可降解塑料的前景

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可降解塑料的前景范文第1篇

关键词：淀粉；性能；降解材料

一、引言

伴着我们物质生活水平节奏的不断提高，在我们身边一次性的塑料包装袋、包装膜正在大量的投入使用中，这些物品都对环境造成了严重的污染。在铁路沿线、旅游景点我们随处可见散落的一次性购物袋、包装膜，这些带给人们的是严重的视觉污染和景区生态环境的影响。

塑料由于性能优良，成型加工方便，广泛应用于各个领域。然而，由于塑料的降解缓慢性，其使用及废弃后对环境带来了严重威肋。而且塑料主要来源于石油类的不可再生资源，其大量消耗，势必引起严重的能源和人类生存危机。

可降解包装应运而上，它既能对食品起保护作用，又能防止因抛弃包装袋而形成的环境污染。20世纪80年代以后，国内外开展了可降解塑料的研究和生产。可降解塑料的应用减少了石油类资源的消耗，减轻了塑料废弃物对环境的严重污染。

所谓的可降解塑料是指完全在自然的条件下就可以完全降解的材料，以光降解和生物降解为主。

生物降解塑料的主要来源于淀粉、纤维素、壳聚糖及其他多糖类天然材料。其降解的最终产物为CO2和H2O，可完全为自然界吸纳。淀粉又是绿色植物光合作用的产生物，是丰富的可再生资源，它最主要的特点是为易受微生物侵蚀，为微生物提供养分，具有优良的生物降解性能。因此，淀粉在生物降解的材料领域得到了广泛的应用。

二、粉的结构和性能

淀粉是自然界中分布极为广泛的物质，分布于植物的根、茎、叶和果实中，目前常用的淀粉包括玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉等。淀粉的分子式为（C6H5O10）n，n为聚合度，一般为800―3000.在我们日常生活中淀粉可分为两种，一种是可溶的，称为支链淀粉；另一种是不可溶的，称为直链淀粉。

天然淀粉是在其内部有结晶结构的小型颗粒状态存在着的，他的结构分为直连和支链两种，直链淀粉和支链淀粉的性质也是截然不同的，直链淀粉难溶于水且它的水溶液也是不稳定的，凝沉性也是比较强的，支链淀粉易溶于水，溶液稳定，凝沉性弱。直链淀粉可以制成强度高，柔软性好的透明薄膜，它无臭、无味、五毒，具有抗水和抗油性能，是一种良好的食品包装材料，支链淀粉也可以制成薄膜，但是性能差，遇水即溶。

三、淀粉及生物可降解材料

以淀粉为基质的降解塑料中有很重要的一部分，是以天然淀粉作为填充剂或是以天然淀粉和其衍生物为共混体系组成的塑料都属于此类，主要可以分为以下几种：

1.共混型

淀粉共混塑料是淀粉与合成树脂或其他天然高分子共混而成的淀粉塑料，主要成分为淀粉（30%～60%），少量的PE的合成树脂，乙烯/乙烯醇（EVOH）共聚物，聚乙烯醇（PVA），纤维素，木质素等，其特点是淀粉含量高，部分产品可完全降解。

2.填充型淀粉塑料

所谓填充型淀粉塑料，又称生物破坏性塑料，其制造工艺是在通用的塑料中加入一定量的淀粉和其他少量添加剂，然后加工成型，淀粉含量不超过30%。严格地说，淀粉在塑料中并非仅仅起到一个填充的作用，而是在一定条件下，活化了淀粉与塑料中的羟基，使之形成了高聚物共混体。天然淀粉分子中一般都含有大量的羟基，使其分子内和分子间形成极强的氢键，分子极性较大，而合成树脂的极性较小，为疏水性物质。因此必须要对天然淀粉进行表面处理，以便于提高疏水性和其与高聚物的相容性。

3.全淀粉型

由于填充型塑料在降解性能上还是存在着一定的局限性，全淀粉塑料被人们所寄予厚望。将淀粉分子变构而无序化，形成具有热塑料性的淀粉树脂，再加入极少量的增塑剂等助剂，这就是所谓的全淀粉塑料。其中淀粉的含量在90%以上，而加入的少量其他物质也是无毒且可以完全降解的，所以全淀粉是真正的完全降解塑料。几乎所有的塑料加工方法均可应用于加工全淀粉塑料，但传统塑料的加工要求几乎无水，而全淀粉塑料的加工则需要一定的水份来起增塑作用，加工时含水量以8%―15%为宜，且温度不宜过高，以避免烧焦。全淀粉塑料是目前国内外认为最有发展前途的淀粉塑料。

可降解塑料的前景范文第2篇

关键词：绿色包装材料 可回收 可降解

中图分类号：TB484 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（c）-0246-01

评价一件产品包装是否是绿色要包装，一个重要因素在于是否采用了绿色装材料，绿色包装材料必须符合绿色环保的要求。总体来说，包装所用的主要材料和辅助材料，应当选用获得环境认证标志的，符合产品要求的绿色包装材料，对产品要有良好的保护性，不能产生物理的、化学的损害；所选用的绿色包装材料，要具有良好的加工成型性能；所有包装辅料的应用，都不能对人体、产品以及自然环境造成危害；对于可回收重复使用的包装制品，要注意材料的刚度、强度、耐磨性等整体性能，还要顾及材料的环境适应性等方面，针对性地进行选择。把环保功能列入包装材料的选取和设计之中，使包装产品在废弃后易处理、易回收或者能够再生和重复使用，体现保护环境和资源再生的原则。

1 绿色包装材料的特征

废弃后的包装，或能够回收处理、再生利用，或能够重复使用，不会对生态环境造成污染和损害；不易回收的包装材料，应当能够在短期内腐蚀、降解，回归自然；在满足包装功能的要求下，以能够减少自然资源的消耗及能源消耗，减少包装废弃物的产生为准则；包装材料生产成本低，有合理的性价比，可以生产和推广使用。

2 绿色包装材料的类别

常用的绿色包装材料可分为以下几大类：（1）可回收处理，重新利用的包装材料。能回收重复使用或再生利用，对保护环境是一种最经济有效的办法，世界各国都在推行这类材料的应用。此种材料主要包括：纸质材料、玻璃陶瓷材料、金属材料、热塑性塑料等。（2）可降解包装材料。可降解材料在特定的时间、特定环境下，其化学结构能够发生变化的材料。自然材料都属于可降解材料，此外还有可降解塑料，按降解方式的不同，可分为光降解、生物降解和复合降解塑料等类型。（3）可食性包装材料。是指人体可自然吸收，对人体无害，也能够在自然环境中腐蚀风化的材料。它所用原料是氨基酸、植物纤维、蛋白质、凝胶等天然有机物质，这种材料非常卫生，无毒无味，质量很轻，而且透明，常用于食品包装。可食性包装材料解决污染问题非常有效，应用、开发的前景非常好。（4）天然包装材料。主要是指天然的植物纤维材料，包括稻草、麦秸、毛竹、薯秧、苇秆、木料等，这些材料可以经过加工后手工编制包装容器，也可以通过模塑成型的方式制成包装容器，有时候还可以作为添加材料加以利用。天然材料可以在自然环境中自行完全分解，通过焚烧处理后可做肥料，增加土壤肥力。

3 绿色包装材料的选择应用

3.1 绿色包装材料的应用要充分考虑材料的特性

材料的特性决定了它在生产过程和使用过程中具体能发挥多大的能量效用。绿色包装材料应选用能耗低、成本低、污染小的材料，同时，所选用的材料还要易于加工，在加工过程中无污染或少污染。对绿色包装材料的选择与应用同样要遵循3D1R原则，主要考虑以下因素：设计同类产品包装时尽可能选用同一的包装材料，便于回收；充分考虑材料的再生性和再利用性能，这不仅节约原材料，同时也有利于资源的循环利用；设计时要考虑材料的降解性，使用可降解的天然材料和高科技可降解材料，能够极大地改善包装废弃物的污染现状；充分考虑材料的耐用性，设计生产可重复使用的包装容器。

3.2 绿色包装材料的应用发展趋势

产品包装设计应该在保证包装功能的同时尽可能减少使用材料，尽可能消除不具备功能作用的装饰物和包装附加物，提倡简约包装，最大限度的保护自然资源，生成尽可能少的废弃物，减少对环境的污染。材料的应用还要考虑可再生、循环利用、可降解、重复使用等问题。以下几种材料具有绿色材料的特性，在绿色包装设计领域得以广泛应用。

（1）大力发展纸制品包装。纸包装的品种多，容易回收再利用，应用区域广泛，是现代绿色包装最主要的应用材料之一。纸及纸制品的原料来源广泛，价格低，可塑性好，适合采用自动化处理，并且包装形状不易变形，无毒无味，清洁卫生，方便印刷和粘贴，有很好的回收再利用价值，废弃后很快能够腐烂变质，对土壤的改良有利。美国、日本和欧洲等很多发达国家和地区已经大量采用环保的纸制品包装，替代污染环境的塑料和薄膜包装。在各种包装材料的使用中，纸材料所占比例最高，是包装产业中最重要的原料之一。同时纸材包装无污染可降解，对“绿色包装”的设计应用有重要意义。在提倡应用纸材包装的同时我们也要警惕，纸材包装的不合理设计和使用同样会造成严重的环境问题，引起资源危机，这里主要是指纸张与其它材料的混用，以及高档纸张的滥用。

（2）采用可再生和循环再利用的天然材料。可再生的包装材料主要是指天然生物包装材料，如竹、木屑、芦苇、稻草、麦秸等，此类材料在自然条件下容易分解，不污染生态环境，而且资源成本低，可再生，是很好的绿色包装材料。植物的叶片是很好的天然包装材料。这些材料包括荷叶、竹叶、芭蕉叶等。例如广东的葫芦茶包装设计，就是直接用自然界的竹叶，把茶叶一段一段地用细草绳扎起来，形成一个个连续的小圆球状，有点像北方生长的压腰葫芦。茶叶采用这种方法进行包装，能够保持茶叶的香味长久不变，需要饮用的时候，随时可以把上面的草绳解开，取出其中的茶叶，而余下的则可以继续在竹叶的严密包装中封存，久不失味。草纤维包装是我国云南地区特有的一种包装形式，居住在这里的人们长期种植稻米和饲养家禽。由于稻草富有弹性，而且很结实，他们就用稻草编织成网状草袋来盛放鸡蛋，被包在稻草网中的鸡蛋鲜亮且感觉充满活力，给人一种原汁原味的自然清新感。竹干也是常用的天然材料。在我国南方，竹子是常见的植物，与人们在生活密不可分，先人用竹篓作为包装器具盛放物品的方法至今为人们所沿用。这种竹篓由坚韧而且结实的竹条手工编织而成，透出一种自然材料特有的质朴美感，竹条之间有间隙，通透、自然，放置食品不易变质。云南的竹筒酒、竹筒米饭都是典型的绿色包装。

可降解塑料的前景范文第3篇

的古仑库仑山，如龙蟠，似虎踞。东

源科技有限公司产业园区依山而

建，登高远望，建设工程项目尽收眼

底：由北向南，首期工程的20 千瓦

电厂项目、70 万吨白灰项目、72 万

吨电石项目、24 万吨甲醛项目、10

万吨1，4- 丁二醇项目，五大产业依

序由低向高列阵排兵，生产试运行

进入倒计时。建设的勃勃生机冲破

了山谷的沉寂。

在结构优化、产业升级的乌海经

济发展棋局中，作为非公企业的东源

科技公司以其低碳循环、节能环保的

产业优势，自觉融入这个发展大格

局，投资兴建的年产30 万吨1，4- 丁

二醇（简称BDO）一体化项目，填补

了自治区一项产业空白，被自治区列

为重点化工项目和战略性新兴产业

项目，也成为乌海市重点培养的双百

亿企业。

在产业延伸中开拓

东源科技有限公司是乌海市的

一家大型非公有制企业。

创业初始，东源人的东源梦完整

构想如下：

―――立足于乌海作为资源枯竭

型城市产业转型升级的需要，立足于

企业可持续发展、核心竞争力提升的

需要，从单纯煤炭开采、洗选以及煤

焦化产业中进行战略性转型，逐步发

展成以煤化工为基础、以1，4-丁二醇

（BDO）及其下游完全可降解塑料一体化项目全部建成后，将成为全球

最大的BDO生产基地，也成为内蒙

古规模最大的精细化工生产研发示

范基地。

在优化升级的转型中谋篇

BDO 符号简单，内涵却很不简

单，是一种重要的有机和精细化工基

础原料，医药、化工、纺织、造纸、汽车

和日用化工等诸多领域必不可缺。科

技含量高、附加值高、投资强度大的

BDO，产业有很长的延伸空间，其“上

游”可资利用的正是乌海的煤炭资源

优势，煤电化工―――为其基础产业

链。在资源日渐枯竭，产业优化、结构

调整迫在眉睫的大背景下，可以使本

地区丰富的煤炭、石灰石、电石、甲醇

等初级资源向低耗能、高科技、高附

加值、高产出方向发展，实现减量化、

低耗能、再利用。BDO作为乌海经济

结构调整布局中精细化工产业储备

项目，缺乏的是技术支撑。对接中，政

府的产业转型升级构想与东源梦可

谓一拍即合，作为自治区唯一一家引

进美国英威达先进生产技术利用炔

醛法生产1，4- 丁二醇（简称BDO）的

东源，凭着技术支撑的链接，融入当

地发展大格局顺理成章。1，4-丁二醇

从规模到布局是这个精细化工的产

业“巡洋舰”，以此为依托配套建设的

电石、自备电厂、焦炭、焦炉尾气制

氢，焦炉尾气制甲醇，焦粒电石等项

目，从煤矸石发电、废水回用电厂、废

气生产石灰、废石生产脱硫剂、工业

废料再利用生产节能环保砖、制氢尾

气做燃料回用等，充分实现原料的自

给自足和吃干榨净，绿色、低碳、环

保、循环、可持续发展。

“东源梦”蓝图的落地生根，在乌

海优化产业结构布局中落笔不凡，这

个一体化项目不但填补了自治区化工

产业的一项空白，也促使乌达工业园

区化工集聚效应迅速形成，乌达工业

园区目前有四大支柱产业，东源科技

园区后来居上，四分天下有其一，一个

内蒙古规模最大的完整的闭合的新型

低碳循环经

济产业园区，

一个精细化

工生产研发

示范基地正

式落成。

BDO 的

“下游”更具

覆盖力。可以

为产业链条

延伸后的顶

级产品PBS

提供原料保

障。PBS 是一种完全可降解塑料，是

可全生物降解聚合物，在细菌或霉的

作用下，最终完全降解成为二氧化碳

和水。作为“环境友好材料”，PBS 能

够根治传统塑料对环境造成的“白色

污染”。虽然用途广泛、市场前景无

限，却因为生产技术不够成熟、成本

较高而被束之高阁。为突破技术瓶

颈，东源精细化工生产研发示范基地

与BDO同时作俑，突破电石法生产

丁二酸新技术难关之时，就是打破完

全可降解塑料无法市场化之日。届

时，不但1，4- 丁二醇是全国最大的

生产企业，同时配套建设的年产12

万吨完全可降解塑料、10 万吨优质

工程塑料、6 万吨特种纤维等高端产

品，也将突破“白色污染”肆意横行的

空间格局，在全面提升企业核心竞争

力的同时，为环境保护事业作出的贡

献也将非同小可。

其“上游”转化了当地资源，“下

游”更加有利于环境保护，造福社会。

正因如此，为了防止区内企业生产同

质化和产能过剩，自治区五年之内不

再新上1，4- 丁二醇项目，为这一项

目提供了特殊保护。乌海市当地政府

也出台了一系列保护像东源这样非

公企业的政策和措施。

在“8337”发展思路中布局

“8337”发展思路，明确提出要把

内蒙古建成全国重要的现代煤化工

生产示范基地，在着力调整产业结

构、发展非公有制经济的同时，要更

加注重生态建设和环境保护，更加注

重改革开放和创新驱动。非公有制企

业的东源生逢其时，科技BDO 一体

化项目的建成投产，不但在落实乌海

市乃至内蒙古产业转型升级和经济

结构战略性调整中可圈可点，而且在

践行“8337”发展思路的布局中，也将

是令人瞩目的一大“亮点”。2017 年

三期工程全部建成后，将为乌海当地

解决两万多个就业岗位。

“东源梦”，不单单是一个民营企

业财富累积的梦。

……

古仑库仑山不再空落沉寂，东源

美化、绿化、亮化规划将有序推进。开

发绿色工艺、竭尽全力“变废为宝”；

结合厂区周边自然环境，建造“两湖”

隔山呼应的生态景观，打造“园林企

业”。

在荒凉的戈壁滩上，东源的乌尔

特沟景观湖与乌尔特沟景观水系工

程将融为一体；景观湖与厂区之间栽

种樟子松、丁香、北京松等适合西北

地区生长的景观树种，形成一条长约

4 公里的林荫景观大道；东源的西山

景观湖将依托古仑库仑山体的自然

走势，把防洪工程与景观湖建设有机

融合，建景观台，种沙生蓄根植物。

生产生态双赢，环境友好发展，

东源以其和谐的文化理念、一体化的

布局谋篇，生动阐释着绿色的、循环

可降解塑料的前景范文第4篇

一、我国生态环境现状 二、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。首先,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。其次,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的手段。再次,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以及有毒有害物质的无害化处理等各个方面。

三、现代生物技术在环境保护中的应用

(一)污水的生物净化

污水中的有毒物质其成分十分复杂,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,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。

(二)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。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,防止水土流失。

(三)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-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。

可降解塑料的前景范文第5篇

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8000万人和6000万头牲畜饮水困难；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2500万亩；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

3.1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。

3.2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。

3.3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。

3.4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