生物技術(shù)的進(jìn)展范文

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篇1

隨著農(nóng)業(yè)革命、手工業(yè)革命、工業(yè)革命、商品國際化革命、信息產(chǎn)業(yè)化革命的推進(jìn)，許多科學(xué)家們預(yù)言21世紀(jì)必將產(chǎn)生一次生物技術(shù)革命，而這一革命的主戰(zhàn)場就是農(nóng)業(yè)。現(xiàn)代生物技術(shù)可有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改善農(nóng)作物的營養(yǎng)品質(zhì)。因此，現(xiàn)代生物技術(shù)必然會成為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要趨勢。

1現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

1.1基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

基因工程即利用分子生物學(xué)和微生物學(xué)技術(shù)，設(shè)計好不同來源的基因順序，在體外成功構(gòu)建雜交DNA分子后導(dǎo)入受體細(xì)胞，使受體細(xì)胞表現(xiàn)出人們需要的表現(xiàn)型，產(chǎn)生出人們需要的物質(zhì)。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用基因工程技術(shù)，獲得的農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性強，還可獲得畜、禽新品種及具有特殊作用的動、植物。例如，經(jīng)過7年的努力攻關(guān)，2011年勝利突破了大面積示范（即6.67hm2示范）平均產(chǎn)量為13500kg/hm2的超級雜交稻第3期目標(biāo)，達(dá)到了13899kg/hm2[1]；運用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將相應(yīng)的基因?qū)胗筒酥杏型嘤鲛D(zhuǎn)基因抗病油菜新品種[2]；運用基因工程技術(shù)可將抗除草劑基因?qū)朕r(nóng)作物中，使農(nóng)作物能夠不受除草劑的影響，目前已生產(chǎn)出多種抗除草劑作物品種，應(yīng)用廣泛[3]。

1.2細(xì)胞工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

細(xì)胞工程是指在體外培養(yǎng)細(xì)胞，以改變細(xì)胞某些生物學(xué)特性為目的將不同作物或動物進(jìn)行細(xì)胞雜交，使植物或動物個體繁殖速度加快，以獲得優(yōu)良品種或新品種及某些具有特殊作用的物質(zhì)的一門技術(shù)[4]。細(xì)胞工程技術(shù)在植物快速繁殖、植物新品種選育等方面發(fā)揮著重要作用。目前植物體細(xì)胞雜交應(yīng)用較多，如可以將馬鈴薯細(xì)胞和番茄細(xì)胞進(jìn)行雜交，可獲得上結(jié)番茄下結(jié)馬鈴薯的“番茄馬鈴薯”；將豆科植物與向日葵進(jìn)行細(xì)胞雜交，可培育出具有高營養(yǎng)價值的“向日豆”[5]。

1.3發(fā)酵工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

發(fā)酵工程即利用微生物具有的特殊作用生產(chǎn)出對人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接將微生物應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)過程的一門新的技術(shù)。發(fā)酵工程主要可應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的2個方面，一是生產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)品，如果酒、茯磚茶、食醋等；二是生產(chǎn)一些食品添加劑。如茯磚茶的制作過程中就運用到了發(fā)酵工程技術(shù)，通過調(diào)控渥堆時間、使用接種劑、發(fā)酵劑等方法可以改進(jìn)茯磚茶的加工工藝，進(jìn)而可生產(chǎn)出“金花”飽滿、品質(zhì)優(yōu)良的茯磚茶。

1.4酶工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

酶工程，簡單來說就是利用酶的生物催化功能，借助工程手段將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)。酶工程可應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的制酒、制醬等方面。例如，隨著我國糧食的不斷增產(chǎn)，一些地區(qū)出現(xiàn)了粗糧過剩的問題，需要解決粗糧的淀粉利用。解決辦法之一是生產(chǎn)葡萄糖，但由于葡萄糖甜度不大，難以在市場上應(yīng)用。最有效的辦法還是運用酶工程技術(shù)的手段，將葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)樘鸲却蟮墓牵遣粌H比葡萄糖甜度大，其比蔗糖的甜度還高50%以上。

2微生物肥料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1微生物肥料的特點

微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用該種肥料可獲得特定的肥料效應(yīng)[6]。生物肥料的定義分為2個方面，從狹義上講，生物肥料就是指微生物肥料，是由具有特殊作用的大量有益微生物發(fā)酵產(chǎn)生的，活性高。施入該種肥料能夠產(chǎn)生活性物質(zhì)，能夠增加作物的固氮作用，改善土壤的理化性質(zhì)，使作物的生長環(huán)境變得更好，使作物生長更優(yōu)、產(chǎn)量更高。從廣義上講，生物肥料泛指各種具有特定肥效的生物制劑，包括特定的活的生物體、生物體的代謝物或基質(zhì)的轉(zhuǎn)化物等，此種生物體不限定，既可以是微生物，也可以是動、植物組織和細(xì)胞[7-8]。

2.2生物肥料的應(yīng)用優(yōu)勢

微生物肥料具有其他化肥和農(nóng)藥沒有的優(yōu)勢，可有效改善土壤的理化性質(zhì)，提高土壤肥力。目前微生物肥料已應(yīng)用在綠色有機食品生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展中，并發(fā)揮著極其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身無毒害作用，對環(huán)境幾乎無污染；同時，施用量一般不大，在其生產(chǎn)過程中所消耗的能量也很少，因而可節(jié)約農(nóng)民的施肥成本。此外，微生物肥料還可改善土壤的理化性質(zhì)，減少土壤營養(yǎng)流失和富營養(yǎng)化的產(chǎn)生，實現(xiàn)土壤的可持續(xù)化利用。

篇2

[關(guān)鍵詞] 生物質(zhì)燃料 綜合應(yīng)用技術(shù) 新進(jìn)展

[中圖分類號] TK6 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650（2016）10-0206-01

引言

黨的十報告中提出了關(guān)于提高能源使用效率的問題，即要支持新能源的開發(fā)，提高可再生能源的利用率。至此，河南駐馬店市農(nóng)業(yè)大區(qū)對生物質(zhì)燃料的綜合應(yīng)用技術(shù)得到了高度重視。生物質(zhì)能作為碳源具有可再生性，可以轉(zhuǎn)化為固態(tài)燃料、液態(tài)燃料、氣態(tài)燃料。

1 固體生物質(zhì)燃料的綜合應(yīng)用技術(shù)

制備固體生物質(zhì)燃料所采用的技術(shù)是固化成型技術(shù)，即將品位相對較低的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為品位相對較高的生物質(zhì)燃料，而且由于燃料已經(jīng)固化成型的，所以方便與存儲和運輸，在燃料的利用上也非常便利。固體生物質(zhì)燃料的資料來源于農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的玉米芯、秸稈等等各種廢棄物。

1.1 固體生物質(zhì)燃料的成型技術(shù)

首先，要收集生物原材料，將這些材料經(jīng)過篩選之后，確保材料干燥，灰分符合要求，污染性低而且熱值高、容易燃燒。對于這些材料進(jìn)行干燥處理后，進(jìn)行成型處理以方便運輸[1]。其次，將所有篩選出來的材料粉碎處理，并將黏結(jié)劑和助燃劑加入其中進(jìn)行壓縮，使固體生物質(zhì)燃料不僅方便存儲，而且容易燃燒。

1.2 固體生物質(zhì)燃料的生產(chǎn)技術(shù)

根據(jù)不同的生產(chǎn)條件，固體生物質(zhì)燃料所采用的生產(chǎn)技術(shù)也會有所不同。其一，常溫濕壓成型技術(shù)，具體而言，是將纖維素原料進(jìn)行水解處理而使得原料的纖維經(jīng)過濕潤時候軟化，使其皺裂，之后進(jìn)行壓縮處理。這種技術(shù)的操作簡單，但是會提高部件的磨損度，而且所生產(chǎn)的燃料的燃燒值比較低。所以，成本相對較高。其二、炭化成型技術(shù)，即對生物質(zhì)原料進(jìn)行炭化處理后成為粉末狀，將粘結(jié)劑加入其中，壓縮成木炭。比如，河南駐馬店市農(nóng)業(yè)大區(qū)，秸稈多綜合利用，利用炭化技術(shù)工藝生產(chǎn)出來的秸稈炭粉可制成炭球、活性炭等炭產(chǎn)品。在秸稈炭化的過程中所排放的煙霧收集起來提取可燃?xì)怏w、木焦油、木醋酸。但目前綜合利用率還比較低，所以，還國家對秸稈綜合利用予以補貼和政策上的傾斜。

2 液態(tài)生物質(zhì)燃料的綜合應(yīng)用技術(shù)

2.1 燃料乙醇

燃料乙醇成本低而且具有可再生性。生產(chǎn)技術(shù)上，是對非糧食原料乙醇回收后，經(jīng)過凈化并發(fā)酵處理。其中，對脫水處理技術(shù)具有很高的要求，主要采用了萃取精餾法、吸附分離法以及共沸精餾法等等[2]。所生產(chǎn)的燃料乙醇中所含有的乙醇可以達(dá)到99.7%，比無水乙醇中的乙醇含量要高。

2.2 生物柴油

動植物油脂經(jīng)過加工處理后，可以生產(chǎn)出與柴油的化學(xué)性質(zhì)比較接近的長鏈脂肪酸單烷基酯，即為“生物柴油”。這種材料具有良好的性，沒有毒，而且生物降解，是用于替代柴油的最好的材料。生產(chǎn)技術(shù)上，物理方式進(jìn)行技術(shù)處理即為直接混合法、酯交換法和酶催化法；化學(xué)方式進(jìn)行技術(shù)處理即為采用了微乳化法高溫?zé)崃呀夥āＳ捎谒褂玫牟牧喜煌a(chǎn)出來的生物柴油存在著有點和不足。目前廣泛使用的生物柴油制備方法為酯交換法。這種方法的原料來源廣泛，加工工藝簡單，所生產(chǎn)出來的生物柴油性能穩(wěn)定，但是在生產(chǎn)的過程中會有堿性廢水產(chǎn)生，而且生產(chǎn)設(shè)備會遭到嚴(yán)重的腐蝕。

3 氣態(tài)生物質(zhì)燃料的綜合應(yīng)用技術(shù)

生物質(zhì)發(fā)酵技術(shù)，就是將生物質(zhì)采用厭氧微生物分解技術(shù)，經(jīng)過代謝處理之后生成了氣體，這種氣體的主要成分是甲烷，其中還包括二氧化碳、氫氣以及硫化氫等等，即為“沼氣” [3]。沼氣的發(fā)酵劃分為水解液化、酸化、產(chǎn)甲烷三個階段。生物技術(shù)的快速發(fā)展，挖掘高效厭氧微生物并使用的效率也會有所提高，對沼氣的利用起到了促進(jìn)作用。

按照生物質(zhì)氣化原理，生物質(zhì)氣化制氫技術(shù)需要將生物質(zhì)進(jìn)行氣化處理后，可燃性的氣體與水蒸汽不斷地重整，從中可以提取氫氣。研究的介質(zhì)是催化劑、氣化爐，使用白云石制作二氧化碳，吸收蒸汽，經(jīng)過氣化后產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。經(jīng)過試驗表明，氣體中的氫氣產(chǎn)量是非常高的，可以達(dá)到66.9%；二氧化碳?xì)怏w為3.3%；一氧化碳?xì)怏w為0.3%。

總結(jié)

綜上所述，中國在近年來環(huán)境污染日趨嚴(yán)重。要保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，就要加大清潔能源的使用力度，同時還要提高能源的重復(fù)使用效率。特別是發(fā)展新能源，能夠?qū)Σ豢稍偕茉吹睦靡跃徑猓环矫婵梢詫δ茉词褂玫陌踩枰跃S護(hù)，而且還可以推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]王永征，姜磊，岳茂振，等.生物質(zhì)混煤燃燒過程中受熱面金屬氯腐蝕特性試驗研究[J].中國電機工程學(xué)報，2013，33（20）：88―95.

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關(guān)鍵詞：城市土壤；重金屬污染；植物修復(fù)技術(shù)；大生物量非超富集植物；綜合評估篩選法

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.03.011

城市土壤因受人類活動強烈影響而區(qū)別于自然土壤，主要指厚度大于50 cm的非農(nóng)用土壤，通常出現(xiàn)在城市和城郊區(qū)域[1-3]。城市化過程中的工業(yè)發(fā)展、城建工程的實施和居民日常生活等人類活動排放的污染物，以各種形式直接或間接地進(jìn)入城市土壤，改變了城市土壤的理化屬性，造成了城市土壤的重金屬污染[4]。城市土壤重金屬既可通過直接接觸密集的城市人群而危害人體健康，又可通過對大氣、水體的影響而影響城市生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而影響生命安全[5-6]。城市土壤既可以為城市綠色植物的生長提供養(yǎng)分，是其必不可少的生長介質(zhì)，又可以為土壤微生物提供棲息地，是其能量的重要來源之一，所以城市土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)尤為重要的組成部分，與城市生態(tài)環(huán)境息息相關(guān)[5]。因此，城市土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點領(lǐng)域。

1 城市土壤重金屬污染現(xiàn)狀

原成土母質(zhì)和人為活動是城市土壤重金屬的來源，其中工業(yè)生產(chǎn)、機動車輛尾氣排放、生活垃圾堆棄等人為活動是造成城市土壤重金屬污染的主要因素。一方面，人為活動產(chǎn)生的重金屬以氣溶膠的形式進(jìn)入大氣，經(jīng)過干濕沉降間接進(jìn)入土壤；另一方面，附著于廢棄物中，直接排入城市土壤，造成重金屬污染，甚至污染地下水。并且城市土壤重金屬污染具有一定的空間分布特征，總體表現(xiàn)為城區(qū)內(nèi)部土壤重金屬含量明顯高于郊區(qū)，并且交通干線兩側(cè)、人類活動密集區(qū)、老工業(yè)區(qū)重金屬污染較為嚴(yán)重，而受人為活動影響較小的風(fēng)景區(qū)、公園等功能區(qū)土壤重金屬污染則屬于中低度污染和輕微生態(tài)風(fēng)險。

城市土壤Pb、Zn、Cu、Cd等重金屬多介質(zhì)復(fù)合污染給人體健康帶來了極大的風(fēng)險。食物鏈傳遞研究表明，重金屬已經(jīng)不同程度地污染了我國的城市郊區(qū)菜地土壤[7-9]，重金屬含量已超標(biāo)的蔬菜大量向城市供應(yīng)。除此之外，以揚塵為載體進(jìn)入大氣的城市土壤重金屬，最終可通過人體的新陳代謝作用而進(jìn)入體內(nèi)并逐漸積累，從而直接威脅到人體健康。研究表明，北方沙塵暴天氣發(fā)生時，大氣環(huán)境中土壤重金屬元素濃度迅速增加，Pb、Zn、Cu、Cd的濃度比平常高出3～12倍[10-11]。據(jù)相關(guān)研究部門統(tǒng)計，上海市大約有1/3的大氣顆粒物來自于土壤揚塵[7]。此外，城市土壤重金屬元素的積累對植物、動物、微生物的生理生態(tài)等方面也產(chǎn)生一定的毒害，導(dǎo)致城市土壤的退化。

2 土壤重金屬污染修復(fù)研究現(xiàn)狀

近年來，科研工作者不斷探索重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)，使物理、化學(xué)和生物等修復(fù)技術(shù)得到了較快的發(fā)展。由表1可知，盡管這些物理、化學(xué)修復(fù)手段對治理重金屬污染土壤具有非常重要的實踐意義，但仍具有投資大、修復(fù)效率低、對周圍環(huán)境干擾性大、易導(dǎo)致次生污染等諸多缺點。相比較而言，盡管植物修復(fù)技術(shù)有著種質(zhì)資源較少、修復(fù)效果待改善和植物生長條件等局限性，但其仍具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的雙重優(yōu)勢，不僅能夠利用綠色植物的新陳代謝活動來修復(fù)土壤環(huán)境中的重金屬污染，而且具有一定的觀賞價值，有助于園林城市的建設(shè)。

廣義的植物修復(fù)技術(shù)是在多學(xué)科交叉點上發(fā)展起來的新技術(shù)，建立在植物對某種或某些化學(xué)元素的耐性和積累性基礎(chǔ)之上，利用植物及其根際共存微生物體系的吸收、揮發(fā)、降解和轉(zhuǎn)化作用來清除環(huán)境中的污染物的一門環(huán)境污染治理技術(shù)[12]。通常所說的植物修復(fù)技術(shù)是指選擇具有吸收富集土壤中污染元素能力的植物，并將該植物種植于特定重金屬污染的土壤上，隨著該植物收獲和植物組織器官的妥善處理，便可移除土體中的該種污染重金屬，最終達(dá)到污染治理與生態(tài)修復(fù)污染土壤的目的[13]。這種技術(shù)因為其在土壤污染治理方面的巨大應(yīng)用潛力，吸引了各國相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家進(jìn)行相關(guān)研究，并取得了一定的進(jìn)展。

2.1 超富集植物修復(fù)技術(shù)

現(xiàn)今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的超富集植物約500多種，主要分布在氣候溫和的歐洲、美國、新西蘭及澳大利亞的污染區(qū)，但利用植物修復(fù)污染土壤則是近幾十年的工作。目前，關(guān)于超富集植物對重金屬耐性和積累性機理、修復(fù)性能改進(jìn)及應(yīng)用技術(shù)等方面的研究已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)展開，并且也取得了一定的進(jìn)展。此外，植物修復(fù)技術(shù)商業(yè)化因其工程性的試驗研究以及實地應(yīng)用效果，在未來具有巨大的商業(yè)前景。

2.2 超富集植物修復(fù)的局限性

超富集植物在修復(fù)土壤重金屬污染方面表現(xiàn)出顯著的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。盡管利用植物修復(fù)技術(shù)修復(fù)重金屬污染土壤具有廉價、有效、使土壤免受擾動等優(yōu)點，但是在實際應(yīng)用中，超富集植物由于其固有的特點，大大限制了在植物修復(fù)技術(shù)中的應(yīng)用。第一，大部分超富集植物生物量低下，嚴(yán)重制約了修復(fù)效率，且植株矮小，不便于機械化作業(yè)；第二，超富集植物引種易受到地域性限制，因其多為野生植物種質(zhì)資源，區(qū)域性分布較強，難以適應(yīng)新的生物氣候條件；第三，超富集植物往往只適用于某種特定的重金屬元素，具有較強的專一性，對土壤中其他含量較高的重金屬則表現(xiàn)出中毒癥狀，從而在重金屬復(fù)合污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用受到了限制；最后，超富集植物根、葉、果實等器官機械折斷、凋謝或腐爛等途徑使重金屬重返土壤，易造成二次污染，間接降低了修復(fù)效率。

2.3 大生物量非超富集植物與超富集植物修復(fù)技術(shù)

Ebbs等[16]認(rèn)為超富集植物以外的其他大生物量非超富集植物也具有修復(fù)重金屬污染土壤的可能性，并提出農(nóng)作物地上部可觀的生物量能夠補償?shù)厣喜枯^低的重金屬含量的觀點。周振民等[17]指出了大生物量非超富集植物修復(fù)技術(shù)是一項非常有發(fā)展?jié)摿Φ闹参镄迯?fù)技術(shù)。因此植物修復(fù)技術(shù)走向工程實踐的主要任務(wù)是篩選與開發(fā)大生物量、富集重金屬能力強且具有觀賞性的復(fù)合型修復(fù)植物。

3 土壤重金屬污染大生物量植物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

現(xiàn)有超富集植物種質(zhì)資源貧乏，并且其具有自身的局限性，修復(fù)效果也有待于進(jìn)一步加強，故植物修復(fù)技術(shù)還不成熟。另外，評價植物修復(fù)重金屬污染的標(biāo)準(zhǔn)是重金屬遷移總量，然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的超富集植物因其生物量小、生長緩慢而使重金屬遷移總量相對較低，自然種群中存在著對重金屬具有一定耐性的大生物量植物，雖然其單位質(zhì)量的重金屬含量尚不滿足超富集植物的定義，但此時其所積累的重金屬絕對量反而比超積累植物的絕對量大。因此大生物量非超富集植物對城市土壤重金屬的修復(fù)作用更大。

3.1 大生物量修復(fù)植物的優(yōu)勢

以大生物量植物種質(zhì)資源作為篩選修復(fù)植物對象是有依據(jù)的，一方面，大生物量修復(fù)植物具備普通植物的功能特點；另一方面，大生物量修復(fù)植物還有普通植物不具備的諸多優(yōu)點。主要表現(xiàn)為：

（1）高生物量植物種質(zhì)資源豐富，有著巨大的潛力，可為篩選提供堅實的基礎(chǔ)；

（2）在進(jìn)行城市土壤修復(fù)、調(diào)控大氣環(huán)境的同時，能夠美化環(huán)境，一舉兩得；

（3）具備觀賞性的大生物量修復(fù)植物，不會進(jìn)行食物鏈的傳遞積累，減少了對人體的危害；

（4）大生物量植物對人類健康也有著一定的作用，如油松、核桃、桑樹等對桿菌和球菌的殺菌力均極強，花卉芳香油可抗菌，提高人體免疫力，可作為保健食品或調(diào)控大氣環(huán)境；

（5）在長期的生產(chǎn)實踐中，品種選育、植物栽培以及病蟲害防治等經(jīng)驗日益豐富。因此，篩選大生物量植物修復(fù)城市土壤重金屬污染是可行的。

3.2 大生物量植物的耐性與積累性研究

4 大生物量修復(fù)植物的判斷標(biāo)準(zhǔn)與篩選

由周振民等[17]對重金屬污染土壤大生物量修復(fù)植物進(jìn)行的綜合研究可知，其篩選對象主要為部分農(nóng)作物、雜草、樹木和花卉。修復(fù)城市土壤的大生物量植物應(yīng)具有一定的生態(tài)功能和觀賞價值，按觀賞部位可分為觀花的、觀葉的、觀芽的、觀莖的、觀果的五類；從低等到高等植物，從水生到陸生；有草本也有木本，有灌木、喬木和藤木，種類繁多。因此篩選既具有觀賞性又具有生態(tài)修復(fù)功能的大生物量修復(fù)植物就尤為重要了。

為了便于采取定性與定量相結(jié)合的綜合評估分析法篩選出具備此能力的大生物量修復(fù)植物，這就要求植物符合一定的判定標(biāo)準(zhǔn)。耐性特征、積累特征、觀賞性和生態(tài)調(diào)控功能是主要的評定指標(biāo)，其中耐性特征和積累特征是最基本的判斷標(biāo)準(zhǔn)。耐性植物應(yīng)該能夠在較高重金屬污染濃度的土壤上完成生命周期，并且污染處理的植物地上部生物量與對照植物的地上部生物量相比沒有明顯的下降，這才說明該植物對重金屬污染的土壤具有一定的耐性。積累特征以轉(zhuǎn)移系數(shù)和富集系數(shù)綜合表示，李庚飛等[25]研究表明，在利用大生物量非超富集植物進(jìn)行重金屬污染修復(fù)時，若植物對某重金屬元素的轉(zhuǎn)移系數(shù)和地上部分富集系數(shù)均大于0.1，說明植物對該金屬元素具有富集的潛力。此外，植物觀賞性和固碳釋氧、吸收有毒有害氣體等生態(tài)調(diào)控功能等指標(biāo)的納入，對采用綜合評估篩選法進(jìn)行復(fù)合型修復(fù)植物的篩選更有意義。

大生物量植物種類繁多，盲目地篩選是不科學(xué)的。因此首先應(yīng)該搜集資料，調(diào)查各種植物的特點及其本身生長習(xí)性，從中初選出最有可能成為修復(fù)植物的種質(zhì)資源進(jìn)行研究，之后再進(jìn)一步確認(rèn)。例如，可從受污染嚴(yán)重的區(qū)域采集仍然能夠正常生長的物種進(jìn)行試驗，或從生長不易受環(huán)境影響的物種著手。初選大生物量修復(fù)植物在一定程度上可由植物的根、莖、葉初步判斷[26]。生物量與株高成正比，而生物量越大，修復(fù)效率也相應(yīng)增大，因此株高是修復(fù)植物的重要選擇依據(jù)。為使篩選出的修復(fù)植物具有更好的實踐性，也應(yīng)盡量地人為模擬與特定重金屬污染城市土壤條件相一致的環(huán)境條件，利用盆栽試驗篩選出大生物量復(fù)合型修復(fù)植物。

5 結(jié) 語

我國對植物修復(fù)重金屬污染土壤的研究起步較晚，篩選工作做得不多，大量有潛力的修復(fù)植物還有待發(fā)現(xiàn)，尤其是以大生物量修復(fù)植物為篩選對象將成為一個突破口。總的來說，用大生物量修復(fù)植物修復(fù)污染土壤的潛力巨大。在城市污染土壤修復(fù)中，大面積地應(yīng)用與其他手段相結(jié)合的大生物量修復(fù)植物，既可以美化環(huán)境，又能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此進(jìn)一步提高大生物量修復(fù)植物的修復(fù)效率，應(yīng)從生態(tài)位的理論出發(fā)，開展植物品種的篩選與培育、復(fù)合修復(fù)技術(shù)應(yīng)用、修復(fù)效果驗證試驗等方面的研究，以適應(yīng)城市需要，并將植物修復(fù)、觀賞植物苗木生產(chǎn)、園林景觀建設(shè)與生物質(zhì)能利用有機結(jié)合，形成環(huán)境污染修復(fù)產(chǎn)業(yè)，走循環(huán)利用綠色發(fā)展之路。

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篇4

關(guān)鍵詞：近紅外光譜技術(shù)；無創(chuàng)生化檢驗；研究；進(jìn)展

中圖分類號：R446.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-0515（2013）8-006-02

目前心腦血管病、糖尿病等常見的慢性疾病，對人類的健康構(gòu)成極為嚴(yán)重的威脅。據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查報告顯示：預(yù)計到2030年，全世界患者糖尿病患者人數(shù)將達(dá)到3.66億。隨著我國當(dāng)前社會老齡化加劇，人們的生活水平已經(jīng)逐漸提高，血脂、血糖異常患者的發(fā)病率也呈現(xiàn)不斷上升的趨勢。因此，如何控制這類疾病的發(fā)生就成當(dāng)下研究的主要課題。大量臨床研究證實，對于這一類疾病最好的預(yù)防和控制就是要做到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早治療，為此，就需要加強患者血糖、血脂的檢測。在當(dāng)前的醫(yī)學(xué)技術(shù)發(fā)展的情況下，無創(chuàng)生化檢驗得以應(yīng)用和發(fā)展，不僅實現(xiàn)了連續(xù)實時監(jiān)測，而且減少了對患者不必要的負(fù)擔(dān)和痛苦。為此，在這里以我院隨機抽取的2012年1月到2013年2月期間的收治的42例血糖、血脂異常患者的臨床資料進(jìn)行回顧性分析，具體報告結(jié)果如下：

1資料與方法

1.1一般資料 本組研究資料均源于2012年1月到2013年2月期間的收治的血糖、血脂異常患者，年齡46-72歲，男44例，女40例，兩組患者在性別、年齡、生命體征、臨床癥狀等方面P>0.05，不具有統(tǒng)計學(xué)意義，具有臨床可比性。

1.2研究方法 以我院在2012年1月到2013年2月期間的收治的42例血糖、血脂異常患者的臨床資料為研究對象，將其作為實驗組，本組所有患者均例行近紅外光譜技術(shù)無創(chuàng)生化檢驗，并且同期例行血糖、血脂常規(guī)檢測的42例患者進(jìn)行對照，設(shè)為對照組，針對兩組患者的臨床效果進(jìn)行系統(tǒng)評價。

1.3實驗儀器 傅里葉變換紅外光譜儀，探測器為TE制冷探測器，分辨率為8cm-1， 光譜采集范圍要求在1000-2500nm，掃描次數(shù)為32，要求每隔30min測量一次基線。

1.4近紅外光譜技術(shù)無創(chuàng)生化檢驗

1.4.1離體分析 采集人體血漿作為檢測標(biāo)本，利用近紅外光譜對溶液中的血糖含量進(jìn)行分析，并以PLS作為定標(biāo)方法，測定SEP值。

1.4.2無創(chuàng)分析 建立交模型，采用交叉檢驗法，跟蹤患者血糖水平變化，預(yù)測患者SEP值。

1.4.3動態(tài)監(jiān)測 采用動態(tài)血糖監(jiān)測系統(tǒng)，對患者血糖動態(tài)變化進(jìn)行實時監(jiān)測，在監(jiān)測 時，血糖每一次的變化信號均以血糖值存儲于系統(tǒng)中，平均每5分鐘記錄一次，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)下載于電腦中，為醫(yī)生診斷提供依據(jù)。

1.5統(tǒng)計學(xué)分析 采取SPSS13.0軟件實施統(tǒng)計分析，差異有統(tǒng)計意義，即P

2結(jié)果

2.1一般情況

對照組疾病控制率達(dá)100%，檢測滿意度達(dá)98%，而且實驗組疾病控制率為75%，檢測滿意度達(dá)67%，其檢測效果明顯優(yōu)于對照組，差異顯著，具有統(tǒng)計學(xué)意義，P

與對照組相比，P

2.2血糖含量測定結(jié)果

采用完全交互驗證的方式建立偏最小二乘模型，平滑和基線校正配合微分處理可以有效的消除各個方面的噪聲，如電噪聲、雜散光等，優(yōu)化光譜信號，提高模型的預(yù)測能力。具體如表2所示：

3討論

近紅外線光譜技術(shù)是近年來應(yīng)用和發(fā)展較快，且關(guān)注度較高的一種分析技術(shù)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，其在無創(chuàng)生化檢驗中的應(yīng)用，引起了眾多醫(yī)學(xué)專家的注意。

3.1分析原理

近紅外線光譜有其自己特有的光譜特性，在進(jìn)行分析時，可以利用物質(zhì)分子產(chǎn)生能級躍遷，將部分光能吸收，以形成譜帶，進(jìn)而就可以得到相應(yīng)的光譜圖。另外，有機物近紅外光譜的特異性較強，受外環(huán)境影響相對較小。

3.2技術(shù)特點

在生化檢驗中，主要通過虛擬儀器軟件技術(shù)和校正分析模型，所用樣本品用量少、成本低、無需預(yù)處理、無破壞、無試劑、無污染、譜圖穩(wěn)定、高效、且可以實現(xiàn)多組同時檢測。

3.3臨床應(yīng)用

近紅外光子能量相對較低，物質(zhì)穿透力強，可以實現(xiàn)對生物體的無損檢驗測，臨床上主要集中于血氧、血糖等的測定，目前近紅外研究作為主流方法，其基礎(chǔ)原理的深入研究，更加適合于血糖的檢測，并且具有良好的臨床檢測效果，如本組研究結(jié)果顯示：對照組疾病控制率達(dá)100%，檢測滿意度達(dá)98%，而且實驗組疾病控制率為75%，檢測滿意度達(dá)67%，其檢測效果明顯優(yōu)于對照組，由此可見，其檢測的有效性。

3.4改進(jìn)措施

本組研究中發(fā)現(xiàn)測量葡萄糖時，其光譜是唯一的，但是容易被其他光譜所覆蓋，這是因為其受到干擾，從而阻礙了其在檢測惡性疾病中的應(yīng)用，為此，需要結(jié)合現(xiàn)代多種技術(shù)和手段，可以有效的消除各個方面的噪聲，如電噪聲、雜散光等，優(yōu)化光譜信號，提高檢測準(zhǔn)確率和分辨率。

總而言之，采用近紅外光譜技術(shù)用于無創(chuàng)生化檢驗，無試劑、無損傷、分析快速，具有較高的利用價值和意義，但是需要臨床醫(yī)師作出進(jìn)一步的研究與探討，確保近紅外在生化檢測中的實用化，增加客觀指標(biāo)，避免干擾因素，結(jié)合技術(shù)和設(shè)備的實際情況，取得更好的檢測結(jié)果。

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篇5

[關(guān)鍵詞] 無公害蔬菜 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展措施及對策

[中圖分類號] S63 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2015）02-0027-02

鹽津是典型的山區(qū)農(nóng)業(yè)縣，山高坡陡，植被覆蓋率大，天然植被隔離條件優(yōu)越，耕地資源豐富，工業(yè)極不發(fā)達(dá)，無“三廢”污染，是發(fā)展無公害農(nóng)產(chǎn)品的理想之地。如何充分發(fā)揮地區(qū)資源優(yōu)勢，加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，大力發(fā)展無公害蔬菜產(chǎn)業(yè)，走基地化、產(chǎn)業(yè)化、市場化的發(fā)展道路，真正把無公害蔬菜產(chǎn)業(yè)作為增加農(nóng)民收入的重要產(chǎn)業(yè)之一，是當(dāng)前我們必須考慮的問題。

1 鹽津縣無公害蔬菜生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問題

1.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

我縣蔬菜種植面積大，但是分散，絕大部分屬于老百姓一家一戶種植，只有極少數(shù)的縣城周邊村適度集中種植。2014年，全縣蔬菜種植面積16萬畝，總產(chǎn)量24.1萬噸，總產(chǎn)值20083萬元。

1.2 存在問題

1.2.1基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，物質(zhì)技術(shù)裝備水平低

由于我縣屬典型山區(qū)農(nóng)業(yè)縣，財貧民困。近年來，雖然國家實施以工代賑、生態(tài)工程、中低產(chǎn)田地改造等農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)資金投入逐年有所增加，但離發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)所必須的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施還相距甚遠(yuǎn)，難以實現(xiàn)農(nóng)田能排能灌和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，抵御自然災(zāi)害能力十分脆弱。

1.2.2農(nóng)民發(fā)展蔬菜產(chǎn)業(yè)的主動性和積極性還不高，無公害意識不強。

蔬菜產(chǎn)業(yè)是個技術(shù)密集、勞動密集、資金投入密集的產(chǎn)業(yè)。而部分菜農(nóng)對發(fā)展無公害蔬菜生產(chǎn)的重要性認(rèn)識不足，重視不夠，使無公害蔬菜生產(chǎn)技術(shù)措施不能全面落實到戶，亂用農(nóng)藥、超量施肥的現(xiàn)象仍然存在，還不能很好的適應(yīng)市場對高品質(zhì)、無公害的要求。

1.2.3缺乏大型蔬菜深加工企業(yè)帶動，無公害蔬菜產(chǎn)業(yè)整體效益較低

由于受種植分散、科技水平低等因素的影響，無法吸引加工企業(yè)進(jìn)入我縣落戶，產(chǎn)供銷一體化生產(chǎn)格局難以形成，嚴(yán)重制約無公害蔬菜產(chǎn)業(yè)的縱深發(fā)展。

1.2.4信息服務(wù)體系建設(shè)滯后

由于人力、物力、財力等諸多原因，沒有一套完整的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化服務(wù)體系，不能及時、準(zhǔn)確地為市場、流通組織和農(nóng)戶提供信息，導(dǎo)致生產(chǎn)盲目和市場銷售脫節(jié)，嚴(yán)重制約無公害蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1.2.5農(nóng)民科技文化素質(zhì)低，小農(nóng)思想嚴(yán)重

我縣農(nóng)民科技文化素質(zhì)普遍較低，投入資金有限，愿意“摸著石頭過河”，缺乏創(chuàng)新意識和大膽嘗試的思想，加之政府扶持資金有限，絕大部分農(nóng)戶以自產(chǎn)自銷為主，標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化的生產(chǎn)格局難以打開。

1.2.6病蟲害防治方面問題

一是廣大菜農(nóng)對植保部門病蟲害的預(yù)測預(yù)報和先進(jìn)的防治技術(shù)難以及時、準(zhǔn)確地掌握。二是菜農(nóng)的素質(zhì)參差不齊，部分菜農(nóng)對藥劑的選擇與使用難以準(zhǔn)確把握，盲目亂用現(xiàn)象嚴(yán)重。三是農(nóng)藥市場混亂，大部分農(nóng)藥經(jīng)銷人員不懂技術(shù)，以贏利為目的，常誤導(dǎo)菜農(nóng)錯誤用藥。這些問題直接影響了菜農(nóng)的用藥水平，致使蔬菜殘留問題長期得不到解決。

1.2.7水肥管理存在的問題

A多施用氮肥.鉀肥施用嚴(yán)重不足

據(jù)統(tǒng)計，棚室生產(chǎn)中，平均畝施底肥如雞糞、豬糞等高濃度農(nóng)家肥施用量超過理論施肥量的2-4倍，在生育期還要追施磷酸二銨，特別是速效氮肥尿素的施用量，幾乎超過理論施肥量的10倍，根本不施或儀靠有機肥來補充其他的鉀肥，造成土壤中氮肥過量，鉀肥不足的現(xiàn)象。

B對于鈣、鎂、銅、硫、及微肥在蔬菜生產(chǎn)中的作用認(rèn)識不夠

在蔬菜生產(chǎn)中不僅僅要合理地施用氮、磷、鉀肥，而且鈣、鎂、硫及其它微量元素對于提高蔬菜品質(zhì)產(chǎn)量也回起到不可忽視的作用。由于大多菜農(nóng)對此認(rèn)識不足，基本不施中、微量元素肥料，僅靠多施用有機肥來補充。

C水在蔬菜生產(chǎn)中的作用認(rèn)識不夠

長期以來，大多數(shù)菜農(nóng)一直不給蔬菜澆水或大面積澆水，不能夠根據(jù)土壤中的含水量來確定蔬菜的需水需求。

2 發(fā)展蔬菜產(chǎn)業(yè)的對策

2.1 科學(xué)規(guī)劃、合理布局

一是根據(jù)我縣良好的土壤、氣候、水質(zhì)和空氣質(zhì)量等條件，把無公害蔬菜基地規(guī)劃在牛寨、鹽井、興隆、普洱等條件比較優(yōu)越的地方。二是要合理安排品種布局，重點根據(jù)市場供求狀況和價格信息，種植各類時鮮無公害蔬菜為主。三是堅持“六大”原則，即堅持注重效益原則、堅持市場導(dǎo)向原則、堅持示范帶動原則、堅持依靠科技原則、堅持規(guī)模化發(fā)展原則、堅持可持續(xù)發(fā)展原則。

2.2 加大科技培訓(xùn)

結(jié)合蔬菜農(nóng)事活動的不同階段，采取現(xiàn)場會、培訓(xùn)班等形式，有針對性地對鄉(xiāng)村農(nóng)技人員和菜農(nóng)進(jìn)行培訓(xùn)，重點對無公害蔬菜栽培技術(shù)規(guī)范和無公害蔬菜生產(chǎn)高產(chǎn)栽培技術(shù)方面進(jìn)行培訓(xùn)，確保蔬菜種植戶戶均有一人受訓(xùn)。

2.3 完善無公害蔬菜產(chǎn)品的質(zhì)量管理機制

一是對全縣蔬菜進(jìn)行無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地認(rèn)定;二是對無公害蔬菜生產(chǎn)嚴(yán)格實行生產(chǎn)檔案管理制度，完善質(zhì)量可追溯制。

2.4 制定技術(shù)規(guī)范，保障無公害蔬菜生產(chǎn)質(zhì)量

要根據(jù)我縣地里、氣候條件，科學(xué)制定適合我縣蔬菜作物生產(chǎn)的《鹽津縣無公害蔬菜生產(chǎn)高產(chǎn)栽培技術(shù)》;同時，要按照國家相關(guān)要求，制定《鹽津縣無公害蔬菜生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》，一方面從菜田生態(tài)系統(tǒng)總體出發(fā)，探索、優(yōu)化、協(xié)調(diào)運用農(nóng)業(yè)、生物、化學(xué)和物理的配套措施，創(chuàng)造有利于蔬菜豐產(chǎn)，而不利病蟲害發(fā)生的條件。另一方面要建立核心示范區(qū)，在核心區(qū)大力引試、推廣蔬菜雜交良種和先進(jìn)實用技術(shù);再一方面推廣高效低毒低殘留農(nóng)藥的使用及配方施肥。具體內(nèi)容包括以下幾方面：

2.4.1科學(xué)選擇生產(chǎn)基地

建立無公害蔬菜生產(chǎn)基地是進(jìn)行無公害生產(chǎn)的首要條件，是防止環(huán)境中有害物質(zhì)污染蔬菜的關(guān)鍵性措施。基地附近應(yīng)沒有污染源，要遠(yuǎn)離醫(yī)院、垃圾場和主要交通要道，保持空氣和灌溉水清潔;基地要選擇排灌方便、土層深厚、疏松、肥沃的壤土或沙壤土的地塊，并符合土壤環(huán)境質(zhì)量的規(guī)定。

2.4.2合理輪作

前茬蔬菜采收后要及時清除枯葉、殘株及四周雜草，集中深埋或燒毀，減少殘株上病蟲源傳染下茬蔬菜。無公害蔬菜生產(chǎn)必須做到合理安排茬口，實行輪作倒茬，并適當(dāng)調(diào)整播期，盡量避開病蟲害高發(fā)期。

3.4.3合理品種選擇

根據(jù)不同季節(jié)選擇適宜本地種植、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲、抗逆性強的品種，所選品種要適銷對路。

2.4.4培育壯苗

播種前對種子進(jìn)行嚴(yán)格篩選和處理，種子消毒最好用物理方法消毒，以控制種傳病害，促使苗齊、苗全、苗壯。冬春季育苗可選用電熱溫床育苗，苗期要嚴(yán)格控制環(huán)境條件，加強苗期病蟲害的防冶，培育壯苗。

2.4.5采用先進(jìn)的配套栽培技術(shù)

在栽培過程中要充分利用光、熱、水、氣等條件，要通過對環(huán)境的控制，創(chuàng)造一個有利于蔬菜生長而不利于病蟲害發(fā)生的環(huán)境條件。棚室生產(chǎn)注意加強通風(fēng)透光，冬春季要預(yù)防低溫高濕，增加光照，補充二氧化碳?xì)夥剩瑧?yīng)用棚室增溫、保溫技術(shù)，在高溫多雨季節(jié)利用遮陽網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行降溫。

2.4.6科學(xué)施肥

施肥施肥以有機肥為主，其他肥料為輔;以多元復(fù)合肥為主，單元素肥為輔;以施基肥為主，追肥為輔。限制化肥的施用，有選擇地施用化肥，化肥必須與有機肥配合使用，有機氮與無機氮的比例為1：1;少用葉面噴肥;最后一次追肥應(yīng)在收獲前20-30天進(jìn)行。人糞尿及廄肥要充分發(fā)酵腐熟，追肥后要澆清水沖洗。控制化肥用量，一般每畝使用量不超過25kg;提倡配方施肥，增施磷、鉀肥。禁止使用硝態(tài)氮肥。

2.4.7病蟲害綜合防治

A.農(nóng)業(yè)防治

通過選用抗病品種，采取健身栽培、合理輪作等一套農(nóng)業(yè)措施，提高蔬菜抗逆性，減輕病蟲害包括：①因地制宜選用抗病品種。②種子處理和苗床高溫消毒。③適時播種，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀箢A(yù)報和蔬菜品種特性，選擇適宜的播期。④采用中棚或溫室育苗、營養(yǎng)缽育苗，采用高溫促根及早煉苗。⑤深翻整地，施足腐熟基肥，合理輪作、間作。⑥改進(jìn)栽培方式，加強田間管理。⑦嫁接防治土傳病害。

B.物理防治

①使用黑光燈可以誘殺多種害蟲;利用陽光曬種殺蟲滅菌;使用遮陽網(wǎng)抑病。②使用黃板、藍(lán)板或白板誘殺害蟲;使用銀灰膜或銀灰拉網(wǎng)、掛條驅(qū)避害蟲。③曬種、溫湯浸種等高溫處理種子;高溫滅殺土壤中的病蟲;高溫悶棚抑制病情。

C.生物防治

首先是瓢蟲、草蛉、食蚜蠅、獵蝽等捕食性天敵的利用，和赤眼蜂等寄生性天敵的利用，以及捕食性蜘蛛的螨類的利用;其次，利用蘇云金桿菌（Bt）、微孢子蟲等原生動物殺蟲;第三，利用醇溶液、苦參、苦楝、雙素堿等植物源農(nóng)藥防治多種害蟲。第四，在病害防治方面，可以利用黃瓜花葉病毒疫苗S52和煙草花葉病毒疫苗N14防治病毒病。

D.合理使用化學(xué)農(nóng)藥

要做到合理使用化學(xué)農(nóng)藥，需注意以下幾點：一是熟悉病蟲害種類，了解農(nóng)藥性質(zhì)，做到對癥下藥;二是嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)規(guī)定，禁止使用高毒高殘留農(nóng)藥;三是選用高效低毒、低殘留農(nóng)藥。

參考文獻(xiàn)

[1]閆曉波. 無公害蔬菜青翠碧綠.中國環(huán)境報，2007.06

篇6

關(guān)鍵詞：微生物菌劑；基質(zhì)；發(fā)酵指標(biāo)；育苗；栽培；前景

中圖分類號：S476.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-3547（2016）14-0036-05

我國農(nóng)業(yè)、食品、制藥、乙醇提取等行業(yè)每年產(chǎn)生數(shù)量巨大的秸稈、菇渣、醋渣、酒渣、藥渣、木薯渣等固體有機廢棄物，其利用率不高，大多數(shù)都作為垃圾處理，不僅污染環(huán)境且造成資源浪費。近年來，將這些固體有機廢棄物通過堆肥發(fā)酵腐熟后進(jìn)行無土栽培基質(zhì)的生產(chǎn)，用于基質(zhì)育苗、栽培等。而常規(guī)發(fā)酵主要采用自然堆積發(fā)酵的方法，不僅堆制時間長、效率低、腐熟不均勻，且養(yǎng)分大量流失。

微生物菌劑是一類經(jīng)過生產(chǎn)擴繁后，制成溶液、粉狀、固體的活性制劑，它含有大量的有益活菌物質(zhì)及多種天然發(fā)酵活性物質(zhì)[1]。按其含有的微生物種類分為固氮菌菌劑、光合細(xì)菌菌劑、促生菌劑、細(xì)菌菌劑、真菌菌劑、放線菌菌劑等；按其含有的微生物種類可分為單一微生物菌劑、復(fù)混微生物菌劑。研究表明，在有機廢棄物發(fā)酵過程中加入微生物菌劑，可促進(jìn)堆體快速升溫和腐殖化過程，加快物料C/N下降的速率，大大縮短腐熟時間，提高基質(zhì)發(fā)酵效率和質(zhì)量[2，3]。在含有微生物菌劑的基質(zhì)中進(jìn)行蔬菜育苗或栽培，能夠在根際繁殖形成有利于作物生長的微生物優(yōu)勢菌群，提高蔬菜作物對基質(zhì)養(yǎng)分的有效吸收，增強土傳病害抗性。

1 微生物菌劑對基質(zhì)發(fā)酵關(guān)鍵指標(biāo)的影響

1.1 溫度

溫度高低反映基質(zhì)發(fā)酵腐熟的快慢。基質(zhì)發(fā)酵溫度不僅與有機物料的特性有關(guān)，還與物料中微生物的活動有關(guān)。研究表明，添加滿園春和金寶貝2種菌劑均能快速促進(jìn)稻殼堆料的升溫，其中，滿園春菌劑可使堆體中45℃以上高溫持續(xù)時間達(dá)6 d左右，且營養(yǎng)釋放量最高[4]。在雞糞堆肥中接種微生物菌劑，可以使堆肥發(fā)酵初期溫度明顯提高5～14℃，達(dá)到55℃以上的高溫提早5～10 d，且堆肥腐熟提早5 d以上[5]。在橄欖油廢渣、污泥和家禽糞便堆肥中接種變色栓菌后，3周后堆體溫度即達(dá)到53℃，并在第5周達(dá)到最高溫度71℃，且在5～13周一直維持在65～71℃，顯著優(yōu)于未接種微生物的堆體[6]。將纖維素分解復(fù)合菌劑和枯草芽孢桿菌復(fù)合菌劑接種到玉米秸稈堆體中，堆體前期發(fā)酵升溫速度顯著加快，升至55℃比對照縮短10～12 d，且在整個發(fā)酵過程中，微生物菌劑使堆體溫度保持在60℃以上的時間最長[7]。在枸杞枝條中接種粗纖維復(fù)合益菌、鋸末專用復(fù)合菌和纖維素類復(fù)合酶后，堆體升溫速度明顯加快，且高溫持續(xù)時間較長，與未接種的對照相比，高于55℃的天數(shù)分別達(dá)9、5、5 d[8]。煙草廢棄物高溫堆肥腐熟體系中，在添加合適比例豬糞的基礎(chǔ)上加入微生物菌劑，使高溫分解階段的時間縮短了5 d，而高溫持續(xù)時間延長，加快了煙草廢棄物堆肥腐熟進(jìn)程[9]。在初始堆肥條件相同的情況下，接種微生物菌劑可使有機廢棄物堆肥發(fā)酵起溫加快，達(dá)到理想溫度50～65℃只需1～2 d[10]。

1.2 pH值

酸堿度（pH值）指標(biāo)變化可反映基質(zhì)堆體的發(fā)酵程度，適宜的pH值是微生物發(fā)揮有效作用的關(guān)鍵[11]。在發(fā)酵過程中，使微生物保持較高活性的pH值范圍是6.7～9.0。不同的基質(zhì)原料發(fā)酵結(jié)束后pH值的變化趨勢不盡相同，這主要與物料的性質(zhì)和不同成分間的配比有一定的關(guān)系。在含有豬糞的堆體中，通過添加復(fù)合微生物菌劑對基質(zhì)發(fā)酵初期pH值影響不大，而在中期pH值呈下降趨勢，且接種微生物菌劑處理組的下降幅度快于對照組，發(fā)酵完全后最終呈酸性 [12]。而以枸杞枝條為材料進(jìn)行發(fā)酵試驗，發(fā)現(xiàn)堆體pH值呈先升后降的趨勢，發(fā)酵 40 d后堆體pH 值升高，而添加微生物菌劑對堆體pH 值提高的幅度更為明顯，這與微生物菌劑調(diào)節(jié)堆體發(fā)酵中有機酸大量分解和有機氮礦化有關(guān)[8]。復(fù)合菌劑的添加直接為堆體帶進(jìn)了大量外源微生物，在微生物的作用下，大量的有機酸被分解、中和，從而使堆體pH值不斷升高[13]。在園林綠化廢棄物堆肥化處理過程中，加入有機廢物發(fā)酵菌曲，發(fā)現(xiàn)堆體中pH 值隨時間變化呈先升后降再升的趨勢，完全腐熟后pH 值超過8.0，可能與廢棄物中的氮被分解有關(guān)[14]。而在以菇渣為發(fā)酵主料的堆體中添加發(fā)酵菌曲，其pH 值呈先降后升再降的趨勢，微生物菌劑可使堆體pH 值較早地達(dá)到7.5，并將較長時間保持在7.5～8.5[15]。在玉米秸稈中接種纖維素菌和降解淀粉芽孢桿菌，使堆體pH值在整個發(fā)酵過程中升高和降低所需的時間縮短，且腐熟后基質(zhì)pH 值穩(wěn)定在 8.1左右[7]。通過添加粗纖維降解菌和EM發(fā)酵菌到玉米芯和菇渣混合物中，經(jīng)發(fā)酵后的基質(zhì)比對照組的pH 值要低，且基質(zhì)固持作用能力明顯改善，從而提高了基質(zhì)質(zhì)量[16]。

1.3 養(yǎng)分含量

研究表明，接種微生物菌劑可使稻殼發(fā)酵過程中的全氮含量先下降后上升，而速效氮含量先上升后下降，全磷、速效磷、全鉀、速效鉀含量均呈上升趨勢，且發(fā)酵結(jié)束后營養(yǎng)元素含量高于未接種的對照組，說明接種外源微生物可以加速稻殼發(fā)酵過程中的速效營養(yǎng)釋放[4]。在玉米秸稈發(fā)酵過程中，發(fā)酵中期的速效氮含量高于發(fā)酵末期，發(fā)酵末期各處理的速效磷、速效鉀含量均高于發(fā)酵中期，添加EM發(fā)酵菌可有效提高有機廢棄物發(fā)酵速度和速效氮、磷、鉀的含量[17]。雙孢蘑菇土堆肥發(fā)酵效果研究表明，添加發(fā)酵菌曲使得 E4/E6 值低于無菌劑處理，表明添加菌劑能促進(jìn)腐殖質(zhì)的縮合和芳構(gòu)化，并可提高堆體中NH4+-N和P、K含量[15]。在以落葉為主的園林綠化廢棄物堆肥中加入發(fā)酵菌曲，可促進(jìn)廢棄物中大量元素和有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為堆肥中的養(yǎng)分，從而減少養(yǎng)分損失[14]。田S等[18]研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵菌曲可加速園林廢棄物堆體中氮素的損失，但增加了P、K、Fe 和 S 含量。添加微生物菌劑可以顯著增加煙草廢棄物堆肥產(chǎn)品的N、P和K 含量，降低堆肥容重，提高堆肥總孔隙度和持水孔隙度，改善了堆肥產(chǎn)品質(zhì)量[9]。在以牛糞和玉米秸稈為堆肥原料中，添加微生物菌劑促進(jìn)了NH4+-N向NO3--N的轉(zhuǎn)化，減少了總氮的損失，同時提高了全磷和全鉀的含量，提高了基質(zhì)堆肥質(zhì)量[19]。在以雞糞和稻草為主要原料的堆體中，添加酵素菌可使氨揮發(fā)時間縮短 6 d，并減少NH4+-N的產(chǎn)生與揮發(fā)，起到保氮除臭的效果 [20]。益生菌處理可有效加速玉米秸稈的發(fā)酵腐熟效果，并且增加堆體中蛋白質(zhì)、有機酸、粗纖維的含量以及有益菌的數(shù)量[21]。由此可以表明，接種微生物菌劑對加快基質(zhì)發(fā)酵進(jìn)程和提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要作用。

1.4 C/N

碳氮比（C/N）是影響基質(zhì)發(fā)酵進(jìn)程和質(zhì)量的重要因素，碳是微生物利用的能量來源，氮是控制生物合成的主要因素，也是堆體腐熟度的重要指標(biāo)，堆肥過程的理想碳氮比為15～25[22]。煙草廢棄物堆肥前初始C/N為37左右，添加物生物菌劑較自然發(fā)酵提前使堆體C/N達(dá)到20以下，并且達(dá)到腐熟標(biāo)準(zhǔn)[9]。接種粗纖維降解菌和纖維素類酶制劑可以顯著加快苦參堆體總有機碳和碳氮比的降低，且降解速度均快于不接種的對照組，這主要是由于堆體中微生物活性的增強，導(dǎo)致堆料中的有機碳不斷分解為CO2，揮發(fā)損失相應(yīng)增加[8]。而在以蔬菜廢棄物的堆體中添加微生物菌劑，前3 d內(nèi)堆體中C/N 呈快速下降的趨勢，之后直至堆肥結(jié)束表現(xiàn)出非常緩慢的下降趨勢，但總體上與不接種堆體中的C/N差異不顯著[23]。在園林廢棄物堆肥中添加有機廢物發(fā)酵菌曲，可使堆體C/N從最初的35～40降到18～20的時間大大縮短，且使堆體達(dá)到的腐熟、穩(wěn)定狀態(tài)優(yōu)于對照組[14]。復(fù)合微生物菌劑促進(jìn)玉米秸稈堆體中碳水化合物大量的消耗和全氮含量的增加，導(dǎo)致堆體C/N逐漸下降，在33 d時復(fù)合菌劑處理的堆體C/N在22左右，相比于對照組的43，基質(zhì)堆體較早地達(dá)到了穩(wěn)定和腐熟狀態(tài)[24]。以新鮮豬糞和稻殼粉為研究堆體，發(fā)酵初期原始堆料中C/N 不足15，明顯低于理想范圍，在堆體中添加微生物菌劑，隨著時間的變化，C/N 呈增大的趨勢，一次發(fā)酵后期C/N為22左右，與理論碳氮比下降相反，這可能是氮在堆肥過程中揮發(fā)損失導(dǎo)致的[10]。

2 微生物菌劑在蔬菜基質(zhì)上的應(yīng)用

2.1 在蔬菜育苗基質(zhì)上的應(yīng)用

在育苗基質(zhì)中，微生物不僅參與植物的生長與代謝，還參與基質(zhì)中各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程，并能降低有害物質(zhì)含量，維持基質(zhì)適宜的理化性狀。同時，微生物又是基質(zhì)中物質(zhì)間生理生化過程的主要調(diào)節(jié)者[25]。基質(zhì)微生物種群中，細(xì)菌數(shù)量最多，可分解動植物殘體，進(jìn)行固氮，為植物提供氮素營養(yǎng)，穩(wěn)定根系微生態(tài)環(huán)境[26]。

①活性基質(zhì)配方研發(fā)、培育壯苗 在篩選出適合黃瓜育苗基質(zhì)配比（草炭∶腐熟羊糞∶蛭石=6∶3∶1）的基礎(chǔ)上，通過添加一定量的微生物菌劑進(jìn)行黃瓜育苗，不僅可以有效地提高黃瓜秧苗質(zhì)量，培育壯苗，還可以減少商品育苗基質(zhì)草炭的用量，從而降低育苗成本，提高黃瓜穴盤育苗的經(jīng)濟(jì)效益[27]。以黃瓜和生菜為供試作物進(jìn)行適用育苗基質(zhì)的篩選研究中，陶粒和草炭基質(zhì)配比為4：1時，非常適合叢枝菌根真菌的侵染，并且添加菌根的育苗基質(zhì)可有效促進(jìn)黃瓜和生菜幼苗的生長[28]。在草炭和蛭石為1∶1的配比基質(zhì)中，添加25 kg/m3菌肥，育出的辣椒和番茄幼苗壯苗指數(shù)較高，且株高、莖粗、莖葉干、鮮質(zhì)量和根干質(zhì)量均較大，且秧苗質(zhì)量最好[29]。

②抗病促生長 研究表明，在商品育苗基質(zhì)中（配方為等體積草炭和醋糟）添加微生物菌劑，能夠提高黃瓜葉綠素含量，促進(jìn)幼苗生長，并可顯著提高根圍和根際放線菌數(shù)量，降低真菌數(shù)量，有效抑制病原菌，從而降低枯萎病的發(fā)病率[30，31]。將從辣椒根際篩選出的優(yōu)勢菌株（NJAU-G10）添加至普通育苗基質(zhì)中，發(fā)現(xiàn)含有5% NJAU-G10 的生物活性基質(zhì)，較不添加的普通基質(zhì)表現(xiàn)出更突出的根際定殖能力，且促進(jìn)辣椒幼苗的生長[26]。通過在復(fù)配基質(zhì)中（醋糟∶草炭∶蛭石=6∶3∶1）添加微生物菌劑，可以促進(jìn)黃瓜幼苗植株生長，并且通過提高次生代謝物質(zhì)關(guān)鍵酶的活性，誘導(dǎo)抗病病程相關(guān)蛋白及其編碼基因的表達(dá)，進(jìn)而增強黃瓜植株對枯萎病的抗性[32]。在以醋糟∶草炭為1∶1的混配基質(zhì)中，添加2%微生物菌劑（BOF）進(jìn)行西瓜和黃瓜育苗，可顯著促進(jìn)幼苗的生長[33]。將植物根際功能促生菌菌株（SQR9）添加到蔬菜育苗基質(zhì)中，制成的生物育苗基質(zhì)對黃瓜和茄子均具有一定的促進(jìn)生長效果，且功能菌能有效地在植株根際定殖。

2.2 在蔬菜栽培基質(zhì)上的應(yīng)用

微生物菌劑，由一種或多種有益微生物、培養(yǎng)基和添加劑配制而成，其中所含微生物的生命活動，能增加基質(zhì)栽培蔬菜作物養(yǎng)分的供應(yīng)量，促進(jìn)生長，提高作物抗病性，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境[30]。研究表明，在發(fā)酵廢渣基質(zhì)中接種微生物菌劑（By）顯著增加土壤酸性磷酸酶和脲酶活性，改善黃瓜植株根際周圍肥力狀況，提高了黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益[34]。在泥炭、椰糠和珍珠巖的復(fù)配基質(zhì)中，添加解淀粉芽孢桿菌，增加了空心菜干質(zhì)量、鮮質(zhì)量、株高、莖粗及VC、可溶性蛋白和可溶性糖含量，并可顯著降低空心菜葉片中硝酸鹽含量的積累，說明微生物菌劑明顯地促進(jìn)生長和改善空心菜的品質(zhì)[35]。微生物菌劑BOF可有效預(yù)防西瓜和黃瓜枯萎病的發(fā)生，降低了植株根際基質(zhì)中的尖孢鐮刀菌和真菌數(shù)量，提高了根際基質(zhì)中的細(xì)菌和放線菌數(shù)量，但對根圍基質(zhì)中的微生物數(shù)量無顯著影響[33]。然而，高濃度的BOF則抑制了植株的生長，這可能是醋糟基質(zhì)與土壤在理化性狀上的差異所造成的。在4 L的商品栽培基質(zhì)中，添加創(chuàng)博微生物菌劑10 mL（稀釋600倍液）或爸愛我（Bio）生物有機肥30 g，對黃瓜促長防病效果較好，定植后植株的抗病能力明顯高于不添加微生物菌劑的處理組，相對防治病害效果分別達(dá)到14.5%和27.4%[31]。將10%功能菌株SQR9添加到基質(zhì)中，形成具有生物活性的栽培基質(zhì)，該活性基質(zhì)對黃瓜植株后期生長仍具有明顯的促生效果，功能菌在黃瓜根際的定殖效果顯著優(yōu)于茄子，與對照相比，對黃瓜枯萎病防控效果達(dá)到40.39%。通過在育苗基質(zhì)中添加微生物菌劑（芽孢桿菌、菌根菌、叢枝菌根菌和安克菌劑），可以調(diào)節(jié)辣椒葉片的氣孔開放程度，提高光合電子傳遞效率和植株凈光合效率，優(yōu)化了根圍微生物區(qū)系，促進(jìn)辣椒生長[1]。

3 微生物菌劑的作用機制

3.1 改善根際礦質(zhì)元素有效性，促進(jìn)養(yǎng)分吸收

微生物菌劑形成的菌根能夠提高植物對根際礦質(zhì)元素的吸收，改善植物的營養(yǎng)狀況，促進(jìn)作物生長。基質(zhì)中添加微生物菌劑后，一些有益微生物可改善基質(zhì)物理性狀，提高基質(zhì)酶活性，增加微生物數(shù)量和腐殖質(zhì)含量，從而提高基質(zhì)肥力水平[27]。植物體內(nèi)各種自生、聯(lián)合或共生的固氮微生物，能夠固定空氣中的氮素，增加植物氮素營養(yǎng)。有許多不溶性或者有機類的養(yǎng)分存在于栽培基質(zhì)中，如有機磷、磷酸鐵、磷酸鋁等，而這些養(yǎng)分難以直接被植物所吸收利用，微生物菌劑可通過分泌一些有機酸（富里酸和胡敏酸）和酶類，或通過對鈣吸附和銨的同化來分解不溶性無機磷、鉀以及有機磷，從而提高育苗或栽培基質(zhì)中有效磷、鉀的含量。

3.2 調(diào)節(jié)根際次生代謝物質(zhì)產(chǎn)生，促進(jìn)植株生長

微生物菌劑作用于植物可以產(chǎn)生一些生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，如細(xì)胞分裂素、生長素、赤霉素、乙烯、脫落酸等植物激素。如生長素對植物生長有顯著地促進(jìn)作用，刺激形成層細(xì)胞活動和新根的形成；芽孢桿菌類細(xì)菌可以產(chǎn)生1-羧基-1-氨基環(huán)丙烷，減少植物體內(nèi)乙烯的形成，保證植物正常的生長發(fā)育。此外，一些有益根際微生物的大量繁殖，還能產(chǎn)生有益于作物生長的次生代謝產(chǎn)物，如煙酸、生物素、泛酸、VB12等以及水楊酸、核酸、酚類化合物及其衍生物類，均能使植物根際周圍有機物質(zhì)含量增加，從而不同程度地調(diào)節(jié)植物生長，增加作物產(chǎn)量，并提高產(chǎn)品品質(zhì)。

3.3 提高根際微生物定殖能力，增強對病蟲害抗性

微生物菌劑能夠誘導(dǎo)或激活有益微生物在植物根際或植物體內(nèi)定殖的能力，抑制植物病原菌和根際有害微生物及促進(jìn)植物生長，從而增加作物產(chǎn)量[36]。究其具體機制，可能存在以下幾種原因：一是營養(yǎng)與位點競爭，微生物菌劑通過誘導(dǎo)根際有益微生物的快速定殖和大量繁殖，占據(jù)較多營養(yǎng)和侵染位點，降低有害病原菌的定殖入侵；二是拮抗作用，即微生物能夠產(chǎn)生一種或者多種拮抗物質(zhì)來抑制病原菌的生長或者直接殺死病原菌的作用；三是誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性，微生物菌劑可通過誘導(dǎo)植物對細(xì)菌、真菌和病毒引起的病害乃至對昆蟲和線蟲為害的系統(tǒng)抗性，從而提高植物整體的抗病能力。

4 前景展望

我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中每年產(chǎn)生數(shù)量巨大的有機固體廢棄物，通過發(fā)酵將其轉(zhuǎn)化為輕型基質(zhì)，既能實現(xiàn)廢棄物資源化再利用，又能減輕環(huán)境污染。添加微生物菌劑可有效促進(jìn)基質(zhì)堆肥發(fā)酵進(jìn)程和提升基質(zhì)質(zhì)量，并且在蔬菜基質(zhì)育苗和栽培上表現(xiàn)出較好的效果。但目前我國微生物菌劑在基質(zhì)開發(fā)和應(yīng)用上的價值，還未得到充分發(fā)展，今后應(yīng)從以下幾個方面加以研究。一是微生物菌劑生產(chǎn)條件和工藝較為落后，致使真正高活力和高效的菌株較少，應(yīng)在發(fā)酵條件、工藝流程以及菌株寄主保質(zhì)等方面開展深入研究；二是微生物菌劑接種于固體有機廢棄物中發(fā)酵條件仍需要進(jìn)一步探索，接種量與基質(zhì)生產(chǎn)成本、接種時間與菌種數(shù)量和活性的保持、基質(zhì)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量檢測等方面都需要深入研究；三是注重含有微生物的功能型基質(zhì)的研發(fā)，開發(fā)出促進(jìn)蔬菜作物生長、提高產(chǎn)量和品質(zhì)且兼具抗土傳病害能力的功能型育苗或栽培基質(zhì)。總之，對工農(nóng)業(yè)固體有機廢棄物進(jìn)行基質(zhì)化堆肥利用，是實現(xiàn)資源的高效循環(huán)再利用和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，而微生物菌劑必將在我國未來基質(zhì)開發(fā)和應(yīng)用上，發(fā)揮重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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關(guān)鍵詞：環(huán)境生物技術(shù) 污染治理 環(huán)境保護(hù) 發(fā)展前景

中圖分類號：X505 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）004-093-02

1 前言

環(huán)境污染問題是當(dāng)前世界所面臨的四大難題之一，我國也將環(huán)保作為基本國策之一，主要應(yīng)用于環(huán)境污染治理的環(huán)境生物技術(shù)也得到了與時俱進(jìn)的發(fā)展。生物技術(shù)作為高新技術(shù)之一已經(jīng)具有悠久的歷史，而由環(huán)境工程技術(shù)與現(xiàn)代生物技術(shù)相互結(jié)合所形成的新興學(xué)科即環(huán)境生物技術(shù)只是在上世紀(jì)末期才在歐美發(fā)達(dá)區(qū)域萌芽，但其能在短時期內(nèi)得到飛速的發(fā)展，成為了兼具環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益并能有效解決當(dāng)前復(fù)雜環(huán)境污染問題的方式之一。環(huán)境生物技術(shù)的核心是微生物學(xué)的過程，其主要研究內(nèi)容有：污染物微生物的降解技術(shù)、環(huán)境污染的監(jiān)控技術(shù)、環(huán)境友好材料生物的合成技術(shù)、污染場地生物的監(jiān)測技術(shù)以及固體廢物的強化處理技術(shù)等，因此環(huán)境生物技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境污染治理、監(jiān)控以及監(jiān)測等環(huán)節(jié)之中的重要應(yīng)用手段。筆者主要從污染水、廢氣與固體廢棄物的處理與凈化、生物監(jiān)測技術(shù)以及化學(xué)農(nóng)藥污染清除等方面論述環(huán)境生物技術(shù)研究進(jìn)展，并探討其在相關(guān)方面的發(fā)展前景。

2 環(huán)境生物技術(shù)的研究進(jìn)展

2.1 污水的凈化處理

現(xiàn)代污水凈化處理技術(shù)便是運用微生物的新陳代謝功能將污水凈化，目前主要有生物膜法、活性污泥法、厭氧生物處理法以及自然生物處理法等。污水之中的有毒成分十分復(fù)雜，其包括各種氰化物、酚類、有機磷、有機酸、重金屬、醇及醛等，微生物通過自身的活動可以促使污水之中的有毒物轉(zhuǎn)化為有益的無毒物，從而有效清除污水的毒害作用。固定化細(xì)胞與固定化酶技術(shù)是生物凈化污水的酶工程技術(shù)，微生物細(xì)胞是固定化酶反應(yīng)器，運用制備固定化酶的方式把微生物細(xì)胞加以固定則可催化一系列生化反應(yīng)；固定化酶則可通過化學(xué)鍵合法或者物理吸附法將水溶性酶與固態(tài)的不溶性載體相互融合，使酶成為保持催化活性但不溶于水的衍生物，因此固定化細(xì)胞與固定化酶可有效地對廢水之中的無機金屬毒物及有機污染物進(jìn)行凈化處理。我國運用固定化細(xì)胞技術(shù)來降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉的凈化技術(shù)取得進(jìn)展，對于 （LAS）100mg/L的污水降解率及酶活性保存率均處于90%以上。除此之外，美國從土壤中分離的厭氧菌能夠有效地將毒性較強的化合物轉(zhuǎn)化為乙醇及醋酸鹽等化工原料，還利用氰化物細(xì)菌來進(jìn)收集水中的銅、鋅等重金屬，使水凈化之后得到循環(huán)利用。

2.2 廢氣的凈化處理

氣態(tài)污染物的生物凈化主要先有氣相到液相的轉(zhuǎn)換過程，再在液相中利用微生物對其進(jìn)行吸附降解，而其纏上的代謝物則溶入液相、析出至空氣中或者成為細(xì)胞代謝能源或者細(xì)胞物質(zhì)。近期來，生物技術(shù)對廢氣的凈化處理方法有將煤的物理選煤技術(shù)之一的浮選法與微生物處理技術(shù)相互結(jié)合，進(jìn)而將黃鐵礦與煤進(jìn)行分離而實現(xiàn)脫硫的目的。荷蘭與德國運用生物膜過濾器凈化含硫化氫的廢氣，控制率高達(dá)90%以上；捷克斯洛伐克于上世紀(jì)末在其北部的煤礦中用氧化亞鐵硫桿菌脫褐煤中硫，平均能夠脫去23.4%的有機硫以及78.5%的無機硫；美國運用CB1菌株能夠成功地脫離18%-47%的有機硫，都是生物技術(shù)研究進(jìn)展中廢氣凈化處理的成功實例。

2.3 固體廢棄物生物處理技術(shù)

固體廢棄物主要來源于城市生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及污水處理后的剩余污泥。目前為止，固體廢棄物生物處理方式主要有掩埋、囤積、焚燒以及利用生物技術(shù)等，其中生物技術(shù)能夠?qū)⒐腆w廢棄物進(jìn)行資源化、無害化以及減量化的處理，培養(yǎng)微生物使廢渣轉(zhuǎn)化為含氨基酸及蛋白質(zhì)的有益物質(zhì)，從而使其變?yōu)橛欣谵r(nóng)田的改良土壤肥料。除此之外，微生物堆肥是一種可分為厭氧發(fā)酵法與需氧性堆制法的堆肥方法，厭氧發(fā)酵法包括高溫生物發(fā)酵法以及沼氣發(fā)酵法，主要是利用厭氧微生物造肥使得固體廢棄物無害化；需氧性堆制法是在通氣的條件下依靠需氧性微生物活動的高溫堆肥方式，例如設(shè)置堆肥工廠對城市垃圾廢料進(jìn)行集中處理并使其在高溫環(huán)境之中進(jìn)行發(fā)酵。

2.4 生物監(jiān)測技術(shù)

傳統(tǒng)的環(huán)境生物技術(shù)的監(jiān)測方法主要有：利用發(fā)光細(xì)菌快速地監(jiān)測環(huán)境有毒有害物質(zhì)、Ames實驗監(jiān)測物質(zhì)的致癌性及突變性、通過水中藻類生物種類數(shù)量的測定來進(jìn)行物質(zhì)的酶性監(jiān)測以及水質(zhì)監(jiān)測以及利用糞便污染指數(shù)及細(xì)菌總數(shù)來對水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測等。上述生物監(jiān)測技術(shù)在檢驗的標(biāo)準(zhǔn)以及操作模式上已逐漸成熟，而隨著環(huán)境生物技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，多種分子工具也被運用到生物的監(jiān)測技術(shù)之中，主要有核酸探針、生物芯片與生物傳感器、生物免疫檢驗、病毒監(jiān)測、PCR以及單細(xì)胞電泳等，這些監(jiān)測方法具有靈敏、快速、試驗周期短以及特異性較強的優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于環(huán)境生物的監(jiān)測技術(shù)之中。

3 環(huán)境生物技術(shù)的發(fā)展前景

3.1 完善環(huán)境污染治理

環(huán)境生物技術(shù)處理污染物的產(chǎn)物多數(shù)穩(wěn)定持效、無毒無害，并且有效地避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移，使得污染的資源得以重新利用并強化環(huán)境的自凈能力，因此環(huán)境生物技術(shù)以其效率高、速度快、成本低、消耗少以及無二次污染的優(yōu)點成為了當(dāng)今世界環(huán)保應(yīng)用中最為廣泛及重要的技術(shù)。環(huán)境生物技術(shù)在污染治理方面的完善在初步階段已取得發(fā)展，但在深入工程階段還存在較大的進(jìn)步空間，活性污泥法與生物膜法相互結(jié)合、厭氧與好癢工藝技術(shù)相結(jié)合的污水處理技術(shù)，無害無毒化的生產(chǎn)工藝以及完善高效的自動化系統(tǒng)是今后環(huán)境生物技術(shù)在污染治理方面的主要發(fā)展方向。除此之外，高活性脫硫菌種的研制與培養(yǎng)、微生物脫硫技術(shù)對廢氣處理的運用還需配合清潔生產(chǎn)技術(shù)的研究，并考慮到充分利用微生物降解產(chǎn)物的有效途徑，從而為人類生活提供更多能源。

3.2 加強生物檢測手段

隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，環(huán)境生物污染的檢測應(yīng)向更全面、更快捷及更靈敏的方向發(fā)展，分子生物技術(shù)可以分析污染的來源、探索環(huán)境污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及降解規(guī)律以及檢測污染致突變的原因，其將在研制開發(fā)生物傳感器方面發(fā)揮強大的作用。生物傳感器可以有效地滿足對環(huán)境實際情況實施連續(xù)自動的需求，并可判斷環(huán)境污染發(fā)展的趨勢，從而盡早地采取預(yù)防措施。

3.3 與其它技術(shù)相結(jié)合

環(huán)境生物技術(shù)與其他科學(xué)技術(shù)之間的相互結(jié)合可有效地提升處理效率及增強處理效果，與此同時，電子計算機的使用也能為生物技術(shù)處理工藝實現(xiàn)自動化，還可有助于數(shù)學(xué)模擬研究的發(fā)展。例如將聲、光、電與生物處理技術(shù)相結(jié)合對有毒有害高濃度難降解的有機廢水進(jìn)行處理可以取得良好效果，電化學(xué)的高級氧化、光催化氧化以及輻射分解等都是生物技術(shù)與其他技術(shù)之間相互整合開發(fā)的新型處理技術(shù)，而這些工藝與設(shè)備組合的模塊化轉(zhuǎn)變是環(huán)境生物技術(shù)發(fā)展的新方向。

4 結(jié)語

綜上所述，環(huán)境生物技術(shù)在自然界環(huán)境中發(fā)揮強大的凈化功能的同時，還對改善現(xiàn)時環(huán)境污染難題以及提升世界整體環(huán)境質(zhì)量水平起到了不可或缺的作用。隨著當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展以及環(huán)境污染治理的需求，環(huán)境生物技術(shù)的成果已逐漸地滲透進(jìn)產(chǎn)業(yè)化與商品化的發(fā)展之中，各國對生物技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域內(nèi)的運用開展了規(guī)模巨大的科研活動，并成功地研究開發(fā)了諸多環(huán)境生物技術(shù)及其產(chǎn)品，并被廣泛地應(yīng)用于各項環(huán)境污染治理問題之中。環(huán)境生物技術(shù)具有非常廣闊的市場前景，在未來的社會發(fā)展中將發(fā)揮出愈來愈重要的作用。

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篇8

教學(xué)內(nèi)容的與時俱進(jìn)和不斷更新是“概論”課程生命力的體現(xiàn)。每學(xué)期都要開設(shè)的“概論”課，一方面建立起相對穩(wěn)定的教學(xué)大綱，是保證穩(wěn)定教學(xué)質(zhì)量的要求；另一方面，課程的教學(xué)內(nèi)容卻是需要“流動”的，不斷有所增減。這是因為無論從學(xué)科的發(fā)展還是從課程的屬性來看，都要求課程在教學(xué)過程中與時俱進(jìn)地更新教學(xué)內(nèi)容。（一）生命科學(xué)與生物技術(shù)飛速發(fā)展日新月異的必然要求日本學(xué)者伊東光在20世紀(jì)曾經(jīng)預(yù)言：生命科學(xué)在20世紀(jì)90年代會取得創(chuàng)造性的突破，21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì)。如今這個預(yù)言應(yīng)驗了。從20世紀(jì)50年代到最近的諾貝爾獎獲得者中可以看出，這個公認(rèn)的最高科學(xué)獎項越來越青睞于生命科學(xué)領(lǐng)域。即便是化學(xué)獎的獲得者，許多也是因為選擇了與生命活動相關(guān)的研究對象或研究領(lǐng)域，才取得了突破性的成就。［4］進(jìn)入21世紀(jì)以來，生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了黃金時代，給人類的生活和生產(chǎn)帶來了天翻地覆的變化，依靠生命科學(xué)的新興研究領(lǐng)域特別是分子生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)，以及合成生物學(xué)而發(fā)展起來的認(rèn)識生命、改變自然生物為人工生物的高技術(shù)方法，正越來越顯著地提高著人們的生活質(zhì)量和工作效率。隨著生命科學(xué)與生物技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有的教材及教學(xué)大綱的知識點已難以跟上科技發(fā)展的腳步，這也對該課程的教學(xué)方式提出了新的要求。［5，6］（二）體現(xiàn)選修課傳播先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和最新科學(xué)成果的必然要求高校開設(shè)選修課的目的之一，是介紹先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和最新科學(xué)成果，以培養(yǎng)大學(xué)生的綜合素質(zhì)，并提高他們的創(chuàng)新能力。這就要求“概論”在教學(xué)中必須緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，密切關(guān)注學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展的前沿技術(shù)和研究成果，及時地將其更新到教學(xué)內(nèi)容中，這樣才能體現(xiàn)選修課的課程屬性，有助于拓寬學(xué)生的知識面，優(yōu)化其知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)復(fù)合型的人才。

二、“概論”課程教學(xué)內(nèi)容與時俱進(jìn)的探索與實踐

（一）密切關(guān)注學(xué)科發(fā)展前沿目前，生命科學(xué)已經(jīng)成為世界科學(xué)前沿最活躍的學(xué)科，也是代表科學(xué)發(fā)展方向的學(xué)科之一。隨著新理論、新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn)，“概論”課程的設(shè)置及內(nèi)容顯著落后于科學(xué)發(fā)展的速度，許多前沿知識難以及時走進(jìn)課堂，學(xué)生缺乏對“高、新、尖”科技知識及發(fā)展歷程的基本了解，缺乏對該領(lǐng)域發(fā)展對社會進(jìn)步影響的認(rèn)識，從而影響了他們的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)價值觀的形成。這種局面對“概論”課程的講授內(nèi)容和方式提出了新的要求。基于此，在遵循教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，有選擇性地穿插講授部分與大綱內(nèi)容相關(guān)的前沿技術(shù)，一方面能夠加深學(xué)生對講授知識點的理解，同時也使最新的科技進(jìn)展進(jìn)入課堂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并促進(jìn)他們修讀該課程的學(xué)習(xí)熱情。例如，在講授“克隆技術(shù)”這一知識點時，我們一方面按照教學(xué)大綱內(nèi)容，講授“多利羊”的克隆過程及其中涉及的相關(guān)生物學(xué)原理；與此同時，結(jié)合最近剛剛興起的合成生物學(xué)技術(shù)，選擇其標(biāo)志性事件作為講授素材：即2010年，美國科學(xué)家克雷格·文特爾（Craig　Venter）在其實驗室用化學(xué)合成的基因組成功構(gòu)建了一個細(xì)菌細(xì)胞，命名為“辛西婭”，從此宣告“人造生命”成為可能。［7］針對這一最新的生命科學(xué)前沿事件，講授其誕生背景，相關(guān)技術(shù)水平，應(yīng)用前景及輿論評價等方面的最新進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，采用啟發(fā)式的教學(xué)方法，提出疑問。即：以“多利羊”誕生為代表的克隆技術(shù)和以“辛西婭”誕生為代表的合成生物技術(shù)有何區(qū)別與聯(lián)系？通過讓學(xué)生課后查閱資料及后續(xù)課程的及時跟進(jìn)，我們將這一問題的答案貫穿在整個課程涉及克隆技術(shù)的內(nèi)容中，使學(xué)生們深刻體會這二者之間的區(qū)別和聯(lián)系。這二者的效果是類似的，均是通過無性繁殖的手段獲得目標(biāo)性狀的生物個體；但克隆技術(shù)獲得的“多利羊”只是一個母體的復(fù)制，也就是說它的遺傳物質(zhì)是來至于自然復(fù)制，而采用合成生物學(xué)人工合成的生命“辛西婭”的遺傳物質(zhì)來源于人工化學(xué)合成，這是二者的不同之處。（二）積極反映科技最新動態(tài)及時展示相關(guān)領(lǐng)域的最新科研成果是選修課程的基本屬性之一，這就要求“概論”在講授過程中，要突破傳統(tǒng)按照教學(xué)大綱的思路，及時地補充生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域的科技最新動態(tài)，全面提高學(xué)生修讀該課程的學(xué)習(xí)興趣并拓寬其知識面。如每年10月份諾貝爾獎評選結(jié)果公布，每年年底世界主流媒體評出當(dāng)年科技十大進(jìn)展之際，我們通常會把其中反映生命科學(xué)和生物技術(shù)最新進(jìn)展的內(nèi)容及時移植到教學(xué)中去。非典和禽流感的到來，威脅人們健康，引起了全社會關(guān)注。于是，有關(guān)病毒、細(xì)菌等病原物及流行疾病的新內(nèi)容被拿到“概論”課堂上來了，這些“時尚”的新內(nèi)容很受學(xué)生歡迎。學(xué)生從中感受到熱點前沿貼近自己，學(xué)習(xí)到對科研成果的評價，也更理解科技進(jìn)展的人文涵義。例如，在講授生命起源這一知識點時，針對“生命起源于地球之外的宇宙”這一假設(shè)，課堂內(nèi)容中引入了最新的科技報道：火星上曾有生命？“藍(lán)莓”狀物質(zhì)成為有力證據(jù)（2012年9月17日中國日報網(wǎng)）！學(xué)生在感受有關(guān)生命起源探索是在不斷進(jìn)行的同時，獲悉了最新的科技進(jìn)展。再比如，講授“微生物基礎(chǔ)”章節(jié)中關(guān)于“病毒”的知識點時，我們結(jié)合當(dāng)時在我國長三角地區(qū)爆發(fā)的H7N9禽流感疫情，詳細(xì)講解禽流感病毒的不同亞型，以及H7N9亞型病毒的演變歷程與其生物學(xué)特點、致病力、傳播力；據(jù)此，再進(jìn)一步詳細(xì)介紹禽流感流感病毒的表面結(jié)構(gòu)特征，以及其不同亞型的分類依據(jù)；并結(jié)合其不耐高溫的屬性，介紹在平時日常生活中應(yīng)該如何防治，以及我國科學(xué)家如何及時進(jìn)行針對性的研究，加快防治該病毒的疫苗研制的進(jìn)展。（三）聚焦產(chǎn)業(yè)最新研究進(jìn)展隨著生命科學(xué)逐漸成為世界科學(xué)前沿最活躍的部分，作為與人類健康和自身發(fā)展密切相關(guān)的領(lǐng)域，在世界范圍內(nèi)，人們逐漸形成了這樣一個認(rèn)識：生物技術(shù)所主導(dǎo)的BT產(chǎn)業(yè)，與計算機技術(shù)所主導(dǎo)的IT產(chǎn)業(yè)一起，將成為21世紀(jì)主導(dǎo)社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。這意味著生物產(chǎn)業(yè)已成為全球各國關(guān)注的焦點。講授“生物技術(shù)實踐”這一章節(jié)時，我們向?qū)W生們解讀我國基于對生物產(chǎn)業(yè)研發(fā)重視而頒布的《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》和《“十二五”生物技術(shù)發(fā)展專項規(guī)劃》等最新規(guī)劃文件，使學(xué)生們及時地了解到我國在該領(lǐng)域的戰(zhàn)略部署。及時地跟進(jìn)產(chǎn)業(yè)的最新研究進(jìn)展，有望使學(xué)生們在領(lǐng)悟中學(xué)習(xí)，在實踐中求知。每年6月份公布的美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎中都會有涉及生物技術(shù)應(yīng)用于綠色化學(xué)過程的實例。這些應(yīng)用實例的穿插講授，不僅可以使學(xué)生們領(lǐng)悟到生物技術(shù)的強大功能，而且可以使他們切身感受到生命科學(xué)和生物技術(shù)其實就在我們的日常生活中。再比如，講授“生物能源”這一知識點時，在介紹最新的第二代燃料乙醇研發(fā)進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)化動態(tài)的同時，我們結(jié)合南京工業(yè)大學(xué)在另一種重要的生物能源———生物甲烷方面形成的研究方向和標(biāo)志性成果進(jìn)行講解，包括主持的兩項與生物甲烷相關(guān)的國家973項目“新一代生物催化與生物轉(zhuǎn)化的科學(xué)基礎(chǔ)”和“生物甲烷系統(tǒng)中若干過程高效轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)研究”，以及面向電動汽車的甲烷燃料電池的研發(fā)新進(jìn)展。［8］通過這些內(nèi)容的介紹，學(xué)生們在領(lǐng)悟到生物甲烷的優(yōu)越性及其生產(chǎn)流程，以及其中亟須解決的關(guān)鍵科學(xué)問題的同時，可以獲得這樣一種體驗：其實生物能源研究就在我們周圍。在此基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步以南京工業(yè)大學(xué)的生物甲烷示范工程項目作為講授素材，詳細(xì)講解生物甲烷的生產(chǎn)流程及其廣泛應(yīng)用和對節(jié)能減排的貢獻(xiàn)。

三、教學(xué)改革的效果

篇9

關(guān)鍵詞：生物技術(shù) 環(huán)境污染 治理 應(yīng)用

在我國過去幾十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，由于忽視了發(fā)展中的環(huán)境保護(hù)，目前環(huán)境狀況十分嚴(yán)峻。近年來雖采取了大量控制措施，但環(huán)境質(zhì)量下降的趨勢仍在繼續(xù)，我國成為世界上環(huán)境污染最為嚴(yán)重的國家之一。近年來，隨著細(xì)胞融合技術(shù)、基因工程技術(shù)、分子生物技術(shù)等的發(fā)展，環(huán)境生物技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展。由現(xiàn)代生物技術(shù)和環(huán)境工程技術(shù)相結(jié)合的環(huán)境生物技術(shù)已在環(huán)境治理上發(fā)揮著重要的作用。生物技術(shù)產(chǎn)生、發(fā)展及演變與一系列的環(huán)境污染問題有著密切的聯(lián)系。因此生物技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用有著深遠(yuǎn)的發(fā)展前景，特別是對于尋求用低成本解決環(huán)境問題的發(fā)展中國家具有極大潛力。

1.現(xiàn)代生物技術(shù)的概況

現(xiàn)代生物技術(shù)是應(yīng)用現(xiàn)代生物科學(xué)及工程原理，利用生命有機體來發(fā)展新產(chǎn)品或新工藝的一種技術(shù)體系。目前生物技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，并在解決人類面臨的糧食危機、環(huán)境污染和能源危機中起到了重要作用。因此，在世界各國均重視高技術(shù)發(fā)展的當(dāng)代，生物技術(shù)最被人們看好，被列為優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域，已成為21世紀(jì)最重要的技術(shù)支柱之一。

目前利用生物技術(shù)治理環(huán)境污染，與化學(xué)、物理等其他技術(shù)比較，環(huán)境生物技術(shù)具有效率高、成本低、反應(yīng)條件以及無二次污染等顯著優(yōu)點，能有效的遏制生態(tài)惡化趨勢，促進(jìn)自然資源的可持續(xù)利用。生物技術(shù)是最安全和最徹底消除污染的方法，同時還可以增強自然環(huán)境的自我凈化能力；是有機廢物資源化的首選技術(shù)，將有機污染物轉(zhuǎn)化為沼氣、酒精、有機材料、蛋白等；能改造傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)過程的生態(tài)化或無廢化。

2.生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

2.1生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

利用生物技術(shù)，將利用在自然條件下生長、繁殖的微生物處理廢水的技術(shù)，稱為自然生物處理法，該法是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用從而使廢水得到凈化的處理方法，該技術(shù)被認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)有效的污水處理手段，它不但融合了生物自身的特點，如吸附性好、沉降性好和降解能力強等，而且符合生態(tài)學(xué)及可持續(xù)發(fā)展的觀點。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、污染狀況的加劇，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，使廢水生物處理技術(shù)取得了很大進(jìn)展，如吸附-降解生物處理技術(shù)、厭氧折流板反應(yīng)器生物處理技術(shù)、間歇式活性污泥法生物處理技術(shù)、LINDE生物處理技術(shù)、升流式厭氧污泥床生物處理技術(shù)、廢水生物脫氮除磷技術(shù)等都得到了充分開發(fā)[1]。

2.2生物技術(shù)在廢氣凈化處理中的應(yīng)用

目前采用的方法有生物過濾、生物洗滌和生物吸附法等。生物技術(shù)法與傳統(tǒng)有機廢氣處理方法比較，具有成本低、效率高、安全性好和無二次污染等技術(shù)優(yōu)點，國內(nèi)外運用現(xiàn)代生物技術(shù)對廢氣凈化處理得到了較為理想的效果。美國學(xué)者利用微生物代謝凈化工業(yè)性惡臭氣體效果顯著，而且不產(chǎn)生二次異臭；德國研究者利用生物膜過濾處理含硫化氫的氣體，硫化氫除去率達(dá)90%以上。魏在山等利用生物膜填料塔對橡膠再生脫硫過程所產(chǎn)生的低濃度有機廢氣處理試驗結(jié)果表明：生物膜填料塔處理工業(yè)有機廢氣是可行的，當(dāng)運行條件控制適當(dāng)時，凈化效率可保持在90%以上，能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，且投資省，運行費用低。

2.3生物技術(shù)在固體廢棄物處理中的應(yīng)用

目前，國內(nèi)外固體廢棄物常規(guī)處理方法主要有固積、掩埋、焚燒，其缺點是建設(shè)投資和運行費用高，在處理的過程中有同時對空氣、土壤都有不同程度的污染。固體廢棄物進(jìn)行“無害化、資源化、減量化”處理，使其成為可用于農(nóng)田的土壤改良肥料，以達(dá)到變廢為寶的目的。經(jīng)過生物技術(shù)處理的城市生活垃圾可作為作物生長的優(yōu)質(zhì)有機肥料，實現(xiàn)城市生活垃圾的部分資源化有利于生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。近年來，國外采用機械快速堆肥工藝，發(fā)展用蚯蚓床處理有機垃圾和糞便、處理城市垃圾，不僅可以將城市有機廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)榉市Ц咔覠o臭味的蚯蚓糞土而且還能獲得大量蚯蚓作醫(yī)藥原料，加上蚯蚓體內(nèi)蛋白質(zhì)含量與魚類相當(dāng)，是畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的優(yōu)良飼料，可以收到一舉數(shù)得之效果。

2.4生物技術(shù)在環(huán)境污染修復(fù)中的應(yīng)用

生物修復(fù)是指在不破壞自然生態(tài)系統(tǒng)，維持其原貌的前提下，有效地利用自然凈化能力并強化其分解污染物的能力，使其得以修復(fù)。該法是利用生物的生命代謝活動減少存在于環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害化，從而使污染了的環(huán)境能夠部分或完全恢復(fù)到原初狀態(tài)的過程，它包含有植物修復(fù)和微生物修復(fù)兩種。

生物修復(fù)技術(shù)是80年代以來產(chǎn)生和發(fā)展的清除和治理環(huán)境污染的生物工程技術(shù)，生物特有的分解有毒有害物質(zhì)的能力，去除污染環(huán)境如土壤中的污染物，達(dá)到治埋環(huán)境污染的目的。生物修復(fù)技術(shù)最成功的例子是應(yīng)用投加營養(yǎng)和高效降解菌對油輪泄漏造成的污染進(jìn)行處理，取得非常明顯的效果，使得近百公里海岸的環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。此后該技術(shù)被不斷擴大應(yīng)用于環(huán)境中其他污染類型的治理。國外對生物修復(fù)技術(shù)非常重視，研究證明采用微生物分解有毒有害物質(zhì)的生物修復(fù)技術(shù)是治理大面積污染區(qū)域的一種有價值的、可行的、有效的和優(yōu)越的方法。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，生物修復(fù)的內(nèi)涵也不斷豐富，近年來還研發(fā)了真菌修復(fù)、植物修復(fù)以及無機污染物的生物修復(fù)等技術(shù)。生物修復(fù)的種類也日益增多，可分為土壤生物修復(fù)、地下水生物修復(fù)、沉積物生物修復(fù)和海洋生物修復(fù)等[2]。

3.結(jié)束語

生物技術(shù)作為一項有效的環(huán)境污染治理措施受到越來越多的關(guān)注，其在環(huán)境污染治理、生物修復(fù)技術(shù)方面都得到了廣泛的應(yīng)用并取得了一定效果。隨著技術(shù)的進(jìn)步，對難以生物降解的有機物可利用微生物的共代謝作用進(jìn)行污染物降解；還可利用微生物誘變育種、原生質(zhì)體融合和基因工程創(chuàng)建高效工程菌應(yīng)用于環(huán)境污染治理等，這些都是環(huán)境污染生物治理的有效手段。環(huán)境污染的治理和控制將隨著新理論、新方法的運用而日臻完善。

參考文獻(xiàn)：

篇10

1現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的影響

在近十幾年間，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)被世界科技界認(rèn)定為重點發(fā)展領(lǐng)域，美國生物技術(shù)已經(jīng)成為投資熱點。在2000年美國的生物技術(shù)工業(yè)，就獲得330億美元投資，2001年提高到410億美元，從投資額的增長中，可以看到美國投資者對生物技術(shù)企業(yè)前景的看好，也認(rèn)定現(xiàn)代生物技術(shù)比其他高技術(shù)企業(yè)，在今后的幾十年，一定具有更長期的利潤空間。從金融市場的投資傾向分析，人類基因的發(fā)展由于得到各國的重視，成為股市中的概念股，得到股民的追捧。中國，應(yīng)用基因工程對優(yōu)良農(nóng)林牧漁新品種的創(chuàng)新，也得到高速的發(fā)展，對中國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整必將取得重要作用，培育新產(chǎn)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展，如新型獸用疫苗、活性蛋白與多膚、醫(yī)藥用酶、微生物次生代謝產(chǎn)物（抗生素等），已經(jīng)成為我國開拓新領(lǐng)域的必由之路，這是中國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然對策。在我國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展，必將通過不同方式促進(jìn)中國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展：現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，豐富了國民經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)構(gòu)成，并在整體上增強了國民經(jīng)濟(jì)體系的穩(wěn)定性。將在我國小康社會的建設(shè)中，改善其在世界經(jīng)濟(jì)交往中的形象，提升我國在世界經(jīng)濟(jì)市場的競爭力。

2生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)市場競爭的影響

近年來，為提高我國醫(yī)藥企業(yè)自身競爭能力，為了保證人民的身體健康，我國在醫(yī)療保障方面投入了大量資金，在制藥企業(yè)的發(fā)展中實施了聯(lián)合或重組，可以使我國的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，轉(zhuǎn)變?yōu)橐允袌鰹閯恿Α⒁再Y本資源優(yōu)勢配置為中心的市場模式。可以預(yù)見，我國在醫(yī)藥領(lǐng)域的生物技術(shù)的發(fā)展，通過企業(yè)的聯(lián)合或重組，必將很快形成現(xiàn)代生物技術(shù)與藥學(xué)發(fā)展合作的優(yōu)勢，在世界領(lǐng)域的生物藥品市場與國外大公司同臺競爭。

3中國有不斷增大的醫(yī)藥消費市場

我國居民目前的藥物消費水平還很低，據(jù)統(tǒng)計人均不到10美元，這與發(fā)達(dá)國家相比差距很大，當(dāng)前中等發(fā)達(dá)國家人均藥物消費達(dá)到40~50美元，美國的人均藥物消費更高，可以達(dá)到300美元。隨著我國小康社會的實現(xiàn)，為健康買單的理念，將會激發(fā)現(xiàn)代生物技術(shù)與藥學(xué)的發(fā)展，未來的醫(yī)藥領(lǐng)域的生物技術(shù)的市場必將十分廣闊。1998年全國藥品消費總額約為1000億元，人均用藥80元人民幣左右。從我國消費對象的結(jié)構(gòu)來看，我國社會正逐漸步入老齡化，從1979年我國的獨生子政策實施30多年，到2013年，我國60歲以上老年人口突破2億，到2050年左右，老年人口將達(dá)到全國人口的三分之一，“銀發(fā)潮”將對我國的經(jīng)濟(jì)、社會、政治、文化發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。我國新農(nóng)合制度已覆蓋約8.12億人，覆蓋率達(dá)98%以上。今年，新農(nóng)合全國人均籌資達(dá)到340元，其中各級政府補助增加到人均280元，新農(nóng)合總籌資額可達(dá)到2700億元。隨著我國小康社會的建設(shè)，農(nóng)村合作醫(yī)療的進(jìn)展已經(jīng)得到高速發(fā)展，農(nóng)民為健康藥品的消費，必將推動現(xiàn)代生物技術(shù)與藥學(xué)產(chǎn)業(yè)市場的發(fā)展。

4結(jié)語