環(huán)境工程技術論文

　　基因工程自問世以來已經(jīng)在諸多領域被廣泛研究和應用，這其中就涉及到環(huán)境工程。下面是由學習啦小編整理的環(huán)境工程技術論文，謝謝你的閱讀。

　　環(huán)境工程技術論文篇一

　　環(huán)境工程技術的應用

　　摘要： 聚合酶鏈式反映和變性梯度凝膠電泳相結合的方法(以下英文簡稱：PCR-DGGE)逐漸應用于各個領域，使用范圍也越來越廣。我國在該領域起步較慢，但是，也逐漸被大家重視、研究并加以利用。本文就該技術在環(huán)境工程領域中的應用和前景進行分析。

　　Abstract： Polymerase chain reaction and denaturing gel gradient electrophoresis method (hereafter abbreviated as PCR-DGGE) is getting a larger range of application. China has a slow start in this field but it is still gradually taken seriously and researched and applied by people. This paper analyzes the application and prospect of this in the field of environmental engineering.

　　關鍵詞： 環(huán)境工程;DGGE技術;污水處理

　　Key words： environmental engineering;DGGE technique;sewage treatment

　　中圖分類號：X32 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311(2014)03-0100-02

　　0 引言

　　基因工程是現(xiàn)代生物技術最為核心的內(nèi)容，屬于DNA的重新組合技術，也被稱為遺傳工程。該技術自問世以來已經(jīng)在諸多領域被廣泛研究和應用，這其中就涉及到環(huán)境工程。技術核心原理是一系列的DNA重組、拼接，實現(xiàn)該技術是在研究對象的細胞之外進行的。其目的是通過人為干涉來改變基因的組成。合理的使用該技術，能產(chǎn)生原有物質本身不具備的特性;產(chǎn)生新的物種;合成能力更加強大。基因工程技術已經(jīng)在環(huán)境項目中得到較好的應用，取得了相應的成果。

　　1 DGGE實現(xiàn)的基本原理

　　DNA指紋技術就是變性梯度凝膠電泳技術。屬于眾多的多態(tài)性分析技術中的一種。研究對象的DNA使用具有化學變性劑梯度的聚丙烯酰胺凝膠進行電泳，所使用的凝膠能有針對性的解鏈PCR的擴增產(chǎn)物。由于DNA雖然長度相同，在堿基序列上卻存在很大的差異。在DNA進行電泳時，雙鏈的解鏈所需要的變性劑濃度不同。在相應的變性劑濃度下序列不同的DNA片段發(fā)生變性，產(chǎn)生其空間構型上的變化。雙鏈DNA在開始的時候會以線狀移向正極，當變性劑濃度逐漸增加后，G+C含量低含量的序列的部分會逐漸被打開，G+C高含量的部分仍然是雙鏈狀態(tài)。一旦DNA的雙鏈解鏈后，其分子端部的叉狀、中間的環(huán)形會發(fā)生部分熔化。此時，點用速度在聚丙烯酰胺凝膠中將會急速降低甚至停留在相對應的變性計對應的位置。經(jīng)過染色之后以分開的條帶形式呈現(xiàn)于凝膠之上。以上步驟可實現(xiàn)同長但有序列差異的DAN分子有效分開，形成變性的梯度主要用尿素和甲酰胺。

　　2 DGGE技術在環(huán)境工程領域中的應用

　　PCR-DGGE技術能有效的避開傳統(tǒng)微生物技術的局限性。當DGGE技術進入環(huán)境工程的微生物生態(tài)領域之后，這種新生技術很快變?yōu)檠芯课⑸锶郝浣Y構最主要的技術手段之一。在活性污泥與生物膜等生物處理系統(tǒng)中，微生物具有多樣性。在進行相關的檢測、微生物鑒定以及種群演替研究的時候，DGGE技術已被廣泛應用。

　　2.1 污水生物處理中的應用方法 污水微生物群在CR-DGGE技術改變下與既有技術有很大差異，在這個過程中研究人員有了新的認識。

　　污水中的好氧細菌群落結構和功能在溫度升高時會發(fā)生很大變化。運用DGGE技術我們可以分析出，不同溫度環(huán)境會存在不同的細菌群落。

　　在同等的工作環(huán)境下，使用PCR-DGGE技術，跟蹤分使用低溫菌、常溫菌分別接種的兩套活性污泥系統(tǒng)中的微生物群落結構，進行及時動態(tài)觀察。在相同工藝條件下，對低溫菌群與常溫菌群進行相同的操作，結果是：產(chǎn)生的微生物群結構有很強的相似性。隨著時間的推移，這兩類菌群在結構上的相似度越來越強。

　　去除污水中的氨和氮主要使用硝化方法。在這種硝化作用過程中氨氧化細菌負責將氨氧成亞硝酸鹽。這種實現(xiàn)亞硝化作用過程是硝化過程中重要的步驟。所使用的氨氧化細菌具有生長速度低、相對生物種群較少的特點。傳統(tǒng)的細菌分離、培養(yǎng)、分析方法，會消耗工作人員大量的時間。采用PCR擴增16SrDNA、功能基因并且隨機克隆測序等相關技術手段。在高濃度氨氮廢水處理系統(tǒng)的不同時間，分析并且處理活性污泥樣品、氨氧化細菌的種類和氨單加氧酶的活性。御用PCR-DGGE相結合的技術，針對樣品將總細菌群進行差異性研究。實驗證明，PCR-DGGE技術可以使我們更為深入、全面的了解氨氧化細菌的類群及其相關功能。

　　應用PCR-DGGE工藝對城市污水處理與完全混合的傳統(tǒng)式處理工藝進行了相關的實驗對比。在同一反應器的不同位置，微生物群的分布、不同工況下的微生物種群結構進行了相關的分析、研究。研究表明，這兩種污水處理工藝中的微生物種群都具有很強的多樣性，區(qū)別是：兩者種群的結構差異巨大。

　　采用生物滴濾反應器與生物濾池處理相同的污水，然后采用PCR-DGGE研究不同反應器或反應器的不同位置中氨氧化細菌菌群的組成。種群對反應器的形式或者位置的差異沒有任何依賴性，不會隨這些因素變化而變化。

　　2.2 PCR-DGGE技術在廢氣生物處理中的應用 生物濾池與生物濾塔是處理臭味、異味行之有效的好辦法，這種生物過濾技術可以對惡臭與揮發(fā)性油劑廢氣體很好的遏制，從而該技術能夠很快的推廣。

　　在除臭生物濾池中較強酸性與中性兩種不同運行環(huán)境下，運用PCR-DGGE技術研究，可以發(fā)現(xiàn)：微生物種群的多樣性與生物種群結構上發(fā)生的改變。利用擴增細菌16SrRNA基因的V3可變區(qū)，運用相關技術分析濾池內(nèi)的種群變化?；厥沼醒芯恳饬x的DNA片段，與PCR測序、T載體克隆測序有效的結合。最終確定眾多種群中的優(yōu)勢菌群。微生物對強酸性環(huán)境有很大影響;中性條件下的微生物種群更為豐富。此外，濾池的層次上的差異，也導致了種群空間分布的差異性。實驗證明，除臭過程中硫氧化細菌占有相對明顯的優(yōu)勢。

　　影響生物濾塔處理效率以及反應器的穩(wěn)定運行的主要因素是塔中的微生物種群的結構，以及微生物的多樣性。我們可以采用DGGE技術，對處理含氨廢氣的生物濾塔中的微生物進行多樣性研究。隨時間的推移，對反應器不同填料、不同時期微生物多樣性比對研究。證明：微生物的多樣性與反應器運行時間的長短有直接關系，隨著時間的不斷延長其多樣性會有所降低;將填料方法進行對比可知：如果是堆肥填料，其微生物多樣性更為豐富，反應器也能達到很好的效果。

　　2.3 PCR-DGGE技術在污泥生物處理中的應用 污泥的穩(wěn)定化在污泥處理過程中是一個相當重要的過程。在此過程當中，微生物的穩(wěn)定對于整個污泥系統(tǒng)的穩(wěn)定起到了至關重要的作用。專家們采用DGGE指紋圖譜技術，研究污泥堆肥工藝中的細菌種群動態(tài)變化和種群的多樣性。研究證明：生物法污泥堆肥時間不大于8d。采用DGGE指紋圖譜與相似性系數(shù)Cs值對污泥堆肥各工藝環(huán)節(jié)樣品進行相關分析，可以發(fā)現(xiàn)，反應時間的持續(xù)，導致了微生態(tài)結構的Cs值逐漸增高。這說明：微生物種群結構會逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)。污泥微生態(tài)種群可以迅速進行選擇，進而調(diào)整內(nèi)部細菌種群數(shù)量和結構。

　　采用PCR-DGGE技術，可以科學、直觀的研究出環(huán)境中細菌群落及多樣性。我們需要避開DGGE技術的先天缺陷，這就需要我們的科研工作人員，在該領域繼續(xù)加大研究力度，為環(huán)境工程做出更大貢獻。

　　參考文獻：

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