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环境生物技术是现代生物技术和环境工程相结合的一门新兴交叉学科。它是一种应用生物圈的某一部分来控制环境或控制预定进入生物圈的污染物的生物技术。广义的环境生物技术涵盖的范围很广，自然环境中所有涉及环境控制的生物技术相关技术都可以归为环境生物技术。包括环境中污染物的生物修复、污染场地的生物修复、生物降解材料等无害无污染生物制品的开发和应用等。[1].
二。现代生物技术在环境保护领域的应用
随着现代工农业的快速发展，农用化学品的广泛应用，能源的蓬勃发展和城市化的进一步扩大，特别是近年来乡镇企业的兴起，环境中出现了许多新的化学、物理和生物物质，如转基因生物和酶制品。这些新物质可能会给人类赖以生存的环境带来新的不利影响。污染物复杂化、污染日益严重、生物多样性减少等环境问题的出现，使得现代生物技术在环保领域的广泛应用成为必然。目前，现代生物技术在环境保护领域的应用一般表现在四个方面:环境监测与评价、消除污染、能源资源综合利用、拯救濒危物种和保护生物多样性。
1.环境监测和评估
应用现代生物技术如酶联免疫吸附分析、PCR、电子显微镜、基因差异显示、生物传感器、基因探针、生物芯片等对环境进行监测和评价，已成为近年来国内外科学家研究的热点，研究报告日益增多[2-4]。应用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测和分析环境中的农药及其代谢物是20世纪90年代的新技术。目前，国内外已开发出农药、杀菌剂、除草剂和多氯联苯、二恶英、抗生素等污染物的酶联免疫检测方法，现场快速分析的酶联免疫检测试剂盒已商品化。该技术具有快速、灵敏、成本低、特异性强、适合大量样品的现场分析等优点。
PCR技术可用于检测土壤、水和大气中的致病菌和指示菌。Niedrhauser[3]等人利用PCR技术检测出食品中容易引起人脑膜炎的单核细胞增生李斯特氏菌。PCR技术对该菌株的分析可在短短几个小时内完成，大大缩短了分析周期(传统方法至少需要10天)。而且PCR技术还可以跟踪检测环境中的基因工程菌珠(GEMs)，根据基因序列的诊断确定基因表达，检测环境中的特定人群[6]。随着PCR技术的不断发展，已经建立了巢式PCR、反向PCR和多重PCR[7]。可以预见，PCR技术将在检测水、土壤等环境中的致病菌、指示菌和基因工程菌方面发挥越来越重要的作用。
近年来，利用生物传感器监测环境中的污染物，尤其是现场监测，越来越受到人们的青睐。生物传感器由分子识别单元(敏感材料)和转换部分(换能器)组成，分子识别部分用于识别被测目标。根据敏感材料的不同，可分为酶传感器、微生物传感器、细胞传感器和免疫传感器。目前，生物传感器已经达到商业化应用的水平:BOD生物传感器、氨生物传感器、亚硝酸盐生物传感器、乙醇生物传感器、甲烷生物传感器等。[8-9].使用生物传感器具有成本低、制造容易、使用方便、快速测定和节省时间等优点，在环境监测中具有诱人的前景。
2.消除污染，改善生态环境
现代生物技术经常被用来消除污染和改善生态环境。包括环境污染物的生物削减和污染场地的生物修复或恢复[10]。20世纪60年代初，Martin Alexnder[10]对农药在土壤中的生物降解性进行了研究，为生物技术在环保领域的应用奠定了基础。20世纪70年代以来，可以说是生物技术飞速发展的阶段，生物技术在环境污染治理中的应用越来越广泛。这种势头一直延续到今天。目前，生物技术在该领域的研究和应用已经走向寻找、分离和筛选具有高净化能力的微生物物种和菌株以及人工构建基因工程菌。通过基因工程，利用质粒DNA重组和质粒转化，可以培育出抗污染物的生物。如果有人将四种假单胞菌的基因组放入同一个菌株中，创造出一种降解石油能力非凡的超级细菌，它可以在几个小时内降解浮油中三分之二的碳氢化合物，而使用天然细菌则需要一年以上的时间[7]。Chakabrty等人将OCT质粒和抗汞MER同时转入恶臭假单胞菌，使其能够降解烷烃，在含50-70mg/L汞的环境中生长，降解有机汞。美国科学家将含有除草剂2，4-D的基因从一种细菌转移到另一种快速生长的细菌中，明显加速了2，4-D的降解[11]。目前已经通过生物技术培育出能够降解石油及其衍生物如樟脑、农药如六六六、化学污染物如尼龙低聚物、重金属如汞的细菌。同时，能够过量吸收和积累重金属的转基因植物，尤其是超积累植物[12]也是当前研发的重点。植物修复的应用不仅可以净化和美化环境，还可以通过收集进行加工和再利用。
3.发展清洁能源和资源及其综合利用。
对能源的依赖和利用使人们感受到不可再生能源的有限性和潜在危机，现代生物技术的发展为解决这一问题带来了新的希望。今天，生物技术的概念还延伸到消除有害物质和废物以及这些物质的转化和再利用。例如从废物生产单细胞蛋白(SCP)和从纤维素材料生产酒精。德国利用木糖生产食用酵母，后来利用造纸工业亚硫酸废液开发饲料酵母，年产654.38+0.5亿吨单细胞蛋白作为肉类替代品，补充蛋白质的不足。中国科学家利用味精废水生产热带假丝酵母单细胞蛋白，含蛋白质60%。本品用作饲料，效果与鱼饲料相同[1]。英国伦敦一家公司利用“工程菌”嗜热脂肪芽孢杆菌将秸秆、玉米芯等废弃物转化为乙醇，其功效明显高于酵母[13]。
在新能源方面，中科院遗传所和中国农科院已经将降解除草剂三氮烯的基因转入大豆植株，转基因大豆不再吸收环境中的三氮烯。利用这项技术，可以生产出对人类安全有益的绿色食品。瑞士和美国科学家根据植物的生理生化原理开发了一种新型太阳能电池。同时，其他新能源如海藻发电、生物絮凝剂、生物表面活性剂、PHAs、生物农药等也得到开发和应用。
4.拯救濒危物种，保护生物多样性。
生物多样性是指生物之间的多样性和可变性以及物种栖息地的生态复杂性，包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性[14]。工业化和现代科技的快速发展使地球发生了巨大的变化，这使得许多物种被推向灭绝。但随着“克隆”技术的逐渐成熟，濒危物种得以延续，保护生物多样性完全可行。事实上，自从多莉·兰姆出生后，许多科学家就开始克隆濒危物种。例如，中国科学院水生科学研究所和动物研究所的科学家正在为未来克隆白暨豚和大熊猫做准备，并取得了初步成果。同时，现代生物技术将大大增加单位面积农产品的数量，减轻生物资源过度利用的压力，在很大程度上缓解生物多样性的减少。
生物技术的发展将培育抗病能力强的作物品种，不用像传统品种那样多的农药和化肥，减少农业生产带来的环境污染对生态系统的影响。此外，新的农业生物技术，如虫害控制、草控制和细菌控制，可以减少农药的用量，这也有利于维持生态系统的生物多样性。
第三，现代生物技术对环境的潜在影响
一项新技术的出现往往会对人类历史的发展产生前所未有的推动和深远的影响。同时，也可能存在未知的后果或风险，尤其是当人类无法确保技术的正确有效使用时，它所造成的灾难将是触目惊心的。生物技术作为一门在环境领域得到迅速发展和应用的高新技术，也不例外。它有优点也有缺点。在创造显著的经济效益、社会效益和环境效益的同时，也存在环境安全问题。事实上，生物技术确实对环境有负面影响。例如，给老鼠喂食含有雪花莲凝集素(GNA)基因的马铃薯，导致器官异常生长，破坏免疫系统，以及蝴蝶喂食Bt转基因玉米后导致44%死亡的蝴蝶事件。自从20世纪70年代基因工程出现以来，人们就非常关注生物技术活动及其产品对人类和环境的安全性[15-16]，基因工程是争论的焦点。