可降解塑料的優(yōu)點精選(九篇)

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第1篇：可降解塑料的優(yōu)點范文

【關鍵詞】廢塑料，降解塑料，裂解油化，環(huán)境保護

1前言

廢塑料自然環(huán)境下很難直接被降解，造成嚴重的環(huán)境污染；塑料制品在生產過程中加入的大量助劑、填料、溶劑等添加劑，會析出進入環(huán)境，從而污染土壤及水體。廢塑料如粘有污染物，會吸引蚊蠅和繁殖細菌，危害人體健康。從能源角度，塑料原料主要來自不可再生的煤、石油、天然氣等化石資源，如果廢塑料不加以控制、回收利用，將加重能源危機。

隨著塑料應用領域的拓寬和使用量的急劇增加，廢塑料的污染問題已越來越為社會所關注。各國紛紛投入大量的人力、物力、財力解決其污染問題，在其替代品開發(fā)和回收再利用方面取得了較好的成效。

2廢塑料的環(huán)境危害

2.1對生物體的危害

通常組成塑料的高聚物是安全無毒的，但為改善塑料制品的加工和使用性能，一般需添加各種添加劑。例如，在有些聚氯乙烯制品中，加入量達35%～50%甚至更高的鄰苯二甲酸酯類增塑劑，在許多塑料中都加有含重金屬的穩(wěn)定劑、著色劑，這些添加劑可遷移到外環(huán)境。研究發(fā)現，這些添加劑在大氣、生物質、水體、土壤以及河流底泥、城市污泥等介質中均有殘留，且分解緩慢，研究表明，鄰苯二甲酸酯類有類雌激素作用，能干擾內分泌，

甚至可能造成生殖功能異常。還有，在其單體聚合以及制品加工過程中會殘留有毒有害的單體和有毒有害的助劑，這些都是潛在的危害因素。

2.2對土壤、水資源的危害

農地膜對提高土地利用率，有效提高農作物的產量和質量發(fā)揮了巨大作用。但目前我國使用的地膜多為聚烯烴膜，難以自然降解，破壞了土壤性狀及肥料的均勻分布，影響其水分養(yǎng)分的吸收，阻礙了土壤與外界的空氣交換，使土壤中的微生物難以存活，影響植物根系生長，最終使土壤板結，嚴重的會造成土地鹽堿化，從而導致農作物減產，甚至難以生長。

粘有污物的生活和工業(yè)廢塑料無法回收利用，衛(wèi)生填埋因其體積大而效率低，因其密度小造成填埋場地基松，使垃圾中的有害物質滲入地下，危害地下水及周圍環(huán)境。

2.3石化資源的浪費

合成塑料的原料主要是煤、石油和天然氣等化石資源。全世界每年數億噸的塑料消費量，將產生上億噸的塑料廢棄物，如果沒有采取積極的治理措施，將對日益緊缺的化石資源產生巨大的浪費。

3 廢塑料的技術防治措施

作為廢塑料的技術防治措施目前主要是使用降解塑料和循環(huán)利用。

3.1開發(fā)使用降解塑料

塑料是合成高分子材料，一般在自然環(huán)境中的光降解和生物降解速度都比較慢。可降解塑料是一類其制品的各項性能在保存期內可滿足使用要求，性能不變，而使用后在自然環(huán)境條件下，能降解成對環(huán)境無害的物質的塑料，從而避免破壞環(huán)境。 塑料降解主要指大分子鏈的斷裂，主要方式有光降解、化學降解、生物降解，實際應用中往往相互增效、協同使用。

3.1.1光降解塑料

光降解塑料是利用光化學反應使大分子鏈的化學鍵斷裂，塑料失去其物理強度并脆化，在自然力作用下變?yōu)榉勰?，進入土壤，在微生物作用下重新進入生物循環(huán)。光降解產品開發(fā)早技術成熟，但完全降解不容易，且完全降解的時間長。

3.1.2光-生物雙降解塑料

光-生物雙降解塑料是利用光降解和生物降解相結合制得的一類可降解塑料。和部分生物降解塑料一樣是在母體中加入一些促進其降解的淀粉、纖維素、微生物聚酯、光敏劑、生物降解劑等，產品使用后，在自然條件下，其化學結構完整性受到破壞，降解為水、二氧化碳和其他物質。 此類產品在自然環(huán)境中只能降解為細小顆粒，不能完全降解，對環(huán)境可能造成更嚴重的二次污染。

3.1.3生物降解塑料

完全生物降解塑料是指可以在自然條件下，能夠100%生物降解的塑料。按其原料來源方式可分為來源于化石資源的化石基生物降解塑料、來源于可再生資源的可再生材料基生物降解塑料以及以上兩類材料共混加工得到的塑料。

化石基生物分解塑料是指主要以石化產品為原料單體，通過化學合成的方法得到的聚合物。如脂肪族聚酯類、聚丁二酸丁二醇酯（ PBS）、聚己內酯（PCL）、二氧化碳基共聚物（APC）等。

脂肪族聚酯。主要有PBS和PBSA （聚丁二酸/ 己二酸丁二醇共聚物）。PBS具有與PE、PP相近的優(yōu)異力學性能，熱變形溫度接近100℃，耐熱性能良好，有能用現有通用設備加工成型的優(yōu)良加工性能，且已生產規(guī)?；伤_發(fā)出來的產品有發(fā)泡材料、薄膜、注塑制品等。另外為提高材料性能，通過改性得到脂肪族芳香族共聚酯，如PBAT（單體為己二酸、對苯二甲酸、1，4-丁二醇），其有與LDPE非常相似的加工性能，可擠出吹膜，不僅能與其他生物分解塑料如聚羥基丁酸戊酸酯（PHBV）、PLA等共混吹膜，還可添加淀粉等天然材料吹膜成型。

聚己內酯（PCL） 是一種由ε-己內酯合成的聚合物材料，具有較好的生物降解性能和生理相容性，是植入人體的首選材料，可用作手術縫合線等體內材料。由于PCL 的熔點低（60℃），加之價格較高，所以很少單獨使用。PCL 常與其他降解塑料共混使用，用作改性材料，以降低成本和改善性能。

二氧化碳基共聚物（APC）屬于脂肪族聚碳酸酯類，是目前生物降解材料的熱門研究課題，因為用二氧化碳氣體為原料合成降解塑料，可利用大量的二氧化碳溫室氣體，既節(jié)約了資源，又保護了環(huán)境，可謂兩全其美。APC 為二氧化碳（含量50% 左右）與環(huán)氧化合物的共聚物。如共聚單體為環(huán)氧乙烷，則共聚產物為PEC（二氧化碳/ 環(huán)氧乙烷共聚物）；如共聚單體為環(huán)氧丙烷，則共聚產物為PPC（二氧化碳/ 環(huán)氧丙烷共聚物）；如共聚單體為環(huán)氧丁烷，則共聚產物為PBC（二氧化碳/ 環(huán)氧丁烷共聚物）。目前產業(yè)化的有二氧化碳與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的共聚物。制約APC 發(fā)展的是環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的價格高，合成催化劑價格高且供應緊張，造成成本居高不下。中山大學孟躍中教授改進的優(yōu)化合成工藝預計可降低60% 的成本，價格接近通用塑料。APC 合成技術我國處于世界領先地位，目前只有我國的企業(yè)有規(guī)?；a，APC 類塑料突出的優(yōu)點是其氣體阻隔性比PET 和PA6高，接近EVOH（乙烯/乙烯醇共聚物）。

可再生材料基生物降解塑料又分為天然材料基生物降解塑料和生物基生物降解塑料。直接以天然聚合物如淀粉、纖維素、甲殼素、大豆蛋白等以及其衍生物或混合物為原料成型制成的生物分解塑料為天然材料基生物降解塑料，其中工業(yè)化的有熱塑性淀粉和植物纖維模塑，但其性能穩(wěn)定性及價格影響其應用普及。生物基生物降解塑料是利用可再生天然生物質資源，通過微生物發(fā)酵或發(fā)酵產生的乳酸等單體合成的聚合物。如聚羥基烷酸酯類（PHA）、聚乳酸（ PLA） 等

PHA為聚羥基烷酸酯類降解塑料，目前產業(yè)化品種有：第一代產品PHB（聚3-羥基丁酸酯），第二代產品PHBV（3-羥基丁酸與3-羥基戊酸共聚物），第三代產品PBHH（3-羥基丁酸與3-羥基己酸共聚物），第四代產品P34HB（3-羥基丁酸與4-羥基丁酸共聚物）。PHA類屬于典型的生物降解塑料，具有綜合性能好、綠色環(huán)保等優(yōu)點，缺點為原料價格較高。

聚乳酸（PLA）是目前產量最大、應用最廣的合成降解塑料，也是目前降解塑料中價格最低的品種，屬于典型的生物降解塑料。PLA 的主要缺點是脆性大、耐熱溫度低及氣體阻隔性差。目前針對PLA 脆性及耐熱溫度低的改性已取得重大成果，已廣泛用于流延薄膜、片材、板材、注塑和紡絲等產品中。

共混生物分解塑料是指利用上述幾種生物分解材料共混加工得到的產品。如PBS與淀粉、木質素、秸稈、殼聚糖以及各種棉麻纖維等的共混改性，既使共混后的復合材料可降解，又有效降低成本，還能充分利用天然材料，做到綠色低碳環(huán)保。

3.2廢塑料循環(huán)利用

廢塑料的處理方式目前主要有填埋、焚燒、熔融再生、和裂解轉化等方法。塑料填埋方法簡單、處理能力大，但不能有效利用資源，且塑料在土壤中長期不能分解，使土壤處于不穩(wěn)定狀態(tài)，并產生二次污染；塑料焚燒可以回收熱能，但燃燒不完全，產生大量有害氣體，特別是二f英等有毒有害物質，對生態(tài)環(huán)境和人類健康產生嚴重影響；由于廢塑料的多樣性和混雜性，熔融再生法得到的復合再生塑料性質不穩(wěn)定，易變脆，存在質量問題和二次污染問題。廢塑料裂解轉化制液體燃料（汽油、柴油等）或化工原料，不但能有效解決廢塑料污染問題，還可在一定程度上緩解能源緊缺狀況，可成為最有效的塑料回收利用途徑。

廢塑料裂解油化技術是指通過加熱或同時加入一定的催化劑，使塑料分解制取燃料油和燃料氣的資源化利用方法。按裂解原理可分為熱裂解法、催化裂解法、熱裂解-催化改質法和催化裂解-催化改質法。熱裂解法是通過提供熱能，使廢塑料大分子裂解，生成單體或低分子化合物，是最簡單的廢塑料裂解法；催化裂解法是熱裂解與催化裂解同時進行；熱裂解-催化改質法是先進行熱裂解，然后對熱裂解產物進行催化改質；催化裂解-催化改質法是先進行催化裂解，然后對催化裂解產物進行催化改質。

通過催化作用，可有效降低裂解溫度，并根據目的產物不同對產物選擇性進行有效調控。催化劑性能直接決定芳烴、低碳烯烴等化工原料或液體燃料的產率與質量，在適當的催化劑和催化條件下，PE、PP、PS等可完全轉化，且PS為裂解原料時，可以生成較高含量的苯乙烯單體。催化劑是廢塑料催化轉化技術的關鍵，也是限制其發(fā)展的重要因素。

目前，裂解油化新技術在市場上飽受追捧。美國、英國、加拿大、日本等發(fā)達國家，許多公司都已實現熱裂解油化技術的產業(yè)化。上海同濟大學與北京裂源環(huán)保技術設備有限公司、上海纖和環(huán)保科技有限公司等聯合攻關，已取得重大進展。研制的裂解爐，可連續(xù)穩(wěn)定生產。產氣率約15%～20%（wt%），產油率達到65%以上（按塑料量計），可以處理廢塑料含量在30%以上的生活垃圾100噸/天，整個系統廢塑料裂解的油、氣、碳產品轉化率不低于廢塑料自身質量的99%，具有明顯的社會效益和經濟效益。

4 結束語

現階段，由于可降解塑料的消費量只占塑料年消費量的1%左右，大量使用的是不可降解的石化原料生產的塑料，因此，降解塑料新技術的推廣應用及廢塑料裂解油化技術相結合才能有效減少廢塑料對環(huán)境的污染。

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第2篇：可降解塑料的優(yōu)點范文

1白色污染的危害

1.1視覺污染指的是塑料袋、盒、杯、碗等散落在生活環(huán)境中，給人們的視覺帶來不良刺激，影響環(huán)境的美感。前幾年，有人戲稱我國有兩座萬里長城，一為古長城，二為白色長城，指的是我國鐵路沿線到處是白色的飯盒、塑料袋，這就是視覺污染。在我們學校，隨處可見一次性飯盒、各色塑料袋，起風時候，塑料袋到處飄揚，嚴重影響校園的美觀。

1.2白色污染的潛在危害則是多方面的

1.2.1一次性發(fā)泡塑料飯盒和塑料袋盛裝食物嚴重影響我們的身體健康早在40年前，人們就發(fā)現聚氯乙烯塑料中殘留有氯乙烯單體。當人們接觸氯乙烯后，就會出現手腕、手指浮腫，皮膚硬化等癥狀，還可能出現脾腫大、肝損傷等癥。1975年，美國就禁止用聚氯乙烯塑料包裝食品和飲料。在我國，更為嚴重的是，我們用的超薄塑料袋幾乎都來自廢塑料的再利用，是由小企業(yè)或家庭作坊生產的。每次吃飯時，就有不少同學用塑料袋裝飯菜，他們不知道這種行為不僅危害環(huán)境，也危害自己的身體。

1.2.2使土壤環(huán)境惡化，嚴重影響農作物的生長我國目前使用的塑料制品一般是不可降解的，其分子量在2萬以上，只有分子量降為2000以下時，才能被自然界中微生物所利用，而這一過程至少需200年。農田里的廢農膜、塑料袋長期殘留在田中，會影響土壤的透氣性，阻礙水分的流動，從而影響農作物對水分、養(yǎng)分的吸收，抑制農作物的生長發(fā)育，造成農作物的減產。若牲畜吃了塑料膜，會引起牲畜的消化道疾病，甚至死亡。

1.2.3填埋作業(yè)仍是我國處理城市垃圾的一個主要方法由于塑料膜密度小、體積大，它能很快填滿場地，降低填埋場地處理垃圾的能力；而且，填埋后的場地由于地基松軟，垃圾中的細菌、病毒等有害物質很輕易滲入地下，污染地下水，危及四周環(huán)境。

1.2.4若把廢塑料直接進行焚燒處理，將給環(huán)境造成嚴重的二次污染塑料焚燒時，不但產生大量黑煙，而且會產生迄今為止毒性最大的一類物質：二惡英。二惡英進入土壤中，至少需15個月才能逐漸分解，它會危害植物及農作物；二惡英對動物的肝臟及腦有嚴重的損害功能。焚燒垃圾排放出的二惡英對環(huán)境的污染，已經成為全世界關注的一個極敏感的新問題。

2白色污染的防治

2.1停止使用一次性餐具及超薄塑料袋由于一次性塑料餐具難降解，現在許多城市都推廣使用綠色餐具——紙制餐具，因為纖維素能被微生物降解。但許多環(huán)保專家認為，用紙制餐具代替發(fā)泡塑料餐具亦不明智。首先，紙制餐具同樣也會帶來視覺上的污染，因為它們的降解速度并不快，往往在幾十天甚至幾個月內也不會降解徹底。其次，制紙制餐具時，除用到草漿、稻漿外，還要加入1/3左右的木漿，若全面推廣，勢必造成大量木材的消耗，導致森林砍伐的加劇。值得注重的是，我國森林覆蓋率僅為13.92%，人均占有森林面積只相當于世界人均水平的17.2%，居世界112位。第三，制紙漿歷來是耗水大戶、耗能大戶及排污大戶。造漿工藝需大量水，而我國人均水的占有量在世界上排88位，已被列為世界12個貧水國家的名單上；若污水未經處理，直接排入河流中，會引起水污染；紙制餐具成型后需立即烘干，這就需要耗大量能。而我國能源結構是以燃煤為主，這樣就會增加空氣中SO2的含量，引起酸雨。因此，無論是從環(huán)保角度，還是從節(jié)約資源角度，不使用一次性塑料餐具及紙制餐具都是一件好事。

2.2回收廢塑料并使之資源化是解決白色污染的根本途徑其實，塑料和其它材料比，有一個顯著的優(yōu)點：塑料可以很方便地反復回收使用。廢塑料回收后，進行分類、清洗后再通過加熱熔融，即可重新成為制品。從組成看，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯均由碳氫元素組成，而汽油、柴油等燃料也是由碳氫元素組成，只不過分子量較小。因此，把這幾類塑料隔絕空氣加熱至高溫，使之裂解，把裂解產物進行分餾，可制得汽油和柴油。

第3篇：可降解塑料的優(yōu)點范文

比較常用的食品塑料包裝材料

目前被普遍使用的食品包裝用塑料是聚丙烯（PP），聚丙烯薄膜是高結晶結構，透明度高，光潔，加工性能高，廣泛用于制備纖維、成型制品，但主要是塑料薄膜?？芍苯佑糜诿姘?、香腸等各種食品的包裝。近年來發(fā)展極比較快的一種塑料包裝材料是聚偏氯乙烯（PVDC），PVDC是由偏氯是由偏氯乙烯和氯乙烯共聚而成的偏氯乙烯一氯乙烯共聚物（VDC-VC共聚物），PVDC的特點是柔軟而具有極低的透氣透水性能，可防止異味透過，保鮮、保香性能好，適于長期保存食品；由于其性價比高、阻隔性能好，被廣泛用于食品包裝。

聚碳酸酯（PC），PC是無色透明，光潔美觀的塑料。由于PC無毒、無異味，阻止紫外線透過性能及防潮保香性能好，耐溫范圍廣，在-180℃下不脆裂，在130℃環(huán)境下可長期使用，所以是一種理想的食品包裝材料。

食品包裝制品存在的安全問題

眾所周知，塑料屬于高分子聚合物，其為單體在適當條件和引發(fā)劑的作用下，發(fā)生聚合反應而形成的。為了改善塑料的加工性能和成品的使用性能，使之塑料材料改M后具有優(yōu)異的阻透性、防紫外線性、耐冷凍性、耐熱性等，在生產過程中還要加入增塑劑、抗靜電劑、爽滑開口劑、熱穩(wěn)定劑等助劑。塑料單體和加工助劑都屬于低分子化合物，在一定的介質和溫度條件下，會從塑料中溶出，轉移到食品中去，從而污染食品，給人體健康造成危害。

在所有改善塑料食品包裝材料性能的添加劑中，增塑劑的衛(wèi)生安全性倍受關注。丁基硬脂酸酯、乙?；』鶛幟仕狨?、烷基癸二酸酯和己二酸酯是幾種常用的毒性較低的增塑劑。而鄰苯二甲酸酯則被限制使用，這是因為毒理實驗表明它具有潛在的致癌作用。鄰苯二甲酸酯還可能減弱人的生育能力。

生產企業(yè)在加工成食品包裝用塑料復合膜（袋）時，一些中小規(guī)模企業(yè)沒有掌握其產品的有關衛(wèi)生標準要求，缺乏產品衛(wèi)生評價所需的資料，沒有做到新產品在投入生產前對樣品進行安全衛(wèi)生檢測；其生產食品包裝用塑料復合膜（袋）中的溶劑殘留總量和苯系溶劑殘留量超標，這些溶劑最后應揮發(fā)，殘留量不得超過國家標準的規(guī)定。塑料是一種高分子聚合材料，聚合物本身不能與染料結合。印刷過程中當油墨快速印制在復合膜、塑料袋上時，需要在油墨中添加甲苯、丁酮、醋酸乙酯、異丙醇等混合溶劑，這樣有利于稀釋和促進干燥；其中，有很多企業(yè)貪圖自身利益，使用便宜的苯類溶劑型油墨作為塑料包裝材料的印刷油墨；并缺乏嚴格的生產操作工藝，使包裝袋中殘留大量的苯類物質。此類溶劑如果滲入皮膚或血管，會危及人體造血機能，損害人體的神經系統，甚至導致白血病的發(fā)生。雖然印刷時可通過干燥除去絕大部分溶劑，但由于油墨中的顏料吸附力強，仍易產生殘留，殘留在包裝內的苯類溶劑，被食品吸附后，導致食品污染，從而給人體健康造成危害。國標GB/T 10004標準中規(guī)定：溶劑殘留量總量≤5.0mg/m ?，其中苯類溶劑不檢出；采用氫離子檢測型氣相色譜儀檢測溶劑殘留量：

①先配制標準溶劑樣品。按生產實際使用溶劑的種類配置標準溶劑樣品，為提高溶劑曲線的精度，選用二甲基甲酰胺作為稀釋劑，制成混合標樣。

②標準曲線的測定。將混合標樣分別注入用硅橡膠塞密封好的清潔干燥的500ml三角瓶中，送入（80±2）℃干燥箱中放置30min后，用5ml注射器取1ml瓶中氣體，迅速注入色譜中測定。以其出峰面積分別與對應的樣品質量繪出標準曲線。

③待測樣品的制備。裁取0.2m?待測樣品，并將樣品迅速裁成10mm×30mm的碎片，放入清潔的在80℃條件下預熱過的瓶中，迅速密封。送入（80±2）℃干燥箱中放置30min。

④樣品的測試。用5ml注射器取1ml瓶中氣體，迅速注入色譜中測定。根據樣品的出峰面積在標準曲線上查出對應量。根據計算公式計算出溶劑殘留量。

利用氣相色譜儀進行包裝材料的溶劑殘留量檢測，不但可以幫助材料的使用者對材料在印刷、復合中使用的各類助劑、添加劑、溶劑的安全性（是否含有不復合使用要求的成分、或者某種成分的含量是否超標）有一個整體的認識，而且還可以有效解決一些包裝材料存在“異味”（殘留溶劑所引起的）的問題，因而通過該項檢測可以很好地控制包裝的衛(wèi)生安全性。

復合包裝材料使用的粘合劑及其稀釋劑的殘留物的影響。復合塑料包裝材料，比單純的樹脂及其成型品更為復雜，用于復合的膠粘劑及其稀釋劑的殘留也是相當有害的。在GB9685―2003《食品容器包裝材料用助劑使用衛(wèi)生標準》中規(guī)定，只有改性聚丙烯和聚氨酯這二類膠粘劑可用在食品包裝之中，單組份的壓敏膠是不能用于食品包裝材料的。但仍有企業(yè)使用單組份的壓敏膠去制造復合包裝材料，有的用甲苯作溶劑，造成甲苯溶劑殘留超標，對食物造成污染。國標GB/T 10004標準中規(guī)定甲苯二胺（4%乙酸）≤0.004m/L，另外復合包裝材料中的二氨基甲苯含量超標，會對人體造成嚴重危害，因它是一種致癌物質。

結論

塑料包裝材料的主要市場是食品包裝，當前食品衛(wèi)生和安全成為舉國上下關注的話題，跟上國際包裝安全的潮流，是縮短我國塑料包裝與發(fā)達國家同行業(yè)的差距，適應內外貿易市場需求的必由之路。

食品塑料包裝的組成中，塑料薄膜占包裝總成分的70%、粘合劑占10%、油墨占10%、其他占10%，大量排放于空氣當中的溶劑等物質這不僅對環(huán)境造成污染，也對工人、消費者的身體健康構成危害，而且有機溶劑可能會殘留在復合膜之間，隨時間的推移，從薄膜遷移到食品中，使之變質、變味；其次，許多企業(yè)沒有監(jiān)控包裝中溶劑殘留的有效控制；再次，對于生產和運輸過程的忽略同樣可能導致污染。因此，只有當所有環(huán)節(jié)得到有效控制后，企業(yè)才能保證生產的包裝材料是安全的。在發(fā)達國家粘合劑已轉向水性或者無溶劑產品、醇溶油墨取代了甲苯油墨。

第4篇：可降解塑料的優(yōu)點范文

關鍵詞：生物技術 環(huán)境污染 應用

引言

1.1環(huán)境保護已成為當前國際關系、經貿合作中的一個極為重要的問題，也日益嚴重地影響著我國國民經濟的可持續(xù)發(fā)展。在我國過去幾十年的經濟發(fā)展中，由于忽視了發(fā)展中的環(huán)境保護，目前環(huán)境狀況十分嚴峻。近年來雖采取了大量控制措施，但環(huán)境質量下降的趨勢仍在繼續(xù)。

2.1現代生物技術是應用現代生物科學以及某些工程原理，如酶工程，基因工程，微生物工程等，利用生命體（從微生物到高級動物）及其組成（含器官，組織，細胞，細胞器，基因）來發(fā)展新產品或新工藝的一種技術體系。一般認為，生物技術包括基因工程，細胞工程，酶工程和發(fā)酵工程四個方面。

2.2生物技術直接關系到與人民生活，衛(wèi)生，健康密切相關的醫(yī)藥衛(wèi)生，食品工業(yè)，化學工業(yè)，農業(yè)的發(fā)展?？梢栽诩Z食危機，能源危機，環(huán)境污染中發(fā)揮巨大的作用，并且還可以從基因的角度治愈人類的遺傳病。因此，現代生物技術已經被世界各國列為重點項目。

3.現代生物技術的特點

生物是構成生態(tài)系統的要素，生態(tài)系統內物質循環(huán)主要是依靠生物過程來完成的?？萍嫉陌l(fā)展也充分證明生物技術是環(huán)境保護的理想武器，這一技術在解決環(huán)境問題過程中所顯示的獨特功能和顯著優(yōu)越性充分體現在它是一個純生態(tài)過程。生物技術在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、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，受到了高度重視。

目前生物技術應用于環(huán)境保護中主要是利用微生物。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。

利用環(huán)境生物技術可治理用其他方法難以處理的環(huán)境介質，即用生物修復技術凈化環(huán)境，使受污染的寶貴資源如水資源（包括地面水和地下水）、土壤等得以重新利用，同時還可進一步強化環(huán)境的自凈能力。

環(huán)境生物技術不僅單純適用于環(huán)境污染治理，如今已相當廣泛地應用于環(huán)境監(jiān)測，尤其是以生物傳感器為核心的環(huán)境生物監(jiān)測技術，可在線在位迅速地提供環(huán)境質量參數，成為環(huán)境質量預報和報警中的重要組成部分【1】。

4.現代生物技術在環(huán)境保護中的應用

4.1污水的生物凈化

污水中的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。當今固定化酶和固定化細胞技術處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細胞技術是酶工程技術。

4.2污染土壤的生物修復

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。

4.3白色污染的消除

廢棄塑料和農用地膜經久不化解，估計是形成環(huán)境污染的重要成分。據估計我國土壤、溝河中塑料垃圾有百萬噸左右。塑料在土壤中殘存會引起農作物減產，若再連續(xù)使用而不采取措施，十幾年后不少耕地將顆粒無收，可見數量巨大的塑料垃圾嚴重影響著生態(tài)和環(huán)境，研究和開發(fā)生物可降解塑料已迫在眉睫【2】。利用生物工程技術一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農膜的優(yōu)勢微生物、構建高效降解菌，另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因導入某一土壤微生物（如：根瘤菌）中，使兩者同時發(fā)揮各自的作用，將塑料和農膜迅速降解。同時，還需大力推行可降解塑料和地膜的研發(fā)、生產和應用。

4.4化學農藥污染的消除

一般情況下，使用的化學殺蟲劑約80%會殘留在土壤中，特別是氯代烴類農藥是最難分解的，經生態(tài)系統造成滯留毒害作用。因此多年來人們一直在尋找更為安全有效的辦法，而利用微生物降解農藥已成為消除農藥對環(huán)境污染的一個重要方面【3】。能降解農藥的微生物，有的是通過礦化作用將農藥逐漸分解成終產物CO2和H2O，這種降解途徑徹底，一般不會帶來副作用；有的是通過共代謝作用，將農藥轉化為可代謝的中間產物，從而從環(huán)境中消除殘留農藥，這種途徑的降解結果比較復雜，有正面效應也有負面效應。

5.結語

著名的天文學家和生物學家，佛瑞得霍意耳（Fred Hoyle）先生曾經說過，還未解決的主要問題的答案應該由基本的假設來得到，而且同時也必須依靠經過反復嘗試和檢驗的科學工具及方法。隨著處理技術的不斷發(fā)展，生物方法所能處理或修復的對象也在時刻不停地改變。為了使生物技術能滿足新的發(fā)展需要。我們必須真正進行探索，并且可能以過去未曾想象到的方式來使用生物或是它們的衍生物。

參考文獻

[1]孔繁翔.《環(huán)境生物學》.高等教育出版社，2000

第5篇：可降解塑料的優(yōu)點范文

化石燃料儲備的枯竭、全球氣候變暖、人口的持續(xù)增長、高成本的廢物回收及存在的其他問題，都促使了可再生能源或消費品的出現。作為石油能源的替代品，生物質的生產也將會得到發(fā)展。這就提供了一個生物煉制的概念，即剩余生物質中的成分可以提取出來并利用它們的功能來生產非食品和食品物質、工農業(yè)生產中間體和合成的中間體。其涉及到3個重要的工業(yè)領域：分子領域、材料領域、能源領域。以生物殘渣為原料不僅能合理利用資源，而且可以減少對環(huán)境的危害?；诠S化生產的生物煉制，可以發(fā)展的更普遍。廢料和副產品的減少不僅與工廠化生產有關，而且還和屬于不同公司的工廠、不同生產過程之間的互補有關。初級產生的廢料和副產品，可以作為二級生產的原料或是三級生產的能量來源。原材料、副產品流動的最佳化與不同生產之間能源的最佳化聯合在一起，使通過工業(yè)代謝實現的生物煉制更普遍化[1]。生物產物對石油產品的取代將會發(fā)展成新的生物經濟，也會產生新的可持續(xù)發(fā)展生物工業(yè)化過程。工業(yè)化的生物煉制，將和基于12個綠色化學產生的新過程有關（如清潔過程、原子經濟、可再生原料等）。生物技術，尤其是白色生物技術將會在生物轉化（酶和微生物）與發(fā)酵工程中占有很大比例。世界上每年都會產出大量的木質纖維素廢料，包括農業(yè)殘渣、食品農業(yè)廢棄物、綠色食品廢棄物、修剪樹木殘留物、城市有機和造紙部分的剩余固體廢料。目前，常用的處置方法對環(huán)境和經濟不利，包括填埋、焚化，甚至飼養(yǎng)動物。作為替代方案，應開發(fā)使廢物增值的高附加值產品，也就是廢物升級，這具有很大的經濟效益和生態(tài)優(yōu)勢[2]?？赏ㄟ^升級固體廢物來制得范圍廣泛的高附加值產品，如酶、生物燃料、有機酸、生物聚合物、生物電、食品和藥物等。

1廢物中的生物燃料

1.1生物乙醇

世界上乙醇生產量較大的國家是美國、巴西和中國。2009年，美國用玉米生產了39.5×109L乙醇，作為第二大乙醇生產國的巴西用甘蔗生產了30×109L乙醇[3]。2015年，生物乙醇市場達到100×109L。事實上，美國能源部已經設定了一個到2030年年產2.7×109L可再生燃料的目標，而歐盟也制定了一個強制性的目標，到2020年，可再生燃料的比例占到10%。然而，利用食物生產乙醇會造成食品供應的競爭，所以唯一可持續(xù)化的方法就是利用木質纖維素的剩余物來生產乙醇。其優(yōu)勢在于地球上含量豐富、分布廣泛，而且不和食品供應競爭。木質纖維素轉換成乙醇主要涉及：①對木質素的預處理和使細胞壁多糖顯露出來；②利用酶分解纖維素酶的混合物；③用乙醇工業(yè)酵母發(fā)酵糖?，F在已經有很多預處理方法得到了發(fā)展，如物理處理、化學處理（堿性或酸性）、生物處理和物理化學處理。其中，物理化學處理包括蒸汽爆炸、氨纖維膨脹、超臨界流體處理和熱化學處理[4]。預處理后，用酸或酶使纖維素和半纖維素水解成單糖（己糖和戊糖）。相比較而言，通過纖維素酶水解纖維素是一個首選的方法，因為它與酸水解比較，具有產量高、低腐蝕性、毒性小的優(yōu)點[5]。然而，對于提高纖維素水解成乙醇的這一過程仍然面臨很大的挑戰(zhàn)，尤其是酶成本投入仍然是這一技術的關鍵，降低酶成本的努力還在進行中，這包括通過提高酶的專一性來提高酶的活性，或通過直接進化或定向位點誘變來使酶的劑量最小化，或者通過提高發(fā)酵過程中纖維素濃度，使用便宜的取代物生產酶來降低酶生產的成本等。酶水解可能分步發(fā)生，這叫做分步水解發(fā)酵（SHF），或是己糖的糖化和發(fā)酵同時發(fā)生（SSF），或是己糖和戊糖的糖化與共發(fā)酵同時發(fā)生（SSCF）。它們最終的目標是一步到位地將木質纖維素加工成生物乙醇[6]，所有步驟都發(fā)生在一個單一的反應器里，在這個反應器中微生物可將預處理的生物量轉化為乙醇?？紤]到當地的氣候條件，必須執(zhí)行嚴格的木質纖維素廢棄物鑒定要求，要考慮到可行性的處理方法。例如，在法國、意大利、西班牙、土耳其和埃及等國，糧食作物、橄欖樹、西紅柿和葡萄加工的剩余物提供了豐富的木質纖維素來源，在這些國家，他們可以用這些來源作為生產乙醇的原料，這就使他們擁有了生產1.3×108t油當量的乙醇潛力。由于在其他的地中海國家缺少足夠的農作物剩余物供應，所以他們正打算用城市固態(tài)廢棄物作原料生產乙醇。地中海盆地每年生產18×108t廢棄物的一半最大程度上可以生產3000×108t油當量的乙醇，而其中的管理將成為最關注的問題[7]。很多水果生產中的廢棄物，像香蕉皮、芒果皮、菠蘿皮已經成功地作為取代物生產乙醇。非洲廣泛生產的木瓜廢棄物也已經成為最常見的替代品用于酵母發(fā)酵生產乙醇[8]，而且通過黑曲霉和釀酒酵母同時糖化發(fā)酵24h后，能達到生產乙醇的最大產率5%。最近，葡萄廢棄物也被釀酒酵母發(fā)酵成乙醇[9]。小麥秸稈、水稻秸稈、燕麥和大麥秸稈用于生產生物乙醇的事例也被大量報道，玉米秸稈和大豆剩余物也被用于發(fā)酵生產乙醇[10]。Mutreja等人[11]對8種不同木質纖維素廢棄物的預處理進行了研究，并且在30℃下酸處理得到乙醇的最大產率為1.42g/L。Singh和Jain[12]報道了蔗糖作為替代物分批生產乙醇的事例。使用城市固體廢棄物生產乙醇這一做法是一個較有前途的戰(zhàn)略，可以滿足世界能源的需求和減少溫室氣體排放。尤其是用可降解的城市固體垃圾對廢物進行管理，減少二氧化碳排放量，對改善水的質量、增加土地利用率和生物多樣性帶來很多好處[13]。之前的一項研究表明，約52%的發(fā)酵用葡萄糖來源于可降解城市固體垃圾。最近，可降解廢棄物，像廚房垃圾、花園垃圾和廢紙都很適合于替代乙醇的生產，在優(yōu)化條件下可產生約90%的葡萄糖。所以，可降解的城市固體廢棄物作為生物乙醇生產的原料擁有很大的優(yōu)點，既可以減少垃圾填埋與焚燒，還可以減少溫室氣體的排放。作為通過一步發(fā)酵直接得到乙醇的例子，利用梭狀芽孢桿菌植物發(fā)酵柳枝得到乙醇已經成為現實。梭狀芽胞桿菌被選來用于一步發(fā)酵，是因為可以在不同的底物上生長，而且產出的乙醇中有很少的醋酸鹽副產物[14]。研究顯示，固體發(fā)酵中，乙醇的最大體積分數在第12天測出來，醋酸鹽和乙醇的體積分數在開始的前6d接近，從第6天到第14天乙醇體積分數顯著增加并且超過了醋酸鹽的最大體積分數。不同的是，在淹沒狀態(tài)下發(fā)酵，醋酸鹽和乙醇的體積分數增加到第6天后就不再增加了。Kamei等人[15]報道了只用單一微生物而不用額外的化學物質或酶將木本植物發(fā)酵成乙醇的事例。他們利用白腐病真菌將好氧條件下的脫木質化和厭氧條件下的糖化發(fā)酵聯合在一起，這種真菌能夠在有氧固態(tài)發(fā)酵條件下選擇性地降解木質素，從而直接從好氧培養(yǎng)液中生產乙醇。經過56d的有氧發(fā)酵后，40.7%的木質素和葡萄糖被降解，并且在有氧無額外添加纖維素的條件下，20d后會生成乙醇最大理論值43.9%。

1.2生物丁醇

丁醇是ABE（丙酮、丁醇、乙醇）發(fā)酵的一種產品[16]，它是一種非常好的化學原料（在塑料工業(yè)中）。更重要的是，相比乙醇而言，它是一種更好的燃料，它腐蝕性弱、吸濕性弱、污水溶解性好。由于蒸汽壓低，因此蒸汽爆炸可能性小，同樣的丁醇和乙醇，丁醇的能量比乙醇高30%，與目前未經改裝的車使用的汽油相比，它擁有更大的混合比例[17]。丁醇可以通過一系列微生物發(fā)酵制得，其中最常用的是丙酮丁醇梭菌和拜式梭菌來進行發(fā)酵制得。

1.3生物氫

氫氣正在變成良好的新型能源，因為它清潔、可循環(huán)，而且可以用于燃料電池來直接提供電能[18]。發(fā)酵得到的氫氣來源于有機底物的發(fā)酵轉化，而這是由不同細菌使用多元酶體系體現出來的，這個體系涉及到3個相似的無氧轉化。暗發(fā)酵反應不需要光源，所以它可以24h持續(xù)發(fā)酵[18]。光發(fā)酵不同于暗發(fā)酵，因為它只在有光的條件下才反應，可以通過綠藻進行直接的光發(fā)酵或是藍藻進行間接的光發(fā)酵得到。光發(fā)酵需要厭氧喜光細菌，而暗發(fā)酵需要厭氧發(fā)酵細菌。最近的研究工作中發(fā)現，光發(fā)酵細菌能利用幾種不同的廢棄物材料作為碳源來進行生產氫氣產物的發(fā)酵。利用發(fā)酵技術將木質纖維素轉化成氫氣產物，包括纖維素水解和氫氣產生兩步，而這兩步發(fā)生在一個反應器中，或者說是兩步過程，纖維素水解是第1步，緊接著是無光條件下產生氫氣，這是第2步。

1.4生物高聚物

潛在的可以生物降解的聚合物，尤其是可以從農業(yè)資源中得到的聚合物逐漸被認識到?？山到馑芰蠌目稍偕Y源中制得，它不僅可以降低石油消耗速率，還可以減少塑料垃圾的處理問題，因為它可以在土壤、堆肥甚至海洋環(huán)境中得到降解。這個所謂的農業(yè)聚合物，可以取代傳統的塑料材料用于食品包裝業(yè)。聚羥基丁酸酯和聚羥基脂肪酸酯是通過生物技術得到的主要可降解聚合物；聚乳酸也是一個可降解聚合物，它是由木質纖維素得到的乳酸單體聚合而成。

1.5生物電

在生物廢棄物處理方面微生物燃料電池（MFCs）是一個新想法，通過微生物新陳代謝的途徑將廢棄物轉變成生物電[19]。MFC（微生物燃料電池）是一種混合型的生物電化學裝置，可直接通過微生物介導的生物電化學反應，用化學鍵的聚集實現能量轉換，從得失電子的氧化還原反應中得到所需能量，用于同化作用，這個生物媒介在細菌的新陳代謝活動中得到發(fā)展[20]。微生物燃料電池有很多技術之外的優(yōu)點。首先，可以直接并高效地將底物能量轉化成電能，大約轉化為氫能源的8倍[21]；其次，室溫下就可以進行高效操作；第三，不需要氣體處理，因為排出的氣體中富含二氧化碳；第四，用氣體提供陰極時不需要能量輸入，因為這是被動充氣，具體的轉化效率和經濟效益取決于廢棄物材料的化學組成和特征。

1.6微生物固體發(fā)酵得到的附加值產品

固體發(fā)酵（SSF）在缺水或接近缺水的條件下實現，具有能源消耗低、定容生產能力大、附加值產品濃度高、廢物產生少、異化作用抑制低等特點[22]。很多不同的廢棄物都被報道，成功地作為固體發(fā)酵底物而得到了高經濟價值的一系列產品。固體廢料的簡單預處理包括研磨和按不同粒徑分類，這樣就實現了材料同質化并且確保對下步反應有較小的影響，通過這些預處理就可以使細菌活下來。這種固體發(fā)酵方法在深層發(fā)酵工藝中引人注目。

2結論

第6篇：可降解塑料的優(yōu)點范文

關鍵詞：生物工程技術環(huán)境保護研究

1.我國生態(tài)環(huán)境現狀及治理方向

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。面對隨經濟的飛速發(fā)展而日益加劇的環(huán)境污染狀況，我國由于工業(yè)“三廢”污染、農用化肥和農藥的污染以及廢棄塑料和農用地膜的污染，嚴重的影響了我國的生態(tài)環(huán)境，使得水污染日益加劇，水資源嚴重短缺，全國600多個城市中已有一半城市缺水，農村則有8000萬人和6000萬頭牲畜飲水困難；土壤污染嚴重，耕地面積銳減，近10年來每年流失的土壤總量達50億t，土地荒漠化日益加?。簧指采w面積下降，草場退化，每年減少森林面積達2500萬畝；人們的身體健康受到嚴重威脅，疾病發(fā)病率急劇上升【1】。

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。2.生物工程技術在環(huán)境保護中的應用問題研究現狀

生物工程技術是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內含物，采用特殊的過程生產出特殊的產品應作到農業(yè)、醫(yī)藥以及環(huán)境修復治理中，尤其是70年代基因工程的出現，它能改變、取代物種的基因。因此，現代生物工程技術是以DNA分子技術為基礎，包括微生物工程，細胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技術的總稱?，F代生物工程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，而且也隨著日益突出的環(huán)境問題在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要的作用。自20世紀80年代以來生物工程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。與傳統方法比較，生物治理方法具有許多優(yōu)點【2】。

2.1生物工程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。

2.2 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.現代生物工程技術在環(huán)境保護中的應用

3.1污水的生物凈化

污水中的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。當今固定化酶和固定化細胞技術處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細胞技術是酶工程技術。固定化酶又稱水不溶性酶，是通過物理吸附法或化學鍵合法使水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體相結合，將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器，用制備固定化酶的方法直接將微生物細胞固定，即是可催化一系列生化反應的固定化細胞。運用固定化酶和固定化細胞可以高效處理廢水中的有機污染物、無機金屬毒物等，此方面國內外成功的例子很多，如德國將能降解對硫磷等9種農藥的酶，以共介結合法固定于多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于處理對硫磷廢水，去除率達95%以上【3】

3.2污染土壤的生物修復

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。

3.3白色污染的消除

廢棄塑料和農用地膜經久不化解，估計是形成環(huán)境污染的重要成分。據估計我國土壤、溝河中塑料垃圾有百萬噸左右。塑料在土壤中殘存會引起農作物減產，若再連續(xù)使用而不采取措施，十幾年后不少耕地將顆粒無收，可見數量巨大的塑料垃圾嚴重影響著生態(tài)和環(huán)境，研究和開發(fā)生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農膜的優(yōu)勢微生物、構建高效降解菌，另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因導入某一土壤微生物中，使兩者同時發(fā)揮各自的作用，將塑料和農膜迅速降解。

4.小結

現代生物技術是環(huán)境保護廣泛應用和十分重要的技術，其在污水的生物凈化、工業(yè)清潔生產、工業(yè)廢棄物、城市生活垃圾的處理、有毒有害物質的降解、廢物資源化、環(huán)境生物監(jiān)測、環(huán)境修復和污染嚴重的工業(yè)企業(yè)的清潔生產等方面發(fā)揮著重要的作用。隨著全球范圍內對環(huán)境保護的高度重視和越來越嚴厲的環(huán)境法，市場對環(huán)境生物技術的需求會越來越廣泛，且隨著現代生物技術的不斷發(fā)展，在未來的社會發(fā)展中，運用現代生物技術預防和治理環(huán)境污染，改善生態(tài)環(huán)境具有巨大的潛力和優(yōu)勢。

參考文獻

[1]孫毅．現代生物技術應用與環(huán)境保護研究的新進展[J].科技情報開發(fā)與經濟，2006，（14）

第7篇：可降解塑料的優(yōu)點范文

關鍵詞：生態(tài)環(huán)境；技術；擴展融合

0.引言

隨經濟技術的快速展，人們的生活水平逐漸得到提高，因此人們更加注重生活質量。但是人們發(fā)現我們生活的環(huán)境因為經濟發(fā)展而被污染，以前都是利用污染環(huán)境來達到經濟發(fā)展的目的，于是人們開始提倡保護環(huán)境和治理環(huán)境，并對治理手段和技術進行長時間的研究，目前推出的是現代生物技術，因此本文就生態(tài)環(huán)境與生物環(huán)境的融合進行了分析。

1.我國生態(tài)環(huán)境現狀

我因為工業(yè)生產“三廢污染”、化肥和農藥污染以及廢棄塑料污染，對生態(tài)環(huán)境造成了很大的影響，導致水污染問題日益嚴重，水資源短缺，我國已經有一半城市處于缺水狀態(tài)，農村地區(qū)也出現人畜飲水困難，土壤也受到了污染，耕地面積越來越少，土地荒漠化問題愈演愈烈，森林覆蓋率逐年下降，草場面積也在銳減[1]。人們的身體健康因為這些環(huán)境污染問題，出現了多種復雜疾病，而且疾病發(fā)病率越來越高。因此，我國必須加大環(huán)境保護和治理的力度，采用高新技術老控制環(huán)境污染程度，達到生態(tài)環(huán)境的平衡，比如說現代生物技術就是一種比較先進的技術，可以用來治理環(huán)境污染，提高環(huán)境質量。

2.現代生物技術用于環(huán)境保護的優(yōu)勢

現代生物技術是指以DNA分子為基礎，也就是細胞工程、酶工程、微生物工程和基因工程等生物技術的總稱?，F代生物技術不僅可以用于醫(yī)藥研究、視頻工程和農作物改良，而且在環(huán)境污染治理中發(fā)揮著重要作用。自上世紀八十年代，生物技術就已經是一種高新技術，受到世界各國研究機構的重視，發(fā)展速度十分迅猛，利用生物技術治理環(huán)境污染有許多優(yōu)點，主要分為以下三點：（1）現代生物技術可以破解垃圾廢棄物和污染物的分子結構，達到講解污染物的目的，而且這些被講解的產物還可以重新利用，這樣就可以做到最大程度地減少環(huán)境污染，既可以減輕環(huán)境治理的重擔，緩解污染問題，又可以對垃圾物進行無害化處理，凈化空氣、美化地球環(huán)境。（2）利用發(fā)酵工程技術處理污染物，最終轉化的產物都是無害物質，比如說說甲烷、氮氣和二氧化碳等，可以一次性轉化，避免多次轉移造成更大面積的污染，因此生物技術是一種比較便捷和徹底的污染處理手段，而且具有較高的安全性。（3）生物技術是在酶促反應的基礎上產生化學反應的過程，酶作為一種生物催化劑，其本質是活性蛋白質，主要是在常溫常壓的條件下發(fā)生反應，因此生物治理技術可以就地實施，而且不會影響到其他作業(yè)的進度，與化工過程相比條件更加寬松，而且反應過程也得到簡化，使用的設備也比較簡單，處理成本較低，而且效果顯著、操作便捷，優(yōu)勢比較明顯[2]。生物技術也因此被廣泛應用于多個領域，如工業(yè)廢棄物處理、生活垃圾處理、環(huán)境監(jiān)測和工業(yè)清潔生產等各個方面。

3現代生物技術在環(huán)境保護中的應用

3.1生物凈化污水

污水中隱藏的有毒物質比較復雜，包括酚類、重金屬、有機酸、蛋白質、氰化物和有機汞等。微生物通過自身的活動就可以解除污水毒害，使有毒物質轉化為無毒物質，從而達到凈化污水的目的。當前使用的固定化細胞技術和固定化酶就是一種生物凈化污水的方法，固定化細胞技術和固定化酶技術屬于酶工程技術，固定化酶又被稱為水不溶性酶，主要是通過物理吸附或者化學鍵合法將不溶性載體和水溶性酶結合起來，使得酶不溶于水，但是其催化活性得以保留。而微生物細胞是一個固定化酶反應器，最直接的制酶方法就是將微生物細胞固定。重金屬污染是導致土壤污染的主要污染源，重金屬污染的生物修復是利用微生物作用和植物作用來弱化土壤中重金屬的毒性，其中的原理就是通過生物作用改變重金屬的化學形態(tài)，使重金屬固定，降低它的可利用性和移動性，通過生物吸收來達到解毒的目的。污染土壤的修復過程可以促進土壤有機質含量的增加，激發(fā)微生物的活性，從而實現改善土壤結構的目的，這樣就可以遏制水土流失、風蝕和水蝕等現象。

3.2消除白色污染

廢氣的塑料和農用地膜一般都很難自動降解，這應該是環(huán)境污染的主要成分。我國土壤。河溝等地有近百萬噸的塑料垃圾，它們殘留在土壤中就會導致農作物減產，如果不采取措施進行處理，十幾年后耕地可能就會顆粒無收。由此可見塑料垃圾的危害性，它嚴重影響到了我們的生態(tài)環(huán)境，對塑料降解進行研發(fā)已經急不可待。如果利用現代生物技術就可以成功分離出可以降解的塑料和農膜，然后利用微生物構建高效降解菌，另外還可以分離克隆降解基因，將這個基因導入土壤微生物中，就可以同時發(fā)揮兩者的作用，迅速把塑料和農膜進行降解。同時，國家還需大力推行可降解塑料和農膜的研發(fā)和應用。

3.3消除化學農藥污染

在耕種農作物時不可避免地要使用化學農藥，而化學農藥有很多都會殘留在土壤中，這樣就會產生毒害作用。因此，人們一直在尋找安全有效的方法去消除化學農藥，有的是通過礦化作用將農藥分解，這種消除方法比較徹底，而且很少出現副作用；有的是通過共代謝作用轉化農藥，這種途徑操作比較復雜，既有良好影響也有不利影響[3]。因此，我們可以利用基因工程改造農藥中的微生物，達到最佳的降解效果。要想徹底消除化學農藥污染，應從推廣生物農藥入手，這類農藥主要包括微生物殺蟲劑和微生物除草劑等，大多是由生物體的代謝產物組成，但目前還未得到重視，應用不夠廣泛，因此人們應利用DNA技術來提升生物農藥的殺蟲效果。

4.結語

現代生物技術是信息技術時代下的產物，既表明了人們對環(huán)境保護和治理的重視，也彰顯了我國在高新技術上的發(fā)展水平。由此我們可以知道一個國家要想取得更長遠的發(fā)展，就必須做到生態(tài)環(huán)境的平衡，不能以污染環(huán)境為代價去發(fā)展經濟，這是非常不明智的做法。雖然生物技術已經成功研發(fā)出來了，但是它還沒有被廣泛應用，因此相關部門要加大宣傳力度，推廣生物技術的應用范圍。

參考文獻

[1] 張衛(wèi)平，楊立峰，張俊芳.信息技術與教育教學融合的教育生態(tài)環(huán)境建設[J].云南開放大學學報， 2015， 17（01）：11-12.

第8篇：可降解塑料的優(yōu)點范文

【關鍵詞】 生物技術；環(huán)境保護；應用；前景

中圖分類號：K826.15文獻標識碼： A

前言

21世紀科學技術進入了高速發(fā)展的時代，為人類創(chuàng)造了巨大的財富。但是，傳統的思維方式和單目標的決策手段，使人類嘗到了只追求效益而不顧資源、環(huán)境的掠奪式生產的苦果，人類正面臨著有史以來最嚴重的環(huán)境危機。生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本條件，是經濟和社會持續(xù)發(fā)展的基礎。我國政府十分重視生態(tài)環(huán)境保護，把可持續(xù)發(fā)展作為基本國策。

一、生物技術的特點

生物技術在處理環(huán)境污染物方面具有速度快、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)境問題提供了希望。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)境保護巾應用最廣的、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。

二、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。

三、生物技術在廢水處理中的應用

現代廢水生物處理技術是利用水中微生物的新陳代謝功能，使廢水中的有機物降解轉化為無害的物質，使廢水得以凈化。屬于生物法處理工藝的有活性污泥法、生物膜法、自然生物處理法和厭氧生物處理法等。

1、活性污泥法

活性污泥法是被廣泛采用的傳統廢水生物處理工藝。它是在人工條件下，將空氣連續(xù)鼓人溶解了大量有機污染物的污水中，對污水中的各種微生物進行連續(xù)混合和培養(yǎng)，形成懸浮狀態(tài)的活性污泥，在活性污泥上生活著大量的好氧微生物，這些微生物在好氧條件下能以溶解性有機物為食料獲得能量，并不斷增長，使污水中的有機污染物得以分解去除，最后使污泥與水分離，大部分污泥回流到生物反應池，多余的污泥將被排出活性污泥系統。

2、生物膜法生物膜法

又稱固定膜法，是一系列污水好氧生物處理技術的統稱，其共同的特點是微生物附著在作為介質的濾料表面，生長成一層由微生物構成的膜。污水與之接觸后，其中的溶解性有機污染物被生物膜吸附，進而被氧化分解，使污水得以凈化。目前，生物膜法是一項在廢水處理工程上被廣泛運用的技術，采用這種方法的構筑物有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池和生物流化床等。

3、自然生物處理法

利用在自然條件下生長、繁殖的微生物處理廢水的技術，稱為自然生物處理法。其特點是工藝簡單，建設與運行費用低，但凈化受自然條件的制約。主要處理技術是穩(wěn)定塘和土地處理法。穩(wěn)定塘是利用塘中天然微生物的代謝作用氧化分解廢水中的有機物，穩(wěn)定塘中的氧由塘中藻類的光合作用和塘面與大氣接觸的溶氧提供，在穩(wěn)定塘內廢水停留時間長，對廢水的凈化過程與自然水體凈化過程基本一致。

4、厭氧生物處埋法

厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機物的處理技術。用于厭氧生物處理的構筑物有消化池、厭氧濾池、上流式厭氧污泥床、厭氧轉盤、擋板式厭氧反應器和復合厭氧反應器等。

四、污染土壤的生物修復

土壤污染也是較為嚴重的環(huán)境污染問題之一。其最主要表現形式是土壤板結沙化、重金屬污染，導致土壤無法利用，威脅農業(yè)生產。利用生物修復技術治理土壤重金屬污染，主要是通過酶促反應等生物作用，對土壤中的重金屬進行固定，由于重金屬元素的化學形態(tài)發(fā)生了改變，其移動性也相應降低，通過有針對性的生物對其吸收、代謝，可以削減土壤中重金屬的含量。達到凈化土壤和降低毒性的目的。其中應用最廣的屬低溫微生物修復技術。重金屬的低溫微生物修復是利用低溫微生物的生物活性，對重金屬親和吸附或轉化為低重金屬的污染程度。此外，污染土壤經過生物修復過程后還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，防止水土流失等同。

五、環(huán)境生物技術在預防污染上的應用

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。

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）。

六、展 望

1、新工藝新方法將不斷涌現

隨著廢水處理量的巨增和水質的復雜化，迫使人們不斷研究開發(fā)新技術和新方法、構建高效反應器、優(yōu)化運行條件。例如：劉建榮等在研究印染廢水的治理時，為了提高生物處理效率采用三種新技術相結合的方法，即在厭氧流化床中投加高效脫色菌，采用聚集一交膠固定法，將脫色菌固定于活性污泥上；在反應器內投加磁粉形成穩(wěn)恒弱磁場，對微生物產生正的磁生物效應來提高生化反應速率。

2、與其他現代科學技術相結合

近年來，現代科學技術尤其是IT技術的發(fā)展促進了生物治理技術的進步，電子計算機的廣泛使用不僅使處理工藝控制自動化，而且在生物技術上也廣泛開展數學模擬研究。

3、極端微生物和超級工程菌的研究應用將成為熱點

極端微生物是指那些可在一般生物不能生存的條件下(如高酸、高堿、高溫、低溫、高壓、高鹽等)生存的生物，由于其特殊的生理機制，在環(huán)境保護中具有極大的應用價值。隨著生物工程技術的不斷發(fā)展，人們不僅能對現有的微生物進行改造，而且還創(chuàng)造出具有新的特殊功能的微生物。

3、從治理污染到預防污染

早期的工農業(yè)一味追求發(fā)展，忽視了其對環(huán)境的副作用，直到環(huán)境被破壞得相當嚴重才開始被動治理。現在，世界各國已認識到環(huán)境保護的重要性：生物技術對環(huán)境保護的作用將由單純治理發(fā)展到防治結合，以防為主，最終實現清潔生產。

七、結束語

隨著現代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)展為根本上解決環(huán)境保護問題提供了無限的希望?，F代生物技術的迅猛發(fā)展無疑將會推動環(huán)境保護理論及技術的日臻完善，為人類治理和保護環(huán)境提供更多可行、可用、有效的方法。

【參考文獻】

第9篇：可降解塑料的優(yōu)點范文

關鍵詞：有機化學；環(huán)境問題；可持續(xù)性發(fā)展

為了使人類社會可持續(xù)發(fā)展，有機化學的重要任務之一就是要研究如何節(jié)約和充分利用不可再生的資源；開發(fā)和研究新的可再生資源，來代替不可再生的資源，使人類社會的生產和生活進入可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)。21世紀提出的“綠色化學”概念，要求利用可再生的原料生產化學產品，在生產的同時不產生有毒氣體和有害物質，對環(huán)境沒有污染，實行清潔生產；努力實現為社會提供有益無害的化學產品的目標?，F在地球上的可再生資源豐富多彩，為人類提供了各種物質。但是，農業(yè)、林業(yè)、副產品的綜合利用遠遠沒有達到應有的水平。例如，植物纖維每年生產出來的有上千億噸，而為人類利用的僅占1.5%。我國吉林等省用玉米生產燃料乙醇、玉米秸稈餐具、玉米淀粉可降解塑料等產品已成規(guī)模，也有用豆渣制取大豆蛋白纖維、用玉米芯生產糖醛等化學品的成熟技術等等，但是，但是麥秸和稻草等的利用仍未解決，僅有5%的秸稈用于造紙，大量的秸稈被廢棄，甚至焚燒而污染大氣。如何充分利用這些可再生的資源是目前需要研究的重大課題。工廠和實驗室常以有機溶劑進行萃取操作或作為有機反應的介質，這些溶劑不僅易燃易爆，而且還會對環(huán)境和人體造成毒害。多年來人們一直在尋求對環(huán)境、人體無毒又安全的綠色溶劑。20世紀60年代，人們發(fā)現超臨界流體對有機物的溶解力很強，其中臨界二氧化碳流體就是一例，它具有無毒、無殘留、惰性、價廉、可以循環(huán)使用的優(yōu)點。近20年來，超臨界二氧化碳流體作為萃取溶劑所進行的萃取研究，涵蓋了藥品、食品、香料、化工等行業(yè)。在超臨界流體中進行鹵代、加氫、氧化、聚合等有機反應的研究也已初見成果。今后，超臨界流體有望部分取代揮發(fā)性的有機溶劑，從而消除溶劑的殘留以及對環(huán)境的污染。

有機反應往往產生副產物和廢棄物，對環(huán)境造成污染。將原料分子中的原子百分之百地轉化為產物，實現零排放是化學家的理想，這就是“原子經濟性”。現在有的反應的原子利用率已經達到100%，一個經典的例子就是環(huán)氧乙烷的生產。原工藝使用的氯乙醇法，要用氯氣并產生大量氯化鈣，原子利用率只有25%；現在用銀催化氧化乙烯，原子利用率達100%。提高有機反應的原子利用率應從選擇新原料、采用新型催化劑、改用新的反應線路等方面不斷地探索。按照可持續(xù)發(fā)展要求，有機化學還有許多要研究和解決的問題。從反應原料到反應產品，從反應條件到反應路線，將原來依賴礦物資源轉變?yōu)殚_發(fā)生物質資源的新路線。玉米及玉米核的綜合利用：1）玉米的化學組成主要為淀粉（質量分數約70%）、蛋白質（約10%）、油脂（約5%）和纖維素（約10%）。玉米經侵泡、破碎、分離提取后，可以得到淀粉、玉米油、玉米蛋白、玉米纖維等初加工產品。2）玉米的初加工產品經過深加工后，還可以得到2000多種產品。例如，淀粉可以加工為變性淀粉、淀粉糖、淀粉高分子材料、淀粉發(fā)酵產品等。淀粉發(fā)酵產品是以淀粉或淀粉水解的葡萄糖等為原料，經發(fā)酵轉化成為多種有機產品，是化工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)的重要原料，其中淀粉發(fā)酵生產的乙醇，現在已經推廣為汽車的清潔燃料-乙醇汽油。3）玉米核（或稱玉米芯）的主要成分是多縮戊糖，與稀硫酸在加熱加壓下反應，可以制得糖醛。糖醛是重要的化工原料，具有廣泛的用途。糖醛與苯酚在酸或堿催化下縮聚成酚醛樹脂，可用作砂輪、砂紙、紗布的粘合劑；糖醛的氧化產物己二酸和順丁烯二酸酐分別是合成錦綸纖維和不飽和聚酯的重要單體；由糖醛的還原產物糖醇生產的糖醇樹脂，可作耐腐蝕的玻璃纖維增強塑料和防火泡沫塑料；糖醛還是合成香料、藥物、燃料等的原料?？吹接袡C化學的發(fā)展史，不禁令我們嘆為觀止，其實，隨著有機化學的發(fā)展，它的成果正不斷滲透到我們生活的各個領域。同樣，有機化學在材料、能源、人類健康、環(huán)境保護、國防科技等很多領域里，在推動科學技術的發(fā)展，社會各個方面的進步，提高人類的生活水平，改善人類居住環(huán)境的過程中，有機化學已經展現其他學科不具備的高度開創(chuàng)性和解決重大問題的巨大能力。隨著社會的巨大進步，科技的飛速發(fā)展，人類創(chuàng)造力的不斷增強和提高，有機化學漸漸發(fā)展成為一門內容豐富多彩、涵蓋各個方面、充滿活力的學科，并對人類生活的各個方面產生重要的影響。在今天的物質生活中，存在幾千萬中形形的物質，有天然存在的，也有人工及合成的?？梢哉f有機化合物在我們的生活中無處不在。例如，食品、醫(yī)藥、香料、有機肥料、炸藥、塑料、合成橡膠和合成纖維等。對于征服疾病如白血病、控制遺傳病、延長人類壽命將起到巨大作用。