生物技術與環境保護

  劉芝在印度新德裡召開的"無害環境生物技術應用國際合作會議"上，專家們評估了生物技術應用對環境和人類健康的影響，提出了利用生物技術預防、阻止和逆轉環境惡化，加強自然資源的持續利用，保護環境和生態平衡的措施。專家們認為，利用生物技術治理環境污染具有巨大的潛力
微生物脫硫治理空氣污染 
燃煤和燃油產生的二氧化硫等硫化物是大氣污染的元兇，又是產生硫雨的主要原因。據北京環保局計算，北京市僅燃煤每年排入大氣的二氧化硫就達26萬噸
煤炭中的硫分無機硫和有機硫兩種，無機硫大部分以礦物質的形式存在，其中主要是黃鐵礦。生物學家利用微生物脫硫，把2價鐵變成3價鐵，把單體硫變成硫酸，取得了良好效果。如日本中央電力研究所從土壤中分離出一種硫杆菌，它是一種鐵氧化細菌，能有效除去煤中的無機硫
美國煤氣研究所篩選出一種新的微生物菌株IGIST，它能從硫中分離有機硫而不降低煤的質量。捷克科學家篩選出的酸熱硫化葉菌，可脫去黃鐵礦中的75%的硫。據統計，捷克利用生物技術脫去煤碳中的無機硫平均達78.5%，有機硫平均為23.4%。目前，科學家發現，能脫去黃鐵礦中無機硫的微生物還有氧化亞鐵硫杆菌、氧化硫杆菌等
最近，日本、科威特和沙特阿拉泊聯合研究小組發現了一種能分離石油中硫的新微生物。這種微生物通過破壞石油成分中碳和硫的結合，將硫分離出來。實驗證明，在輕油中加入適量新微生物，一天後含硫量就會下降到50PPM（1PPM為百萬分之一）以下，達到限制量的1/10，效果顯著，並且不會影響硫的質量
微生物脫硫技術簡單，成本低，更為重要的是符合"源頭防治"的環保新理念，比"末端治理"（污染產生後再治理）效益高，是很有前途的大氣污染治理方法
生物技術處理、淨化廢污水
廢污水處理有物理方法、化學法和生物法三種，其中生物法應用最廣，效果也最好。如活性污泥法，即用含有多種微生物的活性污泥，在通氣條件下進行吸附、沉澱和氧化分解，解除水中的污染物，使廢污水得到淨化。利用現代基因工程已培育出分解能力強、能在混合繫統中占優勢的菌種。美國科學家從土壤中分離出兩種在無氧條件下也能生存的厭氧菌，它們能分解聚氯乙烯等有機化合物，並能將這些毒性較強的化合物轉化為醋酸鹽和乙醇等化工原料。美國科學家還利用一種能喫毒的氰化物的細菌處理廢污水，這種細菌同時還能收集水中鋅、銅等重金屬，使水澄清後再利用。由於這些細菌繁殖力十分驚人，所以1立方米的污水，僅需幾個小時，就能把毒物和重金屬徹底清理干淨。俄羅斯科學家設計的一種生物過濾器，將微生物群落附著在玻璃纖維上。這種有生命的過濾器，不僅淨化效率高，而且設備簡單，建設費用低，能吸附大量水中雜質，還能使有機化合物分解和腐化
生物農藥
化學農藥的應用，對控制農作物的病蟲害，增加農作物產量起了重要作用，但對人類的健康和生存環境卻構成了很大的威脅。據統計，現有30%的殺衝劑，50%的除草劑和90%的滅菌劑在動物實驗中引起腫瘤。美國國家科學院的研究報告說，目前食品中的殺蟲劑殘留量嚴重超標，比兒童安全量高出100~150倍。農藥的使用還使土壤受到污染和破壞。國際上從60年代開始發展起來的生物農藥是生物防治病蟲害的一支新軍。傳統的生物防治是利用"天敵"來殺蟲除害。這雖可減少化學農藥的使用，減少農藥的化學污染，但飼養和釋放"天敵"，不僅費時費工，耗資巨大。而且在突發性病蟲害前常措手不及，無能為力。而生物農藥卻可解決這個難題
所謂生物農藥，是指利用生物工程技術，將病蟲害的"微生物天敵"篩選出來，培養加工成一般農藥的形式，用以對付病蟲害。這些微生物天敵包括細菌、真菌、病毒和原生動物（如線蟲、微孢子蟲）等。英國科學家利用一種叫綠僵菌的真菌殺滅蝗蟲，一取得良好效果。目前，國際上真菌殺蟲劑的開發研究方興未艾，發展迅速
EM生物技術
"EM"是"有益微生物"的英文縮寫，是一種復合微生物菌劑。它是把現有對人類和農作物有益的微生物合在一起的菌群，其中包含有光合菌、放線菌、乳酸菌、酵母菌等5科10屬80多種微生物。是典型的微生物制劑。由於其中不含任何化學物質，所以無毒副作用，也不會污染環境、危害人畜
大量試驗證明，EM在農業、畜牧業、養殖業、園藝業、工業及環境保護等領域都可使用。在農業上，EM能將雜草、牛糞、有機垃圾等轉化成高效農肥，還能降解土壤中化肥、農藥等殘留有害成分，恢復土壤的微生物優勢，保護土壤資源（化肥的大量使用使全世界每年有2100公頃肥沃土地喪失生產能力）。EM不僅可促進農作物增產，還淨化了環境，大大減少了化肥的使用量。在畜牧業和養殖業中，EM可清除養殖業中的惡臭，能使氨氣濃度下降4/5，蒼蠅大大減少，產品質量（品味）大大提高，糞便轉化為高效農肥。在環境保護方面，用EM處理垃圾和廢污水不僅成本低、效率高，還能變廢為寶，大大減少垃圾和廢水的排放量，減少垃圾處理場及處理設施。EM是集農牧業生產、環境保護與資源再利用於一體的綜合技術。目前，世界上許多國家都在開發、使用EM技術。如印度利用EM技術治理恆河污染，效果明顯；日本的養豬場、養牛場使用EM技術後，場內無臭味、異味。豬、牛生產快、抗病力強、提早出欄、肉嫩味美。我國的中國農業大學、南京土壤研究所等單位，均在進行EM試驗，我國與日本合建的EM生物技術實驗室，正在南京建設
基因工程可降解塑料 
由於傳統塑料難以降解,給農牧漁業、電力設備、河流和生活環境帶來了嚴重的危害，成為新的"白色危害"
近年來，許多國家的科學家利用生物技術培育能生產塑料的生物和細菌，已取得可喜的成績。生物塑料的最大優點是易於降解，生產時耗能少，不污染環境。科學家發現，許多種土壤細菌能產生"聚羚酯"小顆粒，這種物質具有塑料的特征，細菌生產這種小顆粒是作為自己的事物，食用並儲存。科學家利用基因移植技術，將細菌中生產"聚羚酯"聚合物的基因移植到植物細胞中，使植物也能生產這種小塑料顆粒。1990年，美國密執安州立大學的克裡斯托弗.辛斯基教授成功地將能產生聚合物的細菌基因，移植到芥子繫植物中。1991年，1月，這些移植基因全部發揮作用，首創了能產生塑料的植物。他的下一步計劃是將這種基因植入馬鈴藷和甜菜中，以便大量生產這種塑料。美國麻省理工學院的安東尼.辛斯基教授則計劃將生產聚合物基因移植到玉米細胞中去。他說，"我們希望像收割玉米似地收獲塑料玉米棒"。日本和德國的科學家則想直接通過細胞來生產塑料，他們把多種細菌聚合物的基因組合植入某種細菌中，使這種細菌能高效地生產出多功能塑料，甚至有可能生產出代替橡膠的、超韌性的、可被人體吸收的塑料。德國格丁根大學的科學家利用細菌生產的聚合物，可分解為水和二氧化碳，極易降解，其垃圾可作為植物肥料回歸自然。這種塑料還可作用作醫療器械。英國利用細菌生產塑料已經形成產業，從技術上看，已經不存在大的困難，關鍵是成本太高。英國帝國華工股份有限公司生產的微生物塑料，其價格是每磅15美元，大大高於用石油生產的塑料每磅60美分的價格。科學家們認為，10年後用土豆、甜菜、玉米等作為大量生產塑料，其價格可降至每磅23美元。而更為重要的是，利用植物生產塑料，需要的僅僅是陽光和水。這有利於緩解人類面臨的能源危機和環境災難，符合可持續發展戰略
超級微生物顯神威
近來，科學家發現，有些微生物，不僅能降解石油及其衍生物、金屬離子、農藥等工農業污染物，甚至連放射性核廢料，極毒的化學物質都能降解。美國一家生化公司的科學家，培育出了能降解極毒化學物質多氯代聯苯（PCB）的微生物。這種微生物能將這種工業廢棄物中常見的毒物分解為水、二氧化碳和無害的單細胞物質。另一組科學家培養出能吞食有毒金屬的微生物。為了培養這種微生物，科學家先把他們放在汞、鋁等有毒重金屬的附近，然後將最健壯的存活微生物收集起來，再從這些微生物中取出能分解有毒金屬的基因，植入到另一具有其他降解能力的微生物中，便得到具有多種降解能力的"超級微生物"。科學家還利用基因工程技術，將浮遊生物的基因移植到能吞食石油的微生物中去，使這種微生物具有浮遊本領，在海洋水面上遊弋，專門吞食石油，稱為"海上拖布"
---摘自 《Science&Culture 科技潮》（總第133期）---