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关键词:畜禽粪便;堆肥技术;生产工艺;发展前景
畜禽粪便主要包括猪、牛、羊、马等家畜粪便和鸡、鸭等家禽粪便。根据不同粪便的排放方式、粪便量、养分含量等特点,选择不同的处理方法。其中,家禽的粪便中有机质和氮、磷、钾养分含量都较高,并含有较多的钙等其他中量和微量元素,家禽粪便容易腐熟并且腐熟温度较高,属于热性肥料;猪粪质地较细,含有较多的有机质和氮、磷、钾养分,含有大量的腐殖质,对提高土壤肥力有很好的作用;牛粪属于冷性肥料,其中的有机质部分较难分解,腐熟较慢,发酵温度较低;羊粪质地较细,含水量少,羊尿中氮和钾含量较高,其氮素形态主要是尿素态氮,易被分解利用;马粪尿中有机质含量较高,还含有大量的纤维分解菌,在堆肥时能产生高温,属于热性肥料[1]。
我国每年产生畜禽粪便26亿t,是世界上农业废弃物产出量最大的国家。以1995年为例,全年畜禽粪便的氮、磷量分别为1 597万t和363万t,同期我国化肥施用量折纯量分别为2 021.9万t和631.2万t,畜禽粪便中的氮、磷含量相当于我国同期施用化肥量的78.9%和57.5%,可见畜禽粪便是我国农业生产中的宝贵肥力资源[2]。
1畜禽粪便的处理
集约化养殖场畜禽粪便的特点是含水量高、污染物质多样、恶臭,处理过程中氮态易挥发。针对这些特点,畜禽粪的处理主要包括干燥处理、除臭处理等几个方面。
1.1干燥处理
干燥处理法是利用燃料、太阳能、风能等,除去家畜粪便中的水分,使含水率降低到可以进行堆积发酵的程度(55%)。不同畜禽粪便的处理方法不同,鸡粪干燥处理技术有鸡舍内干燥、发酵干燥、太阳能干燥、高温快速干燥、高频电流干燥等。依据干燥处理所采用的方法分类,有物理方法、化学方法和生物方法。物理方法的主要手段为沉淀、离心、过滤或过筛、冷冻、直接烘干与焚烧等;化学方法主要是絮凝法;生物干燥法具有成本低、粪便处理过程养分损失少且可以将除臭与干燥相结合等优点,其原理是利用堆肥过程中微生物分解有机物所产生的能量促进粪便中水分的散发,起到干燥粪便、降低水分的目的[3]。
1.2除臭技术
畜禽粪尿堆肥处理过程中产生大量的臭气,并且臭气成分复杂,主要含有氨、含硫化合物、胺类和一些低级脂肪酸类等19种化学物质。其中来自畜禽养殖或粪尿处理场的臭气中最主要的成分是nh3和h2s[3]。世界各国对于粪便除臭的研究工作主要集中在两个方向。①在饲料中添加除臭的添加剂,降低动物排泄后粪便的臭味。②畜禽养殖场或粪尿处理场所采用的除臭方法很多,例如可以使用遮蔽剂、中和剂、吸附剂等,也可用空气稀释及臭氧氧化。但是目前最为经济有效和最常用的方法是生物除臭法[1]。生物除臭法是利用微生物来分解、转化臭气成分以达到除臭目的,因此也叫微生物除臭法。生物除臭法中有土壤除臭法、珍珠岩棉除臭法、堆肥除臭法、活性污泥除臭法、泥炭土除臭法和锯末除臭法等[3]。
2畜禽粪便堆肥技术
2.1条垛式系统
条垛式堆肥是将原料堆积成窄长垛,垛的断面为梯形或三角形,采用机械或人工进行定期翻堆,实现堆体中的有氧状态。具体堆制方法是:①先将畜禽粪便与微生物发酵菌剂(也可以不加微生物菌剂)、发酵用的各种辅料混合,将c/n调节为25∶1左右,含水量在55%左右;②将禽畜粪便堆成长条状,高不超过1.5~2.0m,宽为1.5~3.0m,长度视场地规模和禽畜粪便数量的多少而定[2]。
2.2静态通风垛系统
与条垛式堆肥不同,静态通风垛系统在堆肥过程中不进行翻堆,而是通过鼓风机和埋在地下的通风管道向堆体内通风,保证堆体内的有氧状态。通风系统既决定静态通风垛能否正常运行,也是温度控制的主要手段。通风不仅为微生物分解有机物提供氧,同时也排除堆体内的co2和nh3等气体,并蒸发水分使堆体散热,保证了适宜的发酵温度[4]。
2.3棚式发酵堆肥系统
将鸡粪倒入发酵大棚,堆肥厚度为40cm左右,拌入微生物发酵菌剂(也可以不加微生物菌剂)和各种发酵辅料,每天翻抛一次,使其发酵、脱臭,鲜禽畜粪便从发酵车间一端进入,到另一端输出时即成为发酵完毕的有机肥料,直接进入干燥设备脱水。
2.4搅动固定床式堆肥系统
搅动固定床式反应器的结构通常由多层平面构成。进料口在反应器的上部,新鲜的禽畜粪便接种微生物发酵菌剂和发酵所需的各种辅料,搅拌均匀后经传动输送带或料斗设备提升到塔式发酵仓内,从第一层逐层向下推移,物料在各层之间可以停留不同的时间,在塔反应器内经过翻板的翻动逐层下落和通风,快速发酵除臭、脱水、干燥。整个过程中进料和出料是连续的,通气管位于反应器下部,由许多支管组成,外接风机,在反应器上部设废气出口,产生的废气收集处理后排放[4]。
2.5旋转仓式堆肥系统
旋转仓系统根据物料在反应器内的移动方式又分为推流式和分隔式。推流式发酵仓系统中,物料从仓体的进料口进入,沿仓体移动到反应器末端的出料口。分隔式发酵仓系统中,沿物料的移动方向,反应器被分为很多小室,在堆腐的不同阶段,物料从一个室移入另一个室。仓体旋转的过程中,物料不断地被掀起跌落,与空气充分接触,所以利于通风干燥。搅动固定床式和旋转仓式堆肥系统的优点是充分利用了发酵产生的生物热,发酵速度快,有利于水分蒸发,机械化程度高,发酵条件容易控制,占地面积小,能够对臭气进行收集统一处理,防止二次污染,缺点是投资大[5]。
2.6圆筒发酵堆肥系统
新鲜禽畜粪便加入作物秸秆和微生物发酵菌剂,混合搅拌,含水量调节到55%左右,吊料斗输送装入一台横放的大圆筒,筒为搅拌釜式结构,并充入40~45℃热蒸气或热空气,物料在筒内经8~10h发酵后,再加温到80℃,持续1h以上,以杀灭细菌和虫卵[6]。该方法的优点是占地面积少,机械化程度高,发酵与干燥一体化;缺点是需要一定的设备投资,发酵不充分,发酵干燥成本高[2]。
3畜禽粪便无害化处理与有机肥料生产工艺
将畜禽粪便与配料按规定的比例送入混合搅拌料机,进行搅拌使其混合均匀,通过螺旋输送机进一步搅拌并送入主机——加压混炼机,通过加压混炼机的加压摩擦,使该机体内的混合物温度自行升高,杀死病虫卵和有害菌,然后提供适当的空气和水分,为高温菌发酵创造适宜的条件,完成快速发酵,再通过粉碎机粉碎松散,最后送入堆置场发酵8~10d即成为有机肥(图1)。
4畜禽粪便生产生物有机肥的发展前景
随着生物有机肥在全国生态农业的大力推广,农民已对其有了一定的了解与认可,我国农业市场对生物有机肥的需求量会不断增加[7]。首先,用畜禽粪便(特别集约化养殖的畜禽粪便)、秸秆、农副产品和食品加工的固态废物、有机垃圾经过有益微生物发酵、加工而成的有机肥,具有投资少、原料易得、成本低等优点,其生态效益是不容忽视的[8]。其次,应用有机肥料生产农产品其营养价值和经济价值都是非常高的。再者,用畜禽粪便生产有机肥可以减少化学药品对环境的污染。所以,生物有机肥具有更加广阔的发展前景[9]。
参考文献:
[1]刘丽丽.微生物肥料的生物学及生产技术[m].北京:科学出版社,2005.
[2]徐风花,孙冬梅,宋金柱.微生物制品技术及应用[m].北京:化学工业出版社,2007.
[3]孔健.农业微生物技术[m].北京:化学工业出版社,2005.
[4]葛诚,沈德龙,李俊.微生物肥料生产应用基础[m].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,2000.
[5]葛诚.微生物肥料的生产及应用技术[m].北京:中国农业科学出版社,2000.
[6]崔占利,张鸿雁,王彦杰.农业微生物制剂生产和应用[m].长春:吉林大学出版社,2005.
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关键词:生物技术;畜牧兽医;应用实践
生物技术的蓬勃发展对于各行各业来说都是一种强有力的技术支撑与新领域的不断创新,最具有应用价值的就是生物技术在畜牧兽医实践的不断发展。生物技术应用到畜牧兽医领域中是对畜牧兽医领域的创新,在不断完善发展生物技术的同时也使整个畜牧兽医领域在应用该技术之后使自身不断向前迈进,不断注入新鲜的血液。
一、生物技术的研究领域
生物技术是科技发展的新时代新要求下,应运而生的新产物,能够很好的适应人们的新要求,现代生物技术的研究领域主要是基因技术的应用与开发以及微生物的繁殖发展,在生物的遗传、生长以及在应对疾病等方面都进行了分析与探讨,同时还能对生物的生长状态与生长性能不断进行改善,而且对于生物新物种的产生也有积极的影响,畜牧兽医领域对于现代生物技术的应用促进畜牧兽医领域的蓬勃发展。
二、现代生物技术对畜牧兽医实践的影响
生物技术是新时代下不断涌现发展出的适宜人们生产发展的新技术,它涵盖了很多不同的研究领域以及不同的研究方向,它能够从不同方面来影响畜牧兽医领域的发展与实践,不断提升整个畜牧兽医行业的高度与其发展的模式。现代生物技术对畜牧兽医实践的影响主要有以下几个方面。
(一)现代生物技术对动物生长繁殖的影响
在畜牧兽医领域的发展领域中的繁殖与生产是整个领域的重要组成行业,尤其是在当前的发展环境以及城市化进程不断加快的情况下,畜牧业面领着更严峻的挑战。现代生物技术的应用不断稳定了畜牧业的发展,在其发展模式上等各个方面促进了动物的生长与繁殖。
在以往动物的育种过程中,人们会面临着众多的难题与挑战,不能适应21世纪更高水平的现代技术的需要,而现代生物技术的运用很好的利用DNA的重组技术,实现了动物的快速高效育种,在以往克隆羊多莉的完成上就很好的诠释了生物技术的重要性以及必要性。在运用现代生物技术之前,人们如果想要提高动物育种的效率、提高动物增重的速度,就需要进行多次的杂交,不断进行人工筛选与杂交才能培育出比较优良的生物品种,这种方法在当时为生物的优良选择与培育做出了很大的贡献,但是现在看来这种“原始”的生物培育方法不仅需要耗费大量的时间、人力物力,更多的需要不断的创新与尝试,这未免为动物的快速有效的繁殖增添了许多不必要的麻烦,并且利用这种生物技术繁殖出的动物往往很难改变自身的基因状态,这种再叫技术还不能很有效的促进基因的杂交,同时还需要面临有害基因的带入,这就加大了生物杂交的困难度与危险度。
针对以往生物育种的困难,现代生物技术的的运用对以往动物育种方式进行了改进与完善,这是为畜牧兽医领域的更快发展提高了发展的层次与高度,不断提高生物育种的速度以及安全有效性,这已经成为该领域发展的必要技术与一种发展趋势,在实际运用现代生物技术的过程中,可以利用DNA的导入技术,促进胚胎发育工程的有效进行,首先要对进行操作的基因进行高效细致的筛选,防止有害基因的带入,然后利用分子生物技术快速繁育出高质量的生物品种,不断增强生物育种的便利性与高效性以及安全性,同时不断增加生物物种的多样性,对于其他各行各业的发展也有重要显著的推动作用。
(二)现代生物技术促进激素的释放
生长激素对于动物的生长繁殖具有很重要的作用,它是生物发育的重要调剂,能够促进动物生长状态的完善与发展,对于动物的身体发育以及各个动物不同性能的开发都有不可取代的作用。但是生长激素在获得途径上往往很受限制,不能高效的利用其价值。
科学家在这一方面不断运用现代生物技术的便利性,研制出生长抑素,可以不断提高整个激素的释放量,对于动物的生长性能的完善与提高具有不可替代的作用。现代生物技术发展领域中最常应用的就是半胱氨酸,这种生长抑素能够改变酮体的成分,有效改善动物的生长性能以及体内激素的释放量,对于该领域发展有巨大的推动作用。
三、结束语
畜牧兽医领域是我们的生产与发展有重要的基础作用,需要加大对其重视程度以及新技术的引用与开发力度,不断为其注入新鲜的血液,运用新技术促进该领域的不断发展与完善。在现代生物技术的构建下畜牧兽医领域更是不断向前发展,促进畜牧兽医领域实现更高水平的改善,这为畜牧兽医领域的应用与实践带来了更多的发展契机。
参考文献:
[1]李红梅,章新,张宏雨.新平哀牢山自然保护区东坡爬行动物多样性研究.2012年16期.
一、企业工商管理发展现状
生物技术是一门新兴的技术,生物技术和其他高新技术一样,有自身的特点,当前我国对生物技术的研究和管理在不断的寻求新的方法和技术。而我国当前企业的工商管理发展现状为:
第一,工商管理模式粗放。因为生物技术是一门新兴的技术,所以,当前生物技术研究企业的工商管理会存在一定的粗放管理现象,这种现象的产生主要是因为生物技术研究企业的管理者没有丰富的工商管理经验,在企业管理中没有系统的管理理论和管理知识作为企业管理支持,企业的管理者只能凭借个人习惯和情感进行企业管理,这样就会造成企业工商管理中出现内部控制制度不完善、管理制度不完善,这样就会影响企业的发展方针的制定。
第二,生物技术研究企业的文化建设不足。企业在发展的过程中需要将社会效益而后经济效益结合在一起,才可以促进企业的发展,企业的员工才可以在工作中感受到企业文化的力量,对自己的工作充满信心。可以说企业文化建设是企业发展的一个向导,起到指引的作用,对企业的发展有强大的推动力。生物技术研究企业更加需要注重企业文化的建设,这样才可以推动企业的发展。
第三,工商管理地位不清。我国社会主义市场经济体制在不断的发生着变化,这位企业的管理提出了更高的要求。首先需要将企业工商管理思想进行转变,结合一些新的发展观念和思想,在追求经济效益的同时,将社会责任加入在企业发展中,将以上企业管理中的粗放式管理转变成集约型管理,同时进行管理创新。因为生物技术发展中心企业和其他企业的发展本质不同,所以工商管理方式需要有一套自己的管理理念,这样才会促进该企业的发展,提高企业的经济效益。
第四,工商管理人才缺失。众所周知人才是一个企业发展的动力,当前企业之间的竞争实际上就是人才的竞争,但是目前我国企业发展中人才比较缺失,生物技术发展企业的人才更为缺失,真正有能力的管理人才更是少有,这些现状的产生和我国企业的发展历史和工商管理的发展有关,管理人才的缺失,需要企业加强对内部人员的管理,珍惜企业当前的内部人员,加强对内部人员进行思想教育,关心企业内部人员的生活,不同的将企业的管理水平提升。
在当前我国企业发展现状中,还有很多不同的问题出现,这些问题出现,为企业管理者提出了新的管理要求,需要找出这些问题的根源将问题解决,同时将企业的管理模式进行改进,对于生物技术发展中心等相关的生物技术研究企业来讲,因为是一门新兴的技术研究领域,所以其管理模式需要进行创新,寻找适合该企业发展的工商管理模式,才可以促进企业的发展。
二、我国企业工商管理的发展方向
从以上我国企业工商管理的发展现状进行研究分析,可以知道今后我国企业工商管理的发展方向和发展前景。
第一,培养工商管理人才。当前我国企业发展中,工商管理人才非常的稀缺,生物技术研究因为是新兴的一个研究领域,所以相关企业对工商管理人才的需求非常急切。今后我国企业的发展方向为培养更多专业的工商管理人才,为企业的发展提供更多的人力资源和人力保障,将企业的管理水平提升,运用新的管理模式、管理方法,进行企业管理,实现企业管理的科学化和合理化。
第二,制定企业工商管理制度。无规矩不成方圆,在企业发展中的规矩就是企业制定的各项制度,企业的各项工作需要有序的发展和进行,就需要有一定的制度最为其发展的保证。当前我国企业之间的竞争非常的激烈,企业之间的竞争也是企业管理水平的竞争,我国生物技术是一门新兴的技术,该领域企业的发展需要将企业的管理模式进行创新,制定适合生物技术研究发展的工商管理制度,为企业的发展提供保证。建立有效的管理制度,可以帮助企业留住更多的人才,保证企业各项工作有序的进行。
第三,实行人性化管理。我国当前企业的发展和管理,主要是坚持以人为本的理念进行管理,很多企业管理制度的制定是以经济利益为前提进行制定的,缺乏人性化管理,进而导致大量人才的流失,着不利于企业的发展。为了在实现企业经济效益的同时促进企业的发展,需要实行人性化管理。在企业管理制度制定的过程中,需要体现出人性化,体现企业对员工的关怀,促使企业工商管理的人性化。
1 生物技术在我国农业生产领域中的发展现状
我国农业生物技术起步晚,与发达国家有一定差距。在国家政策的扶持下,尤其是在国家“863”计划,“973”计划和“国家转基因植物研究与产业化专项”的直接支持下,已取得了很大的成绩。目前,我国农业生物技术在一些领域已经进入了国际先进行列,例如我国是世界上继美国之后,第2个拥有自主研制抗虫棉技术的国家;我国转基因水稻的研制处于世界先进水平。现如今我国涉及农业生物技术的各类研究机构已超过200家,初步形成了从基础研究,应用技术研究到产品开发相互衔接,相互促进的创新体系。
2 生物技术在农业领域中的实践应用
生物技术之所以能够对传统农业产生冲击,是因为它在改变物种性状、增加抗病害能力、提高单产、改善品质等诸多方面做出了巨大的贡献。
2.1 提高作物的抗性
自然界强光、干旱、低温等不利环境因素对作物影响极大,其引起的不良结果之一就是氧离子基团的产生,因此若能提高作物对氧离子基团的耐受能力,就能大大提高其抵抗外界不良环境的能力。例如,通过基因工程技术,将超氧化物歧化酶基因转入到作物基因组中,使其表达超氧化物歧化酶蛋白,以抵抗氧离子基团的毒害,这种技术在烟草上已经获得了应用[1];另外利用转基因技术培育出的抗寒、抗旱、抗盐碱等作物也获得了喜人的效果[2]。
2.2 增强作物的抗病、虫害能力
虫害是导致农作物减产的重要原因之一,全世界每年因此损失达数千亿美元[3]。如今利用基因工程手段把抗虫害基因转入到农作物中,使培育出的新品种具有抗虫害功能。目前,抗虫害的基因主要有两类,一是具有杀虫活性的原毒素基因,另一类是编码蛋白酶抑制剂的基因[4]。
抗病毒最有效的方法是将弱毒株病毒外壳蛋白基因转入到作物基因组中,使其表达病毒外壳蛋白,这些蛋白的积累能够抑制病毒,这样就有效的保护了农作物。例如,美国科学家将烟草花叶病毒的外壳蛋白基因转入到烟草及番茄中,并用于大田生产实践中,其防病率高达90%[5]。
2.3 增加作物新的性状
杂草是导致农作物减产的重要因素之一,而除草剂在除草的同时也会把农作物杀死,利用基因工程技术可以解决这个问题。例如,将抗草甘膦的基因转入到植物中,使植物获得对草甘膦的抗性,在大田中使用草甘膦除草剂时就能有选择将杂草杀死而不影响农作物的生长,从而大大减少劳动力,提高粮食产量。目前已经获得抗草甘膦的转基因植物有烟草、大豆、番茄、马铃薯、棉花等[6]。
2.4 改进农产品的品质
将一些用传统育种方式无法培育出的性状通过基因工程手段引入作物,使作物提高营养价值,并达到改善产品品质的目的。近些年来进行的作物品质改良主要集中在种子贮藏蛋白、淀粉、油脂等成分的含量和组成上。比如,通过转基因技术,可使甜味蛋白在马铃薯种成功表达;可使大豆、油菜、向日葵等植物含有较高水平的不饱和脂肪酸[7]。
3 生物技术在我国农业发展中的展望
我国农业生物技术及其产业的发展前景是美好的。首先,在国际上发展生物技术的热度始终不减,仍在你追我赶,激烈竞争。这是由于生物技术多方面的应用价值决定的,而这种应用价值难以很快被其它技术所替代,据国际农业生物技术应用服务组织2011年统计,中国的转基因作物种植面积已经位居全球第六。其次,我国政府非常重视生物技术在农业上的应用。我国政府已对农业生物技术投入大量资金,此外还在生命科学和生物技术领域建立起众多国家重点实验室,吸引了一大批高水平的科技人才从事范围广泛的农业科学研究工作。
综上所述,生物技术在农业生产领域有着广泛的发展和应用前景。相信只要我们发挥优势,奋起直追,我们完全有能力攀登农业生物技术领域高峰,为我国的农业发展作出大更大的贡献。
参考文献:
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[4]冯斌,谢先芝.基因工程技术[M].北京:化学工业出版社,2000.
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[6]顾宝根.生物技术对未来农药的影响[J].世界农业,2000,(2):27-29.
【关键词】生物技术;环境保护;应用;分析
引言:生物技术又被称作是生物工程,首要是以生命科学为根底,使用生物有机体或许组成有些以及工程技术原理,研讨和开发新商品是新技术的一种具有综合性的科学技术系统。随生物技术的飞速发展和大家环保意识的增强,近几年在环境保护作业中,生物技术得到了十分广泛的使用,并在一定程度上显示出极好的发展前景。这篇文章就生物技术进行了简略介绍,并就其在环境保护作业中的使用进行了简略总述,期望对生物技术在环境保护中的进一步使用起到必定的推进效果。
1.中国生态环境现状
当时,中国经济得到了前所未有的发展,工、农业也较快的发展起来,可是发展进程中构成的“三废”污染也越来越严重,严重的影响了中国的生态环境,并且构成了水、大气、土壤等资本的损坏。据不完全统计,当时中国六百多个城市中有一半城市都呈现出缺水的现状,近来几年来土地丢失量能够到达50亿吨,土地荒漠化日益加剧。另外,森林覆盖面积也越来越小,牧场逐步退化,每年有高达两千五百万亩绿地不见,对大家的日子环境和身体健康构成严重的伤害,疾病发病率也越来越高。因而在一定程度上加大对环境的管理力度,进步大家的环境保护意识,使用高新技术进行环境保护作业,操控生态平衡已经变成环保作业者面临的难题和作业重点。
2.现代生物技术在环境保护中的使用
2.1生物技术在水处理中的使用
生物技术在改进水体质量,管理水源污染方面有很重要的效果。首要,在水体质量改进方面,生物技术使用最为广泛。污水中含有很多的有毒物质,成分十分复杂,其间包含重金属、有机磷、酚类、氰化物、有机酸、醛及蛋白质等等。使用微生物本身的推陈出新等生命活动,能够将水体中的有些有毒有害物质极好的去掉,然后使得水体中的有害物质转化为无毒物质,使水体得到净化。固定化酶技术即是使用最为广泛的一种污水处理技术,首要是经过化学键合法使水溶性酶和固态不溶性载体相结合,然后将酶变成不溶于水但仍保存催化活性的衍生物,然后有效的对污水中的有机污染物进行处理。除此之外,生物膜处理法、活性污泥法、稳定塘法、人工湿地处理系统工程以及土地处理系统法等都是多见的水污染操控与管理的生物技术。
2.2生物技术在废气净化方而的使用
生物技术使用于水环境管理已经有了很长的前史,可是在废气管理方面前史还很短,研讨也十分有限。上个世纪80时代晚期,生物技术在工业废气净化处理领域的使用变成很多专家研讨的抢手。对比当时成熟的废气生物处理技术有生物洗刷、生物吸附以及生物过滤法等等,与传统的废气处理技术比较,突显出很多的优势,比如高效率、低成本、高安全性等等。当前,废气生物处理技术首要能够分为吸附法和过滤法两大类,吸收法首要在一些含有胺、酚和乙醛等污染物的气体的净化中广泛使用,去掉率能够高于百分之九以上,而生物过滤常被用作除臭技术,用于臭味废气的降解。德国使用生物膜过滤处理含硫臭气时,硫化氢去掉率能够到达百分之九十以上。
2.3生物技术在固废处理中的使用
固废首要指城市中的废物、污泥、工农业生产废物等。使用生物技术,能够将固体废弃物进行无害化、资本化、减量化的处理,然后使其变成用于农业生产废料或者是有效商品,然后真正的完成变废为宝。通常废物堆肥技术能够分为好氧堆肥和厌氧堆肥两大类,其间当前研讨最为抢手的是高温好氧堆肥技术。经过高温好氧堆肥技术得到腐熟肥料具有改进土壤、增强肥效等长处,达到保护环境目标的有效办法。
2.4生物技术在土壤污染管理中的使用
在对土壤污染管理进程中,生物技术首要使用于重金属污染修复进程,即是使用微生物的效果,对土壤中的重金属进行净化和削减,然后下降其毒性。土壤中的重金属会转变其化学形状,然后使重金属固定,经过生物吸附,还能够将重金属的量削减乃至消除。去掉重金属以后的土壤,能够进步有机质的含量,改进生态构造,然后有利于土壤固定,非常好的防止水土的丢失。
2.5污水的生物净化
污水的生物净化是使用微生物本身的生命活动进程对污水中的有毒物质进行搬运和转化,然后使污水得到净化的处理办法。当前,污水生物净化技术发展较快,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法己趋于成熟,这篇文章只简略介绍几种办法:
第一是固定化微生物技术。固定化微生物技术是70时代末由固定化酶技术发展起来的,它是指经过物理或化学的手段将游离的微生物固定在限定的空间区域使其保持活性并可重复使用的一项生物技术。其能够被用来处理通常高浓度有机废水、印染废水、含氮废水、难降解有机废水及其他废水等,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或发明,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度进步,大大增强了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有显着优势。
第二是生物强化处理技术。生物强化处理技术是为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中挑选的优势菌种发生的高效菌种,以去掉某一种或某一类有害物质。首要效果方式有:直接投加特效降解微生物,废水中的微生物能够附着在载体上构成高效生物膜或以游离的状况存在;引进生物强化制剂,主要用于处理城市污水,有机物的去除率可以得到显著提高,固体物质的产生会减少、硝化作用得以增强,从而提高污水脱氮脱磷效果;固化生物强化技术,在一定程度上把特定的微生物关闭在高分子网络载体内,使菌体掉落少、活性高,然后进步优势微生物浓度,增加了其在生物处理器中的存留时间。
2.6白色污染的消除
“白色污染”是指被扔掉在环境中的废塑料包装物及废农膜对自然景观和生态环境构成的损坏。据资料显示,当前中国土壤、沟河中塑料废物有百万吨左右,约45000km2面积的废农膜残存在土壤中,若再不采取相应办法,将会在一定程度上影响中国生态和环境,研讨和开发生物可降解塑料己迫在眉睫。而使用现代生物技术消除白色污染的路径有:
第一是使用生物工程技术能够广泛地挑选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌。
第二是使用生物工程技术能够别离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者一起表现各自的效果,将塑料和农膜敏捷降解。
结束语:总之,环境保护事业离不开生物技术的使用,生物技术在环境保护事业中起到了不行代替的重要效果。在将来,生物技术在环境保护进程中必需要考虑到发展的因素,必须将经济发展同环境保护有效的一致起来,构成与经济密切配合的环境保护系统,然后完成生物技术真实的价值,保证生物技术的不断发展,为大家发明更多的经济效益和社会效益,为在一定程度上不断促进经济发展与环境保护的和谐一致作出应有的奉献。
参考文献:
[1]唐琼,李正山,尹华强. 生物技术在环境保护中的应用及前景[J]. 环境污染治理技术与设备,2002,10:28-35.
[2]宋佳. 生物技术在环境保护中的应用及前景[J]. 化工管理,2014,15:214.
关键词:环保生物技术;大气污染;思考
在保护环境的过程中,使用环保生物技术能够改变废弃物原本的分子结构,从而降低了垃圾废物对于环境的污染,同时还可以进行废物再利用,节约了能源,由此可以看出,使用生物技术治理环境问题,是十分有必要的。
一、我国的大气污染治理现状
我国从20世界70年代开始,就一直面临着十分严峻的环境污染问题,先后两次修订了大气污染防治法律,也相继建立了很多污染源的排放制度,初步完成了我国空气质量的检测以及酸雨度的检测。排污的许可证制度和大气污染排放量的控制等方面也得到了相应的完善,但是,时代在发展和进步,新时期必然有新要求,雾霾的出现给广大的人民群众带来了很多的困扰,解决雾霾问题,又成了新工作中的重中之重,经济建设和大气污染之间的矛盾越来越明显,大气污染的治理也面临着重重困难,并且,大气污染的环境监督系统还有待于进一步的完善。虽然我国已经初步建立了大气污染管理制度体系,但是很多地区的环境污染问题依然是十分严重的,污染防治政策还有待于完善,投资渠道的组成也比较单一,技术水平相对落后,总体来说,大气污染的治理程度不是十分理想。
二、环保生物技术的优势和前景
(一)技术优势
它的优势主要在于能够阻止和预防生态环境的恶化,在人类的日常生生活中,利用环保生物技术在获取自己需要的自然资源的同时,也能为日然资源提供了一个自行恢复的空间,是实现日然资源可持续发展的必要基础,而且,也在很大程度上提高了自然资源的利用效率,与其它的化学及物理治理技术相比,环保生物技术具有很明显的优势特点。首先,环保生物技术是利用微生物作为环境污染治理的核心内容,和以往的物理治理方法不同,微生物的生命活动效率要高于传统的化学和物理反应,它能够快速的处理污染物的分子结构,同时处理产物和副产物,转变为对人体没有危害的二氧化氮、甲烷、水分、二氧化碳等物质,同物化处理方式相比,环保生物技术在处理污染的效率方面和安全性上具有很突出的优势,能够科学有效的处理垃圾污染物,实现变废为宝,治理污染的效率更加高,同时价格低廉,成本较低。环保生物技术基于催化酶反应,酶是一种具有高活性的蛋白质,能够在常压常温下快速进行翠花反应,同传统的物理化学反应相比,它反应的条件更加的温和,在常温下就能发生高效率的反应工作,从而降低了环境污染治理的成本,节约了能源,也在一定的程度上节省了投资规模。
(二)环保生物技术发展前景
利用环保生物技术,进行环境污染的治理,能够更加稳定的获取处理产物,不会再造成二次污染和毒害,如果将环保生物技术进行工业化的应用,就能很好的解决污染的多次转移的问题,提高了环境污染物的再利用价值,有利于进一步加强生态恢复能力和环境的自净能力。环保生物技术记性环境污染治理,处理污染物的效率高,处理成本低,需要的能耗又比较小,降低了应用和推广的门槛,特别是在初级的环境大气污染中,被应用的十分广泛,世界各地都在进行探索和研究,环保生物技术自身也在不断的发展和完善当中,很多新的处理工艺和技术的不断被发掘,例如:好氧技术结合气体污染治理技术、厌氧技术、自动化生物处理系统。无公害的生产工艺等,都将进一步对大气污染进行有效的治理,也降低了治理的技术难度,从而发挥着越来越积极的作用。
三、环保生物技术在大气污染中的应用
(一)生物过滤技术
环保生物技术利用微生物进行废气的处理,在适当的条件下,运用固体载体对气体进行吸收,微生物的作用在于可以分解废气,发挥强大的除臭功能。为了保证其过滤的效果,在废弃的过滤过程中,一定要满足它的生命活动有机的营养物质和所需的条件,因此,在进行废气分解的过程中,要及时的补充有机成分,同时,为微生物的生存提供良好的、有力的环境,从而保证微生物的活性,促进其生长和繁殖。现阶段,微生物在进行废气分解过程中,要控制好环境温度、含氧量以及湿度等。在过滤废气的填料阶段,要选择固体的承载介质,为各种各样的微生物提供有力的生长空间,填料时,需要较大的面积,保证能够容纳下更多的微生物同时又减少占地空间,结构要均匀,不能有异味,要具有超强的吸水性,方便填料时的营养搭配和保养。
(二)生物膜治理技术
生物膜处理技术,在液体和气体扩散中把废气中的污染物质进行转换,转变气体为液体。在处理过程中,也使得污染物的化学成分发生改变,把液体污染物转移到填料的表面,表面的生物膜又开始进行污染物的氧化过程,在消耗污染物的过程中,也获取了自身所需要的营养物质,一些污染物用于微生物的污染代谢,另外的一些转变成其他的处理工艺。
(三)生物检测技术的强化
环保生物技术发展的十分迅速,它的功能和用途也就越来越广泛和全面,不仅能够对废气进行处理,还能对大气污染进行检测,提供了更便捷、更全面、更灵敏的检测服务,能够对污染源进行分析,进而更进一步探索大气污染的物质转化规律。环境污染借助神物监测系统,实现了环境污染的连续性监测,能够很好的预测和判断环境污染的程度,更好地协助大气污染治理人员开展治理工作。
(四)结合其他的新技术
跨领域的技术合作优势越发明显,环保生物科技与其他新技术的结合,对环保生物技术的发展和创新起到了很关键的作用,能够更加有效的提高环境治理技术的智能化和自动化程度,减少了人力物力的投入,对于生物数学模拟的研究,也是一项很重要的突破,通过光、电、声等技术的结合,可以更好的处理有毒有害污染物,从而更加有效的落实大气污染工作。
三、总结
社会的发展,给自然生态环境带来了很严重的影响,大气污染日益严重,影响着人们的日常生活,因此,治理大气污染迫在眉睫。环保生物科技的运用,很好的解决了这一难题,很大程度上缓解了大气污染,对环境的改善起到了关键性的作用。
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关键词:微生物技术;城市;污水处理
近几年,微生物技术的应用逐步广泛,在城市污水处理中,采取微生物技术,实现了环境保护,同时提高了污水处理的效率,更重要的降低了污水处理的复杂性,充分发挥了微生物技术的作用和实践性。在城市污水处理方面,提高对微生物技术的重视度,改善污水处理的环境,利用微生物技术,促使污水处理能把满足城市发展的需求。
1 微生物技术在城市污水处理中的作用
1.1 代谢
微生物技术在城市污水中的代谢作用,表现在微生物的生命活动上,微生物以污水中的有机物为生活的代谢能源,产生一系列的化学反应,代谢掉污水中的污染物。微生物代谢时,可以选用杆菌、放线菌等,其可代谢掉污水中的脂肪,在污水脂肪内,获取生命能量。城市餐厅污水中,可以充分利用微生物的代谢功能,以免在污水中形成二次污染。
1.2 降解
微生物技术的降解作用,在城市污水中,降解有机物,转化成无机物[1]。微生物技术在城市污水中的降解应用,实现了无机物元素的循环,维持自然界生命元素的平衡,而微生物参与的城市污水处理,体现了良性循环的状态,真菌、细菌等微生物,都可在城市污水处理中,发挥出降解的作用,合理选择微生物,在城市污水中,完成彻底的降解工作,降低污水中有机物的含量。
1.3 去毒
毒性是城市污水的一类特征,有毒的污水,是不能采取排放处理的。例如:城市污水中的无机磷,其在污水中,本身很难降解,无机磷元素含量高,会滋生藻类,加快藻类的繁殖速度,直接影响水质,微生物技术其可去除污水的毒性,转化无机磷,成为没有毒害的有机酸、二氧化碳,净化了污水中的磷元素[2]。微生物技术在城市污水中的去毒作用,促使此类技术得到了有效的应用,净化了城市污水的水体,促使污水达到规定的排放标准,无毒的污水,不会破坏生态结构,表明了微生物技术的优势。
2 微生物技术在城市污水处理中的应用
根据城市污水处理的需求,例举几种微生物技术,表明微生物技术在污水处理方面的重要性,提高城市排水的绿色化水平。
2.1 吸附技术
吸附技术在污水中,利用微生物的细胞体、分泌物等,粘结悬浮在污水中的物质,共同构成了絮凝体,絮凝体的表层,覆盖着大量的多糖,本身具有很强的吸附功能。我国城市污水处理中,微生物吸附技术,主要采用了白腐真菌、酵母菌,辅助吸收污水中的铅、铬等物质,避免此类有毒物质随意排放。除此以外,微生物吸附中,研究了脱硫杆菌,在微弱电流的环境中,吸附污水中的铜离子,案例表明,脱硫杆菌去除铜离子的效率,基本在97%以上,净化了排放水源,杜绝发生再次污染。吸附技术中,要积极研究生物吸附剂,提高污水吸附的水平,由此保障城市污水处理的效率[3]。微生物技g按照吸附功能划分,还有一类是活性污泥吸附,微生物在有氧的条件下,经过长时间曝气,转载活性污泥,活性污泥为微生物提供基础载体,其净化的流程如图1,吸附城市污水中的有机物,还能提供氧化、分解的作用,活性污泥沉淀到二沉池内,完成沉降,污水则顺利排出,活性污泥随着污水不断的排出,重复利用到吸附净化上,体现出了节约的思想。
2.2 絮凝技术
微生物絮凝技术,利用微生物的絮凝特征,在自然的状态下,降解高分子有机物。如上文吸附技术中所述,微生物的细胞、分泌物等,都可以作为絮凝剂,专门处理城市中,高浓度的污水,消除污水异味、杂质等。例举絮凝技术在城市污水处理中的应用表现,如:(1)废水脱色,微生物絮凝技术,废水脱色的效果很明显,利用沉淀的原理,实现废水脱色,促使有色污染物,能够有效沉淀,去除污水中的可溶性色素,提升了污水处理时的透明度;(2)畜产废水净化,畜产业排放的污水中,含有大量的1,4-丁二醇,其处理的难度很高,采用微生物絮凝剂,有效去除污水中的总有机碳以及1,4-丁二醇,经过微生物絮凝处理后的污水,水质良好,可以进行安全的排放。
2.3 电极生物膜法
电极生物膜法,是微生物技术的典型代表,通过微生物的生长特征,吸收污水中的有机物。电极生物膜法中,经过物化法,把微生物,固定到电极的表层,构成一薄层生物膜,电极之间,形成微弱的电流,此时生物膜会有吸附的作用,吸收污水中的污染物,被吸附的污染物,在电化学的作用下,得到了充分的降解。电极生物膜法,在脱氮环节比较常见,此类方法脱氮效果非常明显。例如:某城市污水净化方面,因为涉及到农业废水排放,所以在污水中,含有大量的农药成分,增加了污水中的含氮量,引入电极生物膜法,全面去除污水中的氮元素,而且电极生物膜法,还有反硝、稀磷的作用,避免污水中出现不良有机物,辅助该城市顺利排放污水。
2.4 固定化微生物技术
固定化的微生物技术,其在城市污水处理上,主要是把游离状态的生物细胞,固化到一定区域内,专门强力吸附污水中的有机杂质[4]。固定化微生物技术,具有指定性的特征,可以根据城市污水处理的需求,选择固定化微生物处理的区域。微生物具有很强的活性,能够多次重复使用在污水处理上,体现出了节约与环保的特征。固定化微生物技术,改善了污水处理的过程,在很大程度上降低了污水的处理体积,不会产生较大的污泥产量,提高了有机杂质的降解效率,有效提升城市污水的净化水平。
3 微生物技术在城市污水处理中的发展
微生物技术在城市污水处理中,具有良好的发展前景。近几年,基因工程菌、特定性微生物菌群、固态微生物系统、绿植与微生物结合等,都是微生物发展的表现,促使微生物技术,更加便捷、有效的应用到城市污水处理上。我国城市建设的规模越来越大,污水排放量逐年增加,应该积极研究微生物技术,推进微生物技术的发展,满足城市污水排放的需求,体现出微生物新技术的实践价值。微生物技术是城市污水处理的核心,根据城市污水实况,发展相关的微生物技术,改善城市污水的处理环境。
4 结束语
微生物技术改善了城市中污水处理的过程,表明了污水处理的实践价值,促进了微生物技术的有效发展。城市污水处理方面,应该全面落实微生物技术,充分发挥微生物技术的具体作用,保障城市污水处理的有效性,同时为微生物技术的发展,提供基础保障。
参考文献
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关键词:生物基塑料 概念 存在问题 未来展望
近年来随着生物基塑料的研发和应用,一些传统的塑料制品已经被其替代,生物基塑料已经在解决资源和环境问题上发挥了重要作用。本文分析了生物基塑料的研究状况及当前发展中遇到的主要问题,并对生物基塑料的未来发展前景进行展望,以期为经济社会的可持续发展做出贡献。
一、生物基塑料的概念
1.生物基塑料的定义
2003年11月日本的生物塑料协会将生物塑料定义为生物分解塑料和生物基塑料。所谓生物分解塑料(BDP)是指,在一定环境条件下,这类塑料能够由细菌、藻类、真菌等微生物的作用分解,而不会带来环境问题,目前生物分解塑料既来源于石油又来自可再生资源。所谓的生物基塑料(BBP)是指可再生资源例如淀粉、蛋白质、纤维素、木质纤维素、生物聚合物及二氧化碳等,以这些材料为原料加工而成的塑料,就被称为生物基塑料。所谓生物塑料就是指绿色的生物材料,它不会对环境造成污染,或能够减轻对环境的污染,是给空气带来二氧化碳负担的“碳中性”材料。
2.具有代表性生物基塑料产品的特点比较
3.生物基塑料的检测标准
对生物基塑料的检测方法主要是通过对其进行C-14分子标记,然后测量其产品中各组分的碳原子是生物碳或化石碳及含量在总有机碳中的百分比(质量分数)。例如计算以淀粉为原料制造的淀粉基塑料的生物基含量:
50%淀粉与50%聚乙烯的淀粉基塑料,其中淀粉生物C含量为41%、聚乙烯生物C含量为82%,其生物基含量的计算方法为(50%×41%)÷(50%×82%+50%×41%)=33.3%。日本的生物含量的等级分为4个:25%~50%,50%~75%,75%~90%,>90%,其中25%~50%的产品所占的比例最大。
二、当前生物基塑料发展状况
随着,公众环保意识的逐步增强,探寻资源的可再生方法已经得到了越来越多人的关注,将一些常见的可再生资源例如谷物、木材、甜菜等制造成生物聚合物,实现资源的再生。目前,生物基塑料的研究已经完成了由初级研究到商业化、规模化方向的发展,截止到2012年全球生产制造的生物基塑料产量达500Kt左右,其所能带来的能量达1060kt,根据美国Fredonia集团的研究报告表明,生物基塑料的需求量在未来的几年里其增长率仍会大幅度提高。欧洲的生物塑料协会预测在未来的几年里生物基塑料的生产规模仍然会扩大,今后可被生物分解的生物基塑料中制造业产品如儿童玩具、汽车装饰用品、汽车零件及家用电器等的需求量最大且增长速度最快,预测增长速度会超过20%。目前生物基塑料在我国的应用主要是在以下5个行业:一包装行业;二制造业;三纺织业;四农用地膜;五医学业。
三、生物基塑料使用的主要技术
1.“生物成型”技术
作为世界知名的可口可乐公司承诺在2020年,本公司所使用的所有的PET容器都将使用生物材料,该产品主要是由美国著名的生物技术公司Virent、Gevo共同研发生物合成PX工艺,实现PTA的绿色化。Virent公司已经成功的采用了“生物成型”技术,将玉米、甘蔗等含糖作物与糠醛生物共同转化为PX,实现了完全由可再生材料合成生物基PET。
2.分子重组技术
目前,国际上知名的生物化工企业Virent、Gevo、Avantium等已经成功的应用生物技术从植物、农作物的废弃物等资源中进行分子重组转化为PX,并通过氧化技术生产出PTA,从而实现了100%的PET生物基产品。
3.“YXY”技术
美国生物化工Avantium公司与美国高校共同研发了“YXY”技术,该技术将植物源获得的呋喃糖通过生物技术转化为2,5-呋喃羧酸,从而与MEG酯化聚合生成PEF,目前 已经实现了PEF聚酯瓶的商业化生产。
四、几类生物基塑料的国内外研究进展
目前国内外研究较多且开发和技术相对成熟的生物基塑料主要有:淀粉基生物降解塑料、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯等。
1.淀粉基生物降解塑料
淀粉基生物降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品, 具有投资少、成本低、方便快捷、等特点。目前共研发出填充型、光-生物双降解型、共混型及全淀粉型四种可降解塑料。经过30年的研发历史,淀粉生物降解塑料已广泛应用于化工、农业以及化妆行业等。
2.聚乳酸生物降解塑料
聚乳酸是以乳酸为原料合成的材料,具有无毒、无害、高强度、易加工成型及可全降解性能等特点。因此,聚乳酸是一种能真正达到生态和经济双重效应的环保材料,是近年来国内外着重研究和关注的生物降解塑料。但价格较高对其大规模应用有一定的限制。
3.聚丁二酸丁二醇酯生物降解塑料
丁二酸和丁二醇经缩聚形成聚丁二酸丁二醇酯, 其具有优良的力学性能和耐热性,并且其加工定型和稳定性方面也比其他生物基塑料好。总体而言,其综合性能优异, 性价比合理, 具有良好的应用推广前景,。
另外,国内外正在研究开发一些新型生物基塑料。例如:美国农业部研究由柠檬酸和丙三醇制得的生物降解聚合物,美国加州大学正在推出的利用碳水化合物和肽合成生物材料以及国内相关研究部门研究以农产品为原料制造可塑淀粉生物降解材料,显示出未来生物技术塑料发展的前景巨大。
五、生物基塑料发展中存在的主要问题
1.生物基塑料的性能较石油基塑料有差距
目前形成产业的生物基塑料的性能(力学性能、稳定性、耐热性、燃烧性、阻隔性等)较石油基塑料的性能上还存在着一定的差距,在很多要求严格的领域中,生物基塑料不能够替代石油基塑料,因此必须通过对其性能进行改造的手段,尽量使其性能达到可利用的标准。
2.生物基塑料的生产投资大、成本高
相关国外《生物基生命周期对环境影响的全面分析》调查研究表明,生物基塑料的制造所使用的农作物,较普通的农作物而言使用的农药、化肥的量更大,其产品对环境污染的影响更大,因此在投资项目时一定要全面分析,慎重做决定。
六、展望生物基塑料的发展前景
1.生物基塑料替代传统能源
随着经济社会的发展,全球面临的资源和环境问题日趋加剧,环境污染、资源匮乏、能源短缺都迫使人们急切探寻新能源来替代传统的能源。用可再生资源替代石油资源已经成为人们关注的焦点,随着人们生活水平的提高,对石油资源的需求量只会与日俱增。随着全球气候变暖问题的日益严峻,美国能源情报署2006年初预测,到2025年,世界的二氧化碳排放量将达3.88×107kt,而中国目前的二氧化碳排放量已经达到3.8×106kt,因此中国面临的减排工作还是十分严峻的,同时相关研究表明,生物基塑料的节能减排效果显著,生物基塑料的二氧化碳排放量比石油基塑料的排放量少20%~30%。因此,生物基塑料的发展有巨大的市场潜力。
2.生物化学工艺技术发展为生物基塑料发展带来新革命
生物化学工艺技术的发展为生物基塑料的性能、生产工序、生产成本等都有了突破性的改变,其不仅能够使生物基塑料的性能达到最佳状态,而且能够大幅度的降低生产成本,提高淀粉及纤维素的含量,并且还能够直接或间接的使用非粮食淀粉,节约粮食资源。
3.生物基塑料产品种类不断增加,应用领域不断扩大
随着人们生活水平的提高对生活质量的要求越来越高,绿色食品、绿色包装都是人们追求的新事物,而生物基塑料就是绿色包装的典型资材。而且今后不会单单仅仅将生物基塑料的产品种类局限于包装上,会将生物基塑料的应用领域扩大到农业领域、医药领域、纺织领域等,他们都将在各自领域发挥着巨大的作用,实现资源替代和环境资源矛盾的缓解,更加有利于国家的可持续发展。
七、结语
近年来,生物基塑料的生产技术体系目前已经得到了确立,并且随着生物材料和生物生产技术的发展,其在节能减排和缓解资源环境压力发挥着显著的优势,通过对生物基塑料的研究和应用的现状进行综合分析,生物基塑料具有巨大的市场潜力。并且当前生物基塑料作为石油基的替代品使着我国的资源利用正朝着绿色、高效、高附加值、规模化、标准化的方向发展,从而为我国走经济可持续、能源可持续、资源可持续发展的道路奠定了基础,因此生物基塑料具有十分美好的发展前景。
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关键词:现代生物技术;医药领域;应用
引言
随着科学技术的急速进步,尤其是分子生物相关先进理论成果、当代先进技术不断侵入现代生物技术,全面社会需求,生物技术由高新技术代替过去传统技术俨然成为现代生物技术发展的必然。现代生物技术作为一项高新技术,其与医药领域存在着密不可分的联系,现代生物技术发展一方面能够促进医学基础学科发生革命性转变,一方面能够为医药工业开辟出又一片天地[1]。
1现代生物医药的重点领域
1.1肿瘤治疗
世界范围内,肿瘤死亡率在疾病死亡率中有着十分高的占比,每年各个国家用于肿瘤的治疗费用数以亿计。肿瘤属于一种多机制的复杂病症,现阶段依旧采取早期诊断、放疗、化疗等综合方式治疗,疗效并不十分客观,同时会对患者造成极大的痛苦。当前,唯有现代生物医药方可肩负起彻底攻克肿瘤的人类使命,肿瘤治疗着实进入到一个两难的局面。在对肿瘤患者机体癌细胞进行杀死时,同时会危机到患者机体的正常细胞。基于此,现代生物医学提出了导向治疗理论。导向治疗指的是借助抗体寻找靶标,就好似导弹的导航仪,于病灶中有效引入肿瘤药物,从而不至于伤及到其他正常细胞[2]。现阶段,在数百余种开发的现代生物技术药物中,存在一半被用于肿瘤治疗,对肿瘤发病机制研究、抗肿瘤新药研发及现代生物技术均呈现出良好的发展前景。
1.2神经退行性疾病治疗
神经退行性疾病,好比小脑萎缩症、帕金森氏病、脑中风等,势必会愈来愈有赖于现代生物医药的发展。单单美国每年中风患者就超过80万,且死于中风人数达到20万,而治疗此类疾病的有效药物十分有限,特别是治疗不可逆脑损伤方面的药物更是极少,伴随神经生长因子、溶栓活性酶的开发为治疗此类病症带来了希望[3]。
1.3自身免疫性疾病治疗
当前,现代生物医药在治疗自身免疫性疾病中扮演着十分重要的角色。诸多炎症是由机体自身免疫不足造成,好比风湿性关节炎、哮喘、皮肌炎等,全球范围内全年单单用于风湿性关节炎的治疗费用超过千亿美元,治疗此类顽疾的高效基因药物市场前景十分可观。在自身免疫性疾病中,艾滋病(AIDS)是属于对人类危害最大的一种病症,现阶段治疗AIDS仍旧还没有十分有效的特异性药物,但很显然,医药领域已经把攻克AIDS的希望寄托于现代生物技术。
2现代生物技术在医药领域的应用
2.1制取活性物质
在现代医药领域中,医疗环节应用的抗生素、菌体药物及酶制剂等各种类型药物,均是通过微生物发酵而成的,此类微生物发酵产物只不过是不计其数生物活性物质中的几种。一般而言,生物活性物质均是通过液体深层培养法而生成的,一些物质可发挥对生物体内酶活性予以抑制的作用,此类物质即为酶抑制剂,酶抑制剂在医药领域有着十分可观的发展潜力。在现代医药领域中,诸多生理活性物质均可借助现代生物技术得以生成。就好比,在治疗大部分关节炎过程中,体激素往往能够获得满意的疗效,体激素成分中可的松对于风湿性关节炎疗效则更为显著。而醋酸可的松属于以脱氧胆酸为生产的原料,通过32个环节的化学反应合成而来,如若借助黑根霉将黄体转换成11-a-轻基黄体酮,则能够省去多个不必要的化学合成工序,有效提升其收率[4]。
2.2开展基因治疗
自基因角度而言,基因治疗指的是将具备正常功能的基因置换或是增补到部分存在缺陷的基因中,进而实现对基因缺陷予以修复的目的。自治疗角度而言,基因治疗指的是借助导入遗传物质对病患机体细胞基因予以转变,进而实现防治疾病的目的,此种导入基因既可以是与缺陷基因有着对应功能的同源基因,又可以是与缺陷基因不存在关联的治疗基因。在应用现代生物技术开展基因治疗期间,多采用下述两种治疗方式:(1)生殖细胞基因治疗法,即借助现代生物技术对生殖细胞基因表达予以转变;(2)体细胞基因治疗法,即借助现代生物技术对体细胞基因表达予以转变。自理论角度而言,对生殖细胞缺陷予以修复,一方面能够对当代基因缺陷展开治疗,一方面能够保证基因缺陷不至于遗传到下代人细胞基因中。
2.3改进生产工艺
现如今,我国已设立了国家基因资源库、生物样本库及蛋白质库,将各式各样化学药物制剂技术、基因重组治疗性抗体、大规模培养、基因治疗等作为关键,通过一些大规模企业构建健全医产学研密切相融的新药研发体系。在应用基因工程技术改进药物生产工艺期间,其能够起到提升菌种生产性能和水平、简化工艺改善收率、优化工业生产菌种及极大降低生态污染等作用。世界范围内生物制药市场中基因工程药物已经占据很高的份额,有着高成长、不易攻破壁垒及极佳市场潜力等特点。自上世纪90年代以来,我国基因工程药物复合增速超过5层,平均毛利率高达80个百分点[5]。基因工程药物包括单抗、重组蛋白及新型疫苗等,近些年借助基因技术改进亚欧无生产工业、生成高产菌株的实例不断增多。
2.4单体克隆
单体克隆抗体一经问世,便得到医药领域专家、学者的热切关注,其不仅具备可标准化、质地均一、反应灵敏等优势特征,还能够展开大规模大批量的工业化生产。现如今,市场上已有数以百计的单抗治疗制剂、单抗诊断试剂,且还存在诸多单抗治疗制剂正在被开发。单抗偶合物能够展开机体定位诊断,有效促进肿瘤、心脑血管疾病等病症诊断工作的开展。单抗偶合物一方面能够促进机体肿瘤定位,一方面能够展开导向治疗,强化肿瘤治疗药物的细胞毒性功效,降低不良反应及用于杀死机体肿瘤细胞等。此外,单抗简易家庭诊断药物,好比糖尿病诊断药物、妊娠诊断药物等逐步在市场中推广,简易诊断法作为一种时展趋势将逐步由医院转至家庭。
3结束语
总而言之,现代生物技术在医药领域的广泛应用,为人类增强体质、攻克病魔做出了不可磨灭的贡献。在预防、诊断和治疗影响人类健康的重大疾病方面也起到了关键的作用,基于此形成的生物医药产业是截至目前现代生物技术最为庞大的应用领域。
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