生物技术优缺点

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生物技术优缺点范文第1篇

关键词：固定化；微生物；载体；废水处理

中图分类号： X703 文献标识码： A 文章编号：

前言

随着社会进步和时展，特别是工业文明的飞速发展，城市化进程中工农业生活废水的处理越来越得到社会各界的重视。随着生物科技术水平的不断提高进步，固定化生物技术作为一种环保高效可行的废水处理技术得到越来越广泛的应用和认可。所谓的固定化微生物技术，我们又称作固定化细胞技术，是依靠固定化酶技术发展而来的。其主要特征是利用化学或者物理的手段，将游离的细胞或酶定位于限定的区域，使其保持活性并可反复利用的手段方法来影响微生物固定化的因素主要有微生物性质、载体性质及环境特征。现在，在应用固定化微生物技术来处理废水及各类难降解生物的有机污染物方面使其受到国内外的广泛关注并取得了显著的成绩，固定化微生物技术在废水处理中的优势越来越明显。

1固定化微生物技术的特点

研究试验表明固定化微生物具有其特有的反应特性，在应用中必须要利用和遵循这一特性。经过固定化后的微生物，其本身的反应特性可以分为多类，主要表现在微生物稳定性、微生物活性及氧和底物传质速率等都发生变化。正是由于这些变化决定了固定化微生物与游离微生物在工程及处理工艺上存在差异。固定化后的微生物具有不易流失，加固后主链结构的性质较稳定，微生物本身不易被破坏的特点。此外，PH值变化、有机物浓度变化及生物毒性物质对其破坏系数低，且不易失活，从而使固定化微生物稳定性增加。通过对从某污水处理厂氧化沟采集的微生物进行诱导驯化，得到以氧化亚铁硫杆菌为优势菌的脱硫菌，进而研究了该固定化微生物脱硫菌在不同环境条件下的性能。结果表明，固定化后的微生物对热、pH等得稳定性提高，对金属等有毒物质的毒性抵抗力增强。

同时，实验研究及国内外应用实践都表明，利用固定化微生物技术，可以将筛选出的优势菌种加以固定，构成一种高效、快速、耐受性强、能连续处理的废水处理系统，不但可以有效地减少二次污染，并且具有处理效率高、运行稳定、可纯化和保持高效优势菌种、反应器生物量大、污泥产量少以及易于实现固液分离等一系列优点。这些突出的优点使固定化微生物技术成为国内外废水处理领域的研究热点。

2固定化载体的选择及原则

2.1 固定化载体的分类及性能比较

就国内外应用现状来看，目前，可以用来作为固定化微生物的载体的物质主要可以分为：有机高分子载体、无机高分子载体和复合载体三类。其中有机高分子载体又可以分为天然和人工合成两类。常见的天然有机高分子载体有琼脂、角叉莱胶、明胶、海藻酸钠等；常见的人工合成的有机高分子载体有聚丙烯酰胺凝胶（ACAM）、聚乙烯醇凝胶(PVA)、光硬化树脂、聚丙烯酸凝胶等。常见的无机载体有多孔玻璃、多孔硅酸盐、石英砂、生物活性炭（BAC）、硅藻土等。微生物固定化载体各有各的优缺点，其中天然有机高分子载体对生物无毒性，传质性能好，但机械强度较低，在厌氧条件下易被微生物分解；人工合成的有机高分子载体一般强度较大，但传质性能较差，微生物固定时对其活性影响较大，聚乙烯醇与琼脂、明胶和丙烯酰胺凝胶相比较，具有机械强度较高、传质性能较好，生物毒性较低和固定操作容易等优点。无机载体具有机械强度大、对微生物无毒性、不易被微生物分解、耐酸碱、成本低、寿命长等优点。由于有机载体和无机载体各有优缺点，在许多性能方面两类载体可以互补，因而，就有了复合载体材料，它是将两类载体结合起来，以改进载体性能，降低成本，提高废水处理效果。

2.2固定化载体选择所遵循的原则

固定化载体的选择将直接影响所固定微生物的生物活性等性能，所以，固定化微生物技术的使用对载体的选择有一定的要求。在进行选择载体的过程中，主要应遵循以下几点原则：固定化过程简单，常温下易于成型，固定化过程及固定化后对微生物无毒，生物滞留量高；具有生物相容性，不能干扰生物分子的功能，基质通透性好，传质性能优良；物化稳定性好，机械强度高，抗微生物分解，沉淀分离性能好；价格低廉，寿命长等。

3.固定化微生物技术在废水处理中的应用

下面简要通过具体实验谈一谈固定化微生物技术在具有典型特征的废水处理中的应用。

3.1 含重金属离子废水的处理

目前，重金属污染对生物的影响越来越严重，由于固定化后的微生物，稳定性能好，抗毒性强，因此微生物被广泛用于去除废水中的重金属离子。我们进行了采用固定化微生物SBR反应器和普通活性污泥SBR反应器处理投加了Cr6+的生活污水，考察了固定化微生物去除COD及Cr6+的能力及抗毒性的实验。结果表明：在保证对COD的去除率较稳定的条件下，固定化微生物与普通活性污泥所能承受的Cr6+浓度分别为70mg/L和1.9mg/L。还了解到有关试验利用聚丙烯酰胺与壳聚糖形成的互融聚合物网络凝胶固定非活性的铜绿假单胞菌，研究了这种固定化微生物颗粒对Cu2+的吸附特性。结果表明，该固定化微生物对Cu2+的吸附很迅速，在40min内吸附基本达到平衡。固化微生物技术对含重金属离子废水的处理效果显著。

3.2 含氮废水的处理

利用微生物去除氮和氨，一般是通过好氧微生物的硝化反应过程来和厌氧微生物的反硝化反应过程来进行。我们采用聚乙烯醇（PVA）为载体的包埋固定化微生物处理低浓度氨氮絮凝余水进行试验，在HRT为3h之内从地表水环境质量V类水标准以外达到了I类水标准，在较短的水力停留时间成功实现了氨氮的去除。进而又以竹炭为载体，将硝化菌、反硝化菌等微生物固定在竹炭上，研究竹炭固定化微生物对氨氮的去除及影响因素。结果表明：竹炭固定化微生物处理氨氮水样存在竹炭吸附和微生物脱氮两种作用。对于初始氨氮质量浓度≤200mg·L-1的水样，调节水样pH为8，控制水样溶解氧质量浓度为1mg·L-1左右，竹炭固定化微生物系统中可发生同时硝化—反硝化作用，氨氮去除率可达70%以上。固化微生物技术对含氮废水的处理效果显著。

3.3 酚类及醇类废水的处理

我们采用聚乙烯醇（PVA）—硼酸法制作固定化活性污泥小球，进行从温度、浓度和pH 3方面比较了固定化活性污泥和游离活性污泥对氯苯酚降解效果的影响的实验。研究表明：固定化活性污泥降解对氯苯酚的最适宜温度为25℃～35℃，最适pH为6～8；固定化活性污泥对氯苯酚的降解速度大于游离活性污泥。有关试验以苯酚模拟废水为研究对象，采用苯酚驯化后的优势菌群，利用竹炭作为载体，用竹炭固定化微生物处理含酚废水。实验表明，在苯酚浓度为40mg/L低浓度废水，在投菌量为100mL/10g竹炭，竹炭量为10g/100mL污水的条件下经5h处理后，苯酚和COD的去除率分别为95%和70%。固化微生物技术对酚类及醇类废水的处理效果显著。

3.4 印染、造纸废水的处理

印染、造纸废水的水量大，污染物质也比较复杂，是比较难处理的工业废水。我们采用固定化微生物工艺，进行对混凝沉淀后退浆工序的印染废水进行了现场中试处理研究。实验结果表明，在水力停留时间（HRT）为20h的条件下，对于进水化学需氧量（CODCr）为1.0～1.2g/L的退浆废水，经过两级水解酸化、两级好氧处理后，其出水CODCr＜100mg/L，达到国家一级排放标准。其中，水解酸化阶段的HRT为10h，CODCr复合1.7kg/（d·m

3），去除率为44%；好氧阶段HRT为10h，CODCr复合1.9kg/(d·m3),去除率为83%，效果同样显著。

结束语

综上所述，固定化微生物技术，不论技术本身，还是反映特性，都具其绝对的优势，引起了人们的广泛关注和对其进一步的研究。但同时，我们也看到了，要将固定化微生物技术工业化，还需要进一步的研究：降低载体的成本和延长载体的寿命；将固定化微生物技术与其他废水处理技术相结合，以达到最佳处理效果。通过不断的深入研究，固定化微生物技术一定会很快成熟起来，并高效而实用的应用于各种废水处理。

参考文献：

[1] 彭云华. 对固定微生物技术净化有机废水最佳方法的探讨[J]. 城市给排水，2005.

生物技术优缺点范文第2篇

关键词：印染废水

Abstract: the paper system technology and progress of the printing and dyeing wastewater at home and abroad, especially the new technology in recent years is introduced, and probes into the developing trend of printing and dyeing wastewater treatment technology, combined with the advantages and disadvantages and practicability, economy, the authors put forward their own views and the prospect of printing and dyeing wastewater treatment.

Keywords: printing and dyeing wastewater

中图分类号：X791文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

引言：印染废水组分复杂，常含有多种染料，色度深、毒性强、难降解，PH波动大、而且浓度高，废水量大，是难处理的工业废水之一。由于化学纤维织物的发展，，使难生化降解有机物大量进入印染废水，色度的去除是印染废水处理的一大难题，旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。传统的生物处理工艺已受到严重挑战。

如何选择适宜的废水处理工艺，做到运行成本既合理，污染物去除效果又好，是工程设计中的关键。为了对印染废水处理工艺有更深入的了解，文章简要介绍印染废水的几种典型的传统处理方式，以及新型印染废水处理工艺技术，并就其优缺点进行评析和展望。

一、传统印染废水处理工艺：

1 物理处理法：吸附法和混凝法

吸附法可通过吸附剂去除水中的色、臭、重金属离子和有机物。但该方法不大适用于分散染料的去除。

混凝沉淀法是对于成分复杂的染料废水，先经均化沉淀，加入适量的酸或碱中和后，再加混凝剂絮凝沉淀。传统混凝法对疏水性染料脱色效率很高。缺点是需随着水质变化改变投料条件，对亲水性染料的脱色效果差，COD去除率低。

2 化学处理法：化学氧化法、焚烧法

化学氧化法是通过强氧化剂的氧化作用，破坏发色基团或染料分子结构，达到脱色和去除COD的目的。

焚烧法是在高温下，利用空气深度氧化处理极高浓度有机物废水的最有效手段，是最易实现工业化的方法。目前，国内焚烧处理存在的主要问题是：热回收率低，不少焚烧装置因运转费用高而不能运行。国外先进的焚烧系统都配备废热回收和废气污染控制装置，有利于降低能耗和消除二次污染。

3 生物处理法

废水生化处理是利用微生物的代谢作用分解废水中有机物的处理方法。生化法操作简单, 运行费用低, 无二次污染的优点, 在印染废水的处理中得到了广泛的应用。生化法包括好氧法和厌氧法。

二、新型印染废水处理工艺：

1 膜过滤法

国内用醋酸纤维素纳滤膜处理染料厂的高盐度、高色度废水, 色度去除率几乎达100%, COD 去除率在95% 以上。【4】膜分离技术处理效果明显, 是一种极有前途的物理处理新技术。但其投资和运行费用高, 易发生堵塞, 需要高水平的预处理和定期的化学清洗, 还存在浓缩物的处理问题。【3】

2 高能物理处理法

水分子在高能束轰击作用下能发生激发和电离, 生成离子, 激发电子、次级电子, 这些高活性粒子可使有害物质得到降解。该技术的特点是有机物的去除率高, 设备占地面积小, 操作简便; 但因其产生高能粒子的装置昂贵, 技术要求高, 能耗较大, 要真正投入应用还有大量的问题需要解决。

3 化学处理法

3.1 光催化氧化法：利用某些物质在紫外光的作用下产生自由基, 氧化染料分子从而实现脱色。目前存在的主要问题是染料体系的复杂性和测试方法的局限性。其次, 是由于催化剂悬浮于水体中, 加大了清理难度, 增加对环境的二次污染。

3.2 超声波氧化法：基于超声波能在液体中产生局部高温、高压、高剪切力, 诱使水分子及染料分子裂解产生自由基, 引发各种反应并促进絮凝的一种技术。该技术可与化学氧化、电解氧化、光催化氧化等联用, 对一些难降解有机物有显著的降解效果,去除率高且反应速度快。

4. 生物法

4.1 好氧生物处理法【5】

4.1.1加压生物氧化法： 采用密闭塔式容器, 根据亨利分压定律, 以简单的“加压”手段突破了有机废水生物处理的供氧问题, 增大了活性微生物量, 提高了微生物活性。为生物法处理印染废水, 特别是处理浓度高和难生物降解的印染废水创出了一条新路。

4.1.2 膜生物反应器处理法： 它将水力停留时间与污泥停留时间相分离，延长了泥龄，污泥质量浓度可以得到提高，从而提高了生物系统对难降解有机物的处理能力。它具有出水稳定、水质好等优点, 但膜污染、成本高的问题阻碍了它的大量推广。

4.1.3 添加优势菌种法： 通过添加优势复合菌, 经长期驯化形成稳定的含菌泥体系, 菌泥的形成不但可使降解效率大大提高, 而且可使反应时间大大缩短, 因而大幅度降低了废水处理工程的投资和运行成本。利用高效菌作为添加剂或种源接种处理印染废水是当今环保领域中新兴的生物技术。

4.2 厌氧生物处理法： 厌氧生物处理较好氧生物处理在印染废水处理上, 有应用范围广、能耗低、有机负荷高、剩余污泥少的优势。但是, 单一的厌氧处理运行周期比较长, 而且往往很难达到排放标准。因此，厌氧生物处理应用较多的主要是其复合或改进工艺。

4.3 好氧-厌氧处理法： 通过厌氧处理以提高印染废水的可生化性, 使出水水质稳定, 减少了负荷冲击, 以利于后续的好氧处理。当有机物通过厌氧反应, 降解成有机酸或小分子的溶解性物质后, 再通过好氧处理予以彻底降解。

厌氧-好氧法处理难生化降解的印染废水具有除污染效率高、运行稳定和较强的耐冲击负荷能力等特点。但是又存在着以下自身无法解决的问题：活性污泥沉降性、生化反应速率和剩余污泥的处理费用较高；随着印染废水的可生化性变差，单一运用生物处理法不能满足实际要求。

小结：

比较上述各种印染废水处理技术, 物理和化学法总体上处理成本高, 其中吸附法和膜分离技术适合作为深度处理技术, 化学氧化法处理效率高、二次污染较少。比较有效的处理工艺是通过物化处理减少印染废水的生物毒性, 提高可生化性, 再采用运行成本较低的生化法进一步处理。且单一处理工艺均很难达到要求, 需对不同处理工艺进行优化组合。因此, 系统开发不同工艺的有效组合, 研究高效、经济、节能的印染废水处理反应器将是印染废水处理工艺研究的主要内容和发展方向。

参考文献

[1] 明银安,陆晓华. 印染废水处理技术进展. 工业安全与环保 2003,29,8:16~17.

[2] 赵平,罗智明,梁羽峰,宏凤英,吴晋波. 印染废水的传统处理方式评析. 广东化工.2011,8,38,220:114~115

[3] 景晓辉,尤克非,丁欣宇,蔡再生. 印染废水处理技术的研究与进展. 南通大学学报( 自然科学版). 2005.3.4:18~19

生物技术优缺点范文第3篇

关键词：PCR 原理与技术 食品检验 应用

中图分类号：TS207 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2015）02-0038-01

1 引言

上世纪80年代中期，分子生物学领域诞生了一项新技术，称作DNA体外扩增法，简称为PCR技术。其基本原理是在生物体的体外，对指定DNA双链片断进行扩增。第一步：挑选出指定DNA双链片断，人工合成指定DNA双链片断端头邻近序列互补的寡核苷酸片断，将该互补片段称作引物（Primer），引物也是双链结构，分作左端引物和右端引物。第二步：加热指定DNA双链片断，使之发生变性，分裂成单链，把左右引物与之分别配对进行互补结合。第三步：在DNA聚合酶和4种dNTPs底物的共同作用下，引物沿模板DNA链按5/3/方向延伸，合成DNA双链，这个步骤被称为DNA多聚酶链反应。第四步：以新合成的DNA双链作为扩增模板，重复DNA多聚酶链反应步骤。历经25～35次循环，可将DNA序列扩增到近百万倍。该技术具有特异性强、灵敏度高、扩增快速准确等优点，自诞生之日起，其实用性在医学、农学、环境科学、食品检验等领域得到了很好的印证。

2 PCR技术在食品检测方面的应用

2.1 PCR技术的检测原理

PCR技术最根本的鉴定依据是生物的DNA结构具有唯一性。在食品检测中，起到鉴定标准模板作用的是引物，从理论上说，①如果引物来自DNA保守区，则在扩增之后，所有被检测对象都含有DNA保守区的片段；②如果引物来自DNA特异区，则在扩增之后，所有被检测对象都含有DNA特异区的片段。以上两种理论依据就是PCR技术的检测原理。

在实际应用中，人工有选择地截取DN段，使用DNA多聚酶链反应，可以在2～3小时之内达到常规检测需要数天才能达到的培养效果，另外还省去了繁琐的种属鉴定等工作，简化了检测流程。

2.2 PCR技术的操作程序

（1）待检样品的浓集（增菌）。食品中待检的微生物群落浓度一般都是比较低的，达不到检测要求。这就需要进行待检微生物的浓集。

（2）核酸的提取。为了实现PCR扩增，必须提取待检样品的核酸。常用的处理方法包括：加热、反复冻融、化学裂解。

（3）PCR扩增。在扩增过程中，最关键的莫过于引物，它直接关系到PCR检测的成败。扩增需要20―40个反应循环，每个循环都由高温变性、低温退火、适温延伸组成。高温时，氢键打开，双链变为单链，生成扩增模板；低温时，左引物和右引物分别与模板DNA的2条单链做互补结合，完成配对；适温时，在聚合酶作用下，4种三磷酸脱氧核苷（A、T、G、C）按碱基互补配对原则不断进行配对添加，按5/3/方向自动合成新的DNA双链片段。

变性温度一般需保持在94℃左右，如果待扩增区域DNA的G+C含量太高，则可考虑适当提高变性温度。

退火温度与引物的G+C含量有关，根据公式：Ta=4×（G+C）+2×（A+T）-5。

延伸温度一般需保持在72℃左右，此时DNA聚合酶的聚合速度约1000（碱基）/min。

（4）扩增产物的检测。常用的检测方法为琼脂糖凝胶电泳法，琼脂糖质量分数在0.8%～2%之间。待分离DN断的分子量越小，所需琼脂糖质量分数则越大，反之亦然。

3 PCR技术用于食品检测的优缺点

3.1 PCR技术的优点

传统检测方法多采用平板培养法，通过菌落计数来判断菌体浓度。传统方法的优点是操作简单，其最大的缺点是消耗的时间太长，检测周期一般在3――10天。

PCR技术的最大优点就是检测速度快，使用特异区扩增检测，只要在几个小时内成功扩增，即可检验并判断出待检测样品的种类，非常迅捷、灵敏。

3.2 PCR技术的缺点

任何事物都不是完美的，PCR技术一样存在缺点，正是这些缺点的存在，导致其不能完全取代传统检测法。其主要缺点包括：（1）假阳性问题。核酸受到污染而造成假阳性的问题，是PCR技术的最大缺点。这个缺点来自扩增本身，在扩增的过程中，即使只有一个污染源，结果也会出现成十万成百万倍的污染现象，造成检测结果出现阳性，称之为假阳性。

防止假阳性问题，目前只有做好隔离这一种办法。（2）假阴性问题。假阳性问题来自PCR技术本身，假阴性问题则来自待测样品。食品成分复杂，其中多种成分发生了复杂的化学反应，不能排除模板液中带有某种或某些抑制PCR反应的成分。防止假阴性问题的办法是设置阳性对照环节。（3）定量检测困难。由于影响PCR产率的原因比较多，在定量检测方面不能提供较为精准的数据，导致PCR技术无法胜任定量检测。直至目前，尚没有实质性的突破与进展，限制了PCR技术在检测方面的应用范围。

4 结论

PCR检测有一定的局限性，但是，其高灵敏度的检测反应、明显的特异性辨别、快速简便的检测流程，是其它检测方法所不能替代的。相信随着生物技术的快速进步，PCR检测技术的应用范围会越来越广泛。

参考文献

生物技术优缺点范文第4篇

关键词：重金属废水处理；循环利用；环保；水资源

在水资源严重缺乏的情况下，环境污染所导致的质量型缺水也日益严重。据相关数据统计，我国年均废水排放量为500亿m3，其中重金属废水占到了55%以上。加之重金属废水污染持续时间长，危害性大，因此一直是我国环保部门的重点关注对象。

1重金属废水的来源与处理现状

具体到我国工业生产来说，重金属废水污染主要来自于冶金、电镀以及采矿等行业。例如有色金属冶炼厂、电镀厂等即会排放大量的废水，其中含有各种重金属离子，造成许多重金属随着废水渗入到生态系统中。目前来说重金属废水的处理主要有化学法、物理化学法以及生物法三种。

1.1化学法处理重金属废水

化学法处理重金属废水是最为常用的一种，具体来说是利用化学方法将废水中的重金属离子进行中和、沉淀等，进而消除其毒性。例如在处理废水中的呈硫化物时，就可以在废水中投入硫化机，Na2S等；也可以采用铁氧体沉淀法，能够一次去除多种重金属离子；还有钡盐沉淀法处理含有铬金属的废水；也有采用电解法，利用电极让废水中的重金属离子发生化学反应，消除其毒性，但是这种方法对于电能的消耗较大。

1.2物理化学法处理重金属废水

物理化学法处理重金属废水，主要是通过物理与化学结合的方法，来提高重金属废水处理的质量。例如采用物理吸附法，可以借助吸附剂（活性炭、褐煤、风化煤）将废水中的重金属离子进行吸附。这种方法能够同时吸附多种重金属离子，但是也存在吸附剂使用寿命较短的弊端。另外一种重要物理方法即是液膜法，液体膜分散于重金属废水时,流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子,然后在液膜内扩散，在膜内相界面上解络,重金属离子进入膜内相得到富集，流动载体返回膜外相界面，如此过程不断进行，废水得到净化。该方法工艺简单而且分离效率较高，但是稳定性较差。第三种是反渗透法和电渗析法。这两种即是相对可靠而且废水处理成本较低，但是对于浓缩重金属离子浓度有一定的限度。

1.3生物法处理重金属废水

在日常生活中人们发现水藻类等一些水生物能够起到一定的水资源净化作用，而且对一些重金属也有较强的富集能力。在此基础上，逐步发现放线菌、霉菌等都能够有效的吸附水中的重金属离子，然后以生物代谢的方式将重金属与生物体内的蛋白结合，进而实现重金属的沉淀。当然还有一些生物吸附法、生物沉淀法，具有成本低、易回收重金属的特点。综合来看，随着科学技术的进步，重金属废水的处理方法不断增加，但是每一种又个具优缺点。例如较为常用的化学沉淀法，虽然废水处理效率高，但是也存在废水回收利用困难的缺点。而其他活性炭吸附法、电渗析法等废水处理质量较高，但是也存在废水处理成本高的缺点，难以大规模的推广使用。因此成本低、废水处理效果好的生物技术，成为了未来重金属废水处理中的最优选择。

2重金属废水处理后的循环利用

目前由于技术条件和资金投入的限制，我国在重金属处理中大多采用沉淀法，虽然对于缓解重金属废水污染具有一定的作用，但是也产生了二次污染问题。因此在环保需求日益高涨的情况下，重金属废水“零排放”成为了政府和人民的要求。需要企业不断改进技术，多多引进现代的废水处理工艺和技术，减少重金属废水的排放量，实现水资源的循环利用，最终实现社会效益和经济效益的双提升。因此本文在结合生产的基础上，开发一种新型水处理活动因子，实现重金属废水的处理与循环利用。

2.1某金属冶炼企业废水特点

在本文研究中以某金属冶炼企业为例，对其废水中的重金属富含情况进行了研究，结果发现废水中的重金属离子较多，而且浓度高。因此采用常规技术进行废水处理的难度较大，净化后的废水PH值较高，无法达到排放标准。

2.2石灰中和工艺的改进

要实现重金属废水的循环利用，就必须改进现有的石灰中和工艺，有效解决废水循环过程中的钙离子导致结垢与腐蚀问题后进行循环利用。因此本技术将废水中钙离子的处理作为研究重点，在废水的底泥中投入一定的的聚丙烯酸（PAA）等。然后通过泥浆泵将混合底泥直接输送至石灰乳的投放池，在搅拌后与重金属离子发生反应，促进重金属离子的沉淀。形成的底泥在加入一定量的队等聚合物后开始新一轮的循环。改进工艺后发生的反应主要有：中和反应：H2SO4+Ca(OH)22H2O+CaSO4Ca2++2AsO2-Ca(AsO2)2水解反应：Zn2++2OH-Zn(OH)2Pb2++2OH-Pb(OH)2Cu2++2OH-Cu(OH)2Cd2++2OH-Cd(OH)2

2.3实验与检验

在获取以上反应后，本技术对某金属冶炼厂的重金属废水进行了实验，检验该技术在重金属废水中的应用。结果显示处理后的重金属废水PH值在8.5时，各重金属离子含量降低，符合了国家排放和企业循环利用标准。当PH值在9以上时，即可以完全达到国家标准，这一实验结果为进一步开展重金属废水的处理与循环利用奠定了坚实的基础。

3结语

水资源污染让本以缺乏的生态系统更加脆弱，尤其是面对重金属废水的污染时，更是需要我们不断创新技术，来提高废水处理的质量，实现重金属废水的处理与回收利用。本文在对常用废水处理技术进行论述的基础上，讨论了各个方法的优缺点，进而结合企业实际生产现状，对传统石灰石处理技术进行了改进，实现了重金属废水的高质量处理与达标排放。

参考文献：

[1]丘令华,罗孔发,邹焕村.PCB废水处理与循环利用技术[J].广东化工,2014,18:245+238.

[2]张淑云.国内外水处理技术信息[J].工业水处理,2009,06:19+58+85+91-92.

生物技术优缺点范文第5篇

关键词：葡萄糖；电化学传感器；研究分析

葡萄糖检测在医学、食品、生物技术及工业等领域有着广泛的应用，例如在医学上，常用电化学葡萄糖检测试条对病人血液、尿液或是唾液中的葡萄糖进行检测，从而指导饮食调节或是调整糖尿病用药，有助于糖尿病病情的治疗与控制；在食品方面，葡萄糖常见的碳水化合物，分析食品中（如饮料、果汁等饮品中）的葡萄糖含量也十分必要；葡萄糖含量的多少对微生物的发酵过程也有一定的影响；此外葡萄糖电化学传感器也用于检测工业废水中葡萄糖的含量。采用电化学传感器检测葡萄糖，其线性检测范围宽、灵敏度高、成本比较低，近年来，获得快速发展，已成为目前研究和应用最多的生物传感器。

1 电化学酶传感器

酶传感器一般是由固定化酶和电极组合构建而成。利用酶的高度专一性及催化性，将酶作为生物传感器的敏感元件，从而实现生物分子，如糖类、醇类、有机酸化合物、氨基酸化合物的浓度检测。用于葡萄糖检测的酶常为葡萄糖氧化酶。根据检测过程中传感器的电荷传递机理不同，主要有以下几种类型的电流型葡萄糖传感器。

1.1 氧气作为电子传递介体

在葡萄糖氧化酶存在的条件下，葡萄糖和氧气反应生成葡萄糖酸和双氧水，葡萄糖浓度的变化与双氧水或是氧气的浓度变化成线性关系。采用电化学方法检测过氧化氧的浓度和氧浓度可实现葡萄糖浓度的检测。张彦等采用壳聚糖固定化葡萄糖氧化酶生物传感器测定葡萄糖的含量，通过电极检测氧气消耗量，并依据反应中消耗的氧气与葡萄糖的浓度成正比的关系，建立了检测葡萄糖含量的电化学方法[1]。由于这类传感器借助于中间物质氧气或是双氧水，极易受检测环境的影响，如氧气不足时，难以对高浓度的血糖进行测定；双氧水浓度过高还容易导致酶的失活[2]。

1.2 利用电子媒介体代替氧气作为电子受体

电子媒介体，是指能将酶反应过程中产生的电子从酶反应中心转移到电极表面，从而使电极产生相应电流变化的分子导电体。其克服了葡萄糖酶传感器受氧气限制的缺点。电子媒介体能够使电子在酶的氧化还原中心与工作电极表面之间进行快速、往复传递。常见的电子媒介体有有机染料、二茂铁及其衍生物、醌及其衍生物、四硫富瓦烯、富勒烯及导电有机盐等。陈国松等用电子媒介体硒杂二茂铁制备得到的葡萄糖电极[3]；莫昌莉等以蔡酚绿B为介体制备葡萄糖传感器，加入葡萄糖标准溶液前后对蔡酚绿B进行循环伏安扫描，根据蔡酚绿B氧化峰的电流值与葡萄糖浓度成正比从而实现葡萄糖的定量测定[4]。

1.3 无介体传感器

其主要特点就是不经过酶与电极间电子交换，酶自身与电极之间直接进行电子转移。由于氧化还原活性中心深埋在葡萄糖氧化酶的分子内部，电子无法与电极表面以足够快速率进行转移，因此增强电子转移速度、缩短其与电极的距离是无介质传感器的研究热点。通常主要通过将酶共价键合在修饰电极表面、或将酶固定在导电聚合物修饰电极表面，达到酶催化反应的专一和高效。蔡称心等利用吸附的方法将葡萄糖氧化酶固定到CNT/GC电极表面， 形成GOx-CNT/GC 电极，通过葡萄糖氧化酶的直接电子转移实现葡萄糖的检测[5]，Xinhuang Kang 等采用葡萄糖氧化酶-石墨烯-壳聚糖修饰电极实现葡萄糖的直接电化学检测，借助于石墨烯的高比表面积和高导电性，实现葡萄糖氧化酶在电极表面的高吸附量，并加快了葡萄糖氧化酶与电极之间的电子传递速度[6]。

2 电化学非酶传感器

酶的活性容易受到外界环境影响这一缺点限制了酶传感器的应用，通过在电极上修饰对葡萄糖有催化作用的材料构建非酶葡萄糖传感器越来越引起人们的关注。常见的用于构建非酶葡萄堂传感器的材料主要有金属纳米材料如Au、Ag、Pt等、金属合金如Pt-Pb、金属纳米氧化物纳米CuO等、碳纳米管、石墨烯、聚合物膜、水滑石等。非酶葡萄糖传感器克服了酶容易失活这一缺点，表现出良好的重现性及稳定性。

纳米材料由于其尺寸效应等具备良好的催化性能，越来越广泛应用于电化学传感器的研究中。丁海云等将制备了Cu纳米粒子修饰电极， 其与大粒径的Cu粒子修饰电极相比较，Cu纳米粒子修饰电极对葡萄糖的检出限更低[7]，罗立强等制备氧化铜-石墨烯纳米复合物修饰电极，测定人血清样品，其结果与生化分析仪得出的结果基本一致[8]。特殊形状的纳米结构性能更佳，王蕊通过电沉积的方法在金电极表面制备了具有三维Pt-Pb“纳米花”状纳米结构，其电活性面积和电催化活性都有极大的提高，且稳定性和选择性也很好[9]。黄新堂等制备钛基底上镍-铝水滑石纳米片阵列无酶葡萄糖传感器电极CN101598697A。

电极表面的聚合物膜可以消除干扰，提高电极选择性。俞建国等制备的修饰过氧化聚吡咯膜的微镍电极用于葡萄糖的检测，有效的减少了常见的干扰物质（如抗坏血酸、尿酸）对检测结果的干扰，提高修饰电极的稳定性[10]。

3 结束语

酶传感器具有高度的专一性，非酶传感器具备良好的稳定性，两者均具备自己的优势，无论哪种传感器，其最终目的是实现葡萄糖传感器的高效、专一、长期检测。未来在酶传感器的酶的活性保持及非酶传感器的专一性等方面的研究将会是葡萄糖电化学传感器的研究热点。

参考文献

[1]张彦，等.壳聚糖固定化葡萄糖氧化酶生物传感器测定葡萄糖的含量[J].分析化学，2009，37（7）：1049-1052.

[2]Guilbault G Q Lubrano G G. An enzyme electrode for amperometric determination of glucose[J].Analytica ChimicaActa，1973，64（3）：439-455.

[3]陈国松，等.CN102297886A[P].2011

[4]莫昌莉，等.以蔡酚绿B为介体的葡萄糖生物传感器[J].化学传感器，2003，23（1）：26-31.

[5]蔡称心，等.碳纳米管修饰电极上葡萄糖氧化酶的直接电子转移[J].中国科学（B辑），2003，33（6）：511-518.

[6]Xinhuang Kang，等.Glucose Oxidase-graphene-chitosan modified e

lectrode for direct electrochemistry and glucose sensing[J].Biosensors and Bioelectronics，2009，25：901-905.

[7]丁海云，等.纳米铜修饰玻碳电极的制备及其对葡萄糖的催化氧化[J].分析化学，2008，36（6）：839～842.

[8]罗立强，等.CN102520035A[P].2012.