Т.А. Акимова, A.П. Кузьмин, В.В. Хаскин
Экология. Природа - Человек - Техника
Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 343 с.
Глава 10. Экологизация производства
10.3. Биотехнологии
Одним
из важных путей экологизации производства является расширение использования биологических
технологий - применения живых организмов и биологических процессов для
получения полезных продуктов и очищения окружающей среды. Человек использует
биотехнологии с незапамятных времен. На биотехнологиях основано все сельское
хозяйство. Хлебопечение и виноделие - это по существу микробиологические
технологии. Научно-технический прогресс и связанные с ним изменения в
общественном разделении труда серьезно повлияли на земледелие и животноводство.
Их растущая механизация, электрификация и химизация не только привели к образованию
агропромышленного комплекса, но и сделали сельское хозяйство и обслуживающие
его отрасли источником существенного загрязнения природной среды. Агроценозы
все больше приобретают черты антиэкологичных техноценозов.
Между
тем экологизация производства требует, чтобы естественные биологические
процессы не подавлялись и не вытеснялись техногенезом, а наоборот, занимали все
большее место в разных областях хозяйства, в том числе и в промышленном
производстве. Создание сбалансированных природно-технических систем невозможно
без производственных циклов, органично вписывающихся в природу. Естественные
биологические процессы по сравнению с техногенными не только более экологичны,
но и более экономичны. Эволюция природы давно нашла оптимальные варианты в
метаболизме живых существ, обеспечив высокую экономичность их функций.
Возможности
биотехнологий намного шире, чем принято думать. Они огромны по возобновляющимся
ресурсам, по резервам природного биологического сырья и организмов-продуцентов,
по разнообразию процессов и получаемой продукции. Промышленные биотехнологии
вносят существенный вклад в увеличение производства продуктов питания и кормов
для животных, в повышение плодородия почвы, в борьбу с вредителями сельского
хозяйства. Сочетания биотехнологии с культуральными формами выращивания
некоторых растений и животных, синтез ценных биопрепаратов, витаминов и
лекарств, производство тканевых биозаменителей, создание иммобилизованных
ферментов-суперкатализаторов, применение их в тонкой органической химии и
микрометаллургии, борьба с коррозией и остатками синтетических ксенобиотиков,
вклад в экологичную энергетику и в очистку промышленных эмиссии - вот далеко не
полный перечень возможных применений биотехнологий. Этот диапазон быстро
расширяется благодаря научным достижениям в микробиологии, биохимии, генной
инженерии. Биологизация открывает новые возможности для качественного роста
промышленного производства и сельского хозяйства.
Все
большее развитие получают биотехнологии, непосредственно связанные с защитой
окружающей среды.
Экологическая
биотехнология - это специфическое
применение биотехнологических методов для решения проблем окружающей среды.
К
сфере экологической биотехнологии относятся следующие основные направления:
- биологическая
очистка сточных вод;
- биообработка
твердых отходов (утилизация ила сточных вод, переработка ТБО, обезвреживание и
ликвидация опасных промышленных отходов);
- биологическая
очистка воздуха от ароматических веществ;
- биодеградация
ксенобиотиков в окружающей среде;
- биологическая
рекультивация почв, загрязненных отходами органической химии и нефтью;
- обеспечение
возобновляемыми источниками энергии и сырья на основе органических отходов и
биомассы (получение биогаза и других видов вторичного топлива, трансформация
органических удобрений и др.);
- создание
безопасных и эффективных средств биологической борьбы с болезнями и вредителями
сельскохозяйственных культур, альтернативных химическим пестицидам.
Успехи
биотехнологии и получение новых форм микроорганизмов позволяют рассчитывать на
применение их в целях экологической защиты: для нейтрализации твердых опасных
отходов, разрушения ароматических соединений газовых выбросов, для очистки воды
и почвы от нефтяного загрязнения, для биодеструкции стойких ксенобиотиков и
пластмасс. Последнему, в частности, способствует встречный процесс создания
нового поколения пластиков - биоразлагаемых. Первый успех в этом
направлении достигнут также с помощью микроорганизмов. Американской компанией JCJ в
1990 г. путем ферментации Сахаров бактериями получен первый в мире биоразлагаемый
термопластик «биопол». Он будет использоваться в производстве пленок, бутылей,
упаковочных нетканных материалов. Дальнейший прогресс в производстве
биодеградабельных пластмасс связан с созданием фундаментальной биотехнологии
изготовления полимерных материалов с различными свойствами, основные принципы
которой разрабатываются в настоящее время крупнейшими лабораториями и фирмами
ряда стран.
Следует
помнить, что каковы бы ни были усилия и старания человека защитить окружающую
среду от собственной грязи с помощью технических средств, они ничтожны по
сравнению со средорегулирующей и средоочищающей функцией биосферы. Человек
должен не подавлять эти механизмы, а максимально заимствовать их принципы и
«технологии» в своей практической деятельности.
Рис. 10.4. Классификация методов и средств защиты
окружающей среды
|