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    生物技術與能源精選(九篇)

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    生物技術與能源

    第1篇:生物技術與能源范文

    摘 要 從生理學的角度,對武術套路的力量和速度進行分析與研究。使武術套路運動員明確武術套路力量和速度的生理學原理與技巧,從而在表演中能更有效地提高運動能力以達到更高的水平。

    關鍵詞 力量素質 速度素質 生理學 訓練原則

    本文試圖從生理學角度對武術運動員的力量和速度素質的生理學基礎、發展方法,以及不同訓練階段的訓練安排等問題進行探討,以期拋磚引玉。

    一、運動員的肌肉力量素質

    (一)生理學基礎

    力量指人體運動系統克服或對抗阻力的能力[1]。人體所有運動幾乎都是對抗阻力而產生的,如果其它素質相同,力量越大則意味著成績越好。此外,力量素質與其它各項素質的發展也有密切關系,增加力量有助于提高速度、耐力和爆發力等。影響力量素質的生理學因素有:肌肉生理橫斷面;肌纖維類型及其百分比;神經調節機能;改進技術,提高身體杠桿的機械效率。

    (二)力量素質的發展

    1.針對性原則

    在武術運動中,力量發展的針對性原則至少包含下面兩個方面的涵義。針對武術運動的特定需要:選定力量練習的內容、強度持續時間,重復次數等,都必須根據武術運動的項目特點;針對運動員的個體需要:制定力量發展計劃,選定具體的發展方法時,必須充分考慮到特定運動員的年齡特點、訓練水平、訓練進程等具體的個人情況,因人制宜,在保持自身優勢條件的同時有目的地發展弱處。

    2.科學性原則

    力量訓練特別講求科學性與系統性,負重量的大小、練習速度的快慢、訓練次數的安排無一不需精心地計劃與安排。安排得當,則事半功倍;安排不當,則往往事倍功半,甚至于無效勞動。

    武術運動員的力量訓練重點是腰腿部的力量以及肩臂力量,因此正確完成套路運動中一系列技術動作很大程度上取決于腿部和腰腹部力量的發展水平完成動作最后用力肌肉的訓練程度。發展腿和腰腹力量不但可發展身體不同部位的肌肉力量,同時可加強內臟器管的功能,而且可促進專項所需的速度力量和無氧耐力等素質的發展。

    二、運動員的速度素質

    速度素質在武術運動中表現為反應速度、動作速度和位移速度三種形式。在武術訓練中如何提高速度素質是每個教練員所解決的最重要的問題之一。

    (一)速度素質生理學基礎

    1.神經調節功能

    神經調節功能在速度素質的生理基礎上起決定因素反應速度的快慢取決于興奮通過反射弧所需要的時間;動作速度同樣也與神經系統的調節機能改善有關,運動神經細胞和肌肉組織的興奮性,神經肌肉的靈活性越高,運動技能愈鞏固,動作速度就愈快;位移速度取決于大腦皮層運動中樞興奮與抑制的轉換速度。

    2.骨骼肌的特點

    研究發現[1],速度素質卓越的短跑運動員的肌肉中的快肌纖維占優勢,有人認為這是速度訓練的結果,也有人認為速度訓練并不導致這種肌纖維的變化,著名的短跑運動員快肌纖維之所以占優勢是由于自然選擇的結果,這兩種不同的觀點還待進一步研究,但大多數人認為快肌纖維所占百分比高,是速度素質一個良好的物質基礎,實踐證明,速度訓練可使快肌纖維出現選擇性增大,酶活性也發生明顯使用性變化。

    3.能量供應特點

    由于速度和速度耐力項目練習時間短,強度大,單位時間內消耗能量大,心血管系統和呼吸系統無法在短時間內供給足夠的氧,所以速度和速度耐力練習所需的能量,絕大部分依靠肌肉中的無氧代謝供應。

    (二)速度素質的位移速度

    1.發展原則

    在速度訓練內容、強度、運動量的安排上,注意將肌肉向快肌化方向發展;注意安排專項性速度練習,即速度練習形式接近專項動作的練習,要將發展一般速度練習與發展專項速度練習相結合。

    2.發展方法

    各種跑步練習,借助外力的練習,利用條件反射刺激神經,以改變速率的練習。練習量的安排由重復練習的時間或次數來決定[2]。當運動員在教練員給予信號情況下能控制和正確估計自己的動作速度,那么進行速度訓練效果為佳。

    3.發展要求

    興奮性要高:采取比賽性質手段,使其心理和神經有適宜的興奮性,以提高成績,使其心理能適應比賽要求。提高中樞神經系統的靈活性及動作的力量、協調、靈敏和速度耐力。除加強神經系統訓練外,可采用發展其它有關素質的辦法來發展速度。

    (三)速度素質的動作速度

    1.發展方法

    根據人體生理學的特征,可以采用以下方式進行提高動作速度的方法,主要有聽口令擊掌或節拍器擺臂、原地快速高抬腿或支撐高抬腿、快速小步跑、快速小步跑轉高抬腿跑、快速小步跑轉加速跑、變速高抬腿跑、前倒起跑、騰空剪腿等。

    2.發展要求

    速度素質訓練應在運動員興奮性高、情緒飽滿、運動欲望強的情況下進行,一般應安排在訓練課的前半部[3]。

    (四)速度素質的反應速度

    1.發展方法

    (1)完整練習:利用已經掌握的完整的單個動作或組合動作,盡可能快地對突然出現的信號或突然改變的信號做出應答反應。(2)分解練習:由于簡單動作反應是通過具體的、有目的的運動動作及其組合來完成的。(3)變換練習:通過改變練習的形式讓運動員在變化的情況下完成練習。(4)運動感覺練習:運動感覺練習是身體訓練與心理訓練相結合的一種方法。

    2.發展要求

    很多人類運動行為的實驗數據證明,反應速度反映了人對自已運動行為控制的一個復雜過程。這一復雜的行為控制過程基本上包括:人對外界信息的辨認、人對反應行為的選擇和人對具體反應動作的程序化。所以,在進行反應速度的訓練時一定要專心,不能受外界環境的影響,精神狀態要好。

    三、總結

    在日常武術教學中,發展力量素質和速度素質時應該結合生理學知識,采取合理有效的訓練手段、訓練原則和訓練要求,從而真正的快速達到理想的效果。

    參考文獻:

    [1] 白文祥.從對趙長軍訓練的研究探索武術運動的基礎訓練[J].北京體育學院學報.1987(4).

    第2篇:生物技術與能源范文

    關鍵詞:現代生物技術;環境工程;應用

    經濟發展與城市建設作為當前時展的主流與基本趨勢,盡管在多年來已經取得了顯著的成就,然而由于城鎮在自身發展的過程中過于追求經濟效益,而忽視了必然的社會效益,生態環境問題油然而生。針對當前愈演愈烈的環境問題,只有不斷完善發展環境工程項目體系,不斷創新發展已有的現代生物技術,才能真正在探索解決環境問題新方法的基礎上,實現經濟效益和社會效益的有效統一,真正為人類的可持續發展做出重要貢獻。

    1現代生物技術在環境工程中的應用

    現代生物技術在構成上主要以DNA技術為基本引導,包括一系列生態高新技術,例如細胞工程技術、基因工程技術、微生物工程技術、生物修改技術等。從環境工程的角度來看,由于該技術具有無污染、再生方便、循環性強等基本特征,因此在環境工程中具有較高的應用價值,能夠在確保生態環境友好的基礎上追求最大化的經濟效益。下面將以生物技術和基因工程技術為例來具體論述。

    1.1生物技術的應用

    生物技術在生態環境工程中的作用體現在多個方面,以醫學為例,DNA重組技術的出現使得血漿蛋白相關臨床病理特征不再那么神秘。研究人員開始利用生物及時對血漿蛋白進行結構上的優化處理,并通過母體繁殖的方法,制造出了大量的人體蛋白,而這些蛋白在臨床上都具有極高的應用價值和顯著療效。與常規的臨床治療技術進行對比,生物技術的優勢特征主要體現在兩個方面,首先,生物技術的副作用低,由于人體蛋白是經由生態技術所獲取的,因此應用于人體具有很高的適用性,不良反應發生率極低;其次,由于生物技術能夠通過作用與人體網絡功能體系的方式來達到綜合醫療的臨床診治效果,因此比常規的化學療法或放射性療法具有更高的臨床適用性。

    1.2基因工程技術的應用

    以植物基因工程技術為例,隨著當前基因工程技術的不斷創新發展,我們已經構建起了完善系統的生物技術體現,經由將植物基因工程的相關研究內容放置到標準操作流程當中,不僅能夠植物基因工程在實際操作過程中科學性和準確性,同時還能夠幫助研究人員研制出更多的轉基因植物,進而產生大量的醫學蛋白,為醫學發展創造有利條件。

    2現代生物技術繼續發展的建議

    當前現代生物技術的創新發展對生態環境工程建設活動起了重要的推動作用,而為了適應當前日益增長的環境保護與綠色發展的要求,就需要我們進一步地發展現代生物技術的重要作用。由于上文針對生物技術和基因工程技術展開了論述,下面將繼續就這兩點分析繼續發展壯大現代生物技術的建議措施。

    2.1提供生物技術在能源問題的應用效率

    能源問題作為時展與經濟建設的重要問題,與生態環境之間有著密切的關系。這就給我們以有益提示,在發展生態技術的過程中,應當強調將生物技術與能源開發與利用有機地結合起來,一方面不斷提高舊能源的利用效率,另一方面不斷研究探索新型能源與綠色能源,著力轉變能源應用的傳統地位,嘗試新思路與新途徑。可以說,基于生物技術的能源開發與利用是未來經濟發展的重要途徑與趨勢之一。

    2.2強化轉基因工程及時在環境自治問題上的應用效果

    生態環境問題在迫使人類開始重新審視人與自然關系的同時,也開始讓人從環境保護的基本思路轉變為強調提高環境的自治能力,因此如何在發展的過程確保生態環境的自我恢復能力,已經成為當前環境工程的重要研究課題。以轉基因工程技術為例,通過將轉基因技術與新植物培育與養殖有機地結合起來,從而達到植物品種改良、土壤優化的目的。此外,研究人員還可以考慮改良一些具有顯著吸附能力的植物,通過將土壤中一些已經超標的金屬元素予以有效吸收,在提高土壤自身恢復能力的基礎上,提高當地生態環境的自治能力。另一方面,經由轉基因工程技術所培育出的植物在應用過程中能夠兼具經濟效益和社會效益,這就達到了二者的有機協調。

    3結語

    事實上,現代生物技術所涵蓋的范圍與內容及其廣泛,由于篇幅原因,本文在此只是簡單地選取了生物技術和基因工程技術兩方面的內容。當前現代生物技術在生態環境工程中的應用價值與實際效果已經為人為熟知,為了確保現代生物技術能夠在未來更好地為環境問題作出重要貢獻,就需要不斷實現該技術的創新與發展,不斷將現代生物技術與生態環境工程有機地結合起來,達到經濟效益和社會效益的和諧統一。

    參考文獻

    [1]孫毅.現代生物技術應用與環境保護研究的新進展[J].科技情報開發與經濟,2012,7(14)26-17.

    第3篇:生物技術與能源范文

    關鍵詞:生物技術產業;科技革命;新型工業化

    當今世界,科學技術突飛猛進,伴隨著信息革命方興未艾的浪潮,以生命科學和生物技術為基礎的生物技術經濟已經展示出了不可估量的前景。近年來,隨著生命科學和生物技術領域的一系列重大突破,世界范圍內正在孕育新的一場具有劃時代意義的生物科技革命和生物產業革命。2000年6月27日人類基因組序列“工作框架圖譜”的完成,被稱為繼原子彈、人類登月之后人類科技歷史上第三個里程碑。因而,生物技術將對人類生活的各個方面產生深遠影響。

    一、生物技術產業的特征

    1.大機會。生物技術產業屬于高技術、高投入、高風險和高回報的行業,因其前期投入大、科技含量高、生產工藝復雜、質量要求嚴格、受國家扶持,所以進入壁壘高、壟斷性強、利潤豐厚,蘊藏著巨大的經濟潛能。2002年,世界生物技術市場銷售額在1 000億美元以上。據資料顯示,全球每10個成功的高科技企業中就有4個與生物技術有關。

    2.大市場。新舊傳染病的出現和復發以及各種危及人類生存的非傳染性疾病為生物技術產業提供了無限商機;全球人口大,而且不斷增長,使生物技術產業擁有了長期永久性的市場;眾多投資者之所以對生物醫藥行業趨之若鶩,主要原因是看中其高回報特點。如在財富500強企業中,雖然制藥公司在銷售規模等方面無法與汽車、電子等行業相提并論,但是在盈利能力例如主營業務利潤率、凈資產回報率的評比中卻名列前茅。

    3.高技術。這主要表現在其高知識層次的人才和高新的技術手段。生物技術是一種知識密集、技術含量高、多學科高度綜合互相滲透的新興產業。生物技術的應用擴大了疑難病癥的研究領域,可以使原先威脅人類生命健康的重大疾病得以有效控制。

    4.高投入。生物技術是一個投入相當大的產業,投資主要用于新產品的研究開發及廠房的建設和設備儀器的配置方面。目前國外研究開發一個新的生物技術項目的平均費用在1億—3億美元左右,并隨項目開發難度的增加而增加。一些大型生物技術公司的研究開發費用占銷售額的比率超過了40%。顯然,雄厚的資金是生物技術產品開發成功的必要保障。

    5.長周期。生物技術項目從開始研制到最終轉化為產品要經過很多環節:試驗室研究階段、中試生產階段、臨床試驗階段、規模化生產階段、市場商品化階段以及監督生物產業的每個環節都有嚴格復雜的審批程序,而且產品培養和市場開發較難,所以開發一種新產品周期較長,一般需要8—15年,甚至15年以上的時間。

    6.高風險。生物技術產品的開發孕育著較大的不確定風險。新產品的投資從項目篩選、臨床前實驗、穩定性實驗等直到用于人體的臨床試驗以及注冊上市和售后監督一系列步驟,可謂是耗資巨大的系統工程。任何一個環節失敗將前功盡棄。一般來講,一個生物工程藥品的成功率僅有5%~10%,時間卻需要8—15年,投資1億~3億美元。

    7.高收益。生物技術產業的利潤回報率很高。一種新生物藥品一般上市后2—3年即可收回所有投資,尤其是擁有新產品、專利產品的企業,一旦開發成功便會形成技術壟斷優勢,利潤回報能高達10倍以上。

    二、生物技術產業的作用

    1.改善醫療衛生水平。健康是人類永遠關心的問題,生物技術的應用將會大幅度提高人類的健康水平。這主要表現在人類的疾病預防、診斷和治療手段將產生革命性的變化,使醫療技術發生質的飛躍,使人類更健康、更長壽。今后醫療發展的一個明顯趨勢是更加注意預防醫學和日常保健,使重大疾病的突發率大大減少,疫苗等生物技術產品將大幅度提高重大傳染性疾病預防能力。疾病可以通過基因診斷和治療,不僅可對單基因控制的遺傳疾病進行預測性治療,還可以治療多基因控制的疾病,如心臟病、高血壓和糖尿病等。另外,隨著干細胞研究獲得的重大突破,器官移植將更加便利,價格將更加低廉,從而為器官需求患者提供高質量的服務。干細胞、組織工程研究的重大突破,為再生物醫學開拓日益廣闊的前景。 轉貼于

    2.解決糧食短缺問題。全球人口在2000年超過了60億,預計到2050年將達到近90億,與此同時,世界的人均耕地卻正在減少。在人口和需求增長的壓力下,在耕地不斷削減的形勢下,解決食物問題的唯一的出路是農業生物技術的應用。通過生物技術的應能夠明顯提高作物的產量和改善食品的營養質量。轉基因技術可以使作物產量增加5%—15%,而且還可以改變食物的營養成分,使它變得更為豐富和適合人體需要。同時,生物技術的應用還能為農業從業人員提供能抵御各種蟲害、抗疾病和抗逆境的優化改良的農作物新品種。另外,通過轉基因動物育種技術的應用,不僅可提高畜牧業的生產效率,還可拓展家畜的新用途,為發展高效益畜牧業提供技術力量。還將推動農業經歷新一次的“綠色革命”。

    轉基因技術、組織培養技術、動物胚胎移植與克隆技術大大促進了農作物與畜禽品質的改良,推動了種植業和養殖業的巨大變革。生物肥料、生物農藥的應用,將大幅度地減少化學農藥、化學肥料對農田和環境的污染。

    3.對傳統工業的改造。由于資源環境壓力的不斷加大,這就要求工業發展必須走出一條低資源消耗、低污染物排放、高效益的新型工業化道路。只有通過生物技術的應用,才能改造傳統工業,促進綠色制造業的發展,走出一條工業的可持續發展之路。如紡織工業以發酵工藝取代化學工藝,可降低用水量18%;塑料工業以碳水化合物取代石油作原料,可降低石油用量80%;造紙工業以植物取代化工原料可降低能耗40%;以生物技術工藝取代傳統工藝,加工抗生素中間體(一種藥物原料),二氧化碳排放可降低50%,電耗可降低20%,用水量可減少18%。同時發展生物質能,利用“綠金”代替“黑金”,開發生物乙醇、生物柴油、生物發電、生物氫等生物質能將部分替代日漸枯竭的化石燃料,從而增加世界能源的供給。生物技術是解決環境污染的一種基本工具。植物抗旱、抗鹽基因的發現與應用,將有可能徹底改變10億畝干旱地區的生態環境,使5億畝不毛之地、鹽堿地變為良田。用于廢氣、廢水、廢渣處理的基因工程極端微生物的應用,可降解生物塑料產品的產業化推廣,將會解決工業排放、白色垃圾等環保難題,有效改善生態環境。生物技術還可以推進“綠色制造業”的發展。工業生物技術將使化工、造紙、防治、食品、發酵等傳統工業領域地生產工藝與手段發生根本改變,減少污染物排放,降低生產成本,加速傳統產業升級。

    第4篇:生物技術與能源范文

    關鍵詞:生物工程技術;社會經濟;弊端;影響

    一、生物工程技術對經濟發展的影響

    生物工程技術的發展帶動了一些新興產業,給整個社會的經濟發展提供了新的經濟增長點,就全社會的就業量來說:在全社會提供了更多的就業崗位,緩解了就業壓力使我們的經濟發展和產業調整更加具備物質基礎和更具活力。其對經濟發展的影響具體如下:

    一是相應的研究生物工程技術的企業日益增多;早在二十世紀初期生物技術就已引起投資者的重視,隨著時代的不斷發展在二十世紀八十年代,全世界范圍內的生物技術企業已達到了上萬家,其中以美國為首,日本、英國等經濟發達的國家已經在生物工程技術上投入了大量的人力財力和物力,他們已經意識到生物工程發展的巨大潛力以及給經濟發展所打來的前所未有的機遇。尤其是在二十世紀末生物工程技術所帶來的經濟利益已經可以用千億美元的單位來計算了,短短時間內的發展變化已經深刻的證明了其巨大威力。尤其在全球生態環境遭到破壞的情況下對解決人類的生態問題也提供了相當大的幫助。

    二是生物技術相關產品的市場競爭力日益擴大;隨著生物工程技術的不斷發展,其存在的潛能以及發展的勢頭都是銳不可擋的,是各個國家爭先發展和搶奪市場占有率的重要領域。特別是經濟發達的國家,他們有充足的人力物力財力來支持新興技術的發展,且極力的實現生物技術的商品化來獲得更大的經濟利益。特別是在當今的世界舞臺上誰掌握了技術,擁有了人才就獲得了話語權,因此各個國家對生物技術的相關產品都采取了保密措施,且更加重視情報工作的開展,都希望汲取世界范圍內的先進技術用來制造相關暢銷商品以引領世界潮流,提高自身的綜合國力。

    二、生物工程技術對社會的影響

    一是幫助人們解決能源短缺和環境污染問題;隨著經濟的不斷發展以及世界范圍內人口的不斷增長,能源短缺問題以及環境污染帶來的經濟壓力也越來越大,世界各國都在尋求解決的辦法,而生物工程的發展給這些問題的解決提供了契機。例如:生物技術的相關研究人員都在尋找一種特殊微生物用來生產出成本低且使用率高的乙醇來作為新型能源替代和彌補傳統能源帶來的不足。對于環境污染問題也在利用生物自身之間的性能進行生物性的分解以免造成二次污染,例如人們可以利用這些微生物凈化有毒的化學物質處理廢水廢渣,達到凈化環境、保護環境的目的。

    二是改善農業發展現狀,解決糧食短缺問題;現代生物技術特別是轉基因技術的發展給我們解決世界糧食不足以及解決貧困地區的饑餓問題提供了莫大的幫助。例如:轉基因大豆、轉基因水稻等都是生物技術解決糧食問題的重大體現。轉基因技術的主要功能包括:抗除草劑、抗病毒、抗鹽堿、抗旱、抗蟲、抗病以及作物品質改良等。其培養出來的生物具有抗病害高質量的效果是我們提高織物質量,減少農藥以及化肥使用量的有效方法。利用生物工程技術可以提高人們的生活質量,使得所使用的食物更加綠色健康。

    三、生物工程技術的弊端

    技術的發展往往兼有正反兩種作用,生物技術也是一柄“雙刃劍”。現代生物技術在帶給人類新的社會、經濟效應的同時,也可能帶來潛在的負面影響。具體表現如下:首先,由于生物技術的對象是生命,使基因在人、動物、植物之間進行人為的相互轉移,因而其負面影響可能會超越以往任何一種技術,可能危及生命或環境;其次,社會存在敵對勢力和犯罪分子,很難確保他們對生物技術成果進行正確合理的操作和運用,進而危害人類和社會安全。最后,在醫療方面,生物工程技術也有一定的風險。基因導入造成的遺傳改變將決定個體遺傳前途而且會跨代遺傳。利用體細胞與胚細胞進行基因治療,在添加外來基因時容易產生原性基因損傷或某種基因紊亂。此外,在動物體內清除與某種疾病相關的基因的同時,也有可能清除了該基因給動物所帶來的其他好處。

    參考文獻:

    第5篇:生物技術與能源范文

    80年代初,隨著生物技術的飛速發展,西方發達國家先后通過立法等措施,強化了以生物飼料、生物肥料為核心的生態農業政策,并取得了豐碩的成果。有統計資料表明:目前我國的土壤肥力正以平均1.4%的速度下降。據此,國務院1988年了“關于加強有機肥料工作的指示”。因此,我們有責任加快發展新型活性生物有機肥料,改善傳統的施肥模式,真正做到把用地和養地融為一體,以實現農業生產的可持續發展。90年代初,國務院就明確指示:“根據我國人多地少的國情,在發展畜牧業時,必須解決‘人畜爭糧’的問題,走節稂型或非糧型道路,要充分利用秸稈、稻草等大力發展無糧飼料。”有統計資料表明:我國有纖維素資源每年約50億噸,其中農作物秸稈(麥秸、稻草、玉米秸)等就達6億噸,其中90%以上被焚燒,對大氣造成嚴重污染。若將秸稈進行生物技術處理,則可大大提高秸稈利用價值及動物消化吸收率。如果每年將1/2(即3億噸)農作物秸稈經生物技術處理制造飼料,就等于增加8100萬噸小麥,相當于我國目前每年所用80%飼料糧。有統計資料表明:我國目前各種農產品的廢渣、廢水每年總量約2245萬噸以上,如進行生物技術處理可生產飼料酵母10萬噸以上,既變廢為寶,又綠化環境。如何處理農作物秸稈是衡量一個國家農業發達程度的一個重要指標,農業發達國家如美國、澳大利亞都已經普及了秸稈生化飼料技術。大力推廣秸稈生化飼料,充分利用農作物秸稈,發展畜牧業,秸稈“過腹還田”形成生態良性循環已成為農業現代化的必由之路。

    2生物技術與生態農業結構模式

    生物技術將農業廢棄物(稻草和其它秸稈)、野草等轉化為酸中有甜、香味獨特、營養豐富、畜禽愛吃的生化飼料,又將污染外界環境的畜禽糞便轉化為速效、長效、增效于一體的綠色農業需要的生物有機肥料。這一技術的應用推廣對減少養殖業、種植業的成本,增加農民收入,減少環境污染,促進生態農業的發展,解決“三農”問題,全面實現小康社會有極其重要的意義。在生物技術與生態農業模式里,極大地體現了生物技術與養殖、種植業的相互關系:養殖業、種植業為生物技術提供了豐富的原料資源;生物技術大大加快了養殖業、種植業的發展。

    3生物技術對生態農業的作用和效益

    3.1生物技術對生態農業的作用

    利用農副產品及其廢棄物的原料,低成本制取畜禽高蛋白,全營養的優質全價飼料,其特點是:制作簡單,成本低,不含抗生素,無毒,見效快。利用養殖業、種植業的廢棄物,低成本制成具有速效、長效、增效于一體的新型活性生物有機肥料,其作用不僅大幅度提高農作物總產量,而且能改善農產品品質,改良土壤結構,提高土壤肥力,保護生態環境。利用養殖業、種植業的廢棄物,低成本制取沼氣,既提供能源,又優化了環境,達到了經濟效益、社會效益、和生態效益統一,形成了生態農業良性循環,保證了農業可持續性發展。

    3.2生物技術對生態農業的效益

    第6篇:生物技術與能源范文

    論文摘要:隨著世界人口的增長,農業將經歷具有重大意義的革新。毫無疑問,生物技術作為科學和技術在這場變革中將起到關鍵性的作用。原則上講,生物技術本身有能力幫助人們提高農業生產力和保護環境,但在實踐中,生物技術作為環境保護的人其作用相對來說是微乎其微的。人們對它在環境保護以及促進人類進步中的作用仍將拭目以待。

    一、生物技術給農業發展帶來機遇

    廣義上講,生物技術是利用有機體、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、醫藥以及環境修復治理中,尤其是70年代基因工程的出現,它能改變、取代物種的基因。

    生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是:玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因,經遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如:美國有200萬hm2的Bt棉花,澳大利亞有40萬hm2,兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上,只要增產5%,就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業上的應用。除此之外,還有許多經轉入特定基因的玉米品種,這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。

    生物技術在畜牧業上應用所獲得的益處與在農作物上相似。一方面,生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑,這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因(該基因能促進角蛋白的形成)能獲得了經遺傳改良的綿羊,這種綿羊比普通棉羊產毛量能提高6%左右。另一方面,生物技術在提高農作物產量、質量的同時,有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如,通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業生產力;利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量,減少飼料作物中難消化的木質素含量等。達比等人已生產出一種轉基因三葉草,可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵,經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質,該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內,進而能提高產毛量。

    生物技術給人類帶來的益處也包括在生態和環境兩個方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以減低農業向原始的、自然、半自然生態系統擴張的要求,因此,它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源,有助于人們未來再利用其中的基因資源開發新的產品。

    生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述,一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染,從而有利于保護生態環境。

    在許多農業生產區,土壤氮素可利用量是制約農業生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業生產區使用人造氮肥是以犧牲生態環境為代價的。制造氮肥要利用大量能源,據統計,英聯邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體(二氧氣化碳、氮氧化合物等)不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外,農業土壤的氮素流失是水體富營養化的主要原因。

    生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。

    同樣,人們可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。溫萊指出:特定的真菌類能促進土壤養分的釋放,從而促進作物生長;真菌也能通過分解有機物質(例如纖維素等)釋放出糖類,促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養分有效性的可能,包括獲得轉基因細菌和真菌,以進一步增強它們制造養分和釋放土壤養分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮,避免、減少使用人造肥料,從而減少對生態環境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現這個目標。

    二、利用生物技術發展農業應注意克服的問題

    從經濟角度上講,生物技術帶來的不利并不明顯,然而,它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為,生物技術公司主要集中在發達國家,發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時,發展中國家由于技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。

    生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生,特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑,否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現,這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物,后者在發展中國家是很普遍的,并且也有利于環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發人體過敏反應的基因轉入農作物時,例如,堅果能引發人體過敏反應,若它的基因被導入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見,轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。

    生物技術也可能引發環境問題。人們利用生物技術生產出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時,也導致生物多樣性遭受嚴重破壞,甚至導致一些物種滅絕。這一結果是由于生物技術促進農作物向它原本不適應的地域擴張而造成的。生物技術同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農業,尤其是耕作農業的擴張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用,農業中不斷投入的能源促進全球變暖。與此同時,氮素生物化學循環的改變也加劇了水體的富營養化,直接影響人類和動植物的生存。新晨

    第7篇:生物技術與能源范文

    【關鍵詞】現代生物技術;生態環境;污染治理;應用

    一、前言

    作為一種實際應用效果良好的技術方法,現代生物技術在近期得到了廣泛的應用。研究其在生態環境及污染治理中的應用,能夠更好地提升現代生物技術的應用水平,從而有效優化生態環境及污染治理的整體效果。

    二、現代生物技術的優勢特點

    生物技術在生態環境及污染治理中的運用不僅良好實現了對環境污染的治理,還有利于改善污染地的生態環境。這種新型的治理污染的方式,不僅污染小,其治理效果也比較明顯,還有利于恢復當地原有的生態環境。我國的科研工作者要不斷地對這一新技術進行研究與實踐,為我國進一步的生態環境治理提供更加科學合理的生物技術支持。

    垃圾廢棄物是一種較為常見的污染物,我們利用生物技術對其進行處理,能夠讓其分子結構改變,生物能對發生降解的各種產物和副產物進行重新利用,從而使環境污染程度得到降低,同時也將這些廢棄物進行轉化,變為可利用資源。

    在利用酶促反應處理污染物的過程中,用到的酶是一種活性蛋白質,在常溫常壓和中性條件下進行的,這就使得大多數的生物技術可以快速的在現場進行。它具有一定的優點:第一,操作比較簡單;第二,成本比較低;第三,發生反應的條件比較簡單;第四,反應過程較為穩定;第五,效果比較好。這些方面的優點使生物技術得以在生態環境及污染治理中進行普遍應用。

    三、常用的幾種現代生物技術

    1.核酸探針檢測技術

    核酸探針檢測技術。利用能與特定核苷酸序列發生特異性互補的已知核苷酸片段作探針,分析DNA序列及片段長度多態性。被標記的探針直接用來探測溶液、細胞組織內或固定在膜上的同源核酸序列。它具有高度特異性和靈敏性,目前廣泛應用于對環境中微生物的檢測,定性、定量分析等研究中。

    2.酶免疫測定技術

    該技術是依據抗原和抗體之間的特異性吸附于固相載體表面,引入一種酶作為示蹤物,通過共價鍵與酶連接形成酶結合物,加入底物后,根據顏色變化判定是否有免疫反應的存在,具有選擇性好、靈敏度高、準確、實用性強等優點,廣泛應用于監測農藥、污染物殘留、生物污染物等領域。

    3.免疫金標技術

    免疫金標技術是將特異性的抗原(或抗體)固定于硝酸纖維素膜,通過毛細作用向前移動,通過目測的膠體金標記物觀察顯色結果。該技術具有特異性強、操作簡便、成本低廉、結果判斷明確、時間短等優點,廣泛應用于環境污染物的在線檢測。

    4.PCR技術

    PCR即聚合酶鏈式反應,是指在DNA聚合酶催化下,以特定引物為延伸起點,通過變性、退火、延伸等步驟,體外復制DNA的過程,是一項DNA體外合成放大技術,能快速特異地在體外擴增任何目的DNA。PCR技術具有靈敏度高、特異性強等優點,用于檢測大量平行的樣品,環境中的生物污染。

    四、生物技術在環境污染治理中的應用

    生物治理環境污染是我國新世紀面臨的新的重大課題。以環境污染的生物治理為主,開展環境微生物學的基礎、應用基礎和應用研究,為重金屬廢水、石油廢水、印染廢水、油脂廢水、農藥廢水以及城市生活垃圾、生活污水等提供效果好、投資省、運行成本低的生物治理技術和設備,以此促進我國的環境工程建設。目前可提供的技術主要有:

    1.城市有機垃圾處理技術

    將城市垃圾通過分選后綜合治理。將可腐有機垃圾生產成優質有機粉肥或有機無機復混粒肥;將可燃有機垃圾采用氣化焚燒或生產成板材;無機垃圾用于填埋,處理過程中產生的廢氣、臭氣、粉塵集中處理,廢水循環使用,處理場地環境衛生達到國家標準,使垃圾達到無害化和更合理的資源化利用。

    2.高新生物工程技術處理油脂化工廢水利用來自于自然界又經培養馴化的功能菌株,根據廢水和污水的不同性質、組成,配制不同菌株,通過發酵培養形成多功能復合型菌液(亦可制作成干性固體菌劑),用于油脂化工、化工有機廢水、食品、印染、生活污水等工業廢水處理。

    3.生物曝氣濾池處理生活污水及資源化利用技術集生物處理和過濾兩種功能于一體,出水水質優良,是一種高效的新型生物反應器,極適用于生活污水和工業有機廢水的處理及資源化利用。

    4.含油污泥高新生物處理技術對我國大中型油田、煉油廠、石化企業等行業中含油污泥、煉油浮渣等進行生物治理,通過生物處理達到回收石油資源和污泥達標排放。

    5.油田、煉油廢水高新生物處理技術通過對大中型油田、煉油廠廢水石油污染物樣品采集、降解微生物菌株的分離、篩選,獲得石油降解優勢微生物,針對含油廢水的不同水質特征,選用不同的微生物菌劑處理,使其穩定達標排放。

    五、生物技術的發展趨勢

    1.生物技術在農業中的發展趨勢

    充分利用我國豐富的和特有的遺傳資源,分離克隆有自主知識產權的基因和基因工程品種已刻不容緩,以期在以“基因”為核心的生物技術產業中取得主動。實現單基因生物抗逆向持久性抗逆、生物性抗逆向非生物性抗逆的轉移。重視轉基因植物的環境安全性評估,借鑒國外的成功經驗,防止轉基因植物危害的發生與蔓延。隨著基因組時代向后基因組時代的過渡,研究重心已經從揭示生命的所有遺傳信息轉移到整體水平上對生物功能的研究。因此,在整體水平上研究細胞內蛋白質的組成及其活動規律的蛋白質學的發展和成熟,必將與基因組研究互相補充,給農業生物技術帶來革命性改變。

    2.生物技術在環境中的發展趨勢

    在污染的處理過程中,傳統的物理或化學處理方法常伴隨二次污染,且運行費用高,處理問題單一而微生物對各類污染物均有較強、較快的適應性,并可將其作為代謝底物降解和轉化因此,生物處理具有效果好、運行費用低、無二次污染等優勢,是保障可持續發展的一項最有力的技術措施。生物技術的發展趨勢將朝著傳統技術的改良、與其他污染處理手段相結合和與現代高新技術相結合等方向發展,研究高效快速的工藝流程。

    3.生物技術在工業中的發展趨勢

    工業生物技術的新崛起有兩個巨大的推動力,即社會強烈需求和生物技術的進步。人類社會發展迫切需要解決的問題是資源、能源、人口、環境問題.隨著生物技術突破性進展,使得人類可以設計和構建新一代的工業生物技術,可高效快速地將各類可再生生物質資源轉化為新的資源和能源。工業生物技術在生物能源、生物材料以及生物質資源化方面發揮著重要作用。其中生物能源、生物材料、生物質資源化等都是現在以及將來發展的重中之重。

    六、結束語

    通過對現代生物技術在生態環境及污染治理中應用的相關研究,我們可以發現,該項技術的多項優勢特點決定了其在生態環境及污染治理中的應用地位,有關人員應該從其客觀實際需求出發,研究制定最為優化可行的實施策略。

    參考文獻:

    [1] 米紅霞.試析生物技術在生態環境及污染治理中的運用[J].資源節約與環保.2012(09):139-140.

    第8篇:生物技術與能源范文

    Abstract: The 21st century is the era of the life sciences, and the role and potential of biotechnology will be increasingly apparent. The bio-industry supported by biotechnology is becoming a new and most dynamic economy growth point. In the future, who will have the advantage of biotechnology innovation, who will be able to occupy the commanding heights of the bio-industry competition and grasp the initiative of the future economic competitiveness. Biomedical industry base construction in Hebei Province is important for the development of the bio-industry, so this article analyzed this problem.

    關鍵詞: 生物產業;生物醫藥產業基地;產業發展

    Key words: bio-industry;biological medicine industry base;industrial development

    中圖分類號:F062.9 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)11-0010-02

    0 引言

    隨著國內外生物前沿技術的不斷突破以及戰略性新興產業競爭加劇,我省生物技術和醫藥產業的進一步發展也面臨著巨大的挑戰。

    從產業發展的角度看,存在著提升總量和調整結構的雙重壓力:一方面需要繼續做大,產業GDP總量以及在經濟總量中的比重有待大幅度提高;另一方面更迫切地需要做強,化學藥中的原料藥比重過大,中藥、生物制藥比重低、偏小的格局尚未從根本上逆轉,急需擴大高附加值的生物醫藥和成藥的比重,延伸產業價值鏈,促進產業優化升級。從科技發展的角度看,我省生物技術和醫藥產業創新環境還不夠優化,領軍人才匱乏,產品科技附加值低,產業鏈條短,產業集聚度不高,急需科技支撐和引領。

    “十二五”期間,全球生物技術和醫藥產業的迅猛發展為我省創造了實現跨越式發展的歷史機遇,國家培育生物產業的戰略部署為我們提供了良好的宏觀政策背景,但各省發展生物技術和醫藥產業的勢頭很猛,競爭激烈。

    面對國內外形勢,立足現有基礎,科學規劃,挖掘優勢,加大扶持,加快推進生物醫藥產業基地建設,是我省產業優化升級的緊迫任務之一,也是轉變全省經濟發展方式的一項重要戰略任務。

    1 生物醫藥產業基地的建設的實際意義

    圍繞優勢產業,實施一批重大技術創新項目,突破一批影響產業發展的技術瓶頸,研發一批重大自主創新產品,大力提升骨干企業核心競爭力,打造產業技術創新與集聚區,完善產業創新體系,推進創新鏈與產業鏈的融合,培育新的經濟增長點,促進生物技術和醫藥產業又好又快發展。

    1.1 有利于強化重大創新產品的開發 圍繞做強醫藥產業目標,針對惡性腫瘤、心腦血管疾病、神經退行性疾病、糖尿病、精神性疾病、自身免疫性疾病、耐藥性病原菌感染、病毒感染性疾病等嚴重危害人民健康的重大疾病,立足現有技術及產業優勢,強化重大創新產品研究開發,開發自主創新藥3~4個,重大仿制藥5~7個,生化及生物技術藥8~10個,快速培育高端醫藥產業。

    1.2 有利于優化升級傳統優勢產品 圍繞做大做強傳統優勢藥、建設世界級原料藥創新及生產基地和全國中藥生產基地的目標,加強技術改造升級,提高技術工藝及裝備水平,改造傳統大品種原料藥6~8個,開發4~5個中藥大品種,引領傳統優勢醫藥產業發展。

    1.2.1 傳統大品種原料藥生產技術及工藝的改造升級 積極推廣應用結晶技術、手性技術、超臨界萃取技術、大孔樹脂分離技術、膜分離提取技術、生物催化轉化技術等現代制藥技術,重點突破頭孢菌素、維生素、青霉素等具有傳統優勢的大品種原料藥的發酵、結晶、分離、提取等關鍵生產技術,升級改造傳統生產技術與工藝,完成7-ACA、青霉素V鉀、阿奇霉素、阿莫西林、維生素C等一批大品種原料藥的技術改造,進一步提高藥品質量與技術標準,提高藥品療效,降低生產成本,鞏固我省原料藥傳統優勢,提高產業競爭力。

    1.2.2 中藥大品種生產技術及工藝升級 針對中醫藥“高效、質優、價廉”的市場需求,充分發揮我省中醫藥的特色和優勢,采用現代生物技術,創新中醫藥制藥工藝和制劑技術,促進現代生產技術與傳統生產工藝的融合,加快推進中藥的現代化和國際化。

    1.2.3 藥用輔料生產技術優化升級及品種開發 引進、研發新型制劑輔料品種和技術,發展壯大新型藥用輔料產業,構建化學原料藥、中間體、制劑、輔料、包材等完整的制藥產業鏈。

    重點開發重組人血白蛋白藥用輔料等生物技術新型輔料,開展半合成抗生素中間體及緩控釋材料、速釋材料等藥用輔料研究,突破酶法規模化生產等新型藥用輔料開發關鍵技術,開發緩釋劑、靶位釋放劑、藥用輔料、包裝材料等新型制劑材料,提高藥品的安全性、有效性和質量可控性。

    1.2.4 優勢產品生產自動控制技術集成與示范 圍繞重點產品,開展新技術、新裝備、新材料的集成創新,并通過信息技術的應用優化生產工藝,開發藥品生產過程自動控制及在線監測工藝,大幅提高生產率,降低原材料、能源消耗,提高整個生產過程的技術含量。

    1.3 有利于突破一批關鍵生物技術

    1.3.1 做大生物工業產品 圍繞提高生產效率、有效降低能耗和污染,以酶工程、細胞工程和發酵工程為重點,突破工業酶規模化表達、生物基單體的高效共聚、生物基材料制備、微生物代謝調控與發酵優化等關鍵技術,開發超臨界精制等生物提取工藝,逐步壯大生物色素、土霉素堿等生物制品等。

    1.3.2 發展生物農業產品 加快轉基因育種、動物克隆、農產品生物制造等現代生物關鍵技術開發及產業化應用,推動我省傳統農業向高技術農業跨越。

    1.3.3 培育生物環保產品 針對我省重點行業水污染、固體廢物污染及大氣污染特點,以水污染治理、有機垃圾治理、退化生態系統修復等為重點,加速推進生物環保新技術、新工藝、新設備的開發和應用。

    1.3.4 開發生物能源產品 加強適宜我省荒山、貧瘠及沿海非糧能源生物新品種的研發,加快培育黃連木、文冠果、甜高粱等高含油、高熱值、高產專用能源植物品種培育,開發加工提取及產業化開發工藝,發展能源植物產業。

    1.4 有利于開展清潔生產工藝示范 針對制藥行業存在的能耗、物耗高,廢水、固體廢物產生量大等問題,加強制藥行業清潔生產技術、循環生產技術、污染治理技術的研究開發與示范,支撐醫藥產業科學持續發展。

    1.4.1 藥品綠色生產技術工藝開發與示范 研究原料處理、中間體制備、藥品合成等產業鏈關鍵節點清潔生產技術,集成綠色生產技術體系,推進醫藥清潔生產。

    1.4.2 制藥工業循環經濟技術工藝開發與示范 針對不同制藥工業類型,研發產業共生網絡的鏈接技術、穩定性技術,構建產品鏈以及副產品和廢棄物高效綜合利用技術體系,促進制藥工業能源梯級利用,減少資源消耗。

    1.4.3 制藥工業污染治理技術工藝開發與示范 重點開展制藥工藝廢氣VOC處理技術、發酵尾氣凈化技術、制藥廢水、廢渣預處理技術、微生物強化凈化技術、深度處理技術研發及成套裝備的開發,集成制藥廢水污染防治高效低耗處理成套技術和發酵類藥物殘渣無害化、資源化處理技術,降低制藥行業污染,實現綜合利用。

    1.5 有利于完善產業技術創新體系 針對優勢生物技術和醫藥產業發展需求,重點建設五大創新體系,搭建一批創新平臺,逐步建立產學研一體、運行機制高效、技術鏈與產業化鏈密切銜接的技術創新體系。

    1.5.1 搭建開放式技術創新平臺 按照“政府引導,市場運做,企業主體,科研院所支撐”的思路,圍繞優勢產業,依托高等學校、科研院所和骨干企業,建設重大藥物研發技術平臺、新型制劑研發技術平臺、生物技術藥研發技術平臺、微生物藥研發技術平臺、現代中藥大品種研發技術平臺、輔料及包材開發技術平臺、質量控制及安全評價技術平臺、節能減排與清潔生產技術平臺等綜合性創新平臺和30個省級工程技術中心,形成較為系統的前瞻性技術研發、藥物發現、新藥篩選、安全性評價、藥物制劑、中試制備與質量控制等新藥創制體系。

    1.5.2 培育產學研一體創新聯盟 按照“平等自愿、權責對等、利益共享、開放合作、優勢互補、共同發展”的原則,依托核心企業,采取項目轉讓、項目合作、共建共性技術平臺等合作模式,以科技為紐帶,培育企業、科研機構和高等院校一體化的產學研創新聯盟,重點做強以石藥集團、華藥集團牽頭的抗生素、維生素國家產業技術創新聯盟和微生物藥物技術創新與新藥創制產學研聯盟,通過聯盟整合科技資源,提升創新能力。

    1.5.3 完善網絡化技術服務體系 按照“組織網絡化,功能社會化,服務產業化”的方向,依托龍頭企業、科研機構、大專院校和其他社會團體建立包括技術培訓、技術產權交易、知識產權保護服務、信息技術服務、物流配送在內的服務體系,全面提升生物醫藥產業技術服務水平。

    2 結束語

    建設河北省生物醫藥產業基地的同時,我們要以科學發展觀為指導,以完善創新鏈條、提升創新能力、做強做大產業為主線,立足現有基礎及亮點,發揮我省區位和資源優勢,大力培育創新團隊,強化產學研一體化,努力實現關鍵技術和重要產品研制的新突破,培育壯大骨干企業,推動創新及產業亮點向產品鏈、技術鏈的延伸擴展,實現我省生物技術及醫藥產業的縱向整體跨越。

    參考文獻:

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    [8]加快遼寧生物醫藥基地建設[N].本溪日報,2008-05-07.

    第9篇:生物技術與能源范文

    關鍵詞 厭氧生物;工業廢水;應用

    中圖分類號X703 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)49-0174-02

    厭氧生物技術應用于工業廢水處理已經有一百多年的歷史。由于它消耗的動力、能源較少,對于污染嚴重、資源浪費率大的我國工業特別適合。因此,我們更有必要不斷研究開發這門技術,使之能在工業廢水的處理中發揮出更大作用。

    1 厭氧生物技術在工業廢水處理中的研發概況

    1.1 第一代厭氧生物處理器

    由于二戰結束之后各個國家對經濟恢復的需求,厭氧生物技術迎來了第一次大發展。這種新開發的反應器在出水沉淀池中增加了回流裝置,增加了反應器的污泥濃度,從而顯著提高了反應器的運轉速度和負荷率。但是由于這個時期的處理器無法快速將水力和污泥停留時間相分離,因此消耗時間相對較久,大概需要30天左右。

    1.2 第二代厭氧生物處理器

    基于一代厭氧生物處理器的不足,研究員通過往處理器內填充固體填料,如沙礫,不僅使處理器內隨時都能保持大量的活性厭氧污泥,同時能使水力與污泥保持良好的接觸。這時的厭氧生物處理器開始推廣使用在小型工業廢水的處理中。這一時期的典型代表有:上流式厭氧污泥床(UASB)、降流式固定膜反應器(DSFF)等。

    1.3 第三代厭氧生物處理器

    二代厭氧生物處理器在使用過程中被發現若水中懸浮物濃度過高的話容易出現堵塞,為解決這些問題,通過增加反應器的高度以提升上升流速或采用攪拌器加大水力回流的第三代厭氧生物處理器誕生了。這時的處理器已發展到比較成熟的階段,為工業廢水的處理帶來了很大的方便。較為典型的代表有:厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)、厭氧升流式流化床(UFB)等。

    2厭氧生物技術在工業廢水處理中的影響因素

    2.1 溫度

    溫度是培養厭氧生物的首要前提。一般來說,培養甲烷菌的適合溫度是在50℃~60℃之間。在35℃和53℃上下厭氧生物可以獲得較高的硝化率,而在40℃~45℃之間時厭氧硝化率較低。根據不同的溫度,厭氧硝化主要可以分為常溫硝化、中溫硝化、高溫硝化三種。

    2.2 pH值

    每一種微生物都有自己所適合的pH值。可以說,pH值是厭氧硝化過程中最重要的影響因素。產甲烷菌要求酸堿度適中,大概在7.0~7.2之間,產酸菌則多在4.5~8.0之間。由于在厭氧生物技術處理工業污水的過程中,厭氧體系實質上是pH值的緩存體,產酸菌與產甲烷菌在同一處理器內進行,因此pH值應長期保持在6.8~7.2之間。

    2.3 氧化還原電位

    由于所有的產甲烷菌應該在嚴格的無氧環境中正常生理活動,這也是繁殖最基本的條件之一。厭氧反應器介質中的含氧度可以根據濃度與電位的關系來判斷。最適合產甲烷菌的氧化還原電位為-150mv~-400mv,而非產甲烷菌則應該控制在-100mv ~100mv之間。

    2.4 有機負荷

    有機負荷是影響厭氧硝化率的一個直接因素,它直接導致了處理器的產氣量和工作效率的好壞。在一定的范圍內,有機負荷與產氣率呈反比,與器容量呈正比。

    2.5 F/M比

    厭氧生物技術處理方式的有機物負荷較好氧生物技術更高,一般可以達到5kgCOD/m?d ~10kgCOD/m?d,甚至是50kgCOD/m?d ~80kgCOD/m?d。在選擇使用低負荷或是高負荷來啟動運行時,必須考慮到這時的反應器擁有高或低的生理量。

    2.6 有毒物質

    抑制厭氧有機物繁殖的主要物質有:硫酸鹽、重金屬、氨氮等。尤其是硫酸鹽,一旦參與到厭氧硝化過程中就很容易被還原成硫化物,并對產甲烷過程起到抑制作用。加入金屬鹽類就可以緩沖這種毒害作用。

    3 厭氧生物技術在工業廢水處理中的發展前景

    厭氧生物處理技術發展到今天,已在不斷的完善發展,走向成熟。比較典型的成果有:厭氧濾池(AF)、厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)、升流式厭氧污泥床(UASB)等。但它們仍存在缺陷,需要不斷改進。因此未來對工業廢水處理應著眼于以厭氧生物處理技術為主,好氧生物處理技術為輔的技術路線。本著這條主線,未來的研究工作可以考慮以下幾個方面:

    1)與傳統的好氧生物處理方法相比,厭氧生物處理具有能源消耗小、成本費用低、污泥量少且易處置的特點。對于氣候相對溫暖的地區,利用高效厭氧技術是提高城市工業廢水處理率的有效途徑。但是,厭氧技術對有毒物質特別敏感,硫化物、重金屬等能輕易破壞產甲烷菌的繁殖。所以,未來還可以結合其他工業廢水處理技術共同形成綜合處理循環系統,如好氧―厭氧―濕地,以提高其效用;

    2)因為厭氧生物處理技術對環境要求較高,其他的制約因素也較多,所以單獨采用厭氧技術治理工業廢水還未廣泛投入使用。這一問題的解決辦法是對厭氧出水的后續處理作出改進。例如用厭氧技術+酸化+好氧技術。前半段可除去大多COD,減少循環過程的能源消耗,后半段可以使出水量滿足不同規定的排放標準。

    總而言之,根據我國工業水體污染嚴峻的現狀,厭氧生物技術所具有的優點能較好的處理相關問題。隨著研究和應用的深入,技術人員應該認識到厭氧生物技術與好氧生物技術其實是一個相輔相成的有機整體。要處理好工業廢水,不能只利用其中一種技術,采取兩種技術綜合利用的工藝才能發揮出最大的處理效率,并通過對其不斷地改善和改良,使之發展成一條高效能、低能耗、且符合可持續發展原則的治理工業廢水的有效途徑。

    參考文獻

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