第一篇：环境监测技术发展方向
环境监测技术的应用现状及发展趋势
摘要：在环境问题日益严峻和环境保护工作不断深入的今天，环境监测技术成为了影响环保工作开展的重要因素。利用现代环境监测技术对污染物进行准确、及时的监测和分析，对实现环境污染的预防和控制具有重要的现实意义。本文通过对现有研究结果的分析，总结了环境监测技术的应用现状，3S技术、生物技术、信息技术、物理化学科学技术在水、大气、土壤等环境介质的污染物监测中应用广泛。同时，本文对环境监测技术的未来发展趋势进行了探讨，将向着以有机污染物作为监测的主要目标、监控介质范围扩大、监测分析精度痕量化、分析技术快速化、实验室管理系统应用广泛化的方向发展。 关键词：环境监测;环境保护;技术;污染
Application Status and Development Trends of Environmental
Monitoring Technology Abstract：Today, environmental problems are increasingly serious and environmental protection workis deepening, and environmental monitoring technology has become an important factor affecting the environmental work to carry out. Using modern environmental monitoring technology to monitor and analyze the pollutants accurately and timely has important practical significanceto prevent and control the environmental pollution.By analyzing the results of existing studies, this paper summarizes the application status of the environmental monitoring technology. 3S technology, biotechnology, information technology, physical and chemical science and technology are widely used in the monitoring of contaminants in water, air, soil and other environmental media.At the same time, this paper discusses the development trends of environmental monitoring technology, it will be toward to regard the organic pollutants as the main monitoring targets, expand the scope of monitoring media, analyze to achieve mark quantization, analyze fast, and use the laboratory management system widely in the direction of development. Key words： Environmental monitoring;Environmental protection;Technology;Pollution
1 引言
近年来，随着经济的快速发展，环境问题日益严峻，环境问题和人民生产生活息息相关，保护环境刻不容缓。环境监测不仅是加强环境监督与管理的重要手段，也是保护环境的前提和基础。随着环境问题的不断凸显，政府及社会各界不断地提高环境保护意识，从而对环境监测技术提出了更高的要求。因此，分析总
1 结当前环境监测技术的应用现状并在此基础上探讨其未来的发展趋势是十分必要的，具有很强的现实意义和重大的战略意义。
本文简要介绍了环境监测的内涵、作用及发展历史，总结分析了环境监测技术的应用现状并对其发展趋势进行了探讨，为今后环境监测工作的开展提供了更多的分析资料，促进环境监测技术的开发与完善，对实现人类的可持续发展具有重要的意义。
2 环境监测概述
2.1 环境监测的内涵及作用
环境监测(Environmental Monitoring)是环境科学和环境工程的重要组成部分，是在环境分析的基础上发展起来的一门学科。它是指运用各种分析、测试手段，对影响环境质量因素的代表值进行测定，确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势，从而为开展环境工作提供服务的活动。
环境监测的目的是运用现代科学方法，对人类赖以生存的环境质量进行定量描述，用监测数据来表示环境质量受损程度，准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划提供科学依据，进而保护人类正常生存与发展。具体有以下几个方面[1]：对污染物及其浓度(强度)作时间和空间方面的追踪，掌握污染物的来源、扩散、迁移、反应、转化，了解污染物对环境质量的影响程度，并在此基础上对环境污染作出预测、预报和预防;了解和评价环境质量的过去、现在和将来，掌握其变化规律;收集环境背景数据、积累长期监测资料，为制订和修订各类环境标准、实施总量控制、目标管理提供依据;实施准确可靠的污染监测，为环境执法部门提供执法依据;在深入广泛开展环境监测的同时，结合环境状况的改变和监测理论及技术的发展，不断改革和更新监测方法与手段，为实现环境保护和可持续发展提供可靠的技术保障。
环境监测在人类防治环境污染，解决现存的或潜在的环境问题，改善生活环境和生态环境，协调人类和环境的关系，最终实现人类的可持续发展的活动中，起着举足轻重的作用。
环境监测的对象大致分为以下两种：一种是自然环境，包括水源、大气、土
2 壤等;另一种是人文环境，包括固体废弃物、环境生物、噪音、放射性物质等。环境监测通常包括背景调查、确定方案、优化布点、现场采样、样品运送、实验分析、数据收集、分析综合等过程。
2.2 环境监测的发展历史
20世纪50年代，针对发达国家不断发生的化学毒物造成的严重环境污染事故，对环境样品进行化学分析以确定其组成和含量的环境分析便成为这个阶段环境监测的主要特征。自20世纪60年代末开始，环境监测逐渐引入物理的、生物的手段，这一时期的监测工作以对污染源的监督性监测为主要特征。自20世纪70年代中期以来，发达国家把环境监测焦点从对污染源监控转移到环境质量监控上来，使环境监测范围发展到面源污染及区域性环境质量方面。20世纪80年代初，发达国家相继建立了自动连续监测系统和宏观生态监测系统，并借助地理信息系统技术、遥感技术和全球卫星定位系统技术，连续观察空气、水体污染状况变化及生态环境变化，预测预报未来环境质量，扩大了环境监测范围，提高了监测数据的获取、处理、传输、应用的能力，为环境监测动态监控区域环境质量乃至全球生态环境质量提供了强有力的技术保障，极大促进了环境监测的现代化发展，实现了监测的实时性、连续性和完整性。
我国环境监测起步较晚，经过30多年的发展，现已发展到物理监测、生物监测、生态监测、遥感、卫星监测，从间断性监测逐步过渡到自动连续监测。监测范围从一个断面发展到一个城市、一个区域乃至全国。一个以环境分析为基础，以物理测定为主导，以生物监测、生态监测为补充的环境监测技术体系已初步形成[2]。
3 环境监测技术的应用现状
3S技术、生物技术、信息技术、物理化学科学等现代化监测技术已被广泛应用于大气环境监测、水资源调查评价等监测工作。
3 3.1 3S技术在环境监测中的应用
3S技术是以遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)为基础，将这三种独立技术与其他高新技术有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术，它集信息的获取、处理和应用于一身，凸显信息获取与处理的高速、实时与应用中的高精产度、可定量化等方面的优点[3]。 3.1.1 3S技术在水资源管理中的应用
当前国内外3S的技术在水资源的调查与评价上的应用是非常广泛的。其主要应用在流域水文模拟、水资源评价、生态环境变迁分析、生态耗水变迁分析、监测水体沼泽、监测水体富营养化等等[4]。在水质遥感监测方面，近几年来，对构成水的质量的一些要素进行定量监测的研究有了一定的进步，这些要素包括浑浊度、总悬移质泥沙含量、pH值、总含氮量等等。
卫星遥感监测技术已经广泛应用于海洋环境监测，并取得良好成效。一般陆地卫星的多光谱扫描仪是用于沿海悬浮泥沙含量和其扩散状态的监测;用于工业排污与生活污水的监测。在1972—1977年间出现了3次大范围海上溢油问题，采用海洋水色成像仪与沿岸带水色扫描仪用于悬浮物浓度或者海域叶绿素的分析，实现全天24小时的海洋油污实时监测，具体监测溢油的分布范围、油膜厚度、移动扩散状况和溢油量等。 3.1.2 3S技术在湿地研究中的应用
(1)3S技术在湿地资源动态变化监测中的应用。
运用多时相、多平台的遥感动态变化监测技术及时获取湿地的动态信息，通过地理信息系统技术的空间分析功能和数据管理功能对遥感技术获取的湿地信息进行实时更新，可以获得湿地的动态变化情况[5]。
(2)3S技术在湿地制图中的应用。
迄今，中国、加拿大和爱沙尼亚等国已经出版了国家沼泽湿地图。中国运用3S技术还编制了不同比例尺的湿地景观生态图[6];完成了黄河三角洲1：5万和1：10万地图的编制[7]等。
4 3.1.3 3S技术在土壤环境监测中的应用
过土壤波谱分析，应用高光谱遥感数据能较好地探测土壤表层或浅表层的性状，并且结合相应的野外采样测量或实地观察建立起各种不同类型的分析模型，对土壤机械组成、酸碱度、水、养分含量、矿物质等参量、土肥状况等实现定量观测[8]。自2003年起，中国科学院在高光谱遥感技术的支持下对青藏高原地区2003—2010年表层土壤水分进行了成功反演[9]，从而为脆弱生态区土壤环境的监测奠定了基础。
为了保护土壤，防止土壤侵蚀面积不断扩大，美国农业部自然资源保护局运用3S技术开展全国土壤资源调查，并且进行小流域调查与制图。在此基础上，美国国家土壤侵蚀研究实验室建立了诸如土壤侵蚀方程、评价土壤侵蚀模型、水蚀预报模型、风蚀预报系统等[10]，从而为各种情况下土壤侵蚀预测和评价提供技术和方法支持。
此外，在草地、森林等生态系统相关领域的环境监测中，3S技术都在发挥着重要的作用。
3.2 生物技术在环境监测中的应用
随着生物技术的迅猛发展，以现代生物技术为代表的高新技术在环境科学中得到了越来越广泛的应用。现代生物技术是以DNA重组技术的建立为标志的多学科交叉的新兴综合性技术体系，它以分子生物学、细胞生物学、微生物学、遗传学等学科为支撑，与化学、化工、计算机、微电子和环境工程等学科紧密结合和相互渗透，极大地丰富了各学科的内涵，推动了科学理论和应用技术的发展。
现代生物技术正被利用或嫁接到环境监测领域，构成了现代生物监测技术。目前，在环境监测领域，应用比较广泛的有生物大分子标记物检测技术和PCR(多聚酶链式反应)技术，此外，当今研究和应用比较广泛的生物技术还有单细胞凝胶电泳、生物传感器、酶联免疫技术等。
5 3.2.1 生物大分子标记物检测技术
生物大分子标记物监测技术可以在分子水平阐述分子适应等生态问题的机制，具有预警性和广泛实用性的特点，有助于更好地揭示生物与环境之间的相互作用机制，为污染环境的生物修复提供理论依据。主要的生物大分子标记物及其检测技术有核酸分子损伤检测技术、报告基因标记技术、DNA芯片技术、酶分子标记物检测、金属硫蛋白的检测、抗氧化剂防御系统的检测等。 3.2.2 PCR技术
多聚酶链式反应(简称PCR)技术是在体外合成特异性DNA片段的方法，其原理类似于生物体内DNA的复制。通过选择生物的一段特异性基因进行体外扩增，再由凝胶电泳等DNA分析技术确定其种类及含量。近年来，依据PCR分析突变的相关技术进展很快，主要有[3]：寡核苷酸探针杂交;DNA直接测序;限制性内切酶图谱;变性梯度凝胶电泳等。
作为最现代的生物技术之一的PCR技术，具有快速、灵敏、准确、简便、特异性强的特点，可以针对某种或某几种致病微生物作出检测判断，因此在水环境微生物检测中应用越来越广泛。
Tay等[11]利用特异性16S rDNA 引物扩增两种甲苯降解菌。荧光定量PCR 结果显示：自养黄色杆菌和分枝杆菌在甲苯污染地区的数量比非污染地区的高，这与先前调查结果一致。但自养黄色杆菌只在污染地区夏季有相对短暂的繁盛，而分枝杆菌超过5个月时数量仍很高，表明了分枝杆菌在甲苯降解方面比想象的更为重要[12]。
Cummings等[13]通过荧光定量 PCR 技术监测了沿湖泊重金属污染浓度梯度中还原铁离子泥土杆菌家族的丰度与分布。结果表明其分布相对均匀，泥土杆菌家族的分布不受重金属离子浓度的影响。
何闪英等[14]为建立快速、准确鉴定和定量检测赤潮生物的方法，以圆海链藻为例，以其中18S rDNA序列为寻找种特异性引物的靶区域，通过分析 18S rDNA 序列，设计出适合用于荧光定量PCR的引物与探针，并通过常规PCR验证确定其特异性，进而以圆海链藻荧光定量PCR的引物和探针，建立了定量检测圆海链藻的实时荧光定量PCR检测方法。与传统的显微镜计数方法比较，两
6 者所获结果无显著性差异，证明了本方法的可行性，从而为我国沿海水域赤潮问题的研究提供了良好的技术检测途径。
变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术在微生物群落多样性和种群动态监测中得到广泛使用[15]。赵兴青[16]等从玄武湖、莫愁湖和太湖沉积物中直接提取微生物总 DNA，然后通过 DGGE技术指纹图谱来分析湖泊表层沉积物中微生物群落结构的差异性，结合条带回收、扩增、序列测定，从而了解不同湖泊和相同湖泊不同位点的微生物群落结构的多样性。 3.2.3 其他生物技术
单细胞凝胶电泳( SCGE) ，即彗星试验是一种通过检测DNA链损伤来判别遗传毒性的技术。环境中的遗传毒物浓度一般很低，而彗星试验检测低浓度遗传毒物具有高度灵敏性，所研究的细胞不需要处于有丝分裂期。同时，这种技术只需要少量细胞[17]。Mirjana Pavlica等[18]用暴露在五氯苯酚(PCP)中的淡水蚌类血细胞进行彗星试验，观察血细胞中DNA损伤程度。在进行实验室实验和原位实验后，发现高浓度的 PCP(80g/L)会引起血细胞中DNA断裂，表明用彗星试验检测DNA损伤能够监测水体中的PCP污染。
生物传感器[19]是将生物学、化学和物理学融为一体的一种新装置，可以根据生物的酶、亚细胞器以及细胞或组织对污染的反应，将其转换为电信号，通过放大系统显示，再用计算机系统处理检测信号，实现自动化监测。目前，这种生物传感器技术可以对水质的BOD进行快速监测。
3.3 信息技术在环境监测中的应用
随着计算机、网络等现代信息技术在各领域应用的不断深入，信息技术已经被广泛应用于环境监测中。 3.3.1 无线传感器网络技术
环境监测应用中无线传感器网络属于层次型的异构网络结构，最底层为部署在实际监测环境中的传感器节点。向上层依次为传输网络、基站，最终连接到网络。通过该技术能够将监测的数据传送到数据处理中心，监护人员(或用户)可以
7 通过任意一台连入网络的终端访问数据中心，或者向基站发出命令。
许妍等[20]研究的基于无线传感器网络技术的农田灌溉系统可实现对农田土壤的湿度、温度等参数的在线监测和实时控制，从而提高了农业生产效率。 3.3.2 PLC技术
可编程逻辑控制器(PLC)是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代工业控制装置，在结构上对耐热、防尘、防潮、抗震等都有精确考虑，在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施，非常适用于条件恶劣的户外及工业现场[21]。此外，可以用于雨水的远程监测，对于农业生产及防洪抗旱有着积极的意义，还可以对河水水位、流速、水质的测量实现远程监视。
3.4 物理化学科学在环境监测中的应用
近年来，由于高分子化学、分析化学、物理科学等科学的不断发展与完善，物理化学科学在环境监测中有了较为广泛的应用。 3.4.1 动态膜压法监测技术
动态膜压法的理论基础是Gibss用热力学的方法推导出的吸附公式，该方法不需要对水样进行预处理，不同性质、不同浓度的有机成膜分子可以得到不同的动态膜压图谱，有效地将成膜分子的状态、结构及分子间的相互作用等反应出来。并且不需要添加任何化学试剂，无二次污染，外界干扰因素小，测定速度快，灵敏度高。用此法可对受污染水体以及其他未知天然水系的微表层进行研究[22]。 3.4.2 DOAS技术
差分光学吸收光谱技术(DOAS)的工作原理是利用分子的窄带吸收光谱来辨别气体的成分，通过其吸收谱的强度推导被测气体的浓度，其理论基础是朗伯比尔定律。DOAS系统通过一系列优化的数据处理流程和环节，可以成功地监测大气中多种气体成分的浓度。
8 此外，物理化学方法如电感耦合等离子体质谱(ICP—MS)法、激光熔蚀法(LA)、氢化物发生法(HG)、偏振能量色散X射线荧光光谱法等在土壤样品分析，尤其是痕量元素的测定及分析中得到较广泛的应用[23]。
4 环境监测技术的发展趋势
环境监测技术经过几十年的发展，在实践中发挥着重要的作用。随着社会的发展，环境监测技术也在进一步的发展，从目前环境监测技术的发展来看，未来的发展趋势主要表现在以下几方面。
4.1 以有机污染物作为在线监测的主要目标
通过对大量的研究数据和结果的分析可以了解到，目前有机污染物的污染十分严峻，而且这些有机污染物都有毒有害。因此，对有机污染物进行监测已经成了当前的一项重要任务。所以，今后需要适时的、全面的、系统的开展有机污染物的监测工作，及时有效地将环境中的有机污染物监测出来。
4.2 扩展监控介质范围，对有毒有害物质进行全面监控
多环芳烃类、多氯联苯类以及某些重金属有毒污染物会在一定的外界条件影响下，在不同的环境介质如大气、水、沉积物中迁移、转化和积累，因此，需要对多种环境介质进行监控，实现对有毒有害物质的全面监测，保证人类健康和环境安全。
4.3 运用痕量分析，提高监测分析精度
环境中的许多有毒有害物质，尽管其浓度很低，但是会对人体造成巨大的伤害。因此，有必要发展和使用痕量和超痕量分析技术，进一步提高监测的精度，全面掌握受污染的状况，以便采取有效措施，预防和控制污染物对人体和环境的危害。
9 4.4 监测分析器小型化，现场快速分析技术得到普及
在环境管理的实践中，往往需要对一些污染事故的现场进行监测，包括污染物排放源和现场污染情况等，这就需要对污染进行定性和分析，及时分析出某种污染物的类别、构成或浓度，因此，有必要发展和使用现场快速分析技术，以便能够更加有效的对现场污染进行监测，而监测仪器的小型化也为其提供了物质保障。
4.5 实验室管理系统将得到广泛应用
使用实验室管理系统(LIMS)，能够进一步提高实验室的管理水平，提高实验室采集数据和分析数据的自动化程度，减少人为因素的干预，进一步确保数据的原始性和准确性。从而达到降低成本，规范数据分析的目的，促进数据分析工作的流程化。还可以加深管理人员对实验室基本情况的认识和了解，及时发现不符合规定的管理行为，并积极采取措施加以改进，从而规范实验流程，提高数据的可靠性，降低实验室的运行成本，提高工作效率。
5 小结
环境监测技术能够为环境保护提供科学合理的依据，对防治环境污染，加强环境保护有着重要的现实意义。环境监测技术的发展不是一朝一夕的事情，需要一代人甚至几代人的不断努力。只有了解环境监测技术的现状，坚持不懈地完善环境监测技术，才能保证环境监测的可靠性。在今后的工作实践中，我们需要重视环境监测技术的运用，加大资金投入，进一步规范环境监测的各项工作，提升监测技术、更新监测设备、提高监测人员的综合素质，建立健全完善的环境监测体系，推动环境监测工作的进一步发展，从而实现人类的可持续发展。
10 参考文献
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12
第二篇：环境生物技术的发展及应用
新疆农业大学 专业课程论文
题目: 环境生物技术的发展及应用 姓名:
学院:专业: 班级:
学号: 指导教师: 麦麦提.阿布都拉 农学院 生物技术 生技061 063135121 葛杰职称:
2010年11月25日
新疆农业大学教务处制
环境生物技术的发展及应用
作者：麦麦提.阿布都拉指导教师：姚正培
[摘 要]: 环境生物技术是一门利用微生物介质为人类提供服务的技术科学, 其核心思想是依据各类微生物的生态活动规律,从中寻找最有效的能解决目前一些环境问题的途径, 如稀释污染物、截留废物中的可循环利用资源等。主要介绍了环境生物技术的形成和发展过程, 以及在治理水污染, 土壤污染, 白色污染和农药污染等方面的应用。最后讨论了环境生物技术的发展前景。
[关键词]: 环境生物技术; 污染治理; 应用前景
引言 环境生物技术(Environmental Biotechnology)是生物技术在环境治理和环境保护中的广泛应用衍生出的一门新学科和新技术, 是一门由现代生物技术与环境工程技术相结合而形成的前沿交叉学科。凡是与生物技术结合, 对环境进行监控、治理或修复,清洁生产、污染物资源化以及生物材料和能源开发等, 均属于环境生物技术研究和应用的范畴[1]。
1环境生物技术的形成和发展
19 世纪末, 生物滤池的出现和1914 年W.Lockett 和E.Alden 发明的“活性污泥法”被视为环境生物技术的开端。2O 世纪五六十年代, 由于工农业的快速发展, 随之而来的环境污染尤其是水污染的加剧, 直接促进了环境生物技术的发展。进入7O 年代, 污染物可降解性和分解程度方面的研究有了相当大的提高。StaIldford 大学的Perry Mc Carty 和LilyY.Young, 德国的Bernardschink, K.N.Timmis, G.Fuchs 及当时在荷兰工作A.J.B.Zehnder, 都开始系统地对一系列芳香类有机物的好氧和厌氧条件下的分解和降解途径及其机理进行了大量的研究。Chakrabaty 等人还首次构建了含有多种降解质粒的“超级细菌”。
现代生物技术向环境科学与工程的渗透促进了环境生物技术的产生。1981 年, 欧洲的生物技术联盟(EFB)首次将“环境生物技术”用于命名相关的专门机构, 并将控制污染的生物技术概称为环境生物技术。1983 年, 美国在西雅图召开了首届“利用基因控制污染”的环境生物技术专题会议, 提出环境生物技术的中心任务是解决有毒有害化学品的污染问题。8O 年代后期, 分子生物技术已广泛应用于环境污染治理, 尤其在可降解微生物及其降解机理方面进行了更深入的研究。Exxon 油轮在Alaska 的漏油事故中, Ronal Atlas 等微生物学家证实了环境中的土著微生物(Indigenous microorganism)能够分解掉石油成份。Michigan 州立大学的James Tiedje 的实验室, 首次从污染的河泥中分离出了具有脱氯功能的厌氧微生物, 后来又提出了还原脱氯反应与微生物的能量代谢是结合在一起的理论, 增加了人们对微生物代谢途径的了解。1994 年, 由美国生物工业组织(BIO)和白宫国家科学技术委员会共同组织的可持续环境生物技术大会上提出了基因工程微生物、优选微生物和生物传感技术中可利用茵类等三大最新发展技术。1995 年, 美国国家科学和技术委员会发表的《21 世纪生物技术新方向》蓝皮报告。将环境保护和环境生物技术列在了重要地位。在此之后又召开两届国际环境生物技术大会。这些事实不但表明了环境生物技术的发展及演变与世界各地出现的一系列的环境污染问题有着密切的联系, 而且充分显示出世
界各国对环境保护和环境生物技术研究的高度重视[2]。
2环境生物技术应用研究[3- 7]
2.1 污水的生物净化
污水中的有毒物质的成分十分复杂, 包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用, 从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质, 使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之
一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶, 是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合, 将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器, 用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定, 即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等, 此方面国内外成功的例子很多, 如德国将能降解对硫磷等9 种农药的酶, 以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上, 制成酶柱, 用于处理对硫磷废水, 去除率达95%以上; 近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展, 对于ρ( LAS)为100 mg/L 的废水, 降解率和酶活性保存率均在90%以上; 利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。
2.2 污染土壤的生物修复
重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用, 削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态, 使重金属固定或解毒, 降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性, 通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量, 激发微生物的活性, 由此可以改善土壤的生态结构, 这将有助于土壤的固定, 遏制风蚀、水蚀等作用, 防止水土流失。
2.3 白色污染的消除
废弃塑料和农用地膜经久不化解, 估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产, 若再连续使用而不采取措施, 十几年后不少耕地将颗粒无收, 可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境, 研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面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, 另一方面可以分离克隆降解基因并将该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, 将塑料和农膜迅速降解。同时, 还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。
有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯, 这些聚酯是微生物内源性贮藏物质, 可以用发酵方法进行生产, 由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量, 人们正在用重组DNA 技术对相关的微生物进行改造, 此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚- β羟基烷酸
(PHAs), 研究人员正设法构建出自溶性PHAs 生产菌种, 即将PHAs重组菌进行发酵, 在积累大量的PHAs 后, 加入信号物质, 使裂解蛋白产生, 细胞壁破坏, PHAs 析出, 以简化胞内产物PHAs 的提取过程, 降低提取成本。
2.4 化学农药污染的消除
一般情况下, 使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中, 特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法, 而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物, 有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO2 和H2O, 这种降解途径彻底, 一般不会带来副作用; 有的是通过共代谢作用, 将农药转化为可代谢的中间产物, 从而从环境中消除残留农药, 这种途径的降解结果比较复杂, 有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应, 就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造, 改变其生化反应途径, 以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染, 最好全面推广生物农药。
所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称, 它们多是生物体的代谢产物, 主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究, 主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA 技术克服其缺点来提高杀虫效果, 例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造, 人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性; 将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中, 形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡, 干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。
3 环境生物技术的优越性
用环境生物技术处理污染物时, 最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质, 如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位, 避免了污染物的多次转移, 因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。特别是现代生物技术的发展, 尤其是基因工程、细胞工程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用, 大大强化了上述环境生物处理过程, 使生物处理具有更高的效率,更低的成本和更好的专一性, 为生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。美国环保局(EPA)在评价环境生物技术时也指出“生物治理技术优于其他新技术的显著特点在于其是污染物消除技术而不是污染物分离技术”[8]。
4 环境生物技术存在的问题
尽管生物技术相对安全, 但在其应用当中还存在一定的问题与困难, 主要表现在: ①反应速度不如化学法快, 因而需要较大的反应器和占地面积;②对原水水质有一定的要求, 否则将会妨碍微生物的生长; ③在运行中有时会产生污泥膨胀和流失, 剩余污泥也难处理; ④对于一些人工合成物, 特别是难生化降解物质, 通常的微生物尚显得无能为力;⑤活的有害菌体从实验室泄漏到环境中; ⑥大规模工程微生物的应用可能影响生态系统。目前, 科学家们正在努力解决这些问题和开始控制这种潜在的危险性[9]。
5 环境生物技术的广阔前景
当前, 环境生物技术在国际上已进入蓬勃发展的轨道。随着全球范围内对环境保护的高度重视和越来越严厉的环境法, 市场对环境生物技术的需求越来越广泛。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。环境生物技术已不单纯是一种污染治理技术, 而已开始影响到包括其他行业的产业政策, 促进各工业部门逐步以生物过程替代传统的化工过程, 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, 并为环保市场提供高品质的环境保护高技术。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。
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第三篇：遥感技术在环境监测保护中的应用及发展前景浅析
【摘要】随着社会经济发展步伐的加快，环保问题成为越来越多人关注的焦点。为加强对环境的治理和保护，遥感技术被广泛运用到了环境监测当中。环境污染遥感监测技术具备成本低、速度快、监测面广，持续监测时间长等特点，能有效实现动态性、连续性、整体性的环境监测，与传统的监测技术相比，具有无法比拟的优越性。本文主要介绍了关于遥感监测技术的基本知识，及该技术在环境监测保护中的具体应用及发展前景，旨在为我国的社会经济的健康可持续发展提供借鉴。
【关键词】遥感技术;环境监测保护;应用;发展前景 前言
随着科学技术的不断发展，遥感技术已在各个领域进行广泛地应用，包括测绘、气象、能源、工程、环境保护、国土资源勘查、灾害监测等领域。在经济快速发展的今天，人们对物质生活的追求越来越高，一系列的环境问题也随之而来。生态破坏、环境污染等问题频发，人们的生存质量也遭到了严重的威胁。传统的环境监测手段由于对人力和物力的消耗较大，且监测效果不理想，对环境的实际状况反应不准确等问题，逐渐被人们摒弃。为了控制环境的进一步恶化，必须实施环境监测技术。作为获取信息的有力方法，遥感技术已成为监测和控制环境污染最为有效的手段，该技术能够对环境质量进行实时准确的评估，对于生态环境的改善具有重要的作用，对社会经济的可持续发展具有积极意义。
一、遥感技术简述
遥感技术始于20世纪中后期，该探测技术依据电磁波原理，借助传感仪器，将其发射或辐射的电磁波信息进行处理并成像，进而识别或探测地面景物。该技术是电子计算机技术与航天技术相结合的产物，通过飞行器上的遥感器感应地表物质的电磁辐射，并对其进行记录和识别。其基本原理是任何物体都具有吸收、反射和辐射光谱的特性，因此物体对于光谱的反映情况也会因时间、地点、光照等因素而有所不同。遥感技术就是运用这个原理来对物体进行判断。
二、遥感技术在环境监测领域的发展历程
随着科技的快速发展，应用于环境监测领域的遥感技术也愈发成熟。初期的遥感技术只是单纯地运用雷达技术对遥感光谱信号进行接收，该技术监测的敏感程度较低，监测的范围也较小，其精度也不尽如人意，难以实现较大面积的监测。为了探究更符合时代需求的遥感监测技术，科学家进行不断深入地研究，利用飞机、气球等设备来实施监测，以此实现监测范围的扩大化。但在实际的操作过程中，由于监控范围太广，环境的检测遭到了不同程度的干扰，因此只适用于部分特殊的监控。随着时间的推移，科技的发展给各个领域都带来了翻天覆地的变化，遥感技术也不例外。在科学技术的带动下，遥感技术领域的研究得到不断拓展，并且获得了较为理想的成果。此阶段主要利用卫星技术进行监控，同时改进遥感技术，
[2][1]实现监控技术的提升与完善。目前，遥感技术已被广泛应用于我国的环境检测领域，此外，在空间区域污染和水陆环境污染的监控方面也获得了显著的效果。为得到支持环境管理的信息以及环境检测给予的技术支持，现已将卫星遥感技术列入到环境管理系统当中，包括生态保护、核安全监测、环境监测等，从而实现遥感技术对于大范围区域的动态监控。
三、环境监测中应用的遥感技术
(1)水污染监测。遥感技术对于水污染的监测主要是根据水呈现的光谱来判断水的清洁程度，按照光谱的具体表现来判定水污染的所处的频段。记录下相关的数据后，再进行全面的分析。遥感影像显示的暖色调则说明水污染较严重。通过对影像呈现的色调程度来判断水污染的具体分布，从而为水污染的治理制定切实可行的方案。
(2)大气污染监测。目前对于大气环境的监测主要是将微波和紫外线发射到检测区域，实现对大气中不同污染源的监控。由传感器将污染源产生的辐射与吸收的光谱检测出来，并进行分析，由此便能将大气中的各种有害成分检测出来，如二氧化硫、臭氧等气体。在了解大气污染情况的基础上便可采取相应的措施来治理大气污染。
(3)植被监测。生态植被的情况反映了一个区域的土壤、水文及整体的环境情况。遥感技术可以根据植被的放射数据对植被的特性进行较为准确的判断，如光合作用吸收和辐射、植被种类、单位体积的植物数量、叶面积指数、化学成分等。现阶段对于生态植被的监测主要采用的是SPOT数据、LANDSAT/TM数据及NOAA/AVHRR数据开展工作。TM数据的特点是覆盖面积大、空间分辨率高，另外B
2、B
3、B4波段的优势是对植被极为敏感。气象卫星数据NOAA 具有成本低、成像面积大、时空分辨率高、地域限制小的特点，因此在生态植被检测研究中被广泛地应用。
(4)温室效应监测。随着工业发展进程的加快，人类排入大气中的吸热性强的有害气体逐年增多，温室效应也随之而来。遥感技术通过对温室效应的监控，监测城市的温度。通过热红外线检测便能够检测出地表的温度，对遥感影像进行观察，影像越亮的地方，说明该地区温度越高。分析遥感监测的结果，从而采取有力的措施对温室效应进行有效、全面地治理。
四、环境监测遥感技术的发展前景
高空间与高光谱分辨率是遥感影像获取技术的总体发展趋势，同时会促进热红外遥感技术的发展。主要是由于环境资源遥感技术对于遥感数据精确度的要求不断提高，加上新型的高性能传感器的研发水平也在逐渐增强，因此对于卫星遥感影像获取技术的高空间和高光谱分辨率要求也在提高。在遥感信息模型方面，随着遥感信息机理模型不断拓展，人工智能决策支持系统与不确定性遥感信息模型的开发与应用也将开展重要的研究。另外具备地物的穿透能力和全天时影像的获取能力的雷达遥感技术也将得到更加广泛的运用。当今和未来遥感技术的一个重要发展方向就是综合地观测数据获取系统，该系统以地球为研究对象。集成地理信息系统(GIS)、专家系统(ES)、全球定位系统(GPS)以及污染遥感监测技术(RS)，[4]
[3]有效运用环境污染遥感监测集成系统，提升环境监测的合理性、智能化与科学性，使环境监测的实施范围得以拓展。开发多功能的遥感信息技术，即将GPS、RS、GIS、ES技术结合于一体的，适用于环保领域的技术，也是未来环境遥感技术的重要发展趋势。众多实践与科研结果表明，将遥感技术合理地运用到环境保护中，既能推动环保事业的发展，又能节约琐碎的基础工作和大量的时间，从而有效提高社会经济效益，具有十分广阔的发展前景。
五、结语
现阶段环境问题不断凸显，为控制环境进一步恶化，应加大环境监测与保护力度。运用遥感技术对大气环境、水环境、生态植被环境等进行监测，收集更多可靠的数据，从而为环保工作的有效开展提供有力的依据。为满足社会经济发展的需要，应在完善现有技术的同时，加强对新技术的开发，以实现遥感技术更好地服务于环境监测，实现社会、经济、生态的全面可持续发展。 【参考文献】
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第四篇：环境生物技术的应用及发展前景
沈杰 08环境科学本科 08205033137
环境生物技术(Environmental Biotechnology)是指直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些功能，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。科技的发展充分证明了环境生物技术在解决环境问题过程中所示出的独特功能和优越性，它的纯生态过程，体现出了可持续发展的战略思想，它具有速度快、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。
环境生物技术是21世纪国际生物技术的一大热点，兼有基础科学和应用科学的特点，在环境污染治理中，主要利用微生物、少部分利用植物作为污染控制的生物，是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术，其处理污染物通常能一步到位，最终产物大都是无毒无害、稳定的物质。在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、环境污染的修复和重污染工业企业的清洁生产等各个方面，环境生物技术都发挥着极为重要的作用。
随着细胞融合、基因工程、分子生物等技术的发展，环境生物技术得到了进一步的开发，研究领域不断扩大，已成为一种经济效益和环境效益俱佳的解决环境污染问题的有效手段之
一。同时,随着人们环境意识和生态概念的不断加强,市场对生物技术、生物产品的需要明显增多,政府也更加重视生物技术的发展，环境生物技术本身也将更加成熟。1 环境生物技术在废气及大气污染治理中的应用采用生物技术控制和处理废气，将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质，从而净化空气，是一项空气污染控制的新技术。目前采用的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等，所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。
1.1 生物过滤法生物滤池内部填充活性填料，废气经加压预湿后从底部进入生物滤池，气体中的无机污染物、有机污染物或恶臭物质与填料上附着生成的生物膜(微生物)接触，被生物膜吸收，最终被降解为水和二氧化碳或其它成分，处理过的气体从生物滤池的顶部排出。该方法的特点是设备少、操作简单、不需外加营养物、投资运行费用低、去除效率高，但反应条件较难控制、占地面积较大。
1.2 生物洗涤法生物洗涤法分为废气吸收和悬浮液再生两个阶段，通常由一个装有填料的洗涤器(吸收设备)和一个装有活性污泥或生物膜的生物反应器(再生反应器)构成废气从吸收设备底部进入，向上流动，与顶部喷淋向下的生物悬浮液在填料床中相互接触，经传质过程进入液相，再进入微生物细胞内或经微生物分泌的胞外酶作用分解，净化后的气体从吸收设备顶部排出。吸收了废气的生物悬浮液从再生反应池的底部进入，通入空气充氧，废气被微生物氧化利用的过程也就是悬浮液的再生过程，再生后的悬浮液再进入吸收设备进行顶部喷淋，吸收与再生两个过程反复进行。该方法的特点是反应条件易控制、压降低、填料不易堵塞，但设备较多，需外加营养，成本较高，对溶解度小的化合物难以处理。1.3 生物滴滤法生物滴滤法是在生物吸收法基础上进行的改进，集合了生物过滤法和生物吸收法两种工艺的优点，生物吸收和生物降解同时发生在一个反应装置内。滴滤池内装有填料，填料表面被生物膜覆盖。循环水不断喷洒在填料上，废气通过滴滤池时，气体的污染物被微生物降解。该方法的特点是只有一个反应器、操作简单、压降低、填料不易堵塞、污染物去除效率高，比生物过滤法能更有效地处理含卤化合物、硫化氢或氨等废气。但需外加营养、运行成本较高。
1.4 植物修复植物修复技术是一种以太阳能为动力，利用植物的同化功能净化大
气的绿色技术。由于植物的种类、群落及生态习性与功能的差异，不同的植物可在不同的时空尺度上对近地表大气污染进行修复。主要过程是持留和去除。植物对大气中的粉尘有阻挡、过滤和吸附作用，其滞尘量的大小与树种、林带宽度、草皮面积、林带种植状况以及气象条件有关。植物的杀菌作用可以减轻生物性大气污染。植物通过吸收作用、同化作用、降解、转化以及对酸雨的中和缓冲作用等对化学性污染物具有一定的去除作用。植物修复是一项对环境友好、技术要求相对较低的修复方法，容易为社会民众所接受，而且与传统的修复技术相比，成本要低得多。大气污染的植物修复理论与技术对城市园林绿化、环境规划和生态环境建设具有一定的指导意义和应用价值。
2环境生物技术在水污染治理中的应用环境生物技术中利用微生物的降解作用来处理水中污染物的方法，通常被称为生化处理方法或生物降解法，以植物吸收为主来净化土壤与水体的方法有土地生物修复、生物塘和人工湿地技术等。
2.1 生化处理技术由于生化反应的过程、条件和参与反应的微生物种类的不同，生化处理技术可简单地分为好氧与厌氧降解两类，两类生化反应的基本过程如下：好氧降解：有机物+氧气+好氧微生物/酶→水+二氧化碳+无机养分+能量。厌氧降解：有机物+厌氧与兼氧微生物/酶→降解的有机产物+无机养分+能量。
2.1.1好氧降解技术好氧降解技术包括活性污泥法和生物膜法。(1)活性污泥法 活性污泥法是最传统的好氧生物处理技术。活性污泥是指微生物利用废水中的有机物生长与繁殖而形成的絮凝体。活性污泥法的工作原理是：在废水中通过曝气供氧，促进微生物生长形成活性污泥，利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能来净化废水中的有机污染物。处理过程中，有机降解是依赖活性污泥的吸附与氧化分解能力，而泥水分离则是利用活性污泥的凝聚和沉降性能。活性污泥法中两项最基本的技术措施是：通过曝气来提高反应器水体中溶解氧的水平;通过污泥回流来保证反应器中的生物量与活性。基于活性污泥原理的新型 生化处理技术中，较为典型和成功的是间歇式活性污泥法(SBR)和氧化沟。间歇式活性污泥法是将初沉池、反应池和二沉池各工序放在同一反应器(SBR反应器)中进行，处理过程分为进水、反应、沉降、出水、闲置五个阶段。废水在SBR反应器的曝气过程中与污泥完全混合。完成降解反应后，停止曝气，活性污泥颗粒在静置中沉降，上层的清水自反应器中排出。SBR法的特点是简化了工艺结构，提高了反应器的混合传质效率，投资少，反应易于操作控制。氧化沟亦称氧化渠或循环曝气池，其特点是采用横轴转刷或竖轴表面叶轮曝气来推动水流。该工艺能耗低，具有推流式和混合式两者的特征。(2)生物膜法生物膜法是在处理污水的反应器中添加介质(填料)作为微生物附着的载体。在分解有机污染物的过程中，微生物在介质表面生长繁殖，逐步形成粘液状的膜，然后利用固着在介质表面的这种微生物膜来净化污水。在分解有机污染物的过程中，膜逐步增厚，形成表层好氧、内层兼氧和厌氧的微生态环境，因此生物膜法具有一定的厌氧降解功能。生物膜法具有无需污泥回流、膜的生物活性高、反应稳定等优点。生物膜法通常分为润壁型生物膜法(如生物滤池和生物转盘)、浸没型生物膜法(如接触氧化法)和流动床型生物膜法(如生物移动床和生物流化床)。不同类型的生物流化床在结构、充氧方式、填料性质与形状方面有一定的差异，但共同点是：床内载体在充氧过程中始终悬浮于液体中做快速运动，具有类似于液体的自由 流动性，促进了物质的扩散与接触，相应提高了反应速率。
2.1.2厌氧处理技术自20世纪70年代起，就有一大批类似好氧降解的厌氧反应器被研制和开发出来，如厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)、厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)、厌氧折流板式反应器(ABR)和厌氧序列式反应器(ASBR)等。厌氧技术的应用范围已扩展到高、中、低浓度的多类有机废水和生活污水的处理，其特点是废水处理和能源回收相结合，但出水水质难以达到直接排
放的要求。
2.2 生物自然净化技术
生物自然净化技术体系主要包括水体生物处理系统的生物塘(厌氧塘和氧化塘)和土地处理系统的人工湿地。生物自然净化技术投资少，运行费用低，但占地面
积大，出水水质不易控制。
2.2.1生物塘
生物塘以太阳能为初始能源，通过在塘中种植水生植物，利用植物吸收等方式带走污染物以净化水体。氧化塘中除选育合适的水生植物外，还增加了曝气，以促进水体中生物的好氧降解。传统的生物塘占地面积大，污水停留时间长，处理效率较差。目前通过培育高效水生净化植物(水葫芦、芦苇、水莴苣等)，建立组合曝气、水生植物、水产养殖为一体的复合生态系统，增强了生物塘的处理功能，促进了水体生物处理技术的发展。
2.2.2人工湿地
人工湿地是近年来迅速发展起来的水体生物-生态修复技术，可处理化工、石油化工、纸浆、纺织印染、重金属冶炼等各类废水，也可用于雨水处理。其原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重作用来实现对污水的净化。污水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，被截留或被微生物利用;污水中的可溶性有机物通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解被分解去除;通过对湿地填料进行清洗再生和更换，植物可从湿地系统中带走大量污染物;湿地中的氮、磷通过植物的吸收而被去除。人工湿地处理系统的出水质量好，适于处理饮用水源，也可结合景观设计、种植观赏植物并改善风景区的水质状况。其造价及运行费远低于常规处理技术。
3环境生物技术在固体废弃物处理中的应用
利用生物技术处理固体废弃物中的城市生活垃圾和农业废弃物，主要方法是卫生填埋、堆肥和发酵沼气。
3.1 卫生填埋
卫生填埋是将城市生活垃圾存积在大坑或低洼地的卫生填埋场，填埋场下层应有不透水的自然隔水基质或人工隔水层，在填埋场设置排气口和监测系统，每天填入的垃圾压实后铺盖一层土壤，并通过科学管理来恢复地貌和维护生态平衡。其原理是利用微生物将垃圾中的有机物分解。垃圾通过卫生填埋还可产生沼气。
3.2 堆肥
堆肥是固体基质在有效的低温条件下的发酵过程，适用于生活垃圾的处理。其基本步骤是：废弃物—预处理—堆肥—后处理—存放。对堆肥处理器进行足够的通气是堆肥成功的关键。该技术安全性高，成本低廉。
3.3 发酵产生沼气
主要利用畜禽粪便、农作物秸秆、生活污水等。其原理是微生物厌氧发酵使有机质降解，产生沼气，此法在农村有着广阔的发展前景，沼气不但可用作照明和燃料，还可建成以沼气工程为纽带的“猪、沼、果”生态农场等生态农业模式。
4环境生物技术的发展前景
4.1 微生物脱硫技术的开发
利用微生物脱去煤中的无机硫和有机硫，可控制燃煤中SO2等含硫气体的排放。这些微生物包括硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、酸热硫化叶菌等。日本利用氧化亚铁硫杆菌已使H2S脱除率达99.99%，我国利用该菌对炼油厂进行干气催化和工业废气脱硫，H2S脱除率分别为71.5%和46.9%。在燃煤的处理过程中，还可采用浮选与微生物脱硫技术相结合，
对煤和黄铁矿进行分离，达到清除或降低燃煤SO2排放的目的。利用微生物还可将石油成分中的硫分离出来。虽然生物技术在大气污染治理中的应用时间尚短，但其具有技术简单成本低、安全性好、无二次污染等优点。今后，在微生物脱硫技术以及高活性脱硫菌种的研制和培养方面，配以清洁生产技术的研究，将会备受关注，也会成为解决原煤燃烧产生的SO 2污染的最佳途径。
4.2 水污染治理工艺的完善
废水生物处理技术在实验室阶段已比较成熟，也已比较广泛地应用于实际工程中。好氧与厌氧工艺相结合、生物膜法与活性污泥法相结合的废水处理技术、无害化的生产工艺过程、高效完善的自动化体系以及构建针对难降解污染物的生物基因库和特殊功能的微生物的培养研究是今后主要的发展方向。
4.3 难降解污染物的处理
基因工程是通过基因分离和重组技术，将人类需要的目的基因片段移到受体生物细胞中并表达出来，使受体生物具有该目的基因表达后显现出来的特殊性状，以改进生物物种。利用基因工程构建的高效菌种来处理如杀虫剂、塑料、橡胶制品、医疗废物、危险废物等难降解的污染物，是现代环境生物技术发展的热点之一。
4.4 生物传感器的研制
随着科技的进步，分子生物技术将会在开发研制生物传感器方面发挥积极作用。生物传感器可以满足实施自动连续监测的需要，判断环境污染发展的趋势，探索污染物在环境中的迁移转化以及降解规律，检测污染致突变的成因，分析污染的来源，从而使生物环境污染监测更便捷、更灵敏、更全面。生物传感器具有成本低、制作容易、使用方便、测定快速等优点。4.5 与其它技术的结合
环境生物技术的发展离不开相关科学技术的配合。其与相关科学技术的结合，可提高处理效率、增强处理效果。将光、声、电与高效生物处理技术相结合，处理高浓度有毒有害难降解有机废水，如光催化氧化-生物处理新技术、电化学高级氧化-高效生物处理技术、辐射分解-生物处理组合工艺等;采用SBR+臭氧氧化工艺和物化气浮-接触氧化处理印染废水，采用混凝-气浮-厌氧-好氧处理苎麻废水、油田和炼油废水等。这些工艺、设备、电子计算机的结合正在使以环境生物技术为主的综合治理技术向自动化、模块化方向发展。
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第五篇：观摩会技术培训-中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
据统计，2012年全所全年组织举办现场展示会、观摩会、技术培训、技术咨询等活动23次，直接和间接培训基层技术人员和农民631人次;发放技术资料12.12万份，推广新技术9项;签订合作协议4个，建立和完善各类科技示范基地2个。
(一)开展农业科技促进年活动情况
1、外来入侵有害生物防治情况
为遏制了重点外来入侵有害物种在农田的蔓延趋势，按照农业部要求，研究所邀请了12名行业专家赴湖北咸阳、吉林白城等地进行现场培训指导，与当地农业部门组织开展了2次农业外来入侵有害生物现场灭除活动，数千人对近千亩水葫芦、水花生及刺萼龙葵进行了集中灭除，为在全国开展农业外来入侵有害生物防治做了示范，随后各省市积极配合，组织实施相关铲除防治活动，通过人工拔除、机械铲除、替代控制和化学药剂防治等多种方式灭除外来入侵有害生物，有力保护了农业生态环境，为农业生产、农民生活、生态环境安全提供了保障。
研究所组织有关专家30人次，赴外来入侵有害生物发生重灾区开展危险性外来入侵调研，举办了“外来入侵有害生物防治与农业生产研讨会”，培训防治骨干人员累计140余人。编写了《七种外来入侵植物的识别与防治》宣传手册以及其他外来入侵生物的相关海报、张贴画、明白纸等宣传材料，发放明白纸8万张，防治技术手册4万册，建立起农田防治外来入侵有害生物的技术体系，减少了外来有害生物入侵造成的经济损失，取得了较好的经济、社会和环境效益。
(二)防灾减灾技术推广情况
针对东北地区2011年入秋后降水偏少可能导致东北春季干旱情况，农业减灾研究室科技人员积极参加农业部、气象局冬春季短期气候预测和春旱形势研判会商，认真撰写相关分析报告，提供给东北、华北等地防御农业干旱作参考;针对黄淮海部分地区出现小麦“假旺长”的农情信息，研究所组织相关专家就小麦“假旺长”灾情、成灾原因进行评估分析，提出了具体的控旺措施提供给了有关主管部门采用，为农业生产提供了强有力保障。
为扎实开展农业抗灾减灾工作，研究所研发开通了中国农业防灾减灾网站，为决策层、技术支撑层和终端用户层提供了一个便捷快速平台;组织专家修订了农业部《重大农业自然灾害应急预案》;编写了10期包括东北春旱、水稻寒露风、水稻高温热害、水稻赤霉病、内蒙古暴雨洪涝，北京地区暴雨以及全国上半年灾情评估与建议等农业防灾减灾信息简报，这些工作为高效、快捷开展农业防灾减灾奠定了良好的基础，为农业部建立未来农业防灾减灾长效机制提供了参考。
(三)农业科技信息进农家工作情况 针对东北、西部、黄淮海、长江中下游四个小麦生态类型区，构建了小麦苗情监控物联网，为所在区域小麦苗情诊断、防灾减灾决策管理提供实时准确信息;针对果园的霜冻灾害，研发了集远程监测、调控方法与相应技术一体的成熟产品，建立起北方果树霜冻灾害监测与调控系统，在宁夏进行了示范推广。这些信息技术的应用，将实时动态监控数据与专家经验和农艺管理知识融合，能够动态识别分析与判断处理农作物灾情信息，支撑了小麦苗情诊断、果树管理等农业生产工作。
(二)开展先进实用技术推广服务情况
为提高插秧效率、缩短劳动时间、削减施肥量，在湖南岳阳、宁夏灵武市召开了6期侧条施肥机插秧育苗技术培训会，培训了技术推广人员及示范农户、现场农户350余人;在北京举办“水体与土壤污染防止修复技术”培训会，培训宁夏、湖南环保部门及茶园的技术人员30余人;在北京顺义进行蔬菜机械化起垄局部施肥技术的示范工作，培训基层农业技术员50人次。
针对农业干旱问题，结合玉米机械化播种局部施肥技术，在内蒙古赤峰进行了抗旱种衣剂发示范和推广工作，玉米推广应用面积5000亩以上，亩平均增产60公斤以上，深受农民欢迎。 借助“国家农业科技展示园”等平台，重点展示、示范了植物工厂技术、无土栽培技术、设施农业节能环控技术等技术，接待来自河南新乡、广东江门、四川成都、山东东营、安徽淮南、湖北十堰、山西晋城等全国各地农业企业和涉农政府部门领导、技术人员3000多人次，培训、指导技术人员100多人次。
组织参加了农业部“科学技术十年成就展”及“2012年部属农业科研院校与国家现代农业示范园区科技对接专项活动”，宣传展示了由研究所研发的农业环境监控物联网系统及植物工厂、设施高效立体无土栽培技术等技术，发放技术资料100余份。
(三)科技成果转化应用情况
1、新产品推广情况
针对农村饮用水末端取水微生物污染问题，在广东惠州和福建宁德农村推广应用了集消毒、过滤一体化的小型农村净水设备4套，解决了当地农村7000人的饮用水安全问题，使应用地饮用水水质常规指标达到了国标(GB5749-2006)，为村镇饮用水安全供水保障体系的建立提供了技术支持，取得了显著的社会效益。
针对养殖业饲料转化率低等问题，选择零污染Ⅱ号口服益生菌在福建、长沙推广应用。此菌无毒副作用、无耐药性、无残留、成本低，可提高生猪对饲料吸收率，增强猪的抗病能力，提高猪的生长速度，出栏时间平均提前12天左右，减低成本3%。在推广地推广应用46吨，累计饲养生猪31万头，新增产值310万元。
2、新技术转化推广情况
“植物LED光源节能高效生产关键技术”是一种利用专用LED光源灯具装置，通过对补光生产环境内环境参数的优化，实现植物的节能高效生产，显著降低植物生产能耗、大幅度提高产量和品质的新技术。2012年，研究所在北京、江苏、辽宁、山东等地重点示范推广了500余套，示范温室面积10多万平方米，直接经济效益275万元。
(四)开展与地方政府合作情况
1、与国家现代农业示范区科技合作对接情况
与山东东营国家现代农业示范区签订《科技合作协议书》，根据中国农科院现有技术优势和东营国家现代农业示范区的技术需求，共同开展湿地农业环境长期定位监测、盐碱地改良和资源化利用、农业灾害监测预警与风险评估、农业减灾技术、高效生态农业技术研发与试验示范工作。经过协商，约定先期开展相关技术示范合作，具体包括都市型设施园艺技术(立体无土栽培、蔬菜树式栽培等)、植物工厂(种苗工厂、LED节能补光生产技术)等。
2、与地方政府开展合作情况 与山东省广饶县稻庄镇人民政府签订了科技合作协议，开展3500平方米温室草莓立体无土栽培技术的示范，技术合作经费12万元。与天津市武清区农经委签订了农业部批准的武清“国家现代农业示范区”整体建设规划编制协议，合同经费15万元。
3、承担地方科技项目的执行情况
承担西藏自治区科技厅“‘一江两河’地区粮饲复种及宜草荒地资源调查与潜力评估”课题，为确定宜草荒地及粮饲复种资源分布、草地与粮饲复种用地的优化配置、合理调控和可持续利用提供决策依据。
4、科技示范县建设工作情况
宁夏灵武县是自治区的科技示范县之一。研究所依托“农田减氮控磷清洁化生产集成技术体系”和“规模化养殖废弃物无害化处理及安全利用集成技术体系”课题为技术支撑，在宁夏灵武县课题示范区内建立了农田退水污染控制技术集成示范区，进行了推广示范，该示范区8.65平方公里，核心示范区3平方公里。从经济效益方面分析，农田减氮控磷集成技术亩节本55元，对示范面积1.75平方公里(2625亩计，减氮控磷技术与养殖废弃物安全利用技术同时示范)进行抽样分析，节本增效14.44万元;养殖固体废弃物安全利用集成技术亩节本70元，示范面积1.75平方公里(2625亩计)，节本增效18.37万元，合计32.81万元。 为了促进区域农业发展和农民增收，依据《中国农业科学院与河南省新乡县人民政府科技合作框架协议》，研究所与中国农业科学院、新乡县人民政府三方签订了《中国农业科学院新乡综合试验基地土地租赁合同补充协议》，租赁土地600亩，推动了农业科学试验的开展及示范推广。
5、合作建立科技示范基地和示范点情况
为落实东营市人民政府与中国农业科学院签订的《关于合作推进黄河高效生态农业技术创新的协议》，推进高效生态农业发展，与垦利县人民政府签订《黄河三角洲高效生态农业科技示范园区建设合作协议书》，重点建设“一站三区”，即黄河三角洲农业环境科学观测试验站、滩涂湿地农业固碳科技示范区、生物质能源开发利用综合示范区、现代设施农业示范区，共同探索农业循环经济发展新模式。
(五)开展科技援疆、援藏工作情况
1、科技援疆工作情况
为了防治农用残留地膜污染，研究所同新疆石河子农业科技开发研究中心合作开展了全生物降解地膜系列产品的试验示范，建立了一个50亩的生物降解地膜示范基地，建立了规范的可生物降解地膜评价体系，遴选出具有较好适应新疆棉区的可生物降解地膜2种，培训当地技术人员10人。
与新疆庆华能源集团有限公司(新疆伊犁哈萨克自治州伊宁县)签订合作协议，就中国农科院环发所设施园艺CO2气肥固碳减排研究与示范项目进行合作，合同经费108万元，合作期3年。目前已做好温室试验区的栽培布局设计及入门展示厅的布局设计，第一年合同经费54万元已到位。
2、科技援藏工作情况
为落实院党组确定的援藏系列工作部署，进一步深化农业科技合作与交流，加大对西藏农牧科学院的支持力度，研究所与西藏农牧科学院签订合作共建备忘录，合作共建西藏农牧科学院农业资源环境研究所，并捐助价值百万元的科研仪器设备。双方将在人才培养、条件建设、项目合作等方面开展广泛、深入的合作，将为西藏农牧业增效、农牧民增收和农牧业生产大发展提供强有力的科技服务。
研究所气候变化研究室与西藏那曲地区草原站等地方有关部门合作，开展了国家自然科学基金项目“青藏高原高寒草地生态系统及其服务价值对区域气候变化的响应”、国家科技支撑专题“藏北高寒草地生物多样性的放牧调控技术和示范研究”以及西藏自治区“十二五”重大科技专项“金牦牛科技工程”项目“牦牛夏季放牧管理试验与示范”课题等研究工作，继续参与那曲地区高寒草原生态园区建设，继续开展增温增水(OTC)控制实验、布置土壤呼吸动态连续观测系统和继续运行涡度相关与能量平衡系统，获得大量的观测数据，为进一步合作共建野外台站以及科学研究提供了工作基础。在人才培养方面，那曲地区草原站1名专家入选全国十佳优秀科技工作者，1名研究生获得了硕士学位。2012年4月，在西藏自治区科技厅鉴定了1项成果“藏北高寒草地退化遥感监测技术及其应用”，被推荐并参评西藏自治区科学技术进步奖。