科学技术在环境保护中的运用

科学技术在环境保护中的运用

环境污染是人类社会在21世纪必将面临的重大难题之一，空气、水体和土地资源的污染越来越严重，不但影响了国民经济的可持续发展，甚至已威胁到人类的健康、智力乃至生存，因此全球各国近几年都在寻找新的途径和方法，以治理和解决环境污染问题。

一、科技的发展与环境污染

科技的发展充分证明科学技术，尤其是近年来新兴的生物技术是环境保护的有效手段，这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显著优越性充分体现在它是一个纯生态过程，从根本上体现了可持续发展的战略思想。生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点，加之其技术开发所预示的广阔的市场前景，受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入，人们已越来越意识到，现代生物技术的发展，为从根本上解决环境问题提供了无限的希望。

二、应用生物技术治理环境污染的重要成果

自本世纪70年代以来，发达国家就十分重视生物技术在环境领域的应用，并开展了大规模的科研活动。目前已开发了一系列的环境生物技术及其产品，并在世界上广泛应用于污水处理、大气净化及污染环境介质治理等诸多方面。例如，美国构建的超级细菌可快速降解土壤和水体中的石油组分，该技术已获得专利，并在海湾战争中得到了应用。至今，英、法、德、荷等国已取得大量实用性的环境生物技术研究成果，部分已经商品化。如英国ICI公司的生物可降解塑料等环境友善产品，在世界上具有广泛影响。以下重点介绍几项经多年开发，已接近产业化的环境生物技术：

1.高硫煤微生物脱硫技术

高硫煤微生物脱硫技术煤炭是世界能源的重要组成部分，我国是世界上最大的产煤国和煤消耗国，可燃硫经燃烧生成SO2随烟气排入大气，导致了严重的环境污染，造成的经济损失每年达数百亿元。《中国21世纪议程》中指出：“发展少污染的洁净煤技术是中国政府履行国际公约、承担相应国际义务的重要方面，也是促进中国以煤为主的能源系统向环境无害的可持续发展的模式转变的战略组成部分。”可见洁净煤是中国能源的未来。我国是一个发展中国家，经济还比较落后，如何采取可持续发展的战略，开发廉价的、操作简便的煤脱硫技术，将具有深远的经济和环境保护意义。在众多的煤洁净、脱硫技术中，煤的燃前脱硫技术，其脱硫成本仅相当于洗涤烟气脱硫的1/10，同时燃前脱硫便于大规模、全面地控制燃煤的二氧化硫、粉尘排放，因而受到各国的高度重视。与现有的物理、化学法相比，微生物洁净技术具有投资低、操作简便、反应条件温和、不产生新的污染，并可和现有的物理洗煤过程相结合，脱除其中的灰分，而煤基本无损失，且可提高煤的燃值，因而受到许多国家政府和企业的极大关注，竞相开发这一技术。

2. 造纸工业中的生物制浆和生物漂白技术

造纸工业中的生物制浆和生物漂白技术造纸工业中的生物制浆和生物漂白技术是世界上六大污染工业之一。我国造纸行业年排放废水量达40亿吨，占全国工业废水排放量的1/6。在用植物材料进行化学制浆与化学漂白过程中，含有大量木质素、半纤维素和有害物质的废液被倾倒入江河湖泊中，造成严重的环境污染和生态破坏。多年来，人们不懈地努力，试图开发出无污染和高效率的制浆造纸新工艺，以减少污染，保护环境。造纸工业中的制浆和漂白工序是污染物产生的主要工序。与化学法相比，虽然机械法制浆可以大大提高纸浆得率，从而节省大量林木资源。但是，磨木浆的能量消耗很大，而且成品纸的强度等质量性能不如硫酸盐浆，因而限制了这项技术的发展。生物技术可以帮助解决这些问题，其中最具吸引力和挑战性的是生物制浆与生物漂白。目前人们正在努力加快新技术的产业化，并力图将新技术的应用范围扩大到亚硫酸盐浆、硫酸盐浆，乃至非木材浆中去，这将使造纸工业摆脱污染，

实现清洁生产。石油污染土壤的生物修复

3.石油污染土壤的生物修复

人类的生产活动，当代工业的迅速发展，大量的人造化学物质排放入环境中，对资源和环境构成越来越严重的破坏。化石燃料的开采和使用，工业三废的排放，给我们赖以生存的环境造成难以估量的污染。生物修复技术是80年代以来出现和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术，其主要利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境如土壤中的污染物，达到清除环境污染的目的。在该技术的萌芽阶段，主要应用于环境中石油烃污染的治理，并取得成功。实践结果表明生物修复技术是可行的、有效的和优越的，此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。欧洲各国如德国、丹麦、荷兰对生物修复技术非常重视，全欧洲从事该项技术的研究机构和商业公司大约有近百个，他们的研究证明，利用微生物分解有毒有害物质的生物修复技术是治理大面积污染区域的一种有价值的方法。生物修复技术最成功的例子是JonE.Llidstrom等人在1990年夏到1991年应用投加营养和高效降解菌对阿拉斯加王子海湾由于油轮泄漏造成的污染进行的处理，取得非常明显的效果，使得近百公里海岸的环境质量得到明显改善。

三、环境生物技术的展望

环境生物技术的重要性已为众多的国家普遍接受，在发达国家，已成为优先发展及应用的环境保护新技术。例如，由美国生物工业组织和白宫国家科学技术委员会组织的可持续环境中的生物技术大会上提出了基因工程微生物、优选微生物菌株和生物传感技术中可利用菌株等三大最新发展技术领域。这些技术领域的发展不单纯局限于工业末端处理和被污染系统的恢复，在污染防治或清洁生产方面具有同样重要的意义。

随着环境生物技术的进展和市场开拓，其应用已从单个的环境目标治理，发展为广泛应用于环境保护的各个方面。彻底解决严重污染我国水环境的造纸黑液问题，使许多污染行业的工业生产真正进入无污染的清洁生产的轨道。

目前，我国的环境生物技术处于刚刚起步阶段。该技术的进一步开发需要得到社会、同行及主管部门的广泛支持，大力开展以污染控制生物技术为主体的环境生物技术的研究，将大力推进生物技术在环境保护中的应用，并将通过生物高技术的发展带动整个环保科技的发展，解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题。我们应该充分认识到环境生物技术开发对我国环境保护和社会、经济发展的重大意义。人类赖以生存的地球只有一个，我们切不可为了眼前的一点利益而对我们的环境采取掠夺式的开发。我坚信，人类最终会通过自己的科技成果解决环境问题，走上可持续发展的健康道路。