可降解塑料的优点范文
时间：2024-01-02 17:55:57
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篇1
[关键词]聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉基塑料
中图分类号：TQ320.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0274-01
传统塑料主要来自石化资源，因其不易降解和回收利用，给环境造成极大污染，并造成对石化资源的严重浪费，寻找非石油基环境友好的材料迫在眉睫，生物可降解塑料是解决这个问题的有效途径。目前研究最广泛的可降解塑料有聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉基可降解塑料等。
一、聚乳酸（PLA）生物可降解材料
聚乳酸（PLA）是以乳酸为原料制备的高分子材料，具有无毒、无刺激性、强度高、易加工成型和生物相容性好等特点，制品在使用后可完全降解。按单体不同，PLA分为PLLA、PDLA和PDLLA。当前国内外PLA生产企业主要以生产不同规格的PLLA为主。PLLA单独使用具有熔点低、结晶慢、耐热性差等缺点，通过与PDLA共混，可形成立构复合体，改善成核、结晶速度，提高材料耐热性。PLA可用于一次性饭盒以及其他各种食品、饮料外包装材料；可用于纤维和非织造物等，包括服装、建筑、农业、林业、造纸、医用等领域。
聚乳酸是以乳酸单体为原料经过聚合等工艺制备得到的高分子聚合物，制备方法分为一步法和两步法，一步法难以制备得到高分子量的聚合物，基本无应用价值，目前国内外厂家主要通过两步法工艺生产聚乳酸。两步法工艺需经历中间体丙交酯阶段。
聚乳酸主要生产企业：
二、聚丁二酸丁二醇酯 （PBS）生物降解塑料
PBS是以丁二酸与丁二醇为原料制备得到的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解代谢，是典型的可完全生物降解材料。但PBS的加工温度较低、黏度低、熔体强度差，难以采用吹塑和流延的方式进行加工。另外PBS制品往往呈一定脆性，应用受限。PbS主要用于包装、餐具、容器、一次性医疗用品、农业、生物医用高分子材料等领域。
PBS的聚合前体主要原料为丁二酸；丁二酸的生产主要是通过石化法合成， 目前丁二酸的生物制造技术是国际竞争热点， PBS（聚丁二酸丁二醇酯）是以丁二酸与丁二醇为原料经过聚合制备得到的高分子聚合物。
PBS主要生产企业：
三、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）生物可降解材料
PBAT是对苯二甲酸丁二酯和己二酸丁二酯的共聚酯。作为一种新型的生物可降解共聚酯，PBAT兼具了芳香族聚酯和脂肪族聚酯的优点，既具有很好的热性能、机械性能，又具有生物可降解性和加工性，可以用它与脂肪族聚酯 PLA 等共混，来改善脂肪族聚酯的机械和力学性能。PBAT的加工性能与LDPE非常相似，可用LDPE的加工设备吹膜。PBAT主要用作农用地膜、垃圾袋、保鲜膜、堆肥袋、淋膜和餐盒、餐盘、杯子等。
PBAT主要生产企业：
四、淀粉基可降解塑料
淀粉基生物降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品，具有生产成本低、投资少、使用方便、可生物降解的特点。淀粉基热塑复合材料不仅具备一般高分子材料所共有的基本特性，而且具有完全可降解性，可替代当前广泛使用的塑料材料。
淀粉基生物降解塑料已有3O年的研发历史，具有研发历史久、技术成熟、产业化规模大、市场占有率高、价格较低的特点。淀粉基生物降解材料主要用作包装材料、防震材料、垃圾袋、地膜、保鲜膜、食品容器、一次性餐具、玩具等。
淀粉基可降解塑料主要生产企业：
五、总结
目前各种生物可降解材料前景较好，但市场开拓、产品成熟度、产品性能开拓、产品应用等方面，需要时间开拓；当前石油价格低、石油基塑料产品价格优势明显，生物可降解材料同石油基材料竞争，目前还不具备条件；生物可降解材料的发展，还需要政府政策、税收优惠、市场等方面的支持；随着国内外对环保的要求越来越高，可降解材料的相关政策将会越来越好；同时随着可降解材料生产技术的提升，可降解材料的成本将越来越低。
参考文献
篇2
[关键词]绿色；包装材料；可降解塑料包装材料；可食性包装材料；纸质包装材料
中图分类号：TB484 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0071-01
随着环境污染的日益严重，绿色、低碳、环保、节能、安全等要素已成为全球关注的焦点，人们对包装材料对环境产生的影响也越来越重视，绿色包装材料正受到了越来越多的重视和推广。人们对绿色包装材料的认识和要求也从原先单纯的减少固体废弃物及其对环境的污染，逐步扩大为考虑在整个包装生命周期全过程中对环境的影响，更加注重减排、节能、低碳、降耗、生态、安全，注重废弃物的可自行降解、可循环再利用及可持续发展。目前我国研究和应用最多的绿色包装材料就是可降解包装材料，可食性包b材料和纸质包装材料。
1、绿色包装材料的内涵及分类
绿色包装材料是指材料在全生命周期内对自然环境和人类健康不造成危害，并且后期能实现回收再使用或可自行降解从而不污染会环境，有效地降低不可再生资源的消耗，具有绿色的特性的包装材料。根据应用及发展现状可以将其按照可降解塑料包装材料、可食性包装材料和纸质包装材料划分。
1.1、可降解塑料包装材料
目前主要的可降解塑料包装材料有淀粉基可降解包装材料、聚乳酸基可降解塑料、水溶性薄膜及其他可降解材料等。
淀粉基可降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品。淀粉是绿色植物进行光合作用得到的产物，对环境不会造成污染，是一种纯绿色无污染可再生资源。
聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，是由各种可再生天然资源中的淀粉、纤维素、多糖等碳水化合物经过水解、发酵、纯化、聚合而制得的一种环境友好型树脂，其原料来源广泛，可再生。
水溶性塑料包装薄膜主要原料是低醇解度的聚乙烯醇（PVA），主要利用其成膜性、水溶性及降解性的特点。PVA薄膜材料可100%生物降解，属于绿色包装材料。
1.2、可食性包装材料
可食性包装材料是以可食性生物大分子物质及其衍生物为主要基质，辅以可食性增塑剂，经过混合、加热、加压、涂布和挤出等工艺，使各成膜剂分子相互作用，干燥后形成的一种具有一定工程性质和选择透过性的薄膜。可食性包装材料广泛应用于如保鲜膜、包装薄膜、食品包装、糕点包装、调味包装等，是一种无废弃物的资源型包装材料，可使资源得到最大限度的利用，同时具有环保特性，成为未来食品包装的发展趋势之一。
1.3、纸质包装材料
在主要的几种包装材料中，纸质包装材料占有非常大的比重。虽然按照生命周期理论纸质包装材料的来源和生产过程不环保，但纸质包装原材料来源于可再生的草木及植物茎秆，且纸质包装材料价格低廉、废弃后易回收利用、易自然降解等一系列绿色环保特性的优点，总体来看，纸质包装材料的绿色环保性能是非常好的，常见的纸质包装材料有蜂窝纸板、纸浆模塑制品等。
2、我国绿色包装材料发展现状
我国绿色包装材料产业起步较晚，从上世纪八十年代中期开始生产和使用绿色包装材料和制品，其中最典型的是纸浆模塑和蜂窝纸板制品。与美国、日本等国相比较，我国绿色包装材料产业相对落后，且产业结构不合理。
我国绿色包装材料的研发还处于起步阶段，因此环境破坏和资源浪费比较严重，不利于我国包装产业健康快速发展。另外，我国包装材料生产加工技术和设备相对落后，在生产加工过程中，造成了环境污染和资源浪费的情况。此外，我国包装材料回收再利用技术也相对落后，资源的浪费以及环境的污染较为严重。
3、绿色包装材料的发展对策
3.1、研发以质轻、环保和可回收重复使用为目标的材料，注重生产过程技术发展
在未来材料研发中，应当注重质量轻便、简单实用的新包装材料的研发。质轻有助于降低运输成本，方便回收重复使用。面对日益严重的环境污染，环保是未来包装材料所应当具备的特点。可回收重复使用，则能够满足当今社会可持续发展的理念，降低不可再生资源的使用量，更好地保护我国的自然资源。
包装材料对环境影响不应仅仅局限在其使用后对环境产生的影响，而应该是在材料的全生命周期内。为了包装材料在全生命周期内达到绿色标准，应重视发展包装材料生产过程中的技术环节，减少生产过程中对环境造成的不利影响。
3.2、国家宏观调控，产业政策支持
国家应进一步加大环保产业的扶持力度，支持包装行业积极开发新产品和采用新技术，促进循环经济和绿色环保包装产业发展。设立国家基金作为研发资金支持，范围包括具有国际领先水平或填补国内空白的项目、保障人身健康安全及符合环境保护要求的新型环保包装材料项目、包装减量化和节能化项目、包装废弃物处理和利用项目等符合国家宏观政策、环境保护和循环经济政策的项目。
3.3、建立绿色包装评价体系
建立中国的绿色环保包装评价体系，涉及到包装产品的制造、使用、回收和废弃的整个过程。从可持续发展的战略高度出发，建立一个包括国家立法、部门监管、行业协调、企业实施、科研机构支持、公众广泛参与等多方面内容，并能够有效运行的绿色环保包装体系。
3.4、加强环保部门监督管理，完善相关法律法规，建立绿色环保包装运行机制
环保部门可以通过监督管理以及鼓励措施等方法，来促进绿色包装材料实际运用到产品包装中去。如可以对采用能耗大、污染大的包装材料的企业给予法律或经济手段的惩罚，而对采用绿色、低碳包装材料的企业，则给予资金或技术上奖励。
包装物的取材、用量以及制造过程中的废气、污水排放和包装废弃物的回收、再利用和再生利用等都要依靠法律、制度和其他行政的、经济的措施和手段来实现。因此要完善相关法律法规，加强法规建设，建立绿色环保包装运行机制。
3.5、加强各领域合作、技术交流，明确研发方向
绿色包装材料的研发不仅涉及各个行业，也要依赖各大院校甚至全球合作的力量，因此应该加强各个行业之间、企业与院校之间甚至国内与国外之间的合作和技术交流。此外，还应制定绿色包装材料在未来5到10年内的研发计划，提出未来包装材料研发方向和目标，使我国绿色包装材料研发、生产、应用达到世界先进水平。
4、结语
综上可知，绿色包装材料的研制和开发，在一定程度上缓解了包装废弃物对生态环境的污染。我国在绿色包装材料的研究和应用上仍然存在着较多不足，产业相对落后，结构不合理。今后的研究重点将是对现有的绿色包装材料进行改进、优化提高生产工艺、降低成本和研发新型绿色包装材料。
只有从对环境无污染、可降解可回收、不影响人类身体健康等方面出发，才能够更好地实现包装材料的“绿色”。相信随着我国对绿色包装材料越来越多的重视，以及人们环保意识地不断提高，绿色包装材料的使用必将得到更好的提高。
参考文献
篇3
关键词:PHA PHB
随着科技的发展和社会的进步,世界各国对环境保护日益重视,处理废弃塑料垃圾这一课题已得到广泛关注。“白色垃圾”已成为棘手问题。可降解塑料成为了人类生产生活的需求。
目前研究和开发的可降解塑料主要有生物降解塑料,光降解塑料和光/生物双降解塑料。“生物降解塑料(biodegradab leplastics)”是指可在细菌、霉菌、藻类等自然界的微生物作用下降解的塑料。
根据制造方法的不同,生物降解塑料可分为“微生物合成系”,“化学合成系”和“利用天然高分子系”。化学合成系是用化学方法合成生物降解塑料,主要有聚乳酸,聚己内酯和聚乙烯醇等。利用天然高分子系主要是利用淀粉和纤维素等天然高分子。
微生物合成系主要是指自然界中许多微生物在生长受限制的情况下,在体内积聚的作为能源和碳源物质的一类热塑性聚酯,聚羟基烷酸酯（polyhydroxyalkanoic acids,简称PHA）。
PHA可被多种微生物完全降解为CO2和H2O,是理想的生物降解材料。其性能与聚丙烯类似,能拉丝、压膜、注塑等。除可被生物降解外,还具有生物相容性,光学活性,压电性,抗潮性,低透气性等其他性能,可广泛应用于工农业和医学等领域。
目前已经发现的PHA至少有125种不同的单体结构,并且还在不断地发掘出新的单体;大多数微生物产生的PHA中的R为甲基即聚β-羟基丁酸酯(poly3-hydroxybutyrate,简称PHB)。PHB是发现最早,分布最广,研究最多的一种PHA。目前已经初步进入商品化生产阶段。
1、PHB的研究状况
由于PHB具有人类需要的多种优良特性,因此PHB的应用和价值也越来越大,其远景已得到国际社会的广泛认可,成为国际开发热点。1925年,法国人Lemoigne首次从巨大芽抱杆菌(Baeillusme qatherium)细胞中发现PHB。并于1927年将它首次从细胞中分离提取出来,标志着关于PHB研究的开始。50年代早期对其溶解性及分子量进行了研究,60年代报道了X-射线结晶图像。1962年,W.R.Grace&Co.提出了生产、提纯PHB的第一份专利。1982年英国帝国化学公司(简称ICI,现名Zeneca Bioproducts Business)以葡萄糖为原料,应用真氧产碱杆菌(Alealigenes eutrophus)生产pHB,将其商业化,命名为Bi op ol,细胞内PHB的含量为40%～80%,优惠价格为16$/kg,年产数千吨。国际上除ICI外,美国、德国、韩国、奥地利等国都在广泛开展这类研究。主要集中于形成规模化生产和降低成本及二次开发应用研究。
近些年来与PHB合成有关的微生物、生物化学、分子生物学以及PHB的物理化学性质的研究急剧增加,为其开发利用提供了理论依据。英国,韩国,日本处于领先地位。
2、PHB的生产菌株
微生物发酵生产是获得PHB的主要途径。聚β-羟基丁酸酯的生产工艺分发酵和后处理（提纯）两部分。PHB发酵流程:菌种摇瓶培养种子罐主罐。发酵在技术上又分两步进行,第一阶段主要生产菌体;第二阶段主要积累PHB。PHB后处理流程为:
发酵液预处理固液分离细胞PHB提取PHB纯化PHB
目前已经发现的能产生PHB的原核微生物包括光能和化能自养及异养型,有60个属以上。如:养产碱杆菌、肥大产碱杆菌、固氮菌属、巨大芽孢杆菌、极端嗜盐菌、球形红杆菌以及红色红球菌等等,其中真养产碱杆菌是研究最多的PHB生产菌种。随着基因工程技术在PHB研发中的应用,转基因大肠杆菌目前也成为PHB生产的重要工程菌种。
3、PHB的检测提纯方法
PHB的检测方法主要有染色法、气相色谱检测法、分光光度法、重量测定法和1H-NMR检测法。其中最常用的是染色法、分光光度检测法和气相色谱检测法。
染色法分为苏丹黑染色法和尼罗红染色法两种。其中苏丹黑染色法使用较多。尼罗红染色对PHB专一性较强,可使PHB与其他非PHB脂类化合物区分开。
重量分析法最早是由M.lemofgne创立的。他将细胞干燥后,用氯仿抽提,通过重量改变来测定PHB。此法误差较大,后来又将此法加以改进,先将细胞冷冻真空干燥或用丙酮充分洗涤,再用氯仿或二氯甲烷抽提PHB,再加入己烷或乙醚使聚合物沉淀,分离后干燥称重测定PHB含量。
气相色谱法是一种较新、较准确的PHB测定方法。该法的最大优点在于不需要将细胞内PHB高度纯化即可检测其PHB含量。这对于研究及生产都十分重要。但气相色谱法需要高纯度的PHB标准样品,还需要有价格昂贵的气相色谱仪。
分光光度法是利用次氯酸盐将细胞消化后,通过分光光度法测定PHB所造成的浊度来测定PHB含量,也可以利用热浓硫酸将细胞中PHB转化为丁烯酸,通过波长235nm处的光吸收来检测PHB的含量。
目前文献报道的从微生物细胞中分离提取PHB的方法包括有机溶剂萃取法、化学试剂法、机械破碎法和酶法。许旭萍等对球衣菌进行6种破壁方法进行研究,发现采用NaClO或SDS-NaClO混合处理提取PHB,都能够得到较高的提取率,但气相色谱分析结果显示后者提取获得的PHB纯度较高。而采用超声波处理、冻融法、氨法或表面活性剂法等破壁提取PHB,都难以得到较高的提取率。
参考文献
[1]张钦,赵裕蓉.化工新型材料,1999,6:3-8.
[2]赵育.化工新型材料,1999,2:25-30.
[3]S.Bloembergen,D.A.Holden et al.Macromoleeules,1986,19:2865.
[4]贺文楠,张增民,.高分子学报,1999,6:709-714.
[5]杨青,贺青,工业微生物,1997,27(4):44-47.
[6]洪葵等.微生物学通报,1998,25:110-113.
篇4
关键词:生物技术环境污染应用
引言
改革开放以来,我国的经济建设取得了领举世瞩目的成就,人民的物质生活也得到了空前的满足,但是经济建设的高速发展也带来了环境的持续恶化。环境问题目前已经成为一个全世界都关注的课题,严重制约着全球经济发展新局面的到来,在我国环境问题则表现的更为严重,对经济结构调整和可持续发展有非常大的影响。近年来我国对污染治理投入了大量的人力和财力,已经取得了一定的阶段性成果,但是总体来看,目前的污染问题还十分严重,需要加大对其治理的力度。生物技术是指利用自然界中广泛存在的生物体以及其组成器官和组织,去研发新工艺或者新产品的一种技术应用体系,而环境生物技术就是指可以应用到环境污染治理中的工艺或者技术。在现代社会中,生物技术的应用范围非常广泛,作为其重要组成部分的环境生物技术在污染治理过程中有非常重要的地位,无论是在污水处理、废气处理和固体废物处理的过程中都有非常重要的作用。随着科技的发展,环境生物技术的发展和革新速度也非常快,酶工程和基因工程等都是生物技术发展革新的结果。
1环境生物技术的发展概况及特点
生态系统遭到破坏是造成当前各种污染产生的主要原因之一,而环境生物技术对生态系统的构建有非常好的作用。从微生物学的观点来看,构成生态系统最基本的要素就是自然界中各种生物体,生态系统需要通过内物质的循环去保持平衡,而当前的生态系统遭到了非常严重的破坏,进而就造成了水污染、空气污染以及固体垃圾污染等各种我们能够看到的污染现象出现。当前的环境生物技术主要就是利用微生物自身的代谢功能去进行各种污染的治理,近年来随着微生物技术的不断进步和发展,也有越来越多的诸如酶工程、基因工程以及环境修复工程等新工艺和新技术的出现,并且在环境污染治理中发挥着越来越重要的作用。环境生物技术不仅仅只被用在污染治理之中,在健康产业、环境监测以及医药产业等等方面也有非常重要的应用价值。在世界范围内,发达的资本主义国家都非常看好环境生物技术的发展前景,也非常重视生物环境技术产业的构建和发展,以此可见在不久的将来环境生物技术必定会有更好的发展。环境生物技术之所以在世界上受到如此青睐,主要是因为其本身有诸多的优点,在环境污染治理中的效果也明显优于其他技术。传统的物理或者化学技术处理污染的过程比较繁琐,且一次性的处理量非常有限,投资相对来说也显得更高,最重要的是还会造成二次污染,而环境生物技术与之相比则有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等许多的优点。此外,环境生物技术可以利用修复技术去净化环境,使得受到污染的资源能够再次有被使用的价值,这是其他传统技术和方法无法比拟的一项巨大优势。
2环境生物技术在环境保护中的应用
2.1污水的生物净化
水为生命之源,水污染给人们的日常生活和身体健康所带来的危害是非常大的,因此,水污染的治理在我国一直被重点强调。相关的研究资料显示,造成水污染的污染因子具有多样性和复杂性的特点,有机磷、重金属、氰化物以及各种酚类物质等等都是造成水污染的重要污染因子,传统的治污技术很难处理污水中这些有害的物质,而利用生物技术则比较容易实现。当前,通常采用固定化酶和固定化细胞的技术进行污水的处理,这两种技术都是通过微生物自身的生命活动,利用生物体的新陈代谢过程去祛除或者转化污水中的有毒物质。无论是固定化酶还是固定化细胞的技术都属于微生物技术的范畴之内,都是环境生物技术在污染处理中应用的直接体现。
2.2污染土壤的生物修复
土壤的污染是近几年来被重点关注的一种污染形式,因为我们所食用的粮食和蔬菜都来源于土壤,我们的生活更是片刻都不能离开土壤,因此必须要解决土壤污染的问题。相关的研究数据表明重金属是造成土壤污染最重要的污染因子,对于土壤中重金属的处理一直以来都是一个难题,当前主要采用微生物的修复技术。土壤修复技术的原理是利用生物本身吸收和代谢的生命体活动去改变重金属的化学形态,使其化学特性固定,从而降低其在土壤中的移动性,最终达到对受污染土壤中重金属的净化和消减。通过上述生物技术处理过的土壤,不仅能够大大降低或者清除重金属的污染,还能在一定程度上提高土壤中有机质的含量,通过微生物活动改善土壤生态结构,防止水土流失。
2.3白色污染的消除
白色污染是当前表现非常突出的一种污染现象,其污染源就是我们日常生活中的废弃塑料袋,还有就是很难被化解的农用地膜,据统计我国每年所产生的塑料垃圾有数百万吨之巨,广泛分布于河沟和土壤之中。许多人可能认为塑料垃圾只会有碍观瞻,却不是什么有毒有害的物质,实则不然,塑料垃圾会造成严重的水污染、土壤污染以及空气污染。生物可降解塑料袋的研发已经成为全世界都关注的一个课题,当前也已经有许多环保袋产品问世,这些生物可降解塑料袋的制作就需要用到环境生物技术。当前利用环境生物技术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,还可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物中,从而使得两者同时发挥出更大的作用,加速塑料袋垃圾的降解。
结语
综上所述,环境生物技术在污染治理工程中的应用非常广泛,同时在环境修复工程中的应用也很广泛,从目前的实际应用情况来看环境生物技术非常有效。然而,由于我国在经济发展的过程中长期以来对环境问题有所忽略,所以尽管现在的污染治理取得了一定的成就,但是所面临的形势依然不容乐观,需要进一步加强环境生物技术的开发和应用。在实际的污染治理过程中,许多环境生物技术的虽然有很好的效果,但是由于其成本和适用性等条件的限制,还不能被全面推广应用,这就要求环境生物技术要不断的进行革新与进步,使其能够在环境工程中发挥更大的作用。
参考文献
[1]于洁,冯裕,解玉红等.PCR-DGGE技术及其在环境微生物领域中的应用[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2010,12(06):227-234.
[2]林杰喜.分子生物技术在环境污染治理中的应用[J].资源节约与环保,2014,12(07):129.
篇5
1 绿色包装材料及研究方向
国内外相关理论研究认为，绿色包装材料也被称为环境和谐材料，是指原材料的选择、生产、加工、使用和处置，回收和再利用的整个生命周期，对人类健康和环境不造成污染，减少能源消耗，包装废弃物可以在自然中迅速降解或回收利用，不影响生态环境。此外，绿色包装材料的来源是比较广泛的，回收率高，易于回收和再利用的生态绿色材料和绿色包装产品。绿色包装材料作为包装行业最有价值的环保材料，在性质上有共同的包装材料的共同属性 ，应该有独特的绿色环保，环境特点，经济特点，有关能源资源，回收和减少性能。本文从概念和抽象的材料知识和实践的角度，从可持续发展和环境保护的绿色环保材料的实例分析。着眼于绿色包装材料的特点和具体应用的优势。目前，在包装行业的四大支柱材料，纸包装材料的优势是可以自然分解，金属包装材料易于回收和再利用；玻璃包装材料，易于再造，在塑料包装材料，虽然它具有许多优秀的和易于包装的特点，但由于大量的一次性塑料垃圾，很难回收和降解，严重的“白色污染”，给环境带来了巨大的负担，解决问题，促进和发展新的绿色纸包装材料，绿色植物纤维材料，降解绿色塑料包装材料，可以食用绿色包装材料我包装行业的发展趋势。
2 绿色包装材料类型及要求
绿色包装材料作为环保行业最具环保价值的材料，一方面拥有普通包装材料的特性，同时还应具各绿色包装材料生态上的适应性。如绿色包装的原材料其本身应不含有有毒的化学元素或有害的细菌，来源方式多元化、方便加工生产使用、成本相对较低性价比高、生产过程能源消耗小等；保障了资源能源的合理利用，生产加工过程中不会污染环境，不排放有害废弃物质；包装材料不会产生对人体健康和生物多样化有危害的物质；可保证原材料的持续生产和可再生利用资源化，不产生不可降解垃圾以及增加环境承重；包装材料使用后可重复再利用。绿色包装材料正处于研究和发展过程中，随着科技的快速发展，绿色包装材料将进一步完善和丰富，不断满足商品包装的多样性需求。按照绿色环保要求，将其废弃后以下几大类。
第一，可回收处理再造包装材料，主要包括纸张、蜂窝纸板、纸浆模塑材料等，其材料本身具有质量轻、价格低廉、绿色环保，易加工等特点；玻璃材料易回；金属材料易再造；高分子纤维材料易降解、高分子复合材料等。这些材料在设计和应用中也各具特色、风格各异。第二，可自然分解腐化、自然回归的材料主要有：纸张、纸板、纸浆模塑材料等纸质包装材料，可生物降解包装材料、光降解包装材料、水降解包装材料等各种生物合成材料。可食性材料、生物及仿生材料，利用竹材的结构和造型进行的一种仿生设计，既美观又环保。第三，可焚烧回收不污染大气的包装材料，这一类型的包装材料所用原料丰富多样，可以采用先进的技术和加工生产和研发工艺，从而生产出所需的新型绿色包装材料，如可生物降解塑料材料等。另外还可生产出纯净无污染的高分子材料和复合型材料，虽不能再复用再生，但经焚烧或卫生填埋处理后不会产生对生态环境和人体健康造成危害的物质，
综上所述，绿色包装材料的不断研发以及性能的改进，已经得到全面的推广和使用，使得不可降解或不可回收利用的包装材料的使用度大大降低了，在很大程度上减少了对环境污染，维持了生态平衡及可持续发展。不管是从环境保护的角度，还是从包装设计角度来说都具有十分重要意义。虽然当下绿色包装材料还存在着很多有待我们探究和解决的问题，但我们坚信，随着环境科学、生物科技的发展，有利于环境可持续发展的绿色包装材料种类将更加丰富和多元化。
3 绿色纸质包装材料的应用分析
根据绿色材料的相关理论研究表明，在四大主要包装材料中，纸质包装材料在世界商品包装材料中占有非常大的比重。据相关资料统计，纸质包装材料占所有包装材料的40%以上。纸质材料在绿色环保方面具有其他材料不可比拟的优越性，符合当下可持续发展的设计理念。由于纸质包装材料它的价格低廉、利于环保、易回收利用、易自然降解等一系列绿色环保特性的优点，越来越引起人们的重视，再加上不断有新的绿色新型纸质包装材的出现，为绿色环保材料的研究提供了更广阔的发展前景。
3.1 纸质包装材料的特性绿色化
工业实践中，纸质包装材料之所以能受到如此广泛的应用，是源于纸质材料本身具有不可替代的绿色环保的属性。归纳总结有如下几点：第一，价格低廉、经济节约纸质包装材料具有来源广泛、原材料品种多样，生产和制作成本低，易大批生产等特点。以包装箱设计为例，用木材做成木箱与将木材加工做成纸质箱相比，纸箱的用料不到木箱的1/7，即节约木材砍伐量，同时也降低了运费和成本。第二，防护性好，纸质包装材料与其他包装材料相比较，纸质材料的缓冲性能很好，具有相对适当的耐磨性、耐冲击性、牢固度等优点。纸箱结构的设计紧密，具有防光性和挡尘性；再加上新设计技术的不断采用、新品种的不断研发，纸箱在强度、韧度、防潮性能、防油脂能力等方面，具有其他材料无法比拟的优势。
篇6
【关键词】低碳；礼品；包装设计；设计理念；材料
中图分类号：J524.2 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2015）04-0184-02
一、低碳礼品包装设计概述
经过粗放型经济的肆意破坏，人类生活的自然环境已经承受了过多的负荷，过去几十年间，消失的植被面积达到了数亿公顷，提取化纤的石油也只剩下几十年的储量以供开采。如果不加以遏制植被的破坏速度，将导致人类生活环境的进一步恶化，极端天气频频出现。采用低碳礼品包装是缓解这一问题的手段之一，同时也是礼品包装的发展方向，在达到美观效果的同时宣传了环保理念、引领新的礼仪时尚。
（一）低碳礼品包装设计历史。礼品包装有千年的历史，东西方对于礼品包装都有各自不同的风格，中国春秋战国时代就已十分注重礼品包装，常常采用十分名贵的包装材料对商品进行烘托修饰，甚至发生了“买椟还珠”这样的历史趣事。发展到现代，工业经济、商品经济高速发展，商家为了追求更高的利润，往往在包装上大下功夫，包装华丽而内容贫瘠的商品屡见不鲜，严重侵害了消费者的利益且对环境造成了巨大的负担。人们于是开始寻求一种融合平衡美观、适度、创意、温情等等不同元素的设计理念，继而就研发设计出了低碳理念下的包装风格。
（二）设计原则。低碳包装设计要求符合国际的3R+1D原则，即保证包装是轻包装、可回收利用、可重复使用且使用材料可降解。3R+1D原则可以说从材料层面对包装设计进行了规定。另外，包装设计还要把握审美原则和适度原则，保证包装设计能够凸显商品的卖点和吸引力，且符合受众的审美习惯和年龄、社会阶层。
二、设计材料分析
一个包装样本，能够体现低碳元素的是其材料部分，低碳包装可选择的材料是非常丰富的，包括可降解材料、可食用材料、可重复利用材料和原生材料等等。采用可降解材料的包装在其丧失使用效能之后，被丢弃后可在短时间内被微生物降解为有机物质，为土质增添营养或者用于再生产，不会使环境产生负担。原生材料是使用自然界现有的材料雕琢美化后作为包装，比如贝壳雕刻美化后可以当作项链、戒指的包装盒，木料经加工雕刻成为木盒，木屑可用于造纸、建筑吸水等，岩石磨薄镶嵌是很好的古董包装盒，可食用材料常作为快餐食品的包装材料，同时具备可降解材料的优秀品质，在无限的创意中，为食品提供优良的包装。参考3D+1R原则，常用的设计材料具体有：
（一）纸。纸在包装设计中的运用非常广泛。包装用纸分为再生纸和原浆纸，原浆纸价格比再生纸略高且环保程度不如再生纸，但原浆纸可以制作高品质的材料，显图效果也比再生纸强。包装设计要根据客户需求和产品效果综合考虑选用纸的类别，当然，从实用和环保角度，还是建议用再生纸作为包装设计材料。
（二）竹木。竹子和树木因其硬度、韧性、轻便、容易加工、取材便捷等优点，在包装设计中常备作为原材料，另外，竹木包装因其古朴、民族的特色也常常被一些设计师、客户青睐而选用。
（三）玻璃。目前玻璃制作技术非常成熟，钢化玻璃等玻璃类别已经让自身脱离了易碎这个标签，玻璃包装往往显得华贵优雅，加以染色技术，又有琉璃的古朴之感，常常为高档商品所选用。同时玻璃作为一次成型的包装材料，也可以重复利用，例如可口可乐公司的汽水瓶，就是重复利用的一个典范。
（四）金属。金属因其高延展性、高韧性、可回收、丰富的类别和合金的多种复合可能被包装设计师所青睐，设计师往往可以通过金属材料制作出精美绝伦的包装艺术品。另外，金属包装产品的实用性能也很高，例如口香糖常用镀膜纸作为包装，以保证产品的干燥，贵重物品也常用金属进行包装，能起到防水防火防盗的作用。
（五）蔬菜。蔬菜中淀粉含量高以及纤维含量高的作物根据其特殊性往往可以当作包装材料。例如面粉和鸡蛋可以做成油炸食品的盒子，加工过后的蔬菜叶子可以用来包裹饼子等有馅料的食品，马铃薯粉制作马铃薯制品的包装盒也常有新奇的生活艺术效果。
三、印刷油墨
印刷所使用的油墨也关乎产品包装是否低碳，如果油墨材料不够环保，那材料即便可降解，也会使环境产生负担。目前常用的三种油墨有：
（一）水性油墨。水性油墨是采用水作为溶剂而得名，不会对人体产生伤害。同时水性油墨成本低廉，且印刷成品的颜色靓丽美观，且干燥效率比有机溶液的油墨效率高，常被食品、药品生产厂商运用，有着世界级的安全水准。
（二）植物种子油墨。采用较为广泛的是大豆油墨，由豆油、树脂、蜡质、颜料等材料，按照一定比例调配加工而成，对环境0负担，也无挥发性有机物质污染空气，不会对呼吸系统造成负担。新型的植物种子油墨还有亚麻种子油墨，这种油墨在性能上均优于大豆油墨，成为美、日、韩等国的印刷新宠儿。
（三）蔬菜油墨。蔬菜油墨的优势在于颜料源自纯天然，不含任何添加剂，甚至可以达到可食用的标准，一般也常与可食用的包装材料配合使用，同时这种油墨像蛋糕着色一样采用喷枪，更富创造力和想象力。
四、从设计结构方面提升礼品包装的低碳品质
（一）为包装“瘦身”。与中国传统的华贵繁复的包装结构不同，低碳理念下的包装结构设计遵循的准则是简约、小巧、实用，甚至达到“零包装”的程度。零包装不是指没有包装，而是包装简约到与产品浑然一体，不会像传统包装一样喧宾夺主，为产品增加过多的不必要的附加成本。但在瘦身模式下的包装设计，其创意和艺术性的体现就更加困难，这对于包装设计师有着更高的要求。
（二）摒弃粘合剂。对于包装材料的连接设计，丝绸、布艺制品可以采用缝纫的手法将材料连接在一起；硬质的材料现也多参考古代的“楔”手法，将材料拼接起来，例如木盒的仿古设计，既有历史韵味，又有现代的低碳理念；对于可降解塑料等不适宜以上两种方法的材料，则应当一次成型或者采用热熔手法将不同部分连接在一期，减少粘合剂的运用；对于纸板等材料，可以使用金属条装订，一方面保证了连接的稳固性，另一方面金属条和纸板都能回收再利用，符合低碳的理念。
（三）礼品包装结构要在遵循礼品本身及礼品品牌的基础上创新。过度包装往往会造成浪费，甚至会喧宾夺主掩盖礼品本身的立意。例如送一只古意盎然的毛笔，用一个高级檀木雕花盒子做外壳，内衬绣着精工苏绣的上好的雪缎和羽绒，这样的一个礼品，乍一看非常有档次，但毛笔的高雅风骨就被包装冲淡了许多。
四、结语
低碳包装还需要更多的创新来迎合纷繁复杂的产品设计需求，低碳是一种理念而不是一个固化的思维模式，要不断推陈出新，摒弃对自然环境、对身体健康有害的包装材料和印刷材料。低碳理念的全球化并不是一蹴而就的，但只要设计师群体有一个低碳的理念，常出品符合客户需求和产品特色的低碳设计，低碳型的礼品包装必然会成为一个长久的潮流趋势。
参考文献：
[1]訾鹏.低碳经济影响下的包装低碳设计模式研究[J].包装工程，2010，（12）：65-66.
[2]杨光，鄂玉萍.低碳时代的包装设计[J].包装工程，2011，（04）：22-24.
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近几年来，国民经济快速发展造成的区域环境污染越来越严重。为降低环境污染，特别是从源头上杜绝污染源，我国实行了多项治理“白色污染”的措施，如规定从2008年6月1日起，各大超市的塑料袋改为有偿购买。塑料袋是造成“白色污染”的重要原因之一，被掩埋的垃圾需要上百年才能够得以分解再利用，对于自然界的循环来说是极大的危害，对人类的生存环境是极大的考验。除了中国外，世界各国都面临环境污染的危机和挑战，如何维护各场所的环境卫生，改善日益严重的“白色污染”，寻求塑料的代替品，在满足人们的日常生活方便的同时，又能保护环境，已经成为一个迫切需要解决的重要问题，值得各个国家和地区关注和研究[1]。
在研究治理“白色污染”的过程中，聚-β-羟丁酸（PHB）逐渐受到人们的关注，并在农业、环境、医药等多个领域具有广阔的应用。PHB是微生物在营养不平衡的条件下贮存的内源性生物高分子聚合物，不仅具有良好的生物降解性、生物组织相容性和光学活性，还具有与化学合成塑料相似的性质[2]。20世纪70年代，英国ICI公司利用真养产碱杆菌进行发酵生产，商品名为“BIOPOL”，但由于当时生产成本偏高，PHB的应用范围受到极大的限制。目前，PHB的生产以微生物发酵生产为主。许多种属的微生物都可以积累PHB，菌种质量也是制约PHB能否进一步发展的重要因素之一[3-4]。当前原料成本和提取成本偏高，影响聚羟基烷酸酯的大规模工业化应用，因而研究和生产活动中亟需一种成本廉价、简便易行的分离提取方法。
1 产生PHB的主要微生物
有许多菌株都能产生PHB，但适用于工业生产的菌株须具备以下优点：生长繁殖的速率高，细胞内积累多聚物的浓度高，合成多聚物的速率快，能够高效利用廉价的碳源。
研究表明，能合成PHB的种属很多，如产碱杆菌属、固氮菌属、假单胞菌属、生丝微菌属、嗜盐杆菌属和甲基杆菌属等。国内外一些领域使用的PHB生产菌种也有基因工程菌，如产碱杆菌、固氮菌和假单胞菌。利用菌株生产PHB的过程中，能作为碳源的有脂肪酸、糖类、碳氢化合物、脂肪醇等，不同均属用不同的碳源产生不同的PHB，其对底物的要求、所合成PHB的结构、产率甚至合成机制均有很大差别[5]。
2PHB的提取方法
在利用菌株提取PHB的后期生产工艺中，提取价格较高。影响PHB提取过程的因素有很多，如提取方法、PHB纯度、提取率等，同时也影响生产成本。
2.1直接成型法
直接成型法在高温高压的条件下使细胞破裂，PHB交联聚合，并与细胞残渣互相混熔，共同成型，当发酵过程中PHB达到细胞干重的50%后，可以很方便地得到经压制成膜的产物[6]。利用该方法得到的产物具有较好的可塑性，可以进一步用于工业加工。
2.2溶剂提取法
PHB是积累于细胞内不溶于水而溶于一些有机溶剂的大分子聚酯，因而可利用PHB溶于特定溶剂的方法，采取溶剂提取法生产PHB。国际上这方面的研究开展较早，许多工艺方法都已申请专利。溶剂提取法简便易行，提取率高，很多研究领域至今都在采用该方法。
应用于溶剂提取法的有机溶剂较多，如氯仿、亚甲基氯、一氯乙烷等氯代烃共沸物。由于PHB仅溶于为数不多的一些有机溶剂中，且溶解度较低，故溶液显得很黏稠，从而使PHB的提取液与杂质的分离变得很困难。为了易于分离，就必须加大溶剂的用量，一方面造成溶剂回收问题，另一方面也会带来溶剂损失问题[7-9]。即使溶剂回收率很高，但大量的溶剂会提升生产成本，也会造成环境的污染。总体来说，利用溶剂提取法需要使用大量溶剂，尽管能回收再利用，但是仍会对环境造成污染。
2.3化学试剂法
化学试剂法是利用氧化剂、表面活性剂或螯合剂等化学物质的作用，将细胞中的杂质转化成可溶于水的成分，从而去除杂质。细胞壁是机械破碎的主要障碍，碱性条件下细胞壁的强度变弱。因此，使用化学试剂预处理能降低细胞壁强度，可减少操作压力；在机械破碎前，调节pH值并加入化学试剂提取PHB的效果更加理想[3-4]。
2.3.1表面活性剂法[10]。即在水相条件下应用表面活性剂处理细胞，使细胞破裂，释放产物。如果要求提高提取产物的纯度，则加入络合剂或消化剂。表面活性剂种类繁多，作用广泛，用其提取PHB的研究较为广泛。
2.3.2次氯酸钠破除细胞壁分离法。利用次氯酸钠来分离提取物质是目前化学试剂法中报道最多的一种方法[11]。该方法在应用时受到一些限制，因为生产工艺中需用到次氯酸钠，该物质的氧化性较强，对PHB有剧烈的降解作用。随着研究的不断深入，学者发现通过控制次氯酸钠的作用条件，可以降低次氯酸钠对PHB的降解作用。
次氯酸钠破除细胞壁分离法的过程中，为防止提取物受到过多的损坏，须加入溶剂保护提取物。Hahn et al研究表明，pH值为10的条件下，将等体积的氯仿和次氯酸钠加入到细胞中，作用90 min，离心取氯仿相，得到的产物纯度高，分子量大。李伟等[10]利用Alcaligenes eutrophus提取PHB，产物纯度可达97%，提取率82%，分子量为310 kg/mol。
2.4物理方法
从细菌中提取PHB须经过细胞破壁，通常采用高压均质或高速珠研磨。一般PHB颗粒的粒径为1 μm左右，小于细胞颗粒的粒径[6]。因此，将干细胞粉碎后，形成极细的颗粒，再利用粒径的差异在液相或气相中分离、获取产物。Nod对Alcaligenes eutrophus和重组E.coli分别进行研究：超声波破胞，悬液进入旋流除砂器，4 Pa下高压分离，取上层喷雾干燥，获得产物，纯度均高于95%，产率90%。
2.5酶法
应用酶消化细胞物质，从而释放出产物。由于单一的酶不能消化全部的细胞物质，产物的纯度也不是很高，因而经常采用复合酶类并添加缓冲剂和表面活性剂。通过严格控制作用条件，可取得较好的效果[4]。
2.6基因工程方法
应用基因工程的原理和方法，在细菌体内克隆外源自溶基因，使菌体自溶，释放PHB颗粒。
3小结
PHB具有不可替代的生物相容性和生物可降解性，同时还具有光学活性、压电性、抗潮性、低透气性等特点，是世界上公认最理想的可完全降解的生物塑料新型材料。该文介绍各种分离提取PHB的方法，是为了降低PHB后期生产的提取成本，可为其广泛使用奠定一定的理论基础。研究PHB的提取方法技术含量高，符合现代社会的发展要求，随着研究的深入、材料性能的提高和公众环保意识的增强，PHB的应用将越来越广泛。
4参考文献
[1] 王贵林，矫学成，王伟，等.我国农村白色污染的危害及防治对策[J].现代农业科技，2008（24）：231-235
[2] 徐爱玲，张帅，张燕飞，等.积累PHB菌种隐藏嗜酸菌DX1-1的诱变改良[J].微生物学通报，2008（10）：111-118
[3] 梁亮.G7y菌株生产的PHAs提取工艺方法及降解特性研究[D].西安：西北大学，2001.
[4] 何竹青.PHA高产菌株的诱变选育及培养条件的研究[D].西安：西北大学，2009.
[5] 季爱云，崔志芳，李春露，等.生物可降解塑料聚β-羟基丁酸酯产生菌的选育[J].塑料，2010（3）：98-103
[6] 羊依金，李志章，张雪乔.微生物降解塑料的研究进展[J].化学研究与应用，2006，18（9）：1015-1021.
[7] 许旭萍，陈接锋，李惠珍.Sphaerotilus natans FQ40合成聚β-羟基丁酸（PHB）条件的研究[J].食品与发酵工业，2004，30（9）：23-26.
[8] 黄媛媛.活性污泥合成聚羟基脂肪酸脂的研究进展[J].生物技术通报，2009（6）：59-61，74.
[9] 唐明宇.聚β-羟基丁酸酯的微生物合成[J].山师范高等专科学校学报，2003，16（3）：232-234.
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关键词：生物工程 环境 保护
中图分类号：X506 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-109-02
生物工程，这门新兴的综合性应用学科于上世纪70年代初兴起，是以生物化学、微生物学、遗传学和细胞学等为代表的生物学的理论和技术为基础，结合机械、电子、计算机、化工等现代工程技术，创造出具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”，以产生有用的代谢产物或发挥其特别生理功能。包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和生物反应器等内容。
生物工程用于环境有悠久的历史。但现代生物工程和环境工程的结合，于20世纪80年代诞生在欧美地区，形成了环境生物工程，它涉及的学科领域众多，通过利用生物体或生物体某些组成部分或机能，建立降低或消除污染物产生的工艺流程，或者能高效净化环境污染，同时又生产有用物质的工程技术。利用生物工程处理污染物的最大特点是，处理产物都是水、二氧化碳、氮气等无毒、无害的物质；可以有效避免二次污染，是一种安全而彻底的方法。
1 生物工程技术减少污染物排放
利用生物工程技术，研制具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”，并用于生产流程中，减少污染物排放、甚至零排放。例如，生物农药具有安全、无毒、不污染环境等特点；生物质能源的利用能有效降低污染物排放；高催化效率“工程菌”提高化学反应速度，减少生产过程能源、原料的消耗；这些对于保护生态环境都具有重要意义。
2 生物工程在环境监测的应用
监测环境污染是环境保护工作中的一个重要环节，除了应用化学或仪器分析进行测定外，生物监测也日益成为重要的监测手段。可以利用指示生物、基因工程技术改造过的微生物、分子生物学技术、生物芯片技术、生物传感器等技术监测环境污染。如水葫芦监测水域中的砷；用细菌总数及粪便污染指示菌（大肠埃希氏菌、克霉伯氏菌等）监测水质；用鼠伤寒少门氏菌检验物质致突变性与致癌性。近年来，研究较多的有聚合酶式反应技术（PCR技术）、生物传感器、核酸探针、酶联免疫吸附技术（ELISA）、生物荧光方法等生物高新技术也应用于环境监测。PCR 技术可用于土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测。生物传感技术可用来测定水体中的BOD、酚、NO3、有机磷，还可以用来分析大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度等。Andreas等报道了将检测汞的传感器菌株用于测定土壤中汞的生物有效性；Charlesp等用多孔渗透膜、固定化硝化细菌和氧电极组成微生物传感器，用此传感器测定样品中的亚硝酸盐含量，可间接测定空气中NOx的浓度，其检出限为1*10-8mol/L。今后，生物工程技术由于其快速、灵敏、特异性强的特性，将在环境监测中广泛应用。
3 生物工程在废水处理中的应用
废水中所含的污染物质是多种多样的，需要几种方法组成一个多层次处理系统。物理方法一般适用于预处理，化学方法容易产生二次污染；利用生物工程措施净化废水则是利用生物的新陈代谢作用，对废水中的污染物质进行转化和稳定，将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质。
固定化微生物技术。这是生物工程领域的新技术，利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造，将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后，菌体密度提高，极大提高了处理工业废水和分解难生物降解的有机物质的效率，具有明显优势。
生物反应器技术。在活性污泥中加入既有固定载体又有流动载体，既有好氧又有厌氧固定膜的反应器，大大增加反应体系中的生物量和生物类群，运用发酵工程原理，最高水平地发挥微生物降解污染物的生物活性。此法可提高生物处理的效率，节约大量的人力，简化操作程序。
生物强化处理技术。通过向废水中加入优势菌种或通过基因工程技术产生的“超级工程茵”，形成高效生物膜，以去除有害物质。常见的方法有：高浓度活性污泥法、生物-铁法、生物活性炭法。
随着污染日益严重、环境标准的不断提高、科学技术的进步，利用生物工程技术开发了不少处理废水的新工艺和技术。如升流式厌氧污泥床（USAB）生物处理技术、厌氧折流板反应器（ABR）生物处理技术、间歇式活性污泥法（SBA）生物处理技术、吸附-降解（AB）生物处理技术等。
4 生物工程技术在固体废弃物处理中的应用
固体垃圾处理的常用方法有：堆肥、填埋、焚烧。堆肥法和填埋法利用了生物学原理，通过“无害化、资源化、减量化”措施处理的废弃物，可作为肥料使用，实现废物资源的二次利用。国内张玲、凌云、孙立明、王建香等研究人员都研究了复合微生物菌剂在堆肥和填埋处理中的应用，并取得很好效果。国外有研究人员用蚯蚓床处理有机垃圾和粪便。蚯蚓床处理可以将废弃物转变为无臭味、肥效高的蚯蚓粪土，蚯蚓本身也是很好的医药原料和优良饲料，效果显著。
生物工程技术对于消除白色污染亦有重要意义，主要表现在以下几个方面：（1）利用基因工程技术可以筛选优势微生物、构建高效降解菌，并通过发酵工程技术大量培养，达到降解白色污染物的目的。（2）利用基因工程技术将能编码降解蛋白的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，迅速降解塑料等白色污染物。（3）通过基因工程方法，利用微生物生产可降解塑料。
5 生物工程在大气污染治理中的应用
废气的生物处理和空气净化主要是指利用微生物吸附分解有机物能力和降解恶臭物质与有机废物的方法，主要方法有生物洗涤、生物过滤、生物吸附法等。这些方法具有成本低、效率高、消耗低、安全性好和无二次污染等优点，比传统废气处理方法优势明显。此外，还可通过减少生产过程的污染物排放，从源头上减少污染物。酸雨的主要原因是燃煤产生的高浓度SO2，可以通过微生物脱硫技术减少SO2的排放。
6 生物工程在土壤污染治理的应用
土壤污染主要包括重金属污染、农药残留、土壤板结等方面。我国土壤重金属污染物主要来源于工业废渣、污水灌溉、生活垃圾等。土壤是人类生存的基础，我们既要保证18亿亩耕地红线，又要保证土壤的质量，生产健康的食品。
重金属难以降解，是土壤污染的重要污染源且对人体健康危害极大。重金属污染土壤生物修复技术包括植物修复和微生物修复。生物修复的主要原理是利用或通过基因工程技术改造微生物、动物和植物等生物的功能，将重金属吸附或转化为无毒产物。主要通过以下两种方法实现对重金属的净化：（1）通过生物作用，改变重金属在土壤中的化学形态，降低其移动性和生物可利用性；（2）通过生物吸收、代谢，削减、净化与固定重金属。
另外，农业生产中，80%以上的农药会残留在土壤之中，其中的磷、氯代烃等是造成污染的主要物质。运用现代微生物技术可以将这些有害物质分解为H2O和CO2等无毒无害或毒性较小的其他物质，不会对环境造成破坏。
7 结语
综上所述，生物工程已经在环保领域得到了广泛应用，并产生了重要的作用和深远的影响。随着现代生物学技术的迅猛发展和相关工程技术的提高，生物工程在环保领域中必将发挥更积极的作用，担当更重要的角色，带动整个环保事业迈入新发展。
参考文献：
[1] 金晓虹，任化炜.环境生物技术应用于环境保护的新进展[J].环境保护，2002（2）：25-21.
[2] 宋恩扬，楼士林.生物技术概论[M].北京：科学出版社，1999.
[3] 曾令波.生物技术在环境污染治理中的应用研究进展[J].高等函授学报（自然科学版），2008，21（6）：52-54.
[4] Andreas T.P，Carsten H，Ole N.Identification of copper-induced genes in Pseudomonas fluorescens and use of a reporter strain to monitor bioavailable copper in soil[J].Microbiology Ecology，2001（38）：59-67.
[5] Charles P T， Gauger P R，Patterson Jr C H，et al.On-site Immunoanalysis of Nitrate and Nitroaromatic Compounds in Groundwater[J].Environ SciTechnol，2000，34（21）.
[6] 沈耀良，王宝贞.废水生物处理[M].北京：中国环境出版社，2001.
[7] 张玲，李铁民.复合微生物菌剂在剩余污泥堆肥中的作用研究[J].微生物学杂志，2007，27（6）：48-50.
[8] 凌云.禽畜粪便高效降解菌的筛选和应用[D].上海：华东师范大学，2004.
[9] 孙立明，王克虹.高效复合微生物菌剂对垃圾填埋场恶臭物质的抑制作用[J].中华卫生杀虫药械，2004，10（4）：268-270.
[10] 王建香.城市粪便高效降解菌的筛选和效果评价[D].南京：南京理工大学，2008.
[11] 陈建孟，王家德，唐翔宇.生物技术在有机废气处理中的研究进展[J].环境科学进展，1998，6（3）：30-36.
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从最初的人工叫醒到现在的借助外来介质，叫醒产品逐渐走进了大家的视野，种类多样的叫醒工具在人们生活当中扮演了不可或缺的角色。当今越来越快的生活节奏对人们的睡眠质量也提出了更高的要求，大多数人为了避免自然醒导致起晚，就会选择一款适合自己的叫醒产品。本文通过对叫醒产品发展历史的解读，对现有市场上不同叫醒产品的分析，力图探究未来叫醒产品的发展趋势，为叫醒产品的创新发展提供技术支持。
二、不同叫醒产品及其特点分析
叫醒产品，顾名思义，就是把人们从睡梦中叫醒的产品，主要是以人或者实物作为载体通过声音、振动或者其他信号按照用户预先设定的时间发挥叫醒功能。古往今来，叫醒产品可以说是分门别类，根据其发挥叫醒功能时是否需要以人为介质可以分为以下两类：人为叫醒和以物为介质的叫醒方式。其中通过实物为介质实现叫醒的方式随着时代的发展涌现出了多个种类：普通闹钟、手C（附带闹时功能）、手环和其他综合类叫醒产品（例如可以实现叫醒功能的枕头、被子等）。
在还没有发明叫醒功能的产品之前就只能通过人为来实现。古时候，有许多人是靠着替人叫早来谋生的（如图1），他们靠着用棍子敲门窗，拿豆子砸窗户，或者摇铃铛来叫醒雇主，在确定雇主已经起床，并在窗口示意，叫醒人才算完成工作。而这种方式需要实施叫醒的人保持清醒以满足在规定的时间点叫醒熟睡的人，但显而易见，此种方式会在一定程度上导致浪费人力，并且也很有可能会因为部分原因导致错过时间点。而随着这种职业的渐渐消失，又出现了“膀胱叫醒法”，人们在睡前会喝大量的水，然后早上被尿憋醒，但显而易见这会影响人们的身体健康。
现在紧张的生活状态已经让每个人都焦头烂额，选择一款合适的且不依赖于别人而是通过外界实物来实现叫醒的产品是很重要的。
闹钟是带有闹时装置的钟，既能指示时间，又能在人们预定的时刻发出音响信号。据了解，世界上最早的闹钟（如图2）诞生于 18 世纪，当时的闹钟并不是依靠闹铃来叫醒人的，而是靠蜡烛发光，让光线刺激人的眼睛。当用户设置的时间到了的时候，闹钟的弹簧装载机制将会被触发，释放出打火石闸点亮蜡烛。随着新技术的引用，出现了早期的金属机械式闹钟（如图3），它是在当时钟表的基础上，添加了定时音响的功能。这和现在一些普通闹钟（如图4）的原理是一样的，只是现在的闹钟在外观造型设计方面更加人性化，符合大众的审美。但是，只是通过声音来实现叫醒的方式存在不可避免的缺点，用户没听见闹铃声音或者听到声音后关闭继续睡觉的情况屡见不鲜，而且还会影响到身边不需要被叫醒的人。
除了普通闹钟之外，现在市场上出现了越来越多的多功能叫醒产品，这主要是实现了叫醒产品与其他类型产品的结合，其不仅可以实现叫醒，还可以作为人们生活中一些其他必需品存在。如图5的多功能智能闹钟枕头，当设定的“闹钟”响时，枕头可发出噪音、彩灯闪烁并震动，直到用户的头离开枕头。多功能枕头的出现，让用户被叫醒变得更加容易实现。多功能叫醒产品的出现，满足了人们对于高质量生活的追求，但是这些产品实现叫醒功能的信号形式依旧不能实现“一对一”叫醒，即在对特定用户实现叫醒功能的同时依旧会影响到周围不需要被叫醒的人。
手机也可以归结为现代多功能闹钟的一种，但因其用户的广泛性而单独分为一类。手机附带的闹时功能（如图6）在人们的生活中也起了越来越重要的作用。它的叫醒方式和普通闹钟一样，都是通过声音或震动叫醒。正是因为这种和普通闹钟相似的简单的叫醒方式，它的弊端也就显而易见。
智能手环（如图7）附带的闹时功能主要是通过振动实现的，一般通过声音实现叫醒功能的闹钟形式在叫醒特定用户的同时，也会影响到其身旁不需要被叫醒的人；那么相比较而言，智能手环的闹时功能作用范围就相对缩小，基本实现了从“一对多”向“一对一”的转变，但是突然的振动难免会对正在熟睡的人造成生理和心理上的不适感。
三、基于TRIZ理论的叫醒产品发展分析
TRIZ理论提供了一套很好的解决问题的工具，并提出产品或技术的创新都有其规律性，而叫醒产品作为当今社会人们平时不可或缺的生活用品，也遵循着相应的进化模式和创新原理。纵观叫醒产品的发展历史，其主要是依附于叫醒产品的功能、原理、关闭闹时功能的方式以及产品材料等领域的发展。
从叫醒产品的功能来看，逐渐由“单一”变得更加“多元化”。1787年美国人李维・赫特金斯制造出了第一个闹钟，这个闹钟只会在每天早晨4点响，这是李维・赫特金斯每天起床的时间。因此最初的叫醒产品就是为了发挥叫醒功能而被发明的。而现在单一发挥叫醒功能的产品已然不多见，基本都是多功能的，如手机，以及有叫醒功能的被子、枕头等。叫醒产品功能的发展趋势符合TRIZ理论的合并原理和多用性原理，将不同系统组合到一个系统，使其发挥多种功能，满足人们的不同需求。
就原理方面来说，叫醒产品的发展从最初的人工叫醒到现在的借助外来物质实现叫醒，且实现叫醒的信号形式不再局限于声音，通过振动（如手环）、机械运动来实现叫醒的产品已屡见不鲜。如图8所示的一款叫醒产品，内置了一个能够360度疯狂转动的电动马达装置，并将假手臂固定于装置上，当闹钟设定时间到时，装置不仅会嗡嗡作响，连假手臂也会疯狂转动，抽打用户的脸部。“物叫醒”的模式逐渐取代了以“人”为介质的叫醒方式，叫醒产品的进化路线如图9。
关闭叫醒产品闹时功能的方式已经不再仅仅局限于手动按动关闭。一直以来的叫醒产品，如闹钟，都是通过铃声来实现叫醒的，也需要随手按动来实现关闭。这样带来的问题是在人们处于深睡眠状态（大脑皮层细胞处于充分休息状态，有助于消除疲劳、恢复精力，但是处于这个时期的我们很难被叫醒）的情况下，有可能出现没听见闹铃声音或者听到声音后关闭继续睡觉的情况。随着当代设计的突飞猛进，闹钟的叫醒形式也越来越丰富，同时关闭闹时功能的方式也越来越多。如图10，为Ruggie的智能叫醒产品，其内部安装一款压力传感器，当在规定时间响起时，用户必须双脚站在设备上超过3秒钟触发内部的传感器，它才能安静下来。不同新型叫醒产品的出现，多种闹时功能的实现，让用户短时间内被叫醒显得更容易实现。
从叫醒产品的材料来看，从单一的金属材质逐渐演化为多种新材料的综合应用。闹钟出现后，它的本身能够大大解放人力的优点让它的迅速普及成为了可能。最初闹钟的外壳材质都是金属，既不易加工又显得笨重。之后随着各种新材料的不断出现，金属材质闹钟的不易携带性让其被塑料、玻璃、橡胶以及其他一些复合材料逐渐取代。新材料的大量应用也促使打破了原先采用指针指示时间的固有模式，现在的闹钟更多体现的是科技感和设计感。早前的闹钟是具有闹时功能的立式机械表，在外观设计上都大同小异，而现在的闹钟虽然也可以指示时间，但是采用的方式却很少是指针形式，电子指示时间形式表现更加广泛。就外观来说，其造型设计也随时间指示形式的变化而更富时尚感。现在金属材质的闹钟可能更多的是作为一种复古的装饰品存在。在叫醒产品的整个发展过程中体现了TRIZ理论的分离原理、分割原理和局部质量等原理的应用，使得复杂的机械表发展成了当今多样的电子类闹钟（如图11），而且整体更加轻便。
可见TRIZ理论在叫醒产品的发展过程中起了非常重要的指导作用，表1为TRIZ理论的40条发明原理在叫醒产品的发展中的主要应用。
四、叫醒产品的发展趋势预测
一般的叫醒形式都是通过声音传播，但这明显会影响到周围不需要被叫醒的人。因此未来的叫醒产品可能会从叫醒产品的原理入手，通过寻求新的叫醒信号传播形式来实现。骨传导是当今社会发展已经相对成熟的一种新技术，它利用的就是人体骨骼传播声音的原理，最大的优点是它不通过外耳，所以能够有效防止环境噪声的干扰，能够和空气传导结合形成独特的听觉环境。通过将骨传导的原理运用到叫醒产品的设计上，以此来实现温柔地叫醒功能，并且“一对一”叫醒的实现就会真正成为可能。
当代人们对于生活质量的要求越来越高，融合多功能且个性化的产品更能吸引消费者的注意。因此对于未来的叫醒产品，也会一直以多功能设计为主，将其与平时生活中不可缺少的生活用品进行结合，使其在能够满足基本叫醒功能的基础上，还可以满足用户其他方面的需求。实现一物多用，为用户提供了便利的同时也增加了趣味性。
当今社会，环保设计成为一大发展趋势，正符合TRIZ理论40条发明原理中的变害为利的原理和抛弃与再生原理。因此就未来叫醒产品的材质方面来讲，会在不影响其基本强度、功能等要求，并且满足基本加工成型要求的基础上，更多地采用可回收、可降解的绿色环保材料，如光降解塑料，生物降解塑料等这些容易加工又节省能源，且不会对环境造成污染的新型材料。
叫醒产品发展趋势如表2所示。
五、Y论
篇10
【关键词】环境污染 生物技术 应用 前景
中图分类号：Q933
1我国生态环境的现状
我国生态环境污染日趋严重，如 “三废”污染、水体污染、土壤污染、废弃塑料和农用地膜污染、农用化肥和农药污染等，造成水资源严重短缺，土地荒漠化日益加剧，森林覆盖率剧减，草场严重退化。生态环境的恶化，时刻威胁着人们的生命财产安全，疾病发病率也迅速提高。因此，必须积极发展高新技术，如现代环保生物技术等，采用防治结合的方式，解决当前的环境危机，维护生态平衡，已迫在眉睫。
2环境生物技术简介
生物技术是建立在生命科学的基础上，通过直接或间接的方式利用生物或生物有机体的特定部分或某些功能，建立降低或消除污染物的生产工艺或能够高效净化环境污染，同时又能生产有用物质的工程技术。主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、染色体工程、生化工程等。生物技术在环保领域发挥着越来越重要的作用，正衍生出一门新兴的学科与技术，即我们所说的“环境生物技术”，亦称“环境生物工程”。其特点如下：
2.1 实现对污染物的循环利用
对垃圾废弃物的降解生成的产物或副产物，一般都可重新利用。这样，可把污染降到最小程度，不仅可解决长期污染的问题，还实现了对固废的循环利用。
2.2安全可靠、效果明显
利用发酵工程技术治理，产生的物质基本属于稳定无害的物质，常见的包括CO2、水、氮气、甲烷等。并且，多数都是一步到位，无二次污染。因此，该技术既安全、彻底又高效。
2.3简化流程，节约成本
生物技术是建立在酶促反应基础上的生物化学过程。酶作为生物催化剂，实质是一种活性蛋白质。一般在常温常压或近乎中性的条件下即可发生反应。因此，绝大部分生物治理对环境条件要求不高，并可就地实施。
3.环境生物技术在三废处理中的应用
3.1在废水处理方面的应用
废水中含有许多有毒有害物质，比如，酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇、蛋白质等。废水生化处理经近百年的发展，现已形成了许多新工艺、新技术。通过生物技术治理废水，主要借助微生物的降解作用完成。它分为耗氧降解技术与厌氧降解技术两种。耗氧降解技术又分为：活性污泥法与生物膜法。目前，采用较多的是固定化酶与固定化细胞技术，它属于酶工程技术。固定化酶又称为水不溶性酶，是通过物理吸附法或化学键合法，导致水溶性酶和固态的不溶性载体结合起来，从而使酶不再溶于水。微生物细胞犹如一个天然的固定化酶反应器。微生物细胞的固定可采用制备固定化酶的方式。对于污水中的多种污染物，均可通过固定化酶或固定化细胞进行治理。国内外有很多这方面的成功案例。
3.2在废气净化方面的应用
废气是近年来重要的污染源之一。如何利用生物技术高效净化废气也成为重要的研究课题。目前采用的方法包括生物过滤、生物洗涤、生物吸附和植物修复法等。常用的生物反应器有生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。根据微生物在废气处理过程中的具体形式，分为两大类：生物吸附法与生物过滤法。前者可治理含胺、酚和乙醛等气体，后者可降解恶臭性废气。植物修复技术是把太阳能作为动力，依靠植物的同化作用达到净化气体的目的。它属于一种绿色技术。现在，全球都有很多成功处理废气的案例。美国利用微生物作用来净化工业恶臭气体，效果明显，且还不会出现二次异臭。德国与荷兰利用生物膜过滤技术可除掉超过90%的硫化氢。我国相关学者也在此方面取得了不错的成果。比如，利用生物膜填料塔处理橡胶再生脱硫过程中产生的低浓度的有机废气，经试验表明，该方法是可行的，若相关条件控制适度，净化效果显著，净化率可超过90%。相比原有的废气处理方法，生物技术法有着很多优势：节约成本、效果好、安全可靠、没有二次污染等。
3.3在处理固废方面的应用
工农业生产、城市建设与日常生活都会产生很多固体废弃物。传统固体废弃物的处理方式，不仅浪费资源能源，还会污染环境。利用生物技术处理城市生活垃圾和农业废弃物，不但可以把这些废弃物变为优质的有机肥料，实现废物的资源化，更有利于生态环境的良性循环。常见的处理方式包括卫生填埋、堆肥和发酵制沼气等。
4.环境生物技术在环境污染修复中的应用
4.1污染土壤的生物修复
随着农业的发展，各种化学杀虫剂、农药被大量使用。而这些农药很多都会残留在土壤中，。尤其是那些极难降解的农药给生态环境造成难以估量的损害。通过相关生物技术处理，可以把这些污染物质进行有效分解，生成水与CO2。不仅不会造成对环境的破坏，还能防止出现二次污染。但是是分解周期较长，不符合农业生产的需求。重金属属于土壤污染中重要的污染物。重金属污染的生物治理机制是：借助生物作用（酶促反应）导致重金属的化学形态改变，将其固定在土壤中，或减轻其毒性。这样，可有效制约重金属在土壤中的移动。通过生物的吸收、代谢作用后，会进一步固定重金属或减小其毒性，从而净化土壤。此外，生物修复污染土壤的过程中，还能提高土壤有机物的数量，调动相关微生物的活性，从而优化土壤生态结构。同时，还能强化对土壤的固定作用，避免土壤受到风蚀、水蚀的破坏，预防水土流失。
4.2.水体生物自然净化技术
环境生物技术中通过植物吸收达到净化水体与土壤的方法被称为生物自然净化技术。分为生物塘与人工湿地两种。前者把太阳能作为初始能源，利用塘中植物的同化作用将水中的污染物吸收掉，从而净化水体。生物塘中可栽植的高效净化植物有水葫芦、芦苇、水莴苣等。同时，还应构建集组合曝气、水生植物、水产养殖一体化复合生态系统，进而提高生物塘的处理能力。后者是通过自然生态系统中的物理、化学、生物等作用达到对水体的净化作用。由于人工湿地处理系统出水水质较好，可用于饮用水源的处理，并且所需成本也比常规处理方法要低。
4.3白色污染的治理
采用生物技术治理可从两方面入手，一是筛选具有降解塑料与农用薄膜的微生物，形成高效降解菌。二是分离克隆出带有降解功能的基因，再将其植入到特定的土壤微生物内，如根瘤菌。这样，既能发挥两者各自作用，还有利于加快对塑料垃圾的降解速度。此外，还应重点对预防白色垃圾技术进行攻关与研发。个别微生物可以生成一些高分子化合物，类似于塑料，被称为聚酯。为进一步节约成本、提高产量，人们正致力于通过DNA重组技术，试图改造某些微生物。比如，当前一个重点研究课题就是通过微生物发酵生产聚-β羟基烷酸（PHAs），相关研究人员正试图形成自溶性PHAs生产菌种。通过把PHAs重组菌发酵后，积累数量众多的PHAs，再添加一些信号物质，从而生成裂解蛋白，然后细胞壁被破坏，PHAs析出。即简化PHAs的提取流程，达到节约成本的目的。
4.4降解废水中微量油脂
含油废水属于一种量大面广的污染源。废水中的少量油脂并不能通过原有的物理或化学方法处理掉。上海交大生命科学技术学院和日本日立化成公司合作，从5种活性污泥或土壤中驯化分离出六种菌，分析了它们在低温条件下对低浓度植物类油脂的实际降解能力。不同菌的降解能力都各不相同，其中，发现两种菌的除油效果很好，除油率高达92.80% 和95.49%，相关特性还有待进一步研究。
4.5化学农药污染的消除
经统计资料显示，每合成一吨农原药需消耗3-4吨化工原料，多余的原料作为未反应物或中间副产物随水排出，每年数百家农药厂排出的废水上亿吨，危害极大。中科院成都生物所经过反复试验，终于找到了解决处理农药（乐果）废水的方法。他们将高效微生物菌种用于SBR设备处理有机农药废水，效果显著，使有机磷转化率达96-99%，其技术指标达到了相关排放标准。一般情况下施用的农药化肥约有80%的残留，特别是难降解的氯代烃类农药，给生态系统带来了极大的滞留危害，必须依赖基因工程构建的高效菌种来进行处理。但要想彻底消除化学农药的污染，还必须全面推广生物农药。生物农药是指由生物体产生的具有防治病虫害和除草功能的一大类物质的总称，大多是生物体的代谢产物，主要有微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。
5.环境生物技术在环境监测方面的应用
应用在环境监测领域的生物技术主要有以下几种：①监测水质，利用细菌的数量、某些粪便指示菌（大肠埃希氏菌、克霉伯氏菌）等②检测物质致突变性和致癌性，通常使用鼠伤寒少门氏菌来检验。③通过发光细菌对环境中的毒物进行检测，速度较快。④根据对水中藻类的生长情况测定，对水质进行监测或检测某些物质的毒性。近年来，国际上在这一领域的重点研究对象包括PCR技术（应用聚合酶式反应技术）、核酸探针、生物传感器等。PCR技术可用于当前还无法培养的微生物检测，一般适用于对土壤、水样、沉积物等环境标本的细胞检测。
随着今后技术的不断完善，对于水质的检测，核酸探针与PCR技术极有可能取代现在的常规微生物检测方式。此外，生物酶法具有良好的发展潜力，它适用于快速检测与现场测定。生物传感器具体有酶传感器、微生物传感器、免疫传感器，通过酶、微生物、抗原、抗体等生物材料作为分子识别元件，从而把外部对其理化特性的影响转化为电磁信号。它可用于对特定污染物的快速检测，并且操作简便、结果精确。
5环境生物技术现状及前景展望
5.1现状
环境生物技术虽有诸多优点，并能有效解决各种污染问题。但实际应用中依然存在种种局限：
①反应速度较慢，并且需要大型的反应器，需占用过多的土地面积。
②对于原水水质有着十分严格的标准，不然，不利于微生物的生长。
③运行过程中会发生一些问题，如污泥膨胀或流失，余下的污泥也不易处理。
④通常的微生物也极难解决人工合成物，尤其是难生物降解的污染物。
⑤实验室有可能泄漏某些活的有害菌体。大规模的微生物应用会给生态环境带来潜在的风险。
5.2发展前景
5.2.1各种新工艺新方法不断涌现
比如，国内有关专家利用高效反应器治理印染废水时，结合三种新技术，以提高生物处理效率。即在厌氧流化床中加入高效的脱色菌，通过聚集-交胶固定法，把脱色菌固定到活性污泥中。再在反应器中加入磁粉以构成稳恒弱磁场，从而对微生物产生正的磁生物效应以加快生化反应速率。此外，还有利用基因工程克隆生物生长基因控制植物生长、构建高效的细菌来治理各种污染问题，以及利用遗传工程处理农业固废中难降解的五碳糖等等新技术。
5.2.2综合利用
为了避免微生物降解污染物后形成二次污染，同时，让资源得到充分利用，生物治理技术也更趋向综合性利用，如利用降解后形成的微生物菌体、微生物体内酶、有关代谢产物、或其产生的能源。当前，“沼气田”发电是比较成熟的生物技术，投资少、成本低、使用管理方便，正受到很多国家的推崇。英国有的污水处理厂采用乳酸细菌降解农用工业垃圾生成乳酸。
5.2.3和其它现代科技有效结合
近年来，现代科技的发展特别是IT技术的快速发展，促使生物治理技术取得了极大的进步。生物处理工艺正实现自动化控制，并且，生物技术方面正积极开展数学模拟研究。据有关报道显示，目前已研制出电子计算机辅助系统。该系统分为分析程序与处理程序，进一步降低了废水处理厂设计方面的难度。随着自控技术的发展，连续性运行的大型氧化沟也随之产生。
5.2.4重点研究极端微生物与超级工程菌
极端微生物是指在一般生物无法生存的条件下能生存的生物。比如在高温、高酸、高碱、高压、高盐、低温等极端条件。这类微生物具有特殊的生理机制，有很高的环保应用价值。Whyte等经研究了解到，冷微生物菌株可以使石油烃、十二烷、正十六烷、甲苯、萘等发生矿化。随着技术的进步，对现有微生物的有效改造，不断研发出新的具有特殊功能的微生物。通过质粒工程技术，把分别降解芳烃、多环芳烃等的质粒接合到降解酯烃的细菌体内，形成一种“超级菌”。这种细菌在治理石油污染方面有着很好的应用前景，可以把60%的烃分解。同时，相比一般菌种，其几小时就能达到一般菌种净化一年左右的效果。
5.2.5转变观念，从治理转向预防
目前，随着环境问题的日益突出，世界各国都意识到环境保护的重要性。生物技术的发展也会从单纯地治理过渡到防治结合，以预防为主，最终实现清洁生产。比如，生产微生物农药、源于微生物体又能生物降解的表面活性剂等。今后还可应用于诸多领域，如洗涤剂制造、油类回收处理、感光乳剂稳定、植物病害防控、细胞破碎、微生物的快速测定等方面。目前，正尝试通过基因工程技术把PHBV基因植入某些植物体内，实现从植物体内获取塑料，从而解决严重的塑料污染难题。
5.3.展望
随着全球环境的日剧恶化，使人类的生存和发展遭到了一场前所未有的挑战，迫使人们进行一场‘环境革命’来振救人类自己。这场环境革命的意义就像18世纪的工业革命一样重大，而且需要更深入和彻底。在这场革命中，借助现代生物工程技术解决环境问题，纵然有其巨大的发展潜力与优势，也还存在诸多局限与不足，所以，面对环境危机日益恶化之势，不仅要建立健全相应的环境规划、法规、资金投入等生物技术良性应用环境，鼓励、资助研发更新更高效的环境生物技术，并使之得到产业化与商品化发展，还要把生物技术和其它各种相关技术有效地结合起来，才能切实有效解决当前困扰世界各国的生存危机的问题。
【参考文献】
[1]刘涵戈 浅谈生物技术在环境保护中的应用 新教师教学 2011，（1）河南省项城市，河南，项城，466200
[2] 谢丹丽1 雷鸣2 生物技术在环境保护和污染修复中的应用 环境保护科学 2007，33（5）1. 中南大学湘雅二医院污水处理中心 长沙 410007； 2. （湖南农业大学资源环境学院 长沙 410128
[3]张伟锋 现代生物技术在环境保护工作中的应用 综合论坛2011 新密市环境保护局河南郑州452370
[4]郭颜伟 生物技术在环境保护工作中的应用探讨 科技传播 2011（11）新郑市环保局，河南新郑 451100