论分子生物技术在环境工程微生物领域中的应用

王宇珊

摘要：微生物学、环境保护学、环境工程、环境监测等这些互相关联的学科相互作用相互渗透，逐渐形成了一门新的学科体系，即环境工程微生物学科，这一学科是微生物领域中的重要的组成部分。在这一新兴的学科中涉及很多新的需要研究的问题，分子生物技术作为一项新的技术被引进到这一新兴的学科中来，并在环境的净化和监测上发挥着无比重要的作用，但是如今应用得还不是很广泛，技术能力也有待提高，所以在分子生物技术的应用和发展上，一些必要的投入和技术的借鉴成为发展的途径。

关键词：环境工程；微生物领域；分子生物技术

1分子生物技术的应用

1.1分析微生物的多样性

在自然界的环境中存在着大量的生物种类，由大到小多得不可计数，平时我们大多注意到的是那些可以用肉眼看得到的生物，体积上庞大的，体积上中等的，还有用肉眼看都觉渺小的。当然千奇百怪的生命在自然界广泛存在，肉眼所不能及的生物也充斥在我们周围。我们熟悉的泥土、生物膜、河流的底泥、污水、废气等等都蕴含着大量的微生物。如今随着工业的发展，环境污染逐渐严重，环境问题也随之成为大家普遍关注的话题，要了解环境首先要从环境的生物群上进行研究，要想治理环境就要从环境工程的微生物群种中进行研究，因为微生物在环境中起着非常重要的作用。

很多的专家学者致力于环境工程微生物的研究，并取得了一定的成果：如明镇寰等曾利用MPN2PCR法对微生物群种中的硝化细菌进行检测分析，并取得一定成果；一些专家还对活性污泥有了一定的探索，首先准备一种特定的反应器，放入具有一些特定功能的活性污泥，在污泥中提取相应的微生物群，通过运用以上所述的分子生物技术，总结得出活性污泥中的微生物具有除磷的功效；还有部分外国的专家学者对厌氧的生物膜产生了兴趣，并利用分子生物技术做了分析研究，结果不仅发现了厌氧活性污泥中微生物具有多样性，还揭示了这些生物具有不同的作用，对微生物环境具有不同的反应机理；垃圾是人们在生产生活过程中产生最多的废弃物，对垃圾的微生物处理成为专家们主要的研究课题和热议的主要内容，专家黄立南就对垃圾填埋场的渗滤液进行了研究，在垃圾的渗滤液中利用以上所述的分子生物技术进行微生物种类和相互的作用的研究，发现了微生物环境中存在着多种多样的功能不一的生物群落，其中在掩埋的垃圾中起着分解垃圾废弃物的最主要的作用。通过这些研究揭示了分子生物技术在污泥、生物膜或者垃圾填埋物中的微生物群的多样性和丰富度，对环境工程微生物领域的发展提供了更加强有力的支持，为其他的环境变化的反应机理提供了相应的理论依据。

1.2降解环境污染物

随着现代经济的发展，工业水平的不断加强，环境的污染问题也越来越显著，污染废弃物的降解和处理成为了当今环境问题的重要内容。这些污染物的产生使得我们的整个生活和工作环境遭到严重破坏，不利于人们的健康生存。如今的污染物因为大量化学产品的出现变得难以降解，处理起来非常困难。所以研制新型的处理污染物的方法迫在眉睫，分子生物技术的出现和发展为这些难题的解决提供了一定的策略，渐渐地引起人们的重视。

如今利用分子生物技术来进行环境的治理和保护成为时代发展的要求，并且利用微生物修复降解污染物，对受到污染的水体或者是土壤进行治理已经越来越表现出重要性和迫切性。不少专家和学者开始在自然界的微生物环境中寻找具有降解效益的微生物种群，渐渐地把解决环境污染的工作由化学物品的使用向微生物无公害的产品降解方法上转变。并且如今的现实问题让我们注意到环境中存在着一些传统的方法造成的不理性的虽然达到降解目的，但是却破坏了生态平衡的现象。所以为了适应环境的修复问题，要对具有较强降解能力，但是很难养的微生物进行全面的了解，并筛选更多的具有重要作用的微生物群种。对各种各样的细菌的基因的分布和表达进行了解，从生态水平上认识分子生物技术在环境污染问题上的重要作用。

1.3石油降解研究中的效用

现代工业呈现出以往无法比拟的发展态势，能源的损耗也百倍于以前的速度，但是有发展就有污染是不可避免的事实，为了贯彻可持续发展政策，进行生态环境的保护和改善，进行环境污染的治理成为工业发展过程中最常见的善后工作流程。目前分子生物技术快速发展，也渐渐涉及到环境治理的领域中来，其中石油污染是环境污染治理中最困难的一项，把分子生物技术应用到石油降解的工作上来是时代的要求，也是时代的进步。目前石油的污染主要有：石油工业的工业废水的排放、海上油船的泄漏、日常生活中石油化工用品的废弃等，在污染生活环境的同时对自然界中的生物和人类本身造成了巨大危害。

为了更好地解决石油污染问题，研究人员不厌其烦地进行广泛而深入的研究，并积极寻求可靠、经济又有效的治理方法。在所有的设计方法中，分子生物技术相对来说具有其他技术所不存在的优点比如降解效果强、处理成本低、操作相对简单，不会产生二次污染等，使其在众多的技术中脱颖而出，受到专家和学者的一致好评，并大力地进行研究，把分子生物技术应用到石油的污染治理上，大幅度促进了石油企业的发展，也使分子生物技术在石油的产业链中占据了一定的地位和作用。

2分子生物技术在环境工程微生物领域中的应用

2.1检测环境中的致病菌和指示微生物

在环境中，致病菌是一定存在的，近年来，随着空气污染的加剧，致病菌的数量不断地增多，通过空气、水、土壤等介质的传播，导致人类患上各种疾病，比如2003年的SARS，进而产生非常严重的影响。在环境工程中，污水处理完成之后，在进行指示微生物时，通过大肠杆菌来实现。在不同的环境中，微生物的多样性和种群是不相同的，为了对其进行分析，采用了PCR―DGGE技术与16SrRNA基因相结合的办法，分析结果表明，在传统的微生物培养中，很多微生物种群是无法进行检测的，对此，应用了PCR扩增技术，再次进行检测，这样一来，检测的效果得到显著地提升，同时，所需的检测时间也比较短。

2.2分析环境工程微生物种群的多样性和丰度

一般说来，微生物会生存在污泥、生物膜、土壤等物质中，而且生存的数量是非常多的。在对微生物种群的多样性进行分析时，同样应用了分子生物技术，首先，对地下水微生物进行收集，同时，在陶瓷表面上让其形成生物膜，通过PCR-SSCP技术，将微生物种群的多样性分析出来；其次，对微生物种群的结构进行分析，分析时，应用了测序技术，并通过16SrRNA的抽取来完成。通过分子生物技术的应用，有效的对生物膜、污泥等物质的微生物种群多样性和丰度进行了分析，在定性检测与定量检测充分结合之后，有效的支持了分析的结果。

2.3培养环境工程功能微生物

随着化学工程的发展，化学工程也逐渐的实现了现代化，在进行有机化合物的合成时，复杂程度提升，同时，排入环境的物质可降解性越来越差，这样一来，环境中的微生物就无法实现有效降解，进而对环境造成污染。为了避免环境污染的发生，提升微生物的降解能力，应用了DNA印迹技术，同时，通过分子生物技术的应用，进行了微生物的培养，培养出来的微生物具备环境工程功能，能够有效且快速的实现降解，进而有效的保护环境。

3结语

分子生物技术是一项先进的技术，通过分子生物技术，能够有效地对环境中的微生物属性进行测试，基于此，在环境工程微生物领域中，大力的应用了分子生物技术，不过，由于分析生物技术应用的普及程度比较差，进而导致应用中还存在一定的问题，因此，就必须要加大对分子生物技术在环境工程微生物学领域的研究力度，从而有效地提升应用的效果，加强对环境的检测，降低环境污染。在分子生物技术不断成熟的过程中，其应用范围会变得越来越广，与此同时，环境工程微生物领域也必然会产生革命性的变化。

参考文献

[1]张洪勋，王晓谊，齐鸿雁.微生物生态学研究方法进展[J].生态学报，2017（5）.

[2]文其乙，刘秀梵，多重聚合酶链反应检测环境[J].畜牧兽医学报，2018（6）.