jjchen1980s
2个问题 都回答了``` 不一样的2篇论文 你可以参考下 摘 要 针对我国目前生态环境状况，论述了现代生物技术在治理环境污染，保护生态环境中的应用和发展前景。 关键词 现代生物技术 生态环境 环境保护 1 我国生态环境现状 目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半城市缺水，农村则有8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难；土壤污染严重，耕地面积锐减，近10年来每年流失的土壤总量达50亿t，土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积下降，草场退化，每年减少森林面积达2 500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急剧上升。因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 2 现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20 世纪 80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。 （1）生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题，同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 （2） 利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。 （3）生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。 所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。 3 现代生物技术在环境保护中的应用 1 污水的生物净化 污水中的有毒物质的成分十分复杂，包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质，使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶，是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合，将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器，用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定，即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等，此方面国内外成功的例子很多，如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶，以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于处理对硫磷废水，去除率达95%以上；近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展，对于含100mg/L废水，降解率和酶活性保存率均在90%以上；利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性，通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失。 3 白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解，估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产，若再连续使用而不采取措施，十几年后不少耕地将颗粒无收，可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境，研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌，另一方面可以分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，使两者同时发挥各自的作用，将塑料和农膜迅速降解。同时，还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。 有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯，这些聚酯是微生物内源性贮藏物质，可以用发酵方法进行生产，由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量，人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造，此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-β羟基烷酸(PHAs)，研究人员正设法构建出自溶性PHAs生产菌种，即将PHAs重组菌进行发酵，在积累大量的PHAs后，加入信号物质，使裂解蛋白产生，细胞壁破坏，PHAs析出，以简化胞内产物PHAs的提取过程，降低提取成本。 4 化学农药污染的消除 一般情况下，使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中，特别是氯代烃类农药是最难分解的，经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法，而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物，有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO2和H2O，这种降解途径彻底，一般不会带来副作用；有的是通过共代谢作用，将农药转化为可代谢的中间产物，从而从环境中消除残留农药，这种途径的降解结果比较复杂，有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应，就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造，改变其生化反应途径，以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染，最好全面推广生物农药。 所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称，它们多是生物体的代谢产物，主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究，主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果，例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造，人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性；将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中，形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素，以破坏害虫的激素平衡，干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。 参考文献 1 孔繁翔 环境生物学[M] 北京:高等教育出版社，2000 2 陈坚 环境生物技术[J]， 生物工程进展，2001(5) 3 姜成林，徐丽华 微生物资源的开发与利用[M]北京:中国轻工业出版社，2001 
化学物质是人类社会发展的基础。但人工化合物的大规模制造和使用造成了严重的环境污染，成为全球普遍关注的严峻问题C1-37。众多的人工化合物释放到生态环境中后，微生物没有足够的时间和充分的环境条件来“进化”其代谢途径，因此表现出有机化合物的难生物降解性。虽然这类化合物在自然界里存在的浓度很低，但由于在生态系统中通过食物链的生物浓缩作用，最终会影响人类的健康。如源于含氯有机化合物的环境荷尔蒙污染正在威胁着包括人类在内的生物生殖体系。化合物对环境产生的风险(Risk)可由以下的公式来表示，取决于化合物本身的危害度(Hazard)和在环境中的暴露程度(Exposure): 因此，为降低化学物质对环境的污染，首先需要开发各种清洁生产工艺，生产环境友好的化合物。与此同时，必须开发减少化学物质在环境中的暴露程度(浓度和时间)，即化合物的降解或处理技术。随着难降解化合物的污染问题的表面化和人们对环境污染问题认识加深，20世纪90年代，难降解化合物污染的生物修复技术的研究和应用日益引人注目，与此同时形成了环境生物技术这一系统的学科领域。环境生物技术是生物技术与环境科学和化学工程等领域交叉的学科，是生物工程领域新方向。2002年10月的美国科学杂志(Science)刊登了环境微生物技术的研究特辑[4]英国的自然生物技术杂志(Nature Biotechnology)于2003年2月刊登了具有芳香化合物降解能力的假单胞杆菌(Pseuclumunas )作为多样生物催化剂的可能性[[5]，近几年，国外还涌现出了大量的有关环境生物技术的书籍，足见环境生物技术研究在国际上己成为重要的前沿研究领域。国际环境生物技术Biotechnology)成立于1993年，自1996年起每年召开一次国际学术会议，成为讨论环境生物技术研究发展的重要舞台。目前，环境生物技术的研究范畴普遍被认为包括环境微生物学，水、大气和土壤的污染治理及机理，难降解化合物的生物修复及机理，可再生生物质资源的利用技术及机理，清洁生产技术，清洁生物能源的生产技术及机理，生物检测等[6-81。由于篇幅有限，本文针对近年来难降解化合物污染的生物修复技术的研究进展进行综述，希望能对我国的环境生物技术研究发展起到抛砖引玉的作用。 在实验室里可以从污染严重的土壤和水中分离或检测到分解污染物的微生物，这一事实说明，在自然界里这些微生物由于环境因素所限，无法表达或诱导出其分解人工化合物的能力，导致人工化合物的难降解性。由于微生物反应的温和性和多样性，通过强化微生物的代谢分解作用进行污染控制的生物修复技术是解决难降解化合物污染的关键技术，在发达国家已经得到了极大的重视，具有广阔的产业化前景[[10]。以日本的土壤污染处理为例比较一下生物法和其他方法的处理成本:利用生物修复技术进行处理时需要的设备投资极小，其费用大约为4 000日元/耐(合人民币约250元/m3)，但采用高温燃烧、清洗或加热挥发等处理技术时成本要高约5-10万日元/时吩人民币约3 100-6 200物理化学方法相比，生物技术无论在操作条件和成本上都具有巨大的优势。环境生物修复技术主要由三方而的内容组成〔11-1a]: (1)利用土著微生物代谢能力的技术(Natural Attenaution); (2)活化土著微生物分解能力的方法(Biostimulation法、简称生物活化法);(3)添加具有高速分解难降解化合物能力的特定微生物(群)的方法(Bioaugmentation法，简称生物添加法)。从工艺上看，生物修复包括原位修复(In Situ Bioremediation)和异位生物修复(ExSitu Bioremediation)-异位生物修复包括生物反应器法、泥浆反应器、土壤堆积和堆肥。显而易见，环境微生物的功能及其在生物修复过程中的表达条件研究是环境修复技术成功的关键所在。污染修复工艺的实施过程如图1所示[C7] 生物修复作为环境生物技术的核心部分，近年来在基础和应用研究上取得了重大进展，展示了在实际污染控制中应用的可能性。生物修复技术和物理化学方法相比，在处理成本上占很大优势，比如美国军事环境中心对1万吨以上的污染土壤修复成本的研究结果表明，异位生物修复技术成本为230-300 US $/t，而燃烧法的成本为740 US $ /产1]。与异位生物修复相比，原位生物修复技术成本将更低，但影响因素多，工艺条件控制难。因此，研究开发在复杂的污染体系中快速定量检测污染物的变化和降解微生物及其群落变化的简便方法，生物修复优化控制方法和理论将是今后环境生物技术的重要研究方向。 对于生物降解性低的化合物，生物强化技术是最具应用潜力的方法，在微生物制剂及其强化工艺方面值得进一步深入研究。但对于生物强化法的研究，有两点值得特别注意:(1)外来微生物的添加有可能积累毒性更大的中间代谢产物;(2)如果添加的微生物是基因工程菌，其在开放体系中使用时应注意安全问题。l+二和灯P标记的降解微生物在生物强化体系中便于被快速定量检测，有望在生物修复技术中得到广泛应用。虽然向降解微生物内导入标记基因和x介的工作属于基因工程操作，可以利用转座子基因的方法将[!L:和尺了》导入到宿主细胞的染色体上，因此系统整体的安全性很高，具有系统深入研究的价值。适于广域宿主细胞的导标记基因的载体，及其在各种分解菌中的应用有待于今后进一步地研究开发。 环境微生物的污染物代谢途径丰富多彩，是复杂有机物转化的生物催化剂资源库15，42]随着对环境微生物功能研究的不断加深，环境微生物作为新型清洁有机合成的生物催化剂将扮演重要的角色。 我国的环境污染已成为制约经济发展的严重问题，污染修复技术的基础和产业化研究己成为必须的选择。因此，加快我国的环境生物技术研究，发展新的研究领域势在必行。
