现代生物技术在环境检测中的应用

现代生物技术在环境检测中的应用

摘要：近年来，我国逐渐将发展与基础建设工作的重心从经济建设转变为全面

加强生态环境保护，打好环境污染防治的攻坚战，贯彻落实可持续环境发展战略。而得益于环境保护检测方向技术的不断突破，现阶段我国在环境保护整体工作中，主要选取各项现代生物技术来对所勘测环境进行检测，极大提高了环境检测工作

的工作质量与效率。因此，笔者以现代生物技术在环境检测中的具体应用现况为

本文切入点，以提高其普及推广度。

关键词：环境保护；环境检测；现代生物技术；应用现况

近年来，我国在现代生物技术领域中的研发工作不断取得各项喜人成果，整体技

术体系中的新型技术呈现井喷式发展。因此，在环境检测工作领域中，现代生物

技术也逐渐取代化学法、生物法成为现阶段环境检测主流技术。然而，相较于发

达国家而言，我国在环境保护以及环境检测领域中的起步较晚，虽然现代生物技

术总体技术水平已经位居世界前列，但在实际应用过程中，检测人员对现代生物

技术的应用仍旧存在着了解程度不够深入等问题，因此笔者对现阶段运用于环境

检测的各项主流现代生物技术加以阐述。

一、现代生物技术概述

（1）现代生物技术在环境检测领域中的发展历程

在现代生物技术总体体系中，用于环境保护、环境检测等环保方向的分支技

术体系为环境生物技术。环境生物技术理念在上世纪初期被生物技术欧洲协会(Europran Federation of Biotechology)定义，主要指由生物化学、微生物学以及工

程学三个专业相结合，并用于环境保护方向的新兴技术体系。

（2）现代生物技术在环境检测中的主要特点

现代生物技术在环境检测中的主要共有以下三个特点，分别是高效性、低成

本性以及环境净化能力强，具体如下：

现代生物技术的高效性。在其他传统环境检测实际作业过程中，往往对于处

理污染物的技术步骤较多，时常出现污染物多次转移等现象，其环境检测与污染

物净化的效率较低。然而在运用现代生物技术进行环境检测以及污染物净化时，

可以将污染物在单个环节进行处理，避免了污染物的多次转移。

现代生物技术的低成本性。这一特性的主要表现形式呈现为以下两方面：一

方面，大部分污染物的成分为有机污染物，而有机质较为适宜作为现代生物技术

净化过程中的反应物底物，而污染物经过现代生物技术净化处理后，普遍转换为

乙醇、沼气等物质，而这些物质具有一定的经济价值；另一方面，笔者上述提及，相较于污染物净化以及环境检测中使用的传统技术而言，现代生物技术的检测与

处理步骤较为简便，这也使得此类工程的总体造价以及各项设备采购价格相对较低。

现代生物技术的环境净化能力强。在环境检测以及处理环境污染实际过程中，现代生物技术相较于传统处理技术而言，可将工业污染、生活污染等污染类别所

造成的环境污染降至最低程度。例如，在传统处理技术对环境污染进行净化时，

往往效果并不理想，如受到大量排放工业废水废料的水资源很难被彻底净化。而

现代生物技术可以治理其他技术难以处理的环境介质，并在环境净化后一定程度

上增强环境的自净化能力。

二、现代生物技术在环境检测中的主要应用方向

现阶段，现代生物技术在我国环境检测与污染处理中的主要应用方向为以下

几点：第一，现代生物技术在水质检测方向的应用。我国著名学者吴自荣提出利

用冷冻干燥的发光细菌对污染水质进行检测，通过细菌的光亮程度来评定水质污

染等级；第二，现代生物技术在大气污染环境中的检测应用。在大气污染这一领

域中的环境检测中，主要采用微生物进行环境检测与净化处理。这一技术与传统

的活性炭吸附污染物、燃烧净化法等方法相比，具有净化成本低廉、净化效果好

以及便于集中管理等优势；第三，现代生物技术在生物降解以及固体废物污染环

境中的检测与环境净化应用。在处理固体废物污染环境时，传统的检测与环境净

化方法为填埋法、焚烧法，填埋法会对填埋区域的土壤资源与地下水资源造成二

次污染，而焚烧法会产生大量有害气体，并致使出现雾霾等现象。而在固体废物

污染环境的检测与环境净化过程中，选用生物降解法会在较为温和的净化环境中

对固体垃圾进行降解；第四，现代生物技术在生物毒素检测中的应用。如高效液

相色谱检测方法、PCR生物毒素检测技术、质谱检测方法等现代生物检测技术体

系较为完善，各项技术也普遍具有高特异性、高灵敏性等特质。

三、现代生物技术在环境检测中的主流应用技术概述

（1）生物传感技术在环境检测中的应用现状

现代生物传感技术在环境检测中的主要应用为以下两点：水环境检测应用以

及大气环境检测应用，笔者对其进行分别阐述：

一方面，生物传感技术在水环境检测中的应用。在对水环境检测的各项指标中，生物需氧量指标是最为常见与最为重要的检测指标之一。而在传统检测生物

需氧量的方法中，具有重复性较高、检测周期长等特性，相比之下，生物传感技

术则具有检测成本低、检测周期短等优势。

另一方面，生物传感技术在大气环境检测中的应用。在对大气环境检测的各

项指标中，主要检测指标为二氧化硫的含有量。而在传统检测方法中，对于二氧

化硫指标的检测步骤繁琐，效率较低。而选用亚细胞类脂肪制成的生物传感器，

可在短时间内对大气环境中的二氧化硫含有量进行检测，并得到相对稳定的检测

结果。

（2）链式反应技术在环境检测中的应用现状

聚合酶链式反应技术(PCR)的主要技术原理为，利用DNA在较高摄氏度环境下会变成单链结构，将微量的DNA大幅度增加，以此来检测环境中存在的有害生物。相较于传统环境检测方法以及其他现代生物技术而言，聚合酶链条反应技术(PCR)

具有检测专一、灵敏性高等技术优势。

此外，聚合酶链条反应技术(PCR)在对环境中的特异性种群的检测中有着较强

的检测数据精确性与稳定性，因此也时常被用于跟踪类与特定类的环境检测中。

（3）生物芯片技术在环境检测中的应用现状

生物芯片技术(biochip)的技术原理为，根据分子间的相互吸引特性的相互作用对大量与生物、污染有害物质的信息分子进行集成，从而快速检测出环境中存在

的各项指标。相较于其他现代生物技术在环境检测中的应用方向而言，生物芯片

技术更类似于大数据挖掘技术，主要是对环境中各类信息要素的采集与提炼。

此外，生物芯片技术在检测环境中不同基因物质之间的影响关系等方向上也

有着较强的技术优势，可精确检测与记录出所检测环境中生物DNA的多态性变化以及突变过程，这也使得环境检测结果的精确性与稳定性得到了有力的保障。

四、总结