环境生物技术

环境生物技术（environmental biotechnology， EBT），是人类在面临生存和发展的危机中所进行的一场拯救环境的“革命”中的核心技术之一。人类在发展物质文明的同时，也带来了许多生态环境问题，而这些问题已经威胁着人类的生存和发展，迫使人类采取必要的措施，改善生存环境，在这一过程中，环境生物技术起着重要作用。

 

环境生物技术（environmental biotechnology， EBT）也称环境生物工程（environmental bioengineering），是由现代生物技术与环境工程相结合发展起来的新兴交叉学科。目前还没有一个统一的定义。

 

南京大学程树培教授提出：环境生物技术的定义可以由生物技术的定义延伸扩展获得，即直接或间接地利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统，称为环境生物技术。

 

德国国家生物技术研究中心的Timmis K. N.博士对环境生物技术下的定义是：环境生物技术是应用生物圈的某部分使环境得以控制，或治理预定要进入生物圈的污染物的生物技术，包括环境中污染物的生物减少（bioelimination）、污染场地的生物修复（bioremediation）和生物可降解材料的开发与应用等。

 

美国国家科学与技术委员会认为：生物技术在解决与环境管理和质量保证有关的问题方面，所起的作用主要有：1、能对良好的生态系统进行评价；2、可将污染物质转化成无害物质；3、能利用再生资源生产生物可降解材料；4、可开发对环境安全的产品加工工艺和废物处理技术。

 

广义的环境生物技术涉及面很广，凡自然环境中涉及的环境控制有关的生物技术，都可归结为环境生物技术。简明而言，“环境生物技术是应用于环境领域的技术”。

 

如果考虑到环境生物的功能，广义上环境生物技术应包括以下两方面的内容。

生物净化， 直接或间接地利用生物体的某些组织或某些功能，去除环境中已经存在的一些污染物质和有毒物质，使得环境得以净化的生物技术。

生物生产， 利用生物体作为反应器或利用活体生物的某些功能进行生物生产，以提供人类生产和生活所需产品和服务的生物技术。这是一种最具可持续发展概念的生产技术，在资源日益紧张的今天，具有重要意义。

 

以上两方面可以看成环境生物技术改善环境质量的直接的和间接的两个方面。从广义上说，环境生物技术在诸如以较低的环境成本生产食品、为化学加工工业提供较少毒性的化合物、或产生较少污染的生产工艺、从环境中消除毒性化合物、控制人类传染性疾病等方面发挥重大作用。但最直接地看，以环境生物技术中的污染物去除和污染场地的生物恢复技术应用到环境工程中尤为重要，因为在没有更好的可替代工艺被开发利用的情况下，控制污染物进入环境及清除已经进入环境中的污染物质是保证环境质量的重要手段。

 

由于环境问题的复杂性和多样性，环境生物技术的范围也极为广泛。到目前为止，环境生物设计的学科包括分子生物学、环境化学、基因工程学、酶工程学、发酵工程学、化学工程学、环境生物学、环境毒理学、环境工程学、植物学、动物学、生态学、微电子学、计算机科学等等。

 

有人从技术难度和理论深度的角度，提出环境污染物生物净化的三个部分或三个层次：

第一层次，为现代环境生物技术，是指以基因工程为主导的近代防治污染生物技术。包括构建降解杀虫剂、除草剂、多环芳烃类化合物等污染物的高效基因工程菌，创造抗污染型转基因植物等。这一层次知识密集、为快速、有效地防治污染开辟了新途径，使解决日益出现的大量环境难题成为可能。

第二层次，传统的生物处理技术，以废物的生物处理为主要内容，包括在新的理论和技术支撑下开发出的一系列废物强化处理工艺。这是目前广泛使用的治理污染的生物技术，仍在不断强化和改进，已为控制现时的环境质量起到了及其重要的作用。例如活性污泥法、生物膜法、生物流化床等，这是目前应用的环境污染去除的主要技术。

第三层次，自然界的生物修复功能，主要是包括氧化塘、人工湿地和农业生态工程等。其特点是最大响度地发挥自然界的生物环境功能，投资运行费用少，易于操作管理。

应该指出的是，以上三个层次没有重要与不重要之分，均是进行污染治理的不可缺少的技术手段。为解决日益严重的环境污染问题，需要三个层次的技术相互组合。