程微生物修复治理工作中的重要性,为在下一步的分子生物技术的研究提供一个良好的契机,也为在环境工程的工作取得良好的效果而做好各项准备工作。

1与环境工程相关的分子微生物技术

1.1PCR核酸技术

PCR是一种利用脱氧核糖核酸半保留复制的原理,在体外扩增位于两段已知序列之间的DNA区段,从而得到大量复制的生物技术,其应用在整个行业中最为广泛。PCR技术主要分为以下三种:PCR-SSCP技术、PCR-DGGE技术以及PCR-RFLP技术。

(1)PCR-SSCP技术主要通过利用银染法以及荧光的检测技术等,对SSCP凝胶DNA谱带进行详细的分析,应用这种技术进行分析,能够简化测试的试验步骤,比较方便且精准;

(2)PCR-DGGE技术是按照一定顺序检测生命物质碱基,获得变性试剂解链不同的内容物质反映,对样本进行检测,从而达到研究目的;

(3)PCR-RFLP技术主要是利用限制性核酸内切酶的特性进行样本分析,在基因组上寻找多态性位点,从而揭示个体或群体间遗传变异或评估种间亲缘性关系的一种分子标记技术。

1.2荧光原位杂交技术

荧光原位杂交技术是目前单个细胞水平上分析微生物群落结构的常用分子生态学方法,根据目前已公布的、定位在不同分类等级的rDNA分子的特定位置,设计以rDNA为靶点的寡核苷酸探针,然后用荧光标记探针,用于原位鉴定单个细胞.目前可利用此方法,使用一整套特异的寡核苷酸探针可进行单个细胞的快速分类。

1.3基因重组技术

此技术是利用DNA体外扩增或重组技术把需要的基因或DNA片段从供体生物基因组中抽取分离,或通过人工合成的方法获取基因,并经过一系列的切割、加工、修饰、连接反应产生重组的DNA分子,再将其导入适合的受体细胞,从而获得基因表达的过程。

2分子生物技术的应用

工业的高速发展极大地促进了我国经济的增长。然而,工业污染已对我们正常的生活环境及个人健康造成了不可忽视的影响。分子生物技术应用对环境污染的修复和治理成为现今行业的关注热点。

2.1水处理中的应用

微生物絮凝剂是由微生物菌体内外分泌的生物大分子,并带有电荷。相关的研究表明,微生物絮凝剂对生活污水及工业废水的COD及SS的去除率可分别达到68%和91%。相比铁盐、铝盐等化学药剂,微生物絮凝剂对活性污泥所产生的絮凝作用更高效,其产生的沉淀也更易过滤,且絮凝后的残渣可生物降解,不会造成二次污染。由此可见,微生物絮凝剂具有高效、无毒的优点。

2.2土壤修复中的应用

由于土壤生物修复技术具有环境友好、成本低、可原位处理等优点,因此成为了目前的一个研究热点。有益微生物可通过自身代谢分解土壤中的有机污染,其分泌的有机酸、铁载体等物质能使重金属转变为无害的螯合态。此外,根际微生物还能协助植物生长,促进超富集植物对土壤的修复效果。通过分子生物技术筛选具有高效代谢能力的菌种,并观察分析微生物在修复过程中的群落动态变化,可进一步了解土壤生物修复的机理,建立土壤功能微生物资料库,促进土壤生物技术在实际应用中的优化。

2.3臭气处理中的应用

微生物的代谢作用可把臭气分解成硫酸盐、CO2、H2O等无害无味物质,特别适用于堆肥厂、污水处理厂、垃圾填埋场等环境卫生处理设施的臭气治理。目前常用的生物除臭工艺包括过滤除臭、滴滤除臭、曝气式除臭以及洗涤式除臭。分子生物技术已广泛用于分析臭气处理设备中微生物代谢功能及群落的变化。通过扩增除臭细菌某基因的可变区,并结合相关的分子生物技术,观察除臭生物装置中的微生物的多样性、丰度及代谢功能在不同pH、碳源或其他制约条件下的变化,可筛选出最有利的菌种。因此,分子生物技术的应用对臭气治理具有非常重要的意义。

2.4对石油降解方面进行分析研究

石油的成分复杂,包括一些对微生物有毒害的物质。因此,如何鉴定、筛选、培养具有高效降解能力的菌种成为石油污染物生物处理技术的关键。为了更好的解决石油的污染问题,需要相关研究人员在分子生物与石油污染进行深入细致的研究,并积极寻找有效可行的治理方法。分子生物技术在环境工程方面,主要具有环境治理效果好、无副作用、成本较低等优点。由于分子生物技术的众多好处,得到了各方面的广泛认可,使得这项技术在我们行业的发展上起到了重要的作用。

3结语

我国现今所面临的难题是,如何降低对环境的污染,如何能够进一步改善我们现在的生活环境。环境工程生物修复技术作为目前行业的热点,而分子生物技术俨然已成为环境工程微生物不可或缺的研究手段,这同时也在另一个层面让我们充分的认识、理解到分子生物技术在环境工程中的重要性。分子生物技术的研发与应用是我们在环境保护中的前沿阵地,我们在不断的分子生物研究中进行发掘和创新,为我们的环境工程事业做好有力的技术支持,同时也为我国在环境保护方面做出重要的贡献。

参考文献

[1]石琛,王璐.环境微生物领域分子生物技术的应用进展[J].中国科技信息,2013,16,135+139.

[2]张凤.在环境工程微生物领域中分子生物技术的应用[J].绿色科技,2013,08,192-194.

[3]陈永静,张春浩.分子生物技术在环境工程微生物领域中的应用[J].能源与节能,2015,06,106-107.

作者:李碧霞 单位:广州经济技术开发区怡地工程有限公司

 

  发布时间:2016/4/1 10:26:20  阅读人次