生物技术在环境保护中的研究与应用概况

综述doi:10．3969／j．issn．1009－0002．2010．01．035

生物技术在环境保护中的研究与应用概况

朱将伟1，陈卫红2，邱江平1

1．上海交通大学农生学院，上海200240；2．上海市南汇种植业技术中心，上海201300

［摘要］从废水、废气、固体废弃物处理及环境监测和环境修复等几个方面介绍了生物技术在环境污染治理和环境保护中的应用与研究进展，分析了生物处理工艺的特点及优势，预言了环境生物技术今后的发展方向和前景。

［关键词］生物技术；环境保护；应用；研究；概况

［中图分类号］Q789;X－1［文献标识码］A［文章编号］1009－0002(2010)01－0145－04 Survey on Application and Study of Biotechnology in Environmental Protection

ZHU Jiang－Wei1,CHEN Wei－Hong2,QIU Jiang－Ping1

1．School of Agriculture and Biology,Shanghai Jiaotong University,Shanghai200240;

2．Nanhui Crop Production Technology Center,Shanghai201300;China

［Abstract］The application and research development of biotechnology in environmental protection were introduced from some aspects,including wastewater treatment,waste gas treatment,waste solid treatment,environmental moni-toring,environmental remediation and so on．The characteristic and superiorities of biological treatment craft were presented．The development tendency and prospect of biotechnology in environmental protection were predicted．［Key words］biotechnology;environmental protection;application;study;survey

生物技术可分为两类：一是传统的生物技术，即利用生物的天然机能及其酶系统进行物质生产或参与其他生物处理过程的技术；二是新兴的生物技术，即利用基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等新兴技术，人工改造生物机能及酶系统进行物质生产和生物处理的技术。生物技术在环境保护方面的应用，可大致分为两类：一类是消除环境污染的直接应用，如环境污染的生物净化、废弃物的生物综合利用、污染的生物监测等；一类是用于保护生态环境的间接应用，如用生物固氮顶替化肥、用生物农药取代化学农药、用保护和创造物种的办法维护生物的多样性、用发展生物能源的办法防止生态破坏等。我们就生物技术在环境污染治理和环境保护中的应用现状及前景作简要的概述。

1生物技术的内容与特点

多数学者认为，现代生物技术应包含微生物工程、酶工程、细胞工程和基因工程这四个部分，各部分有其特定的理论基础和不同的应用领域，但是它们之间又互为补充并有机结合，最终形成一个完整的体系。生物技术的特点大致有：①以生物为对象或工具，不局限于现有资源的应用，更强调资源的再生利用和可持续发展，提倡环境友好；②一般在常温、常压下进行操作，过程简单，能连续进行，并可节约能源，减少环境污染；③可按需要定向选育或创造新物种、新品种及其他有用的生命类产品；④能提供高效生产各种生物制品的新途径、新方法；⑤能用于处理常规技术和传统方法不能解决的问题。因此，现代生物技术自20世纪末以来受到越来越多的关注，它的巨大市场潜力和诱人的投资效益，吸引着世界的目光。

2生物技术在环境保护中的应用现状

2．1生物技术在废水处理中的应用

现代废水生物处理技术是利用水中微生物的新陈代谢功能，使废水中的有机物降解转化为无害的物质，使废水得以净化。属于生物法处理工艺的有活

［收稿日期］2009－10－15

［作者简介］朱将伟（1980－），男，博士研究生，

（E－mail）jwzh8＠sohu．com

性污泥法、生物膜法、自然生物处理法和厌氧生物处理法等[1]。

2．1．1活性污泥法活性污泥法是被广泛采用的传统废水生物处理工艺。它是在人工条件下，将空气连续鼓入溶解了大量有机污染物的污水中，对污水中的各种微生物进行连续混合和培养，形成悬浮状态的活性污泥，在活性污泥上生活着大量的好氧微生物，这些微生物在好氧条件下能以溶解性有机物为食料获得能量，并不断增长，使污水中的有机污染物得以分解去除，最后使污泥与水分离，大部分污泥回流到生物反应池，多余的污泥将被排出活性污泥系统。活性污泥法在防治水体污染中发挥了很好的作用，但由于废水排放量的急剧增加以及对废水处理要求的日益严格，传统工艺在处理的多功能性、高效稳定性和经济合理性方面已难以满足不断提高的要求。开发、研究和应用新型废水生物处理工艺和技术，已成为世界各国水污染控制工程领域的重要研究课题。

2．1．2生物膜法生物膜法，又称固定膜法，是一系列污水好氧生物处理技术的统称，其共同的特点是微生物附着在作为介质的滤料表面，生长成一层由微生物构成的膜。污水与之接触后，其中的溶解性有机污染物被生物膜吸附，进而被氧化分解，使污水得以净化。目前，生物膜法是一项在废水处理工程上被广泛运用的技术，采用这种方法的构筑物有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池和生物流化床等。随着生物技术的迅猛发展，生物流化床和生物转盘技术更加成熟，应用也越来越广。生物转盘、生物流化床中有强力的清除有机物的生物膜、既可以作为独立的污水生物处理设备，也可以与其他处理设备联合使用，以提高现有设备的处理效率。

2．1．3自然生物处理法利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理废水的技术，称为自然生物处理法。其特点是工艺简单，建设与运行费用低，但净化受自然条件的制约。主要处理技术是稳定塘和土地处理法。

稳定塘是利用塘中天然微生物的代谢作用氧化分解废水中的有机物，稳定塘中的氧由塘中藻类的光合作用和塘面与大气接触的溶氧提供，在稳定塘内废水停留时间长，对废水的净化过程与自然水体净化过程基本一致。包括废水灌溉在内的土地处理也是一种自然生物处理法，废水向农作物提供水分和肥分，废水中非溶解性杂质为表层土壤过滤截留，各种有机物及截留物会被微生物分解利用，最终起到净化废水的作用。

2．1．4厌氧生物处埋法厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机物的处理技术。用于厌氧生物处理的构筑物有消化池、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧转盘、挡板式厌氧反应器和复合厌氧反应器等。

2．2生物技术在废气净化处理中的应用

生物净化技术应用于废水处理领域已有100多年的历史，而应用于废气处理的历史则很短。自20世纪80年代末以来，这一方法已逐渐成为工业废气净化处理领域的研究热点。目前较为成熟的生物处理方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等。生物技术法与传统有机废气处理方法比较，具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点。

废气生物净化处理技术多利用微生物来发挥作用，根据微生物在废气处理过程中存在的形式，可分为吸附法和过滤法两类。吸收法主要用来处理含胺、酚和乙醛等污染物的气体，去除率可高达95％；生物过滤法常用于有臭味废气的降解。美国利用微生物代谢来净化工业性恶臭气体效果显著，而且不产生二次异臭；德国和荷兰利用生物膜过滤处理含硫化氢的气体，硫化氢去除率达90％以上[2]。

Kim等在人工条件下模拟生物过滤器处理含不同浓度NH3的气体，填充物为用海藻酸钠和PVA 包埋的固定化微生物小球，当入口NH3浓度为4．5 g／（m3·h）时，去除率几乎为100％[3]。魏在山等利用生物膜填料塔对橡胶再生脱硫过程中产生的低浓度有机废气进行试验性处理，结果表明生物膜填料塔处理工业有机废气是可行的，当条件适宜时，净化效率可保持在90％以上，能够实现达标排放，该工艺还具有投资小、运行费用低等优点[4]。

2．3生物技术在固体废弃物处理中的应用

固体废弃物主要来自工农业生产、城市生活垃圾及污水处理的剩余污泥等。目前，国内外固体废弃物的处理方法主要有4种：①固积，此为最早采用的垃圾处理方式，须占用大量土地，且容易发臭，现已逐渐被淘汰；②掩埋，该方法是将固体废弃物堆填在经过选择的适当场所，然后覆土掩盖，让其经过相当长时间的物理、化学和生物作用，达到稳定或在其上盖建筑物或种植植物；③焚烧，是将含有有机物的垃圾进行高温无害化处理，可迅速减容，还可回收能源，其缺点是建设投资和运行费用高，且易造成空气污染；④运用生物技术，将固体废弃物进行“无害化、资源化、减量化”处理，使其成为可用于农业生产的肥料或其他有用产品，以实现变废为宝。城市生活垃

圾中有机物约可占到总量的50％，经过生物技术处理后，可作为作物生长的优质肥料，实现城市生活垃圾的部分资源化，这无疑有利于保护生态环境。2．4生物技术在环境监测中的应用

近年来，国内外研究较多的是应用PCR技术、生物芯片、生物传感器等生物高新技术进行环境监测。

PCR技术即聚合酶链式反应，是在体外合成特异性核酸片段的方法。PCR技术的应用为从分子水平上研究各种生命体或生命体相关物质提供了物质基础。PCR技术在环境监测上主要可用于生物类污染物的检测，检测过程大致包括以下步骤[5]：①模板核酸的提取；②PCR扩增靶序列；③PCR扩增产物的检测与分析。Niederhauser等[6]利用PCR技术检测食品中的单核细胞增生性李斯特菌，只需几个小时即可完成，大大缩短了分析周期（传统方法需10 d）。刘永军等[7]通过设计多种肠道病原细菌的通用引物，运用实时荧光定量PCR方法，实现了环境水体中肠道病原细菌的定量检测，并具有很好的灵敏度，检测结果与传统的滤膜法相比较，可信度为94％。PCR技术的高灵敏度和专一性特别适于检测大量平行的样品，藉由与其他已知方法相结合扩增特定的基因序列，用于检测环境中有传染性的寄生性孢菌[8]。不仅如此，PCR技术还可以跟踪检测环境中的基因工程菌株，测定基因表达和根据基因序列的诊断来检测环境中的特异性种群[9]。随着PCR技术的不断发展，又相继建立了套式PCR、反向PCR、复式PCR等。

生物芯片是20世纪末发展起来的一项生物学检测分析新技术，它是生物技术、电子及计算机技术相融合的产物，能实现生物及医学等相关领域的高通量、高精度检测，为生物技术的进一步发展打下了基础。例如，基因芯片进行的表达水平检测，可自动检测多个基因的表达情况。在某些环境污染物的影响下，敏感生物个体的基因表达水平会发生一定程度的变化，分析基因组中的序列变化可筛选出突变和多态性变化，揭示表达的差异，单独或综合地确定该物质对敏感生物基因水平的影响及影响的程度，可以以此来评估环境中的污染物及其生物效应。根据芯片上固定的样品探针不同，生物芯片可分为基因芯片、蛋白质芯片、组织芯片等。Fritzsche等[10]用纳米金标记的DNA芯片实现了对环境中污染物的检测，芯片还具有寿命长、安全可靠、具备很好的稳定性和专一性、易操作等优点。另外，Rudolph等[11]报道了一种新颖的可提供海量信息的细胞芯片和组织芯片，与基因芯片或蛋白质芯片相比，它可以提供更多的、更复杂的应答信息，为应用于环境检测提供了可能。

生物技术及电子信息技术的迅猛发展，也为生物传感技术的发展打下了坚实的基础，推动了生物传感技术的不断进步，使该技术受到了越来越多的关注。由于传感器具有高度自动化、微型化与集成化等特点，能提供快速有效的分析手段而代替传统的实验室技术，可能为生物医药、环境监测、食品工业等领域带来新的技术革命。利用生物传感器技术检测环境污染物，特别是将其作为现场及时检测手段日益为人们所重视。早在1981年，Karube设计了一种能用于致突变物检测的微生物传感器，工作菌株为枯草芽孢杆菌，这种传感器速度快且具有很好的灵敏度，对呋喃糠醛胺的最低检测浓度为1．6μg／mL，还可用来检测丝裂霉素、硝基胍、克菌丹等致癌物。Kim等用经过重组的荧光细胞构建传感器，检测环境中的丝裂霉素C、甲基溴化物、福美锌、尼龙降解物、2，2－对羟苯基丙烷等对哺乳动物细胞有害的物质，获得了很好的效果，与经典的细菌传感器相比，该方法的检测灵敏度最多可提高约50倍，还可以监测环境中毒物对哺乳动物内分泌的影响[12]。另外，用生物的发光现象检测环境污染物（如重金属等）也有很多报道，开发了生物发光传感器用于环境污染物的检测[13－14]。Stenger等设计了一种便携式细胞传感器，可将传感器中活细胞的生理变化转化为电信号或光信号，能用于检测环境中的有毒化学物、病原体及其他毒物[15]。此外，基于PCR技术、基因及蛋白质工程技术、芯片技术等而设计的生物传感芯片及各种生化分析仪也不断得到完善，尽管不是十分成熟，但还是以其体积小、便于携带、分析速度快、准确灵敏等优点而受到极大关注，这些技术在环境监测中的应用无疑将会得到更快、更长远的发展。2．5生物技术在环境污染修复中的应用

生物修复是指利用生物的代谢活动来消除或减少环境中有毒有害化合物的工程技术系统，其主要采用诸如提高通气效率、补充营养、投加优良菌种，利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除环境中的污染物，达到治埋环境污染的目的。生物修复技术最初只是用于石油烃污染的处理，并取得了非常明显的效果，随后该技术被不断扩大用于环境中其他污染类型的治理。世界各国对生物修复技术非常重视，大量研究也证明，以微生物分解有毒有害物质为基础的生物修复技术是目前可以运用的治理大面积污染区域的一种可行且有效的方法。英国能源

朱将伟等：生物技术在环境保护中的研究与应用概况147

生物技术通讯

LETTERS IN BIOTECHNOLOGY Vol．21No．1Jan．,2010

部在20世纪90年代制定了土壤和地下水的生物修复计划，并组织了一个由联邦政府、学术和实业界人士组成的“生物修复行动委员会”，负责生物修复技术的研究和具体应用实施。在过去的20年里，我国的生物修复技术主要是跟踪国际生物修复技术的发展，进行了较多应用性研究，也取得了不少成绩，但基础理论的研究工作相对欠缺。随着生物技术的发展，生物修复的内涵也在不断丰富，除了传统的生物修复以外，近年来还发展了真菌修复、植物修复及无机污染物的生物修复等技术。生物修复的种类很多，根据被修复的污染环境，可分为土壤生物修复、水体生物修复、沉积物生物修复和海洋生物修复等；根据人工干预的情况，可分为自然生物修复和人工生物修复，人工生物修复又可分为原位生物修复、易位生物修复和反应器生物修复。生物修复技术具有广阔的应用前景，但也存在诸多局限性，例如微生物不能降解所有进入环境的污染物，微生物的活性也会受到温度等环境条件的影响，在很多场合不适宜采用生物修复技术。因此，常将生物修复技术与其他化学或物理方法结合使用，以取得最佳效果。

3结语

生物技术作为一种有效的环境污染治理措施，受到越来越多的关注，其在环境生物监测、污染治理、生物修复等方面都得到了广泛的应用，并取得了很好的经济效益和社会效益。近年来，生物技术在环境保护中的应用发展迅速，在以下几个方面的表现尤为突出：①基于分子生物学原理、免疫学原理及集成芯片原理开发新型环境污染监测技术；②分离培养对某些污染物具有特殊分解能力的菌种，以及运用微生物诱变育种、原生质体融合和基因工程技术创建高效工程菌，用于环境污染治理；③运用生物技术开发环境友好型产品（如生物塑料、生物农药及生物肥料等），替代某些易造成环境污染的传统产品；④应用发酵工程技术、酶工程技术、蛋白质工程技术及分子生物学技术，开发新型生物制剂，用于环境污染治理、检测等；⑤强调生物技术在环境保护中的综合应用，开发综合性环保技术及应用解决方案，以弥补单一技术的不足。另外，生物技术的应用也使环境保护的理念得到发展，使环境保护的重点从治理污染到预防污染，再到综合治理与综合利用。现代生物技术的迅猛发展无疑将会推动环境保护理论及技术的日臻完善，为人类治理和保护环境提供更多可行、可用、有效的方法。

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关于环境保护的文献综述

关于环境保护的文献综述 摘要：随着人口、工农业生产和科学技术的飞速发展 ,环境和环境问题已越来越引起人们的普遍关注和重视。面对世界范围内的环境危机的严峻挑战 ,开展并加强环境保护工作已迫在眉睫。本文主要介绍了以现代微生物选育及培养技术和新型高效生物反应器为基础的环境生物技术在水污染治理、城市垃圾填埋、工农业污染源等方面的应用，最后还讨论了环境生物技术的应用及发展前景。 关键词：环境生物技术；污染治理；城市垃圾填埋；废水；应用前景；MBR技术；环境保护 前言 环境生物技术(EnvironmentalBiotechnology) 是指直接或间接利用生物的生理活动 ,建立降低或消除污染物的生产工艺 ,或能够高效地净化被污染的环境以及将污染物转化为资源的人工技术，是现代生物技术与环境科学结合产生的一门新兴交叉学科, 是从传统的废水生物处理技术起始, 通过应用现代微生物选育和培养技术和新型高效生物反应器, 而逐步发展起来的一种经济效益和环境效益俱佳的、解决当前日益严重的包括水污染在内的“三废”问题的最有效手段之一。 通常，日常生活中较普遍的污染源就是“三废”。“三废”指的是废水、废气和固体废弃物，这三大污染源严重污染了人类的生存环境。将环境生物技术应用于“三废”问题的治理 ,主要是指利用微生物原理将污染物质进行生物降解和生物转化 ,从而提高环境质量 ,达到环境污染治理的目的。 环境生物技术的起源可以追溯到一百多年前的活性污泥工艺的发展 ,其理论和实用技术在此一百多年来不断发展和进步 ,并得到广泛应用 ,对控制环境污染和改善环境质量起到了重要作用。而从全世界范围来看,环境污染至今还没有得到有效控制,特别是对发展中国家而言。在我国,随着经济的迅猛发展 ,环境污染现状也依然严峻 ,并有加剧的趋势，近年来 ,我国的环境污染治理力度不断加大 ,进入了一个新的高速发展时期 ,对环境污染治理新技术的要求也日益迫切。随着现代生物技术的发展 ,尤其是现代分子生物学技术的出现 ,为环境科学的发展带来了新的机遇。现代环境生物技术就是在这一形势下形成的。它是现代生物技术在环境科学领域中的应用 ,是现代生物技术与环境科学紧密结合而形成的新兴交叉学科 ,是一种经济效益和环境效益俱佳的、解决复杂环境污染问题的有效手段 ,是当代环境科学研究发展的主导方向之一。 目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物，少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术，其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时，最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次转移，因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。特别是现代生物技术的发展，尤其是基因工程、

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海洋石油污染现状及生物修复研究 摘要：简述了石油污染的来源和现状及主要危害。对生物修复的概念、类型进行详细的介绍，讨论了生物修复过程中的影响因素及恢复对策。提出了对当前和今后研究的一些建议。 关键词：海洋石油污染危害生物修复 1 引言 石油污染是与石油的发现和使用伴随而生的。目前，石油约占世界能源总量的42%(IEA1998)。石油及其产品的广泛应用，对环境产生了严重影响。据统计每年倾注到海洋的石油总量在200~1000万吨之间[1]。随着我国石油工业的发展，受石油污染的海洋面积不断扩大，污染程度也日益严重。在我国油污染也非常严重，全国每年直接排入近海的石油约10余万吨，仅渔业损失每年就达数亿元。据全国海洋环境监测网监测，我国近海油类含量超过一二类海水水质标准的海域面积已达到5.6万平方公里[2]。 由于石油的主要成分有烷烃、苯、甲苯、二甲苯等多种复杂芳香烃，这些物质毒性大，有的有致癌致突变作用，难以去除，而且会随着径流进入周围的流域和地下水，从而给油田及周围的生态环境带来了严重的环境问题。石油污染的生物修复技术由于生产费用低、不产生二次污染而被视为一项具有广阔前景的高新技术[3]。 2 海洋石油污染的来源 海洋水体油污染主要来源于海底溢油、海上石油生产、海洋运输、大气输送、城市污染水排放等。其中自然来源约占92%，人类活动来源约占8%。而对环境影响最严重的是人类活动造成的突发性溢油事故[4]。据联合国有关组织统计，每年海上油井井喷事故和油轮事故造成的溢油高达2.2×107t。大量石油瞬间溢出进入海洋环境，通过扩散、漂移等作用可对海洋生态环境以及社会造成严重破坏。 海洋石油污染按石油输入类型，可分为突发性输入和慢性长期输入。突发性输入包括油轮事故和海上石油开采的泄漏与井喷事故，而慢性长期输入则有港口和船舶的作业含油污水排放、天然海底渗漏、含油沉积岩遭侵蚀后渗出、工业民用废水排放、含油废气沉降等[1]。而造成污染的原因主要体现在：石油的海上运输频繁使海上溢油事故发生几率增大；港口装卸油作业频繁，存在溢漏油的隐患；油轮的大型化增添了发生重大海上溢油事故的可能性，提高了溢油处理的难度；海上油田石油勘探开发中的泄漏和采油废水排放等[3]。 3 海洋石油污染的危害 石油污染物进入海洋环境后，会造成多方面的危害，主要体现在以下几个方面[5]：

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我国生物技术的现状发展及展望 摘要：生物技术是20 世纪后期人类科技史上最令人瞩目的高新技术，它是国际科技竞争乃至经济安全的重点。在我国生物技术一直受到国家的高度重视，并从政策、环境方面采取了多项有效措施来推动生物技术与产业的发展。特别是改革开放二十多年来，国家相继出台了重大科技计划，把生物技术作为优先发展的领域，从而进一步加快了生物技术的发展步伐。我国还积极参与国际生物计划，如人类基因组计划、人类脑计划、人类肝脏蛋白质组计划等。有些研究领域已走在世界前列，初步建立起较为完整的生物技术研发体系，生物产业也初具规模，生物经济初见端倪。 关键词：生物技术现状发展前景 0前言 生物技术是应用自然科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物作为反应器将物料进行加工以提供产品来为社会服务的技术。[1]主要包括基因、细胞、酶、发酵等工程学科,近年来在医药、农业、食品、化工、能源、冶金、环保等领域有了越来越广泛的应用,形成了一个新兴的生物技术产业群。 目前，我国生物技术已广泛用于农业、医药、环保、轻化工等重要领域，为生物技术创新和产业化奠定了良好基础。生物技术与产业已经开始从跟踪仿制到自主创新的转变；从实验室探索到产业化的转变；从单项技术突破到整体协调发展的转变。中国生物科技发展中心主任王宏广说，我国生物技术在让企业积极参与产业化的同时，还要加强有独立知识产权成果的创新。努力培养技术、管理人才，建立产品标准化体系，组建相关行业协会，规范市场秩序。 1我国生物技术的发展 1.1生物技术在我国的兴起 我国第一个生物制品研究所始建于1919年，在北平天坛成立了中央防疫处--即今天的北京生物制品研究所，迄今已有80多年的历史。我国自七十年代末开始了现代生物技术的研究。国家高度重视生物技术的发展，不仅被列为863计划之首，而且纳入七五、八五、九五国家重点攻关计划。这一系列的举措，大大促进了我国医药生物技术的发展，并形成了一定的产业规模。据统计，我国现有456个单位从事生物技术的研究、开发和生产，其中医药领域的有165个，占36%，专业人员约6800人，

环境保护与生物技术

环境保护与生物技术 潘涔轩（中国环境科学研究院生物工程重点实验室） 一、我国环境保护的现状 环境保护已成为当前国际关系、经贸合作中的一个极为重要的问题，也日益严重地影响着我国国民经济的可持续发展。在我国过去几十年的经济发展中，由于忽视了发展中的环境保护，目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控制措施，但环境质量下降的趋势仍在继续。 我国是世界上环境污染最为严重的国家之一，从城市到乡村，我国的大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。贵阳、重庆、北京、兰州等五个城市位于世界十大空气污染最严重的城市中之列，全国600多个城市中、大气质量符合国家一级标准的不足1%。全国范围的酸雨危害的程度和区域日益扩大。全国每年污水排放达360亿吨，仅10%的生活污水和70%的工业废水得到处理，其中约有一半工业污水处理设施的出水达不到国家排放标准。其他未经处理的污水直接排入江河湖海，致使我国的水环境遭受严重污染和破坏。据统计，全国七大水系和内陆河流的110个重点河段中，属4类和5类水体的占39%；城市地面水污染普遍严重，并呈进一步恶化的趋势，136条流经城市的河流中，属4类、5类和超过5类标准的高达76.8%；约50%的城市地下水受到不同程度的污染；全国大淡水湖如滇池、太湖和巢湖等富营养化程度逐年加剧；一些地区的饮用水源受到严重污染，对人民健康造成严重危害。城市垃圾和工业固体废弃物与日俱增，工业废弃物累计堆积量已超过6 6亿吨，占地超过5万公顷，使200多个城市陷入垃圾包围之中。严重的生态破坏，加重了1998年的长江洪水灾难，给人民的生命财产及国民经济造成了严重损失。 当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，环境保护的压力将进一步加重，由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。据中国社会科学院1998年度调查和估计，我国环境污染和生态破坏造成的经济损失每年超过2000亿元人民币。如何在经济高速发展的同时控制环境污染，改善环境质量，以实现社会经济可持续发展之目标是我国目前亟待解决的重要问题。 当今世界各国已普遍接受“可持续发展”这一全新的概念，并围绕它制定和实施本国的环境保护及其相关的产业政策。可持续发展要求在保持经济高速发展的同时，必须保护好人类赖以生存的环境。环境和经济及贸易挂钩是当前国际政治及经济关系发展中的新形势。例如，在日元贷款中，环保贷款已成为非常重要的组成部分。ISO14000系列国际环境管理标准，将要求企业承担相应的环境保护责任，并对达到该标准的企业给予认证。没有得到认证的企业的产品，在出口时将有可能面临被国外政府以未承担环境保护的责任而拒绝进口；同时，国外大型企业也可能因害怕和这些未达到该标准的企业合作而影响其形象，从而中止和这些企业的合作。至2003年，ISO9000系列质量标准将和ISO14000系列环境管理标准统一成一个标准，从而将进一步强化环境保护对企业发展的重要意义。因此，良好的环境保护将加强我国企业的国际竞争力。否则，在当前国际贸易中保护主义盛行的情况下，我国将可能面临因环境问题而被排斥在国际贸易之外的危险。然而，我国现有的环保科技水平仍较低，缺乏可被应用的高科技成果及高技术人才。而可持续发展这一方针的最终实现必须依靠科技进步，特别是高新技术的应用。仅靠传统的污染防治技术和手段，已远远不能满足伴随人类科技进步带来的污染物产生速度和人类对生存环境质量的要求，必须另辟新的途径。20世纪科技进步和社会发展已充分证明了高科技的作用，当前的科索沃战争显示，如要摧毁一座桥梁，过去几百架次飞机也不一定能够成功的事情，而今只需最多两枚导弹即可达到，因此只有发展和掌握高科技技术才能在当今的国际竞争中立于不败。

分子生物学技术在土壤生物修复中的应用研究和展望剖析

分子生物学手段 在土壤污染生物修复中的应用 摘要: 污染土壤的修复技术主要有物理修复、化学修复和生物修复，文章 综述了分子生物学技术包括环境微生物群落降解基因分析、16S rRNA序列 分析技术以及荧光原位杂交技术在生物修复技术中跟踪污染土壤中降解微 生物行为、监测降解基因和微生物群落变化，揭示了其中的分子机制的应 用现状，对各项技术应用中需要注意的问题进行了讨论并对其发展前景进 行了展望。 关键词: 分子生物学；降解基因；16S rRNA；FISH Molecular biology techniques in bioremediation of soil: Current status and future Abstract：This review starts with a brief overview of the molecular biology techniques applied to the bioremediation of soil. The principles of the catabolic gene probe analysis of microbial community, 16S rRNA sequence analysis and fluorescent in situ hybridization (FISH) and their applications to monitoring the fate of contaminant-degrading microorganisms, detecting catabolic gene and analyzing the changes of microbial community in contaminated soil are highlighted. The problems and prospects of these techniques are discussed. Key words: molecular biology; catabolic gene; 16S rRNA; FISH

高考命题热点(二)生命科学与环境保护-高考生物三轮复习冲刺练习

高考命题热点专项练(二)生命科学与环境保护 1.(2019湖南常德期末)2018年环境日主题确定为“美丽中国,我是行动者”,即希望人们尊重自然,保护自然,像爱护眼睛一样爱护生态环境,像对待生命一样对待生态环境,使我们国家天更蓝、山更绿、水更清、环境更优美。下列有关叙述错误的是() A.低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡 B.生物多样性的形成过程就是新物种形成的过程 C.合理开发和利用野生资源是对生物多样性保护的有效措施 D.森林具有的保持水土、调节气候等功能体现了生物多样性的间接价值 2.(2019福建漳州质监)人们利用恢复生态学技术改造盐碱化草地,可使重度盐碱化草地恢复至中度盐碱化草地,并最终恢复至轻度盐碱化草地和良好草地,下列有关叙述错误的是() A.改造盐碱化草地的过程中,群落的空间结构也会发生变化 B.生态系统功能的恢复有益于人类与自然的和谐相处 C.在不同阶段种植不同种类的牧草来改善盐碱化草地可提高生物多样性 D.盐碱化草地生态系统中能量循环的速度取决于该生态系统恢复后营养结构的复杂程度 3.(2019山东临沂质检)习总书记指出,“尊重自然、顺应自然、保护自然,坚决筑牢国家生态安全屏障,实现经济效益、社会效益、生态效益相统一”。下列说法错误的是() A.建立植物园、禁止采伐珍稀濒危植物,是保护生物多样性的有效可行措施 B.提高三江源生态系统的抵抗力稳定性,是筑牢国家生态安全屏障的重要举措 C.若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复循环利用实现经济循环 D.雾霾天气影响物种生育的温度、光照、pH等环境条件,会破坏生物多样性 4.(2019湖南株洲质检)在退化荒丘上建成的塞罕坝林场是我国荒漠化治理的典范。为更好地管理、利用林木资源,科研人员研究了不同砍伐强度对塞罕坝林场落叶松人工林的林木生物量影响,结果如下表所示。下列相关叙述中错误的是()

中国生物技术的发展现状

中国生物技术的发展现状 我国第一个生物制品研究所始建于1919年，在北平天坛成立了中央防疫处--即今天的北京生物制品研究所，迄今已有80多年的历史。 我国自七十年代未开始了现代生物技术的研究。国家高度重视生物技术的发展，不仅被列为863计划之首，而且纳入七五、八五、九五国家重点攻关计划。这一系列的举措，大大促进了我国医药生物技术的发展，并形成了一定的产业规模。 我国基因工程多肽药物、单抗和新型诊断试剂在仿制的基础上向创新发展，已能生产目前国际上市的大多基因工程多肽药物，基因工程干扰素α-1b-系国际首创，重组人肿瘤坏死因子、bFGF已申请专利，首创的免疫PCR胃癌诊断试剂已获得新药证书，有望开发出一系列的高灵敏度癌症诊断试剂。 基因工程疫苗的研制取得明显进展，基因工程乙肝疫苗投放市场，对乙肝的预防起到了非常重要的作用。双价痢疾疫苗、霍乱疫苗获准试生产，血吸虫疫苗。出血热疫苗等正在进行临床试验。 基因治疗取得突破，研制成功具有高效导入功能的靶向性非病毒型载体系统，动物试验表明，该系统能在体内将基因高效导入肿瘤细胞，明显抑制肿瘤生长；血管表皮生长因子基因缝线等3种基因治疗方案已基本完成临床前试验。

获得了一批转基因动物，已获得生长激素转基因猪的第2、3、4代。获得手乳腺表达外源基因的转基因羊等。 通过研究出现一批创新性成果，克隆了大量人、动物、植物的新基因，创造了具有多种用途的新型表达载体等。 据统计，我国现有456个单位从事生物技术的研究、开发和生产，其中医药领域的有165个，占36%，专业人员约6800人，已有近二十种基因工程药物、疫苗获准进入市场，数十种医药生物技术产品正在进行临床或临床前研究。 当今世界生物技术迅猛发展，呈现出巨大活力。特别是九十年代以来，随着人类基因组计划等各类生物基因组研究工作的展开，新基因不断被发现，新技术、新手段不断涌现，生物技术进入了大发展的新时期。与此同时，生物技术产业迅速崛起，并已成为国际市场竞争的第二个热点领域。可以预言，二十一世纪生物技术将会对世界技术经济格局产生重要影响，生物技术产业将成为全球经济的支柱产业之一。 一、我国生物技术产业发展现状 近年来，我国的生物技术取得了很大的发展。初步形成了医药生物技术、农业生物技术、轻化工生物技术、海洋生物技术等门类齐全的生物技术研究、开发、生产的体系；取得了一批具有较高水平的生物技术研究开发成果，开发出一批生物技术产品并投放市场。 1、现代生物技术产品的销售额是10年前的50倍

(word完整版)现代农业高技术的发展现状、方向和趋势

类别：综述 现代农业高技术的发展现状、方向和趋势 龚德平 现代农业是市场化、工业化、科学化、集约化、社会化、补贴与福利化以及可持续发展的农业。发展现代农业，就是用现代物资条件装备农业，用现代科学技术武装农业，用现代产业体系组织农业，用现代经营形式管理农业，用现代市场发展理念引领农业，用培养知识文化型农民发展农业。现代农业高技术是发展现代农业的核心。 （一）、现代农业高技术的发展现状 随着生物技术、信息技术、新材料技术等高技术的不断发展，现代农业高技术发展迅速。以生物技术、信息技术为代表的高技术不断向农业科技领域渗透和融合，逐渐形成了分子育种技术、转基因技术、数字农业技术、节水农业技术、食品加工技术、航天育种技术等农业高技术体系。 1、农业生物技术发展迅速，成为经济发展新的制高点，对科学、技术、方法、理念、产业、社会与伦理产生一系列的革命性影响。现代分子育种学与传统动植物育种技术的结合，促进了新兴分子育种技术的发展。近年来由于转基因生物对生态环境和人类健康影响尚存在一些科学意义上的不确定性，科技界纷纷把研究重点转向动、植物分子标记辅助选择技术，该技术具有高效、安全的突出优点，已经展示出部分常规育种技术无法比拟的优越性。以转基因为核心的现代生物技术产业成为当今世界发展最快、最活跃的农业高技术产业领域之一。农业生物药物技术研究取得了一

批重大突破，成为农业高技术研究领域角逐的重点领域，目前以基因重组技术为代表的生物技术是农业生物药物研究的核心技术。生物技术在理论和技术上不断取得突破，为现代农业高技术的孕育、成熟、发展创造了条件。同时，生物技术的迅猛发展，越来越直接地影响着人类的精神生活，冲击着传统的伦理观念，衍生出许多新的伦理道德问题。 2、农业信息技术与数字化技术日新月异，对传统农业的改造显示出强劲的动力。农业信息化技术与数字化技术的应用主要有数据库技术、农业专家系统、3S技术、农业网络技术以及精确农业技术等。农业专家系统最早于1986年出现在美国，现在专家系统通过网络传送到田间和饲养场正成为一种趋势；以3S技术（遥感技术、地理信息系统、全球定位系统）与精确农业技术为基础的精确农业已经成为当今世界农业发展的新潮流；农业现代高技术装备迅速地吸收应用电子与信息技术、新材料技术发展成就开发出智能、高效、多功能和大型化农业现代装备。与此同时，农业信息技术与数字化技术的不断发展，对社会物资生活、精神生活方式、以及人类物资、精神文明空间的拓展与延伸产生深刻的变革。 3、高技术引领驱动和支撑农业生产方式转变，成为世界现代化农业发展的根本标志。现代生物技术、信息技术和新材料技术的迅猛发展，为解决农业资源高效利用、生态环境保护等现代农业综合发展问题提供了新的技术途径，农业资源利用与生态环境技术研究主要集中在节水农业技术、新型肥料技术、农业废弃物综合利用技术等方面。目前节水农业研究的目标是不断提高作物水分利用率和利用效率，依据作物生理需水确定作物用水；在新型肥料技术方面，目前主要研究主要集中在纵横向动态平衡施肥

现代生物技术在环境保护方面的应用

现代生物技术在环境保护方面的应用 地质学院勘查技术与工程申玉龙201101171223 摘要：应用现代生物技术进行环境保护拥有许多优点，人们已意识到，现代生物技术的发展，为从根本上解决环境问题提供了希望。 正文：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。 目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物，少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术，其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时，最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次转移，因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。特别是现代生物技术的发展，尤其是基因工程、细胞工程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用，大大强化了上述环境生物处理过程，使生物处理具有更高的效率，更低的成本和更好的专一性，为生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。 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。 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。 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

高中生物《生物科学与社会》第四章 生物科学与环境保护苏教版知识点练习

高中生物《生物科学与社会》第四章生物科学与环境保护苏教版知识点练习 第1题【单选题】 用微生物处理污水，使污水得到净化，下列与这一措施无关的是( ) A、要利用厌氧型微生物 B、要利用需氧型微生物 C、要首先清除污水中个体大的固体污染物 D、污水净化后，应达到国家规定的排放标准 【答案】： 【解析】： 第2题【单选题】 位于某大城市风景区的一个湖泊，由于受到周围环境生活废水的严重污染，出现了"水华"现象。生物科技工作者经过研究发现，在发生"水华"的水域适量放养一种鱼，不仅可以解决"水华"问题，而且可以收获大量的鱼。那么，放养的这种鱼应该是( ) A、捕食浮游植物的链鱼 B、捕食浮游动物的鳙鱼 C、捕食水草的草鱼 D、捕食各种螺狮的青鱼 【答案】： 【解析】： 第3题【单选题】 发菜与下列哪种生物的结构相似( ) A、大豆 B、大肠杆菌

C、线虫 D、酵母菌 【答案】： 【解析】： 第4题【单选题】 在绿色食品中，禁止使用有机磷农药。若长期使用有机磷农药，会随着营养级的升高富集，还会造成水体富营养化，其原因是( ) A、有机磷农药杀死了绝大多数生物，只有藻类繁殖 B、有机磷农药选择了藻类的繁殖 C、有机磷农药分解后，为藻类的繁殖提供了大量的无机磷 D、有机磷对于植物来说，是一种高级肥料 【答案】： 【解析】： 第5题【单选题】 工农业及城市生活污水中含有磷，处理污水时要不要去除磷，以下几种观点你认为正确的是( ) A、磷是生物的营养元素，不必除去 B、含磷的污水是很好的肥料，不必除去 C、过量的含磷污水会导致水体藻类增殖，水质恶化，必须除去 D、磷对人体无害，除去与否无关紧要 【答案】： 【解析】：

生物传感器产业现状和发展前景

生物传感器产业现状和发展前景 冯德荣 1.1 生物传感器概述 生物传感器是一个非常活跃的研究和工程技术领域，它与生物信息学、生物芯片、生物控制论、仿生学、生物计算机等学科一起，处在生命科学和信息科学的交叉区域。它们的共同特征是：探索和揭示出生命系统中信息的产生、存储、传输、加工、转换和控制等基本规律,探讨应用于人类经济活动的基本方法。生物传感器技术的研究重点是：广泛地应用各种生物活性材料与传感器结合，研究和开发具有识别功能的换能器，并成为制造新型的分析仪器和分析方法的原创技术，研究和开发它们的应用。生物传感器中应用的生物活性材料对象范围包括生物大分子、细胞、细胞器、组织、器官等，以及人工合成的分子印迹聚合物(molecularly imprinied polymer，MIP)。由于研究DNA分子或蛋白质分子的识别技术已形成生物芯片（DNA芯片、蛋白质芯片）独立学科领域，本文对这些领域将不进行讨论。 生物传感器研究起源于20世纪的60年代，1967年Updike和Hicks把葡萄糖氧化酶(GOD)固定化膜和氧电极组装在一起，首先制成了第一种生物传感器，即葡萄糖酶电极。到80年代生物传感器研究领域已基本形成。其标志性事件是：1985年“生物传感器”国际刊物在英国创刊；1987年生物传感器经典著作在牛津出版社出版；1990年首届世界生物传感器学术大会在新加坡召开，并且确定以后每隔二年召开一次。 此后包括酶传感器的生物传感器研究逐渐兴旺起来，从用一种或多种酶作为分子识别元件的传感器，逐渐发展设计出用其他的生物分子作识别元件的传感器，例如酶—底物、酶—辅酶、抗原—抗体、激素—受体、DNA双螺旋拆分的分子等，把它们的一方固定化后都可能作为分子识别元件来选择地测量另一方。除了生物大分子以外，还可以用细胞器、细胞、组织、微生物等具有对环境中某些成分识别功能的元件来作识别元件。甚至可以用人工合成的受体分子与传感器结合来测定微生物、细胞和相关的生物分子。 与生物活性材料组合的传感器可以是多种类型的物理或化学传感器，如电化学（电位测定、电导测定、阻抗测定）、光学（光致发光、共振表面等离子体）、机械（杠杆、压电反应）、热（热敏电阻）或者电（离子或者酶场效应晶体管）等等。所有这些具有生物识别功能的组合体通称为生物传感器。 按期召开的世界生物传感器学术大会记录了生物传感器技术发展的历程，总汇了这一领域的发展新动向。例如1992年在德国慕尼黑“国际生物传感器流动注射分析与生物工艺控制”学术会议上对生物工艺控制和在线系统进行研讨，至今仍作为研究者攻关的课题。2004年在西班牙格拉纳达会展中心召开的第八届世界生物传感器大会可以说是世界生物分析系统领域的一次大的盛会［1］，参会代表人数和发表论文数量都创造了历史新高。共有700余名来自世界各地的学者参加了本届大会，第八届世界生物传感器大会涉及领域内容空前广泛，对9个专题进行了分组讨论。包括核酸传感器和DNA芯片、免疫传感器、酶传感器、组织和全细胞传感器、用于生物传感器的天然与合成受体、新的信号转导技术、系统整合/蛋白质组学/单细胞分析、生物电化学/生物燃料/微分析系统、商业发展和市场。其中，单分子/细胞分析和生物印迹生物传感器由于它们良好的发展态势及在生命科学研究中的重要位置成为与会学者讨论的热点问题。

生物工程的现状及发展

生物工程的现状及发展 摘要：本文论述了什么是生物工程以及发展生物工程的重要意义，并介绍了当代的生物技术和研究成果，并对生物工程的发展前景做了简单的叙述。 关键词：生物工程酶工程工程前景 1 什么是生物工程 遗传工程是在分子生物学基础上发展起来的一项新兴技术，它通过人工转移或重组DNA大分子，增加生命体的基因种类，从而重新安排、设计人类所需要的新生命。生物工程就是把生命科学的最新成果和最新知识直接或间接地用于工农业生产、医药卫生、环境保护等各个领域的工艺学。一般认为它主要包括遗传工程、细胞工程、酶学工程和发酵工程。 繁衍或用传统的选择自发突变的方法既快又好。如育种，用传统的选择自发突变的方法比自然界进化产生新组合性状的速度快一万倍，而运用遗传工程技术，则快一亿倍。 细胞工程包括植物细胞组织培养和细胞杂交等。前者

是把植物的胚轴、叶片、茎段、根、花茎、花粉、胚、分生组织等离体培养成为植株。后者是指把植物的细胞，从植物体上分离下来，除去细胞壁，变成原生质体，在融合诱导剂促进下，使甲、乙两个种的细胞完成融合过程，继而培养成杂种植株。 酶工程是利用生物学使一种物质转化为另种物质的方法。酶工程避开了传统化学转化所需要的高温、高压、强酸、强碱等苛刻条件，在化学工业中显示出巨大的优越性。 发酵工程就是利用不同的微生物，在无氧或有氧条件下，将各种不同的原料转化成各种不同的物质，如酒精、糖类、氨基酸、蛋白质、维生素等。 2 发展生物工程的重要意义 人类在长期科学和生产实践中掌握了很多创造生物新类型的手段。到目前为止最有效的还是有性杂交方法。但是，这种方法也有其一定的局限性，种间、属间远缘杂交往往不易成功，至于亲缘关系更远的物种，如动物与细菌之间，就更不可能了。然而基因工程却可以越过这个杂交屏障，发挥它自己的特长。它不但能把不同微生物的优良性状结合在一起，而且还能使动物、植物、微生物的基因

2020年(生物科技行业)环境保护与生物技术

（生物科技行业）环境保护 与生物技术

环境保护和生物技术 壹、我国环境保护的现状 环境保护已成为当前国际关系、经贸合作中的壹个极为重要的问题，也日益严重地影响着我国国民经济的可持续发展。在我国过去几十年的经济发展中，由于忽视了发展中的环境保护，目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控制措施，但环境质量下降的趋势仍在继续。 我国是世界上环境污染最为严重的国家之壹，从城市到乡村，我国的大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。贵阳、重庆、北京、兰州等五个城市位于世界十大空气污染最严重的城市中之列，全国600多个城市中、大气质量符合国家壹级标准的不足1%。全国范围的酸雨危害的程度和区域日益扩大。全国每年污水排放达360亿吨，仅10%的生活污水和70%的工业废水得到处理，其中约有壹半工业污水处理设施的出水达不到国家排放标准。其他未经处理的污水直接排入江河湖海，致使我国的水环境遭受严重污染和破坏。据统计，全国七大水系和内陆河流的110个重点河段中，属4类和5类水体的占39%；城市地面水污染普遍严重，且呈进壹步恶化的趋势，136条流经城市的河流中，属4类、5类和超过5类标准的高达76.8%；约50%的城市地下水受到不同程度的污染；全国大淡水湖如滇池、太湖和巢湖等富营养化程度逐年加剧；壹些地区的饮用水源受到严重污染，对人民健康造成严重危害。城市垃圾和工业固体废弃物和日俱增，工业废弃物累计堆积量已超过66亿吨，占地超过5万公顷，使200多个城市陷入垃圾包围之中。严重的生态破坏，加重了1998年的长江洪水灾难，给人民的生命财产及国民经济造成了严重损失。 当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，环境保护的压力将进壹步加重，由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和经济可

生物修复概述及国内外研究进展

辽宁大学学报 自然科学版 第30卷　第4期　2003年 JOURNAL OF LIAONING UNIV ERSITY Natural Sciences Edition V ol.30　N o.4　2003 生物修复概述及国内外研究进展 罗　义1Ξ　毛大庆2 (1.辽宁大学环境科学系,辽宁沈阳110036;2.比利时鲁文大学农业与应用生物科学系,比利时) 摘　要:重点从微生物与植物的角度阐述了生物修复的概念与类型,分析了微生物、植物在生物修复中所起的作用及近年来来国内外在生物修复研究方面所取得的进展,评价了生物修复特别是植物修复所具有的优势,也指出了生物修复的缺点与不足. 关键词:生物修复;植物修复. 中图分类号:X171.4 文献标识码:A 文章编号:100025846(2003)0420298205 生物修复(biormediation)又称生物改良(bioreclamation),目前比较被大家共同接受的基本定义为[4,21]:生物修复是生物特别是微生物催化降解有机污染物,从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程,这是狭义的定义.生物修复还有更广泛的定义[21,29],除了微生物修复外,还包括植物修复和动物修复,也就是说,生物修复是指利用细菌、真菌、水生藻类、陆生植物等的代谢活性降解减轻有机污染物的毒性,改变重金属的活性或在土壤中的结合态,通过改变污染物的化学或物理特性而影响它们在环境中的迁移、转化和降解速率.生物修复技术与传统的物理、化学修复方法相比,具有投入低、治理效果好以及基本不产生副作用等优点,近年来在国内外引起广泛的关注[10,24].例如,荷兰在20世纪80年代花费15亿美元进行污染土壤修复,德国在1995年投资60亿美元净化土壤,美国在20世纪90年代以来也在土壤恢复方面进行了数百亿美元的投资[1]. 1　微生物修复技术 微生物修复技术是在人为强化的条件下,用自然环境中的土著微生物或人为投加外源微生物的代谢活动,对环境中的污染物进行转化、降解与去除的方法. 1.1　国内外研究概况 目前,利用微生物治理环境有机污染的研究正受到世界各国的普遍重视,发展非常迅速,相关研究十分活跃.如M onhn(2001)等[17]研究了北极冻原油滴污染土壤,现场接种抗寒微生物混合菌种进行生物修复处理,一年后,土壤中油浓度降到初处理浓度的二十分之一.Whiteley(2001)等[23]进行了酚污染的生物修复中P seudomonad细菌的生态学和生理学研究.陈勇(2000)[5]研究了在堆肥过程中,加入经过驯化的降解菌,结果表明,降解菌对堆肥中的多环芳烃有明显的降解作用.徐向阳(1999)[26]等以生物修复方法研究受酚污染地表水.有关石油烃类污染的生物修复等方面的研究,还有张旭(2000)[32]做的石油烃污染土层生物修复模拟实验研究,郭楚玲(2000)[9]关于多环芳烃的微生物降解与生物修复研究,宋玉芳等(2001)[20]进行了土壤中石油烃及多环芳烃生物修复调控的研究,以及李丽(2001)[13]就石油烃类化合物降解菌进行了研究.杨国栋、丁克强、张海荣[7,27,30]则分别进行了石油污染土壤生物修复技术的微生物研究.这些研究表明,用微生物进行生 Ξ作者简介:罗　义(19712),女,抚顺人,南京大学在职博士生,从事环境毒理学方面的研究　收稿日期:2003201201

生物科学与环境保护

生物科学与环境保护 目标的确定 环境和资的问题，与人类的行为紧密相关。本节内容，作为本的结尾，同时，也是本模块学习的结束，应该着意引导学生在本前三节学习内容的基础上，形成有关环境保护和资合理利用的行为和意识。改变人类的行为方式，应该从生产和消费行为两方面着手，而消费行为则会影响，甚至能够决定生产方式。绿色消费的方式，不仅考虑要满足我们这一代人的消费需求、安全和健康需要，还要考虑满足后代的消费需求、安全和健康需要。这种消费方式，是有利于可持续发展的消费方式。因此，首先要让学生明白什么是绿色消费。简述绿色消费的兴起、说出绿色消费的概念是学习本节后续内容的基础。生活中有很多消费行为，哪些是绿色的消费行为呢？尤其是自己有哪些行为和观念还不符合绿色消费？通过让学生评价自己的消费行为，讨论日常生活中有哪些消费行为还不是绿色消费，让学生认同有利于环境保护的消费行为。但是，仅仅是自己做到绿色消费还不够，作为社会的一员，还应承担更多的责任，即让更多的人进行绿色消费。因此，参与“宣传绿色消费观念，倡导绿色消费行为”的活动就很有必要。 --思路

教学实施的程序 前师生搜集有关绿色消费的资料，在网站上建立倡导绿色消费的网页，内容包括：什么是绿色消费、绿色消费的误区、网络自测问卷（中英）、倡导绿色消费的宣言、问题讨论区等。 教学程序 教学活动 教学手段 与方法 预期目的 导言

同学讨论对绿色消费的认识 教师总结，从绿色消费的兴起，引导学习绿色消费的概念 澄清学生对绿色消费的错误认识 通过网络平台，让学生提问，发现学生中对绿色消费的“误区”提出填写绿色消费自测卷的要求

分析调查结果 结束语 师：今天，在我们心中，绿色不仅是由树木花草构成的风景，而且是安全、健康、清洁和环保等美好事物的象征。在商店里，消费者可选购绿色产品和绿色食品。在各种媒体中，以绿为冠的新名词不时扑入眼帘。就连广告用词中，商家也常常大谈“绿色”。很多公司和企业的标志，也设计成双手紧握着绿叶。转眼间，“绿色”充溢于我们的生活，我们似乎进入了一个“绿色时代”。“绿色消费”这一概念离我们的生活似乎越越贴近了。但是，同学们对“绿色消费”了解多少呢？你们

现代生物技术产业化发展的现状与趋势

现代生物技术产业化发展的现状与趋势 摘要：综述了现代生物技术的发展现状，介绍了农业生物技术的疫苗、工业生物技术、医药生物技术及其在生物技术领域中的应用情况，介绍了生物技术领域重点攻关课题研究进展，展望了今后的发展方向。 关键词：现代生物技术产业化现状与趋势 1 前言 生物技术也称生物工程，它是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。具体而言，生物工程技术包括转基因植物、动物生物技术、农作物的分子育种技术、医药生物技术、纳米生物技术、重要疾病的生物治疗等。当前，世界生物技术发展已进入大规模产业化的起始阶段，蓬勃兴起和迅猛发展的生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等领域，正在促使生物产业成为世界经济中继信息产业之后又一个新的主导产业[1]。 现代生物技术以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志，以世界上第一家生物技术公司——Gene-Tech的诞生（1976）年为纪元[2]。此后，越来越多的科学家投身于分子生物学研究领域，并取得了许多重大的进展。至此，以基因工程为核心的技术上的革命带动了现代发酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程的发展，形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。生物技术的最大特点是具有再生性，可以循环利用生物体为操作对象，在节约原材料和能源方面有巨大的潜力，而且投资少、周期短、经济效益大，并且没有污染。他是推动经济发展、社会进步的一项关键技术，在解决人类社会面临的一系列重大问题，如粮食、健康、环境和能源方面已经取得并将取得更大进展，对促进社会经济诸领域的发展有着不可估量的影响。 2 全球现代生物技术的发展现状 产值继续增长 2013年，全球生物工程药品市场规模为2705亿美元，2014年增长至3051亿美元。基于疾病诊断和治疗对重组技术、医药生物技术以及DNA测序技术等的需求不断增加，全球生物技术市场预计以%的年复合增长率增长，至2020年全球

生物多样性保护策略与可持续发展的关系

生物多样性保护策略与可持续发展的关系 生物多样性是指地球上生命形式和生命进程的多样性，包括所有的生物，即动物、植物、 微生物以及它们所拥有的基因和生存环境。生物多样性包含三个层次：物种多样性、遗传基因 多样性和生态系统多样性。它是地球上生命经过几十亿年演化的结果，也是人类赖以生存的物 质基础。发展经济和保护环境、关系到人类的前途和命运,成为全球普遍关注、亟待解决的重大问题。只有有效地保护生态环境,发展绿色经济,进行绿色开发,变掠夺式经济发展模式为可持续发展的经济模式,才是中国经济发展的前途所在。 生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，包 括数以百万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的 生态系统，是生命系统的基本特征。生命系统是一个等级系统，包括多个层次或水平：基因、 细胞、组织、器官、种群、物种、群落、生态系统、景观。每一个层次都具有丰富的变化，即 都存在着多样性。但在理论与实践上重要且研究较多的主要有基因多样性（或遗传多样性）、 物种多样性、生态系统多样性和景观多样性。现在，人们往往把生物多样性视为生命实体本身， 而不仅仅看作生命系统的重要特征之一。人类文化的多样性也可被认为是生物多样性的一部分。正如遗传多样性和物种多样性一样，人类文化（如游牧生活和移动耕作）的一些特征表现出人 们在特殊环境下生存的策略。同时，与生物多样性的其它方面一样，文化多样性有助于人们适 应不断变化的外界条件。文化多样性表现在语言、宗教信仰、土地管理实践、艺术、音乐、社 会结构、作物选择、膳食以及无数其它的人类社会特征的多样性上。 生物多样性是人类赖以生存的物质基础，其价值可以从下列两个方面得以了解。第一， 直接价值。从生物多样性的野生和驯化的组分中，人类得到了所需的全部食品、许多药物和工 业原料，同时，它在娱乐和旅游中也起着重要的作用；第二，间接价值。间接价值主要与生态 系统的功能有关，通常它并不表现在国家核算体制上，但如果计算出来，它的价值大大超过其 消费和生产性的直接价值。生物多样性的间接价值主要表现在固定太阳能、调节水文学过程、 防止水土流失、调节气候、吸收和分解污染物、贮存营养元素并促进养分循环和维持进化过程 等7个方面。随着时间的推移，生物多样性的最大价值可能在于为人类提供适应当地和全球变 化的机会。生物多样性的未知潜力为人类的生存与发展展示了不可估量的美好前景。 生物多样性受到的威胁 近年来，物种灭绝的加剧，遗传多样性的减少，以及生态系统特别是热带森林的大规模 破坏，引起了国际社会对生物多样性问题的极大关注。生物多样性丧失的直接原因主要有生境 丧失和片段化、外来种的侵入、生物资源的过度开发、环境污染、全球气候变化和工业化的农 业及林业等。但这些还不是问题的根本所在，根源在于人口的剧增和自然资源消耗的高速度、 不断狭窄的农业、林业和渔业的贸易谱、经济系统和政策未能评估环境及其资源的价值、生物 资源利用和保护产生的惠益分配的不均衡、知识及其应用的不充分以及法律和制度的不合理。 总而言之，人类活动是造成生物多样性以空前速度丧失的根本原因。