第一篇：關于環(huán)境保護與生物技術的文獻綜述

關于環(huán)境保護和環(huán)境生物技術的文獻綜述

摘要：隨著人口、工農業(yè)生產和科學技術的飛速發(fā)展 ,環(huán)境和環(huán)境問題已越來越引起人們的普遍關注和重視。面對世界范圍內的環(huán)境危機的嚴峻挑戰(zhàn) ,開展并加強環(huán)境保護工作已迫在眉睫。本文主要介紹了以現代微生物選育及培養(yǎng)技術和新型高效生物反應器為基礎的環(huán)境生物技術在水污染治理、城市垃圾填埋、工農業(yè)污染源等方面的應用，最后還討論了環(huán)境生物技術的應用及發(fā)展前景。

關鍵詞：環(huán)境生物技術；污染治理；城市垃圾填埋；廢水；應用前景；MBR技術；環(huán)境保護

前言：

①【環(huán)境生物技術(Environmental Biotechnology)是指直接或間接利用生物的生理活動 ,建立降低或消除污染物的生產工藝 ,或能夠高效地凈化被污染的環(huán)境以及將污染物轉化為資源的人工技術，是現代生物技術與環(huán)境科學結合產生的一門新興交叉學科, 是從傳統的廢水生物處理技術起始, 通過應用現代微生物選育和培養(yǎng)技術和新型高效生物反應器, 而逐步發(fā)展起來的一種經濟效益和環(huán)境效益俱佳的、解決當前日益嚴重的包括水污染在內的“三廢”問題的最有效手段之一?！?/p>

通常，日常生活中較普遍的污染源就是“三廢”?！叭龔U”指的是廢水、廢氣和固體廢棄物，這三大污染源嚴重污染了人類的生存環(huán)境。將環(huán)境生物技術應用于“三廢”問題的治理 ,主要是指利用微生物原理將污染物質進行生物降解和生物轉化 ,從而提高環(huán)境質量 ,達到環(huán)境污染治理的目的。

②【環(huán)境生物技術的起源可以追溯到一百多年前的活性污泥工藝的發(fā)展 ,】其理論和實用技術在此一百多年來不斷發(fā)展和進步 ,并得到廣泛應用 ,對控制環(huán)境污染和改善環(huán)境質量起到了重要作用。而從全世界范圍來看,環(huán)境污染至今還沒有得到有效控制,特別是對發(fā)展中國家而言。在我國,隨著經濟的迅猛發(fā)展 ,環(huán)境污染現狀也依然嚴峻 ,并有加劇的趨勢，近年來 ,我國的環(huán)境污染治理力度不斷加大 ,進入了一個新的高速發(fā)展時期 ,對環(huán)境污染治理新技術的要求也日益迫切。隨著現代生物技術的發(fā)展 ,尤其是現代分子生物學技術的出現 ,為環(huán)境科學的發(fā)展帶來了新的機遇?，F代環(huán)境生物技術就是在這一形勢下形成的。它是現代生物技術在環(huán)境科學領域中的應用 ,是現代生物技術與環(huán)境科學緊密結合而形成的新興交叉學科 ,是一種經濟效益和環(huán)境效益俱佳的、解決復雜環(huán)境污染問題的有效手段 ,是當代環(huán)境科學研究發(fā)展的主導方向之一。

③【目前生物技術應用于環(huán)境保護中主要是利用微生物，少部分利用植物作為環(huán)境污染控制的生物。生物技術已是環(huán)境保護中應用最廣的、最為重要的單項技術，其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質的降解、清潔可再生能源的開發(fā)、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測、污染環(huán)境的修復和污染嚴重的工業(yè)企業(yè)的清潔生產等環(huán)境保護的各個方面，發(fā)揮著極為重要的作用。應用環(huán)境生物技術處理污染物時，最終產物大都是無毒無害的、穩(wěn)定的物質，如二氧化碳、水和氮氣。利用生物方法處理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次轉移，因此它是一種消除污染安全而徹底的方法。特別是現代生物技術的發(fā)展，尤其是基因工程、細胞工程和酶工程等生物高技術的飛速發(fā)展和應用，大大強化了上述環(huán)境生物處理過程，使生物處理具有更高的效率，更低的成本和更好的專一性，為生物技術在環(huán)境保護中的應用展示了更為廣闊的前景。下面將簡單介紹一下環(huán)境生物技術在環(huán)境保護方面的應用：

1.廢水生物處理技術 ④【由于環(huán)境中的污染物無論是氣體、液體或固體, 經過在自然界中的遷移、轉化, 其最終歸趨大多數是水體, 因此, 水污染的問題尤其突出。我國的水污染十分嚴重,高濃度有機物廢水的處理是我國水污染治理的重點難題。污水中有毒物質的成分十分復雜,包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用,從而使污水中的有毒物質轉化為有益的無毒物質,使污水得到凈化。應用遺傳工程技術構建符合人們需要的微生物高效菌以及具有降解多種污染物功能的超級菌 可以提高對污，染物的降解能力、加快降解速度,以增強凈化污水的效力。如微生物高效菌能夠將氰化物(氰化鉀、氰氫酸、氰化亞銅等)分解成二氧化碳和氨;利用專門分解硫化物的微生物可以從廢水中回收硫磺;利用能夠降解石油烴的超級菌以清除油對水質的污染等。還可以將大量的微生物高效菌凝聚在泥粒上形成活性污泥,用來分解和吸附廢水中的有毒物質,污水凈化后沉積的污泥中存在豐富的氮、磷、鉀等元素,是很好的有機肥料。目前應用到廢水治理中的生物技術主要有：(1)生物強化技術;(2)生物反應技術;(3)生物發(fā)酵技術。

2.大氣污染的生物處理

隨著現代工、農業(yè)的發(fā)展,大量有毒、有害氣體被排出,嚴重污染環(huán)境。微生物對污染物能較快地適應,并可使廢物、廢氣得到降解和轉化。同傳統空氣污染控制技術如活性炭吸附、濕法洗滌和燃燒等相比,微生物法以其處理效果好、投資及運行費用低、易于管理等優(yōu)點,逐漸應用于空氣污染控制中。

3.污染土壤的生物修復 ⑤【重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態(tài),使重金屬固定或解毒,降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質的含量,激發(fā)微生物的活性,由此可以改善土壤的生態(tài)結構,這將有助于土壤的固定,遏制風蝕、水蝕等作用,防止水土流失。

4.生物監(jiān)測

⑥【傳統的環(huán)境監(jiān)測以化學分析,即用成熟的儀器和生物分析(如魚的毒性測試)為主,當代生物技術的發(fā)展有望增加相關的新手段,如通過測定微生物的酶和細胞基團等來監(jiān)測環(huán)境的變化。目前研究較多的有生物發(fā)光菌(Bioluminescent bacterium)、氰菌(Cya2nobacteria)、鹵素呼吸菌(Halorespiringbacterium)、苯乙烯降解菌和蘭貽貝(Blue mussels)等,主要監(jiān)測水體中的有害物和海水藻類的爆發(fā)。ManBockGu和 Ge2unCheelGil應用生物發(fā)光細菌開發(fā)出了兩階段多頻道毒性連續(xù)監(jiān)測系統。每個頻道含有一個兩階段生物反應系統,其中含有特定的生物發(fā)光菌株。使用該系統可連續(xù)監(jiān)測同一樣品和分別確定不同類型毒性。通過分析,從每個頻道獲得的資料,可得到總體毒性和各類單項毒性的數據。

5.固體廢棄物的生物處理技術

固體廢棄物主要包括工業(yè)固體廢棄物和城市生活垃圾。傳統的固體廢棄物處理方法主要有固積、埯埋、焚燒 ,這些方法會造成二次污染。生物技術的介入可將固體廢棄物進行無害化 ,資源化 ,減量化 ”處理 ,處理過程達到了真正的清潔有效 ,還可優(yōu)化生態(tài)循環(huán);若把處理后的產物作為有機肥料投入農業(yè) ,又可為人們提供高品質、高產量的綠色食品 ,構成食物鏈意義上的又一良性循環(huán)。20世紀 60年代以來 ,研究人員就開始進行有關高效、快速堆肥方法的研究。至今 ,歐美各國及日本已開發(fā)了 10多種機械快速堆肥工藝 ,其中最著名的是達諾式回轉圓筒型發(fā)酵倉工藝。國外還發(fā)展用蚯蚓床處理有機垃圾和糞便。大型化的固體廢棄物填埋場技術可靠 ,處理效率有保證 ,適合環(huán)境要求。目前 ,生物反應器式填埋場已在美國獲得廣泛的重視。

6.環(huán)境生物技術在城市垃圾填埋場的應用 ⑦【城市生活垃圾的處理是目前我國環(huán)境污染控制的最重要課題之一。城市生活垃圾的人日均產生量 ,因地而異 ,但必須按日運出城市作適當處理。處理的目的是使垃圾資源化、減量化和無害化。當前發(fā)達國家中城市生活垃圾中作為資源再利用的分率高達40 %,其余的部分 ,最通用的方法是衛(wèi)生填埋法 ,堆肥法和焚化法。然而將環(huán)境生物技術應用于垃圾填埋場，可以改善垃圾填埋生態(tài)環(huán)境，實現垃圾資源化綜合利用，美化垃圾場自然景，減少垃圾場對周邊環(huán)境的不良影響，加速垃圾分解，使垃填埋場地可以重新被利用，有很高的環(huán)境效益和經濟效益，常適合我國垃圾處理的現狀和我國的經濟發(fā)展水平具有廣闊的推廣應用前景。其應用主要包括三個方面：利用環(huán)境生物技術將垃圾填埋場地轉化為建設用地；利用植物改善垃圾填埋場生態(tài)環(huán)境；利用垃圾填埋場地和垃圾腐熟土種植草坪。

⑧【城市生活垃圾的最新處理技術是生物反應器式 持;日覆蓋層設置;沉降以及穩(wěn)定期的結束。生物反應器式填埋場的操作要點包括:垃圾的分揀及預處理;水分控制;LC回流;微生物活性的保持;日覆蓋層設置;沉降以及穩(wěn)定期的結束。生物反應器式填埋場已在美國獲得廣泛的重視。美國 EPA于2000 年 4 月發(fā)出征求意見的聲明中說“: BL 已被承認可能是對固體廢棄物處理的一個革新。結論: 現代生物技術是解決環(huán)保問題的強有力手段 ,它是一種能產生巨大效益的高新技術 ,與物理、化學技術相比,生物技術具有顯著的高效廉價的特點。目前國際上有許多環(huán)境生物技術成果已進人商品化、產業(yè)化發(fā)展。另外，由于我國是一個污染嚴重的國家，因此建立一個有利于現代生物技術在環(huán)保中應用的良好環(huán)境規(guī)劃、法規(guī)和資金投入是必不可少的，同時要鼓勵和資助環(huán)境生物技術的研究和創(chuàng)新。我們也應充分利用我國的資源優(yōu)勢 ,借鑒國外的先進技術和先進經驗 ,根據我國的國情有重點地加強環(huán)境生物技術的研究與開發(fā)。

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第二篇：環(huán)境生物技術與環(huán)境保護

環(huán)境生物技術與環(huán)境保護

日期：2009-12-25來源：2008字體大?。捍笾行?/p>

環(huán)境，是指影響人類生存和發(fā)展的各種天然和經過人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、野生生物、自然遺跡、自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等。因此，環(huán)境保護也就是為了保障人類的生存和發(fā)展，人類社會就環(huán)境的維持和改善所采取的行政、法律、經濟、科學技術等多方面的措施和進行的積極活動。20世紀中葉以來，環(huán)境問題已經成為整個地球的一大危機，人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境受到了嚴峻挑戰(zhàn)，資源的迅猛開發(fā)與濫采濫用，使其日益枯竭，生態(tài)環(huán)境遭到了嚴重破壞，造成了各種污染事故頻頻發(fā)生。環(huán)境問題已經成為當今人類面臨的全球性問題之一，引起了各國的普遍關注。1983年底，國務院宣布“環(huán)境保護是中國的一項基本國策”。環(huán)境保護是跨經濟、社會、技術等學科的綜合性科學。環(huán)境保護研究人體健康、人類生產和生活環(huán)境的舒適程度，以及自然資源保護和生態(tài)系統平衡。環(huán)境保護的基本任務是保護和改善生活環(huán)境與生態(tài)環(huán)境，防治污染和其他公害，保障人體健康，保護自然資源，促進社會主義現代化建設的發(fā)展。環(huán)境保護強調以防為主，防治結合，強調加強環(huán)境法制工作，推行總量控制、清潔生產等對策，并實行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。面對隨經濟的飛速發(fā)展而日益加劇的環(huán)境污染狀況，如何保護環(huán)境、合理有效地處理環(huán)境污染物已迫在眉睫。采用傳統的物理、化學方法可達到一定的除污凈化效果，但成本高、過程繁瑣，并易造成二次污染。近年來，利用微生物等環(huán)境生物技術處理環(huán)境污染物，所具有的安全、高效、廉價的優(yōu)點，逐漸引起人們的重視。1 環(huán)境生物技術的產生和發(fā)展 環(huán)境生物技術(Environmental Biotechnology)是一門現代生物技術與環(huán)境工程相結合的新興交叉學科，主要由生物技術、工程學、環(huán)境學和生態(tài)學組成，是一門綜合性科學體系，涉及多種學科，它的產生和發(fā)展反映了基礎科學研究的最新成果，同時也體現了工程科學開拓出來的新技術和新工藝，代表了環(huán)境工程技術的發(fā)展方向。在環(huán)境工程研究領域，一般將19世紀末生物濾池的出現和1914年w．T．Loekett和．E．Arden發(fā)明“活性污泥法”作為環(huán)境生物技術的開端。20世紀五、六十年代，隨著工農業(yè)的快速發(fā)展所帶來的環(huán)境污染尤其是水污染的加劇，直接刺激和促進了環(huán)境生物技術的發(fā)展；70年代 Chakrabaty等人成功構建了含有多種降解質粒的“超級細菌”，為80年代環(huán)境生物技術的發(fā)展奠定了基礎；1981年，歐洲生物技術聯盟(EFB)首次將環(huán)境生物技術用于設立環(huán)境生物技術專門機構的名稱，并將控制污染的生物技術概稱為環(huán)境生物技術；1983年，美國在西雅圖召開了首屆“利用基因控制污染”的環(huán)境生物技術專題會議。進入90年代以后，環(huán)境生物技術更是引起了更多的注意并得到了充分的發(fā)展。1994年美國生物工業(yè)組織(BIO)

和白宮國家科學技術委員會共同組織的可持續(xù)環(huán)境中生物技術大會上提出了基因工程微生物、優(yōu)選微生物和生物傳感技術中可利用菌類等3大最新發(fā)展技術領域；1995年，美國國家科學和技術委員會發(fā)表的名為《2l世紀生物技術新方向》的藍皮報告中將環(huán)境保護和環(huán)境生物技術列在了很重要的地位；1996年在美國和2000年在日本召開的兩屆國際環(huán)境生物技術大會上，也都充分展現了世界各國對環(huán)境保護和環(huán)境生物技術研究的重視。2環(huán)境生物技術的研究內容與特點 國外學者認為生物技術中的三個部分屬于環(huán)境生物技術范疇：一是在環(huán)境中應用的生物技術，二是涉及到環(huán)境中的某些可看作為一個生物反應器部分的生物技術，三是作用于一些必定要進入環(huán)境的材料的生物技術。從國內外的研究可以發(fā)現，目前環(huán)境生物技術的主要研究內容包括四個方面：降解污染物的工程菌和抗污染型轉基因植物的相關研究，環(huán)境友好材料生物合成技術的相關研究，危險性化合物的降解和污染場地的生物補救研究，以及廢物強化處理技術研究。應用環(huán)境生物技術處理污染物時，最終產物大都是無毒無害的、穩(wěn)定的物質，如二氧化碳、水和氮氣而且能一步到位，避免了污染物的多次轉移。因此環(huán)境生物技術具有速度快、消耗低、效率高、成本低以及無二次污染等顯著優(yōu)點，是環(huán)保中應用最廣的、最為重要的單項技術。美國環(huán)保局(EPA)在評價環(huán)境生物技術時指出“生物治理技術優(yōu)于其他新技術的顯著特點在于它是污染物消除技術而不是污染物分離技術”。據美國環(huán)保局估算，美國現有的化學工業(yè)若有5％為生物過程取代，污染防治費用可降低約1億美元。生物技術的產品或副產品基本上可以快速生物降解，并且可以作為營養(yǎng)源加以利用。利用生物修復技術凈化環(huán)境，可使受污染的寶貴資源如水資源、土壤等得以重新利用，還可進一步強化環(huán)境的自凈能力。3環(huán)境生物技術在環(huán)境保護中的應用 3．1 生物監(jiān)測技術在環(huán)保領域中的應用 應用酶聯免疫技術、PCR技術、電子顯微技術、基因差異顯示技術、生物傳感器、基因探針、生物芯片等現代生物技術對環(huán)境進行監(jiān)測與評價，是近年來國內外科學工作者研究的熱點，研究報道也日益增多。應用酶聯免疫技術檢測分析環(huán)境中的農藥及其代謝物是90年代的一項新技術。目前，國內外已經開發(fā)出殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等農藥以及多氯聯苯、二惡英、抗菌素等污染物的酶聯免疫分析方法，其中用于現場快速分析的酶免疫試劑盒已商品化。此技術具有快速靈敏，費用低，特異性強和適于現場大量樣品分析等優(yōu)點。我國在環(huán)境污染的生物監(jiān)測方面也取得了一些新進展。一是廣泛開展了生物監(jiān)測方法的研究；二是各種生物綜合監(jiān)測指標的研究；三是利用生物監(jiān)測手段和評價環(huán)境質量。我國華東師大吳自榮等同志利用冷凍干燥的發(fā)光細菌的發(fā)光強度隨水質污染程度而變化的特點，研究提出了上海蘇州河水質發(fā)光細菌測試和評價方法。3．2廢水生物處理技

術我國的水污染十分嚴重，高濃度有機物廢水的處理是我國水污染治理的重點難題。污水中有毒物質的成分十分復雜，包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用，從而使污水中的有毒物質轉化為有益的無毒物質，使污水得到凈化。應用遺傳工程技術構建符合人們需要的微生物高效菌以及具有降解多種污染物功能的超級菌，可以提高對污染物的降解能力、加快降解速度，以增強凈化污水的效力。如微生物高效菌能夠將氰化物(氰化鉀、氰氫酸、氰化亞銅等)分解成二氧化碳和氨；利用專門分解硫化物的微生物可以從廢水中回收硫磺；利用能夠降解石油烴的超級菌以清除油對水質的污染等。還可以將大量的微生物高效菌凝聚在泥粒上形成活性污泥，用來分解和吸附廢水中的有毒物質，污水凈化后沉積的污泥中存在豐富的氮、磷、鉀等元素，是很好的有機肥料。3．3大氣污染的生物處理隨著現代工、農業(yè)的發(fā)展，大量有毒、有害氣體被排出，嚴重污染環(huán)境。微生物對污染物能較快地適應，并可使廢物、廢氣得到降解和轉化。同傳統空氣污染控制技術如活性炭吸附、濕法洗滌和燃燒等相比，微生物法以其處理效果好、投資及運行費用低、易于管理等優(yōu)點，逐漸應用于空氣污染控制中。近年來，采用把煤的物理選煤技術之一的浮選法和微生物處理相結合的方法而把煤和黃鐵礦分開，進而達到脫硫。美國利用CBl菌株可脫去18％一47％的有機硫。捷克斯洛伐克1991年在其北部三個露天煤礦用氧化亞鐵硫桿菌脫褐煤中硫，平均能脫去無機硫78．5％0有機硫23．4％。德國和荷蘭用生物膜過濾器處理含硫化氫廢氣，其控制效率達90％以上。新西蘭、英國、日本和美國也有在工業(yè)上規(guī)模應用的報導。3．4 固體廢物的生物降解在眾多的處理方法中(如堆肥、焚燒、熱處理等)，生物處理具有成本低、運行費用低、操作簡單、易管理等優(yōu)點。城市垃圾的“生物反應堆”理論就是其中的一種，它與傳統的衛(wèi)生填埋相反，允許適量的水分進入填埋場，增加濕度，為微生物的生長和繁殖提供有利的條件，從而加速固體廢物的降解和穩(wěn)定。(1)好氧生物處理好氧生物處理是利用好氧微生物在有氧條件下的代謝作用，將廢物中復雜的有機物分解成二氧化碳和水，其重要條件是保證充足的氧氣供應、穩(wěn)定的溫度和水。實際工程中就是在填埋場中注人空氣或氧氣，使微生物處于好氧代謝狀態(tài)。(2)厭氧生物處理厭氧生物處理是利用在無氧條件下生長的厭氧或兼性微生物的代謝作用處理廢物，其主要降解產物是甲烷和二氧化碳等，一般需要保證溫度、無氧或低溶解氧濃度。(3)準好氧處理準好氧填埋場的主要設計與運行思想是使?jié)B濾液集水溝水位低于滲濾液集水干管管底高程，使大氣可以通過集水干管上部空間和排氣通道，使填埋場具有某種好氧條件。準好氧處理靠垃圾分解產生的發(fā)酵熱造成內外溫差，使空氣流自然通過填埋

體，促進垃圾的分解和穩(wěn)定。準好氧填埋有如下優(yōu)點：第一，它不需要強制通風，節(jié)省能量；第二，滲濾液產生后被迅速收集，減少了對地下水的污染；第三，相對于厭氧處理，垃圾穩(wěn)定得更快，危險氣體，如CH4，H2S等的產量降低。(4)混合生物處理 混合生物處理是既有好氧又有厭氧的生物處理方法，是在填埋下一層垃圾之前好氧處理30一60d，其目的是讓垃圾盡快經過產酸階段為進入厭氧產甲烷階段做準備。這種方法主要的優(yōu)點在于把厭氧的操作簡單和好氧的高效率有機地結合起來了，增加了對揮發(fā)性有機酸、對空氣具危害性的污染物的降解，其主要特點是降解速度快。3．5 土壤污染的生物修復 生物修復技術是80年代以來出現和發(fā)展的清除和治理環(huán)境污染的生物工程技術，主要是利用生物獨特的分解有機物質的能力，去除污染環(huán)境如土壤中的污染物，達到清除污染的目的。生物修復主要包括植物修復和微生物修復。近20年來，人們認識到植物吸收可以作為各種污染物的生存介質包括土壤等的凈化技術開發(fā)。目前已經有利用沙漠植物修復科威特石油污染的土壤的研究工作。而微生物的修復工作更是顯得多種多樣，可以被廣泛的用來去除土壤等介質中的石油污染、有機氯化物污染、聚合物污染和重金屬污染等多種污染物，并且具有典型的處理速度快、經濟、無二級污染的特點。3．6環(huán)境生物技術在預防污染上的應用(1)利用分子遺傳技術篩選特定菌種將產品生產過程的廢棄物直接轉化為能源或副產品，如微生物化肥；利用DNA重組及蛋白質工程技術快速生成特定的酶，應用于生產環(huán)節(jié)，減少化學無機品用量，從而達到清潔生產的目的。(2)利用分子微生物族群、基因技術、DNA修復改變某些物質的分子結構使其具有可降解性或加速自然降解的速度。例如生物農藥、生物肥料、生物可降解塑料薄膜等生物產品將會大量應用到生產實際當中，逐步取代對環(huán)境存在污染或者污染威脅的環(huán)境物質的使用(如化學制成品的農藥、化肥等)。4結束語 隨著科技的進步，生物科學和生物工程、以及生物技術將被越來越廣泛地應用于生物多樣性保護、人類健康、環(huán)境污染防治和環(huán)境、經濟、社會的可持續(xù)發(fā)展，同時在攻克環(huán)境保護的科技難關中有廣闊的發(fā)展前景。2l世紀，實現生物多樣性保護，合理開發(fā)生物資源，有效利用生物技術，必將是本世紀的重要課題。我國是污染嚴重的國家，我們要構建一個有利于現代生物技術在環(huán)保中應用的良好環(huán)境，同時最大限度地減少和預防與這些技術伴生的對人類和環(huán)境的危害。安徽農學通報，2007(3)王 丹(巢湖職業(yè)技術學院生物技術系，安徽巢湖238000)

第三篇：環(huán)境與生物技術

現代生物技術在環(huán)境保護中的應用

摘要：日益嚴重的環(huán)境污染問題成為制約經濟和社會發(fā)展的重要障礙。隨著環(huán)境生物技術的迅猛發(fā)展，生物技術在治理環(huán)境污染中的應用也越來越廣泛。文章重點介紹了生物技術在環(huán)境污染治理中的應用。

關鍵詞：現代生物技術生態(tài)環(huán)境環(huán)境保護

現代生物技術是指以DNA技術為先導，包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質工程和生物修復技術在內的一系列生物高新技術的統稱。自20世紀80年代以來，生物技術作為一種高新技術，已普遍受到世界各國和民間研究機構的高度重視，發(fā)展十分迅猛。目前，現代生物技術不僅在農作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用，且隨著日益突出的環(huán)境問題，其在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測、工業(yè)清潔生產、工業(yè)廢棄物、城市生活垃圾的處理、有毒有害物質的無害化處理等方面發(fā)揮著重要的作用。嚴格的說，環(huán)境生物技術指的是直接或間接利用生物或生物體的某些組成部分或某些機能，建立降低或消除污染物產生的生產工藝，或者能夠認識環(huán)境過程、高效凈化環(huán)境污染、同時又生產有用物質的工程技術。由于其在處理環(huán)境污染物等方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和以及無二次污染等顯著優(yōu)點。隨著生物技術研究的進展和人們對環(huán)境問題認識的深入，人們已越來越意識到，現代生物技術的發(fā)展，為從根本上解決環(huán)境問題提供了無限的希望。在改良環(huán)境中沒有其他技術所可代替和比擬的。為此，本文將主要談談現代生物技術在環(huán)境保護中的應用。

一、現代生物技術在環(huán)境治理上的特點

（1）生物技術處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結構，降解的產物以及副產物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人類活動產生的環(huán)境污染減輕到最小程度，這樣既做到一勞永逸，不留下長期污染問題,同時也對垃圾廢棄物進行了資源化利用。

（2）利用發(fā)酵工程技術處理污染物質，最終轉化產物大都是無毒無害的穩(wěn)定物質，如二氧化碳、水、氮氣和甲烷氣體等，常常是一步到位，避免污染物的多次轉移而造成重復污染，因此生物技術是一種既安全又徹底消除污染的手段。

（3）生物技術是以酶促反應為基礎的生物化學過程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質，其反應過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進行的，所以大多數生物治理技術可以就地實施，而且不影響其他作業(yè)的正常進行，與常常需要高溫高壓的化工過程比較，反應條件大大簡化，具有設備簡單、成本低廉、效果好、過程穩(wěn)定、操作簡便等優(yōu)點。

所以，當今生物技術已廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)清潔生產、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理，有毒有害物質的無害化處理等各個方面。

二、現代生物技術在環(huán)境保護中的應用

生物處理技術概述

生物處理就是在設計的工程設施內，利用生物降解與與轉化作用去除水、廢水、固體廢棄物、廢氣等介質的污染物質。利用生物處理技術進行污染物的無害化處理已有近百年的歷史。盡管生物處理已有很長的歷史，但隨著生物技術的發(fā)展、污染問題的發(fā)展、工程技術的進步，新的和改良的生物處理工藝仍不斷涌現，大大拓展了生物處理的應用領域。

環(huán)境生物技術中利用微生物的降解作用來處理水中污染物的方法，通常被稱為

生化處理方法或生物降解法，以植物吸收為主來凈化土壤與水體的方法有土地生物修復、生物塘和人工濕地技術等

1、生物處理在在水污染治理中的基本原理。

好氧處理技術好氧降解技術包括活性污泥法和生物膜法。

（1）活性污泥法活性污泥法是最傳統的好氧生物處理技術?；钚晕勰嗍侵肝⑸锢脧U水中的有機物生長與繁殖而形成的絮凝體?；钚晕勰喾ǖ墓ぷ髟硎牵涸趶U水中通過曝氣供氧，促進微生物生長形成活性污泥，利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能來凈化廢水中的有機污染物。處理過程中，有機降解是依賴活性污泥的吸附與氧化分解能力，而泥水分離則是利用活性污泥的凝聚和沉降性能?；钚晕勰喾ㄖ袃身椬罨镜募夹g措施是：通過曝氣來提高反應器水體中溶解氧的水平；通過污泥回流來保證反應器中的生物量與活性。

（2）生物膜法生物膜法是在處理污水的反應器中添加介質（填料）作為微生物附著的載體。在分解有機污染物的過程中，微生物在介質表面生長繁殖，逐步形成粘液狀的膜，然后利用固著在介質表面的這種微生物膜來凈化污水。在分解有機污染物的過程中，膜逐步增厚，形成表層好氧、內層兼氧和厭氧的微生態(tài)環(huán)境，因此生物膜法具有一定的厭氧降解功能。生物膜法具有無需污泥回流、膜的生物活性高、反應穩(wěn)定等優(yōu)點。

厭氧處理技術自20世紀70年代起，就有一大批類似好氧降解的厭氧反應器被研制和開發(fā)出來，如厭氧濾池（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化床（AFB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）、厭氧內循環(huán)反應器（IC）、厭氧折流板式反應器（ABR）和厭氧序列式反應器（ASBR）等。厭氧技術的應用范圍已擴展到高、中、低濃度的多類有機廢水和生活污水的處理，其特點是廢水處理和能源回收相結合，但出水水質難以達到直接排放的要求。

2、環(huán)境生物技術在固體廢棄物處理中的應用

利用生物技術處理固體廢棄物中的城市生活垃圾和農業(yè)廢棄物，主要方法是衛(wèi)生填埋、堆肥和發(fā)酵沼氣。

衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋是將城市生活垃圾存積在大坑或低洼地的衛(wèi)生填埋場，填埋場下層應有不透水的自然隔水基質或人工隔水層，在填埋場設置排氣口和監(jiān)測系統，每天填入的垃圾壓實后鋪蓋一層土壤，并通過科學管理來恢復地貌和維護生態(tài)平衡。其原理是利用微生物將垃圾中的有機物分解。垃圾通過衛(wèi)生填埋還可產生沼氣。堆肥

堆肥是固體基質在有效的低溫條件下的發(fā)酵過程，適用于生活垃圾的處理。其基本步驟是：廢棄物—預處理—堆肥—后處理—存放。對堆肥處理器進行足夠的通氣是堆肥成功的關鍵。該技術安全性高，成本低廉。

發(fā)酵產生沼氣

主要利用畜禽糞便、農作物秸稈、生活污水等。其原理是微生物厭氧發(fā)酵使有機質降解，產生沼氣，此法在農村有著廣闊的發(fā)展前景，沼氣不但可用作照明和燃料，還可建成以沼氣工程為紐帶的“豬、沼、果”生態(tài)農場等生態(tài)農業(yè)模式。

3、生物技術在在廢氣及大氣污染治理中的應用

在廢氣及大氣污染治理中的應用采用生物技術控制和處理廢氣，將廢氣中的有機污染物或惡臭物質降解或轉化為無害或低害類物質，從而凈化空氣，是一項空氣污染控制的新技術。目前采用的方法主要有生物過濾、生物洗滌和生物吸附法等，所采用的生物反應器為生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。

生物過濾法生物濾池內部填充活性填料，廢氣經加壓預濕后從底部進入生物濾池，氣體中的無機污染物、有機污染物或惡臭物質與填料上附著生成的生物膜（微生物）接觸，被生物膜吸收，最終被降解為水和二氧化碳或其它成分，處理過的氣體從生物濾池的頂部排出。該方法的特點是設備少、操作簡單、不需外加營養(yǎng)物、投資運行費用低、去除效率高，但反應條件較難控制、占地面積較大。生物洗滌法生物洗滌法分為廢氣吸收和懸浮液再生兩個階段，通常由一個裝有填料的洗滌器（吸收設備）和一個裝有活性污泥或生物膜的生物反應器（再生反應器）構成廢氣從吸收設備底部進入，向上流動，與頂部噴淋向下的生物懸浮液在填料床中相互接觸，經傳質過程進入液相，再進入微生物細胞內或經微生物分泌的胞外酶作用分解，凈化后的氣體從吸收設備頂部排出。吸收了廢氣的生物懸浮液從再生反應池的底部進入，通入空氣充氧，廢氣被微生物氧化利用的過程也就是懸浮液的再生過程，再生后的懸浮液再進入吸收設備進行頂部噴淋，吸收與再生兩個過程反復進行。該方法的特點是反應條件易控制、壓降低、填料不易堵塞，但設備較多，需外加營養(yǎng)，成本較高，對溶解度小的化合物難以處理。生物滴濾法生物滴濾法是在生物吸收法基礎上進行的改進，集合了生物過濾法和生物吸收法兩種工藝的優(yōu)點，生物吸收和生物降解同時發(fā)生在一個反應裝置內。滴濾池內裝有填料，填料表面被生物膜覆蓋。循環(huán)水不斷噴灑在填料上，廢氣通過滴濾池時，氣體的污染物被微生物降解。該方法的特點是只有一個反應器、操作簡單、壓降低、填料不易堵塞、污染物去除效率高，比生物過濾法能更有效地處理含鹵化合物、硫化氫或氨等廢氣。但需外加營養(yǎng)、運行成本較高。

植物修復植物修復技術是一種以太陽能為動力，利用植物的同化功能凈化大氣的綠色技術。由于植物的種類、群落及生態(tài)習性與功能的差異，不同的植物可在不同的時空尺度上對近地表大氣污染進行修復。主要過程是持留和去除。植物對大氣中的粉塵有阻擋、過濾和吸附作用，其滯塵量的大小與樹種、林帶寬度、草皮面積、林帶種植狀況以及氣象條件有關。植物的殺菌作用可以減輕生物性大氣污染。植物通過吸收作用、同化作用、降解、轉化以及對酸雨的中和緩沖作用等對化學性污染物具有一定的去除作用。植物修復是一項對環(huán)境友好、技術要求相對較低的修復方法，容易為社會民眾所接受，而且與傳統的修復技術相比，成本要低得多。大氣污染的植物修復理論與技術對城市園林綠化、環(huán)境規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境建設具有一定的指導意義和應用價值。

4、生物技術在污染土壤的生物修復中的應用

重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是：通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態(tài)，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質的含量,激發(fā)微生物的活性,由此可以改善土壤的生態(tài)結構,這將有助于土壤的固定,遏制風蝕、水蝕等作用,防止水土流失。

5、在生物監(jiān)測方面的應用

傳統的環(huán)境監(jiān)測以化學分析，即用成熟的儀器和生物分析(如魚的毒性測試)為主，當代生物技術的發(fā)展有望增加相關的新手段，如通過測定微生物的酶和細胞基團等來監(jiān)測環(huán)境的變化。目前研究較多的有生物發(fā)光菌(Bioluminescentbacterium)、氰菌(Cya2nobacteria)、鹵素呼吸菌(Halorespiringbacterium)、苯乙烯降解菌和蘭貽貝(Bluemussels)等，主要監(jiān)測水

體中的有害物和海水藻類的爆發(fā)。ManBockGu和 Ge2unCheelGil應用生物發(fā)光細菌開發(fā)出了兩階段多頻道毒性連續(xù)監(jiān)測系統。每個頻道含有一個兩階段生物反應系統,其中含有特定的生物發(fā)光菌株。使用該系統可連續(xù)監(jiān)測同一樣品和分別確定不同類型毒性。通過分析，從每個頻道獲得的資料，可得到總體毒性和各類單項毒性的數據。

三、環(huán)境生物技術的發(fā)展前景

1、微生物脫硫技術的開發(fā)

利用微生物脫去煤中的無機硫和有機硫，可控制燃煤中SO2等含硫氣體的排放。這些微生物包括硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌、酸熱硫化葉菌等。日本利用氧化亞鐵硫桿菌已使H2S脫除率達99.99%，我國利用該菌對煉油廠進行干氣催化和工業(yè)廢氣脫硫，H2S脫除率分別為71.5%和46.9%。在燃煤的處理過程中，還可采用浮選與微生物脫硫技術相結合，對煤和黃鐵礦進行分離，達到清除或降低燃煤SO2排放的目的。利用微生物還可將石油成分中的硫分離出來。雖然生物技術在大氣污染治理中的應用時間尚短，但其具有技術簡單成本低、安全性好、無二次污染等優(yōu)點。今后，在微生物脫硫技術以及高活性脫硫菌種的研制和培養(yǎng)方面，配以清潔生產技術的研究，將會備受關注，也會成為解決原煤燃燒產生的SO2污染的最佳途徑。

2、水污染治理工藝的完善

廢水生物處理技術在實驗室階段已比較成熟，也已比較廣泛地應用于實際工程中。好氧與厭氧工藝相結合、生物膜法與活性污泥法相結合的廢水處理技術、無害化的生產工藝過程、高效完善的自動化體系以及構建針對難降解污染物的生物基因庫和特殊功能的微生物的培養(yǎng)研究是今后主要的發(fā)展方向。

3、難降解污染物的處理

基因工程是通過基因分離和重組技術，將人類需要的目的基因片段移到受體生物細胞中并表達出來，使受體生物具有該目的基因表達后顯現出來的特殊性狀，以改進生物物種。利用基因工程構建的高效菌種來處理如殺蟲劑、塑料、橡膠制品、醫(yī)療廢物、危險廢物等難降解的污染物，是現代環(huán)境生物技術發(fā)展的熱點之一。

4、生物傳感器的研制

隨著科技的進步，分子生物技術將會在開發(fā)研制生物傳感器方面發(fā)揮積極作用。生物傳感器可以滿足實施自動連續(xù)監(jiān)測的需要，判斷環(huán)境污染發(fā)展的趨勢，探索污染物在環(huán)境中的遷移轉化以及降解規(guī)律，檢測污染致突變的成因，分析污染的來源，從而使生物環(huán)境污染監(jiān)測更便捷、更靈敏、更全面。生物傳感器具有成本低、制作容易、使用方便、測定快速等優(yōu)點。

5、與其它技術的結合環(huán)境生物技術的發(fā)展離不開相關科學技術的配合。其與相關科學技術的結合，可提高處理效率、增強處理效果。將光、聲、電與高效生物處理技術相結合，處理高濃度有毒有害難降解有機廢水，如光催化氧化－生物處理新技術、電化學高級氧化－高效生物處理技術、輻射分解－生物處理組合工藝等；采用SBR＋臭氧氧化工藝和物化氣?。佑|氧化處理印染廢水，采用混凝－氣?。瓍捬酰醚跆幚砥r麻廢水、油田和煉油廢水等。這些工藝、設備、電子計算機的結合正在使以環(huán)境生物技術為主的綜合治理技術向自動化、模塊化方向發(fā)展。

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劉小兵蔣柏泉王偉(南昌大學環(huán)境與化學工程學院)

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「6」 陳堅.環(huán)境生物技術[J]，生物工程進展，2001(5)

環(huán)

境

生

物

技

術

論

文

第四篇：生物技術與人類文明

生物技術與人類文明

摘要

在這個知識爆炸、科技成為第一生產力的時代，大家對計算機網絡、信息高速公路、衛(wèi)星通訊、移動電話等都不陌生。那么，我想大家對生物工程技術也一樣有所耳聞。

生物工程當前新技術革命的三大支柱（微電子、生物工程和新材料）之一，無論在發(fā)達國家還是 發(fā)展中國家，它都被列為優(yōu)先發(fā)展的領域，特別是基因工程的出現，使人類進入了一個能按自己需要創(chuàng)造新生物的偉大時代。

“生物工程熱”的現象不是偶然的，它為解決世界面臨的如能源、糧食、人口、以及污染嚴重等諸多難題開辟了新途徑，直接關系到醫(yī)藥衛(wèi)生、輕工食品、農牧漁業(yè)及能源、化工、冶金等傳統產業(yè)的革新和新興產業(yè)的形成，它的發(fā)展將極大地造福人類。

在食品類里的面包、酸奶、乳酪、醬油、味精；酒類里的啤酒、葡萄酒、威士忌酒；藥類里的各類抗生素（如常見的青霉素、頭孢霉素）、胰島素、乙肝疫苗、小兒麻痹癥疫苗、流感疫苗；生活用品類的奶酪、洗衣粉等等，與生物工程密切相關，所以他對我們來說并不是很陌。

本文主要介紹生物工程技術與人類文明，顧名思義，就是介紹生物工程的簡介以及它在當今社會所起的作用，對人類生活的影響。

關鍵字：生物工程，人類文明，發(fā)展，影響

目錄

第一章：生物工程內容 1．1 基因工程 1．2 細胞工程 1．3 酶工程 1．4 微生物發(fā)酵工程 1．5 生化工程 第二章：小結

第三章:生物工程的發(fā)展 第四章：參考文獻

第一章：生物工程的內容

生物工程有五個強大而富有生命力的技術系統：基因工程、細胞工程、酶工程、微生物發(fā)酵工程和生化工程。

1．1 基因工程

也叫遺傳工程，或DNA重組技術。這一技術在生物工程中的地位舉足輕重?；蚬こ毯唵蔚卣f，就是對不同生物的遺傳物質——基因，在體外使用一 種工具酶，用人工的方法，進行“剪切”、“組合”、“拼接”，使遺傳物質按照我們的意愿重新組合，然后通過運載物質（質粒、噬菌體、病毒等）轉入微生物體 內或動、植物細胞內，進行無性繁殖，并使我們需要的基因在細胞中表達出來，產生出我們所需要的產物或組成新的生物類型。

1973年，斯坦福大學的科恩和舊金山加州大學的博耶共同實現了這一DNA重組實驗，也是那個時候這一技術在美國首次獲得成功。

利用細菌生產人胰島素，這一成果在基因工程領域產生很大的影響，當然還有其他的例子，例如：能自動脫毛的綿羊、超級鼠、巨魚、用細菌 生產的沒有蛋殼的雞蛋等等。

1．2 細胞工程

細胞工程在最近的十幾年里都很時興，尤其是1975年英國劍橋大學的米爾斯坦發(fā)展了雜交腫瘤細胞技術以及單克隆抗體的作用，使細胞工程開始為世人所矚目。

細胞工程是應用現代生物學，發(fā)育生物學，遺傳學和分子生物學的理論和方法，按照人們的需要和設計，在細胞水平上的遺傳操作，重組細胞的結構和內含物，以改變生物的結構和功能，即通過細胞融合，核質移植，染色體或基因移植以及組織和細胞培養(yǎng)等方法，快速繁殖和培育出人們所需要的新物種的生物工程技術。

其突出成果為單克隆抗體，它由米爾斯坦和另外一位英國科 學家科勒合作而完成。另外，細胞工程還有兩項重 要的技術，一個是細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術，一個是植物組織培養(yǎng)快速繁殖技術，其發(fā)展前景十分樂觀。

1.3 酶工程

酶是一種催化劑，但不同的是它催化的是生物體內的反應，且它本身也是一種蛋白 質；更重要的是，它的催化效率高得驚人，超出化學催化劑千百倍，而且是在常溫、常壓下進行，專一性極強。因此，我們可以設計一些特定的生物反應器，利用酶 的這一特性，把相應的原料轉化成對人類有用的物質。酶工程就是這樣一項技術。

提到酶工程那就不能不提到“酶工程之父”—— Katchalski—Katzir，他是以色列科學家，世界上第一個固定化酶就是他在60年代初裝配成功的。他發(fā)現了酶并不在溶液中起作用，而是包在細胞膜或 細胞器里面起作用的。于是他試著把酶從細菌中分離出來，再結合到具備一定性質的固體支持物上，或包埋于天然的（或人工合成的）膜上。他意外地發(fā)現，有些酶 固定化以后，活性不僅未受影響，穩(wěn)定性反而有了提高。

自然界中被檢定過的 酶多達三千多種，但只有約100種已經開發(fā)或投入商品生產。

微生物是工業(yè)酶劑的主要來 源，而且產酶能力很高，如一噸發(fā)酵液得到的淀粉酶幾乎與數千頭豬胰臟得到的酶量相當，簡直是個奇跡。而奇跡在生物工程領域的確“屢見仍鮮”，且每每令世人 為之瞠目。

1.4 微生物發(fā)酵工程 現代概念的微生物發(fā) 酵工程是本世紀40年代隨著抗生素工業(yè)的建立才興起的。

從50年代起，檸檬酸、氨基酸、核苷酸、酶制劑、甾體激素、細

胞蛋白和生物農藥等獨立的工業(yè)體系也相繼興起。這些看似復雜的產 品，實際上都是人們利用微生物的特定性狀，如微生物菌體含有豐富的蛋白質，微生物代謝過程中可以產生一些對我們非常有用的物質（象青霉素、頭孢霉素、甘 油、有機酸、維生素等），從而生產出對我們有用的物質。也可以把微生物直接用于工業(yè)生產，這就是現代意義上的微生物發(fā)酵工程。

按照我們應用的目的和范 圍，微生物發(fā)酵工程大致包括四個內容，即：對微生物菌體的生產和利用，微生物菌種選育技術，微生物代謝產物的生產和應 用，；對微生物機能的利用，這些小小的微生物，卻為人類作出了不可估量的巨大貢獻。

1．5 生化工程

要想前面的四個工程運行成功，那生化工程是必不可少的，它提供合理的設備和技術的生化工程。包括生物反應器、傳感器和生 物產品的提取和精制技術。

生物反應器，即為活細胞或 者酶提供一個恰當、舒適的反應環(huán)境，使細胞“胞丁興旺”，不斷增殖或形成所需的產品。

傳感器，它作為生物反 應過程中必不可少的“監(jiān)督員”，擔負著反應過程中參數的檢測與調控任務，肩負著保證生物工程生產現代化、高效化的重要使命。

生物產品是精細產品，品種 繁多，要求不一，每個品種都需要有相應的、量和效率。

第三章：小結

以上的五個技術系統 并非各自獨立、互不相干，而是相互依賴，相輔相

成的。在整個生物工程這個大系統 中，基因工程是主帥，占有主導地位。因為只有用基因工程改造過的微生物和細胞，才能真正按照我們人類的意志，進行工程設計，產生出特定的生物工程產品；微 生物發(fā)酵工程不可小覷，它常常是遺傳工程的基礎和必要條件；細胞工程經常與基因工程結合使用，而雜交腫瘤細胞技術具有可以與基因工程相提并論的地位；生化 工程同樣不可缺少，是其他生物工程技術轉化為生產力的重要工具。

可見，正是這五個技術系統 的有機結合，才使得今天的生物工程愈來愈散發(fā)出迷人光彩。

第三章：生物工程的發(fā)展

最早的生物工程產品可以追溯到數千年前，可想而知，那時的產品是落后的，技術也是落后的，即使制造出了一些東西，但那時的產品離不開接種、攪拌、溫度、時間和產品收取等一系列的操作工序，人們也不知道在制造產品的過程中到底是什么在起作用。其他以微生物發(fā)酵為基礎的 生產，如發(fā)酵乳制品（包括乳酪、酸奶等）和各種東方食品如醬油、印尼豆酵餅等同樣有著古老的淵源；而蘑菇的人工栽培則不太久遠，如日本的香菇栽培是在幾百 年前開始的，現在世界溫帶地區(qū)廣泛種植的傘菇大約有300年的歷史。這些大都有數千年歷史的發(fā) 酵產品，可以說是最古老的生物工程產品；那些人們在辛勤勞動中總結出來的微生物發(fā)酵技術，正是現代生物工程的萌芽。

隨著科學技術的發(fā)展，生物工程技術也在突飛猛進的在發(fā)展，同時也為人類帶來了不少益處。

我國人民對于生物資源的利用和改造也有悠久的歷史和豐富的 經驗（如傳統的發(fā)酵業(yè)——作坊式制酒、制醋），在農業(yè)、食品、釀造和醫(yī)療衛(wèi)生等方面，都為人類做出過杰出貢獻。

重組DNA技術試驗成功更是使得歐美國家乃至整個世界為之震動，它的潛在的工業(yè)應用價值給人們以夢幻般的憧憬。

抗生素是我們比較熟悉的一 大類常用藥物：如青霉素、鏈霉素、頭孢霉素、氯霉素等。生化藥物在制藥工業(yè)中也占有重要地位，因為有了基因技術，所以制藥產業(yè)必定前景甚好。而且，生物工程在癌癥的治療方面也提供了便捷的方法，使人們從此擺脫了“談癌色變“的恐懼。

現在人們所提倡的就是綠色環(huán)保，一場新的“綠色革命”浪潮正在世界范圍內掀起也就是依靠生物工程技術，在細胞和分子水平上研究動植 物，使得農業(yè)產品在單位土地面積上不增加，牲畜、禽類等數量不增長的情況下卻能大量增產的農業(yè)革命。

比如，植物育種，培育抗蟲作物，綠色除草劑等等，都給農業(yè)以及人們的健康帶來福音。說完植物，動物也是不能少的，動物育種就是一個例子。動物也是要患病的，好的疫苗當然必不可少，有了生物工程，那么既環(huán)保又健康的解決辦法就呈現出來了。

環(huán)境保護已經成為全人類共 同的迫切要求。工農業(yè)生產的高速度發(fā)展、地球上人口的迅速膨脹、耕地面積的日益減少、土地沙化的日益嚴重??這一切給我們生存的環(huán)境造成了巨大的壓力；污 染日趨嚴重，也給人類帶來了諸多疾病的困擾。怎樣治理已經污染了的環(huán)境、保護尚未污染的環(huán)境？人們在苦苦探索。新興的生物工程技術使人們看到了希望，它在 解決這些困擾人類的問題上顯示出獨特的優(yōu)越性。

生物工程的優(yōu)越性在于：不 僅用生物工程原理建起來的新產業(yè)一般都是少污染的行業(yè)，而且利用生物工程技術還可以化廢為寶、化害為利，治理環(huán)境污染，減少對人類的危害。

人類面臨著能源日益枯竭的 嚴峻問題。酒精的產生，沼氣的生產在這反面起到了很大的作用。

對于現在生物工程的發(fā)展趨勢，未來這個技術的發(fā)展也是光明的，生物工程發(fā)展會有一個重要 趨向：從研究向開發(fā)轉移的步子日益加快，從而加速了它的產業(yè)化和實用化。

世界各地都在發(fā)展，所以競爭是激烈的，我們要看的是如何來造福于人類，其他的都不重要。

第四章：參考文獻 生物工程專業(yè)信息化教學改革初探

王新衛(wèi);周彥;張慧;張書松

湖南農業(yè)大學學報(社會科學版.素質教育研究)2008-03-15 期刊

0 2 實踐教學中雙語教學問題之探討——以生物工程專業(yè)實驗選修課為例

陳蔚青;陳虹;柯薇

浙江樹人大學學報(人文社會科學版)2008-05-15 期刊

0 藥用植物生物工程技術研究進展

趙樹進;陳念;韓麗萍

時珍國醫(yī)國藥

2008-07-20 期刊

0

0 21世紀哺乳動物胚胎生物工程發(fā)展趨向

朱士恩

中國農業(yè)科學

2008-08-10 期刊

0

0 5 百度百科

第五篇：生物技術與土木工程

生物技術與土木工程

從古自今，生物技術都有著極其廣泛的應用，譽滿天下的洛陽橋又名萬安橋，位于洛陽江入海處，采用著名的“筏型基礎”與“種蠣固基法”。所謂“筏型基礎”，就是先拋置大量石塊形成石提，作為基礎，然后在堤上造筏型橋墩，以分水勢。橋墩至今猶存。遠遠望去，就像一排排小船乘風破浪并肩托起大橋。

為了鞏固橋堤，又在橋下大量種植附著力強、繁殖迅速的牡蠣，創(chuàng)造了把生物學應用于橋梁工程建筑的先例

在科學技術飛速發(fā)展的今天，生物技術更是有著不可替代的應用。每生產1噸水泥，就會產生1噸二氧化碳氣體。如今，在一項解決氣候變化的計劃中，研究人員正在開發(fā)一種以稻殼和煤灰生產的革命性新水泥。作為“英印教學與研究計劃”的一部分，印度和英國的科學家希望通過在該項目上的合作降低水泥的碳足跡——生產水泥的二氧化碳排放占全球排放的5%。

作為混凝土主要成分的普通水泥是在高溫下加熱石灰石與黏土制成的。除了制作混凝土，水泥還是砂漿、灰泥以及最常見的灌漿使用的基本成分。參與該項研究的Kevin Paine博士說：“混凝土是世界上僅次于水的第二大最常用材料，所以減少它的二氧化碳排放將對氣候變化起到真正的作用。”英國鄧迪大學和巴斯大學的研究人員通過燒煤時產生的煤灰、煉鋼時產生的爐渣等廢棄物，甚至是稻殼，來代替生產普通水泥時用到的部分原料，從而找到降低水泥碳足跡的方法。目前世界各國對生物工程十分重視，我國也把生物工程列為重點發(fā)展的科研項目之一。生物工程學的研究將對人類的生產方式和生活方式產生巨大的影響。

學院：建筑工程學院

班級：土木103

姓名：郭凱

學號：10442096