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關鍵詞：濕法冶金 生物技術 研究 生物冶金

中圖分類號：TF1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（a）-0097-02

在過去的一段時間內，大多數冶金技術主要被用于開發品位較高的礦產資源，從而使得一部分品位較低的礦產資源遭到了浪費。但是，隨著礦產資源的減少，人們逐漸意識到了低品位礦產資源開發的重要性。因此，濕法冶金技術以其回收效率高的特點引起了人們的廣泛關注，尤其是基于生物技術的濕法冶金技術，更是得到了廣泛的應用。所以，生物技術在濕法冶金中的應用情況以及基于生物技術的濕法冶金的應用現狀及發展，就成為了本文研究的重點內容。

1 生物技術在濕法冶金中的應用

1.1 濕法冶金工藝概述

濕法冶金其實是利用化學方法進行金屬提煉的工藝。具體來說，就是使礦石浸泡在水溶液里，然后利用分離、提純和富集技術，來進行稀有金屬及金、銀、銅等金屬的提煉。在冶金行業中，濕法冶金是黃金及有色貴金屬的主要冶煉工藝之一。就現階段而言，濕法冶金主要使用的技術有兩種，一種是加壓濕法冶金，而另一種是生物冶金。相比較而言，生物冶金在金屬礦的加工和回收方面的效果更好，所以得到了廣泛的應用。

1.2 生物冶金

生物冶金是將微生物作用與濕法冶金技術相結合的新型冶金工藝。早于1983年，生物冶金這個名稱就在細菌浸出國際會議上被提出。根據生物冶金技術在金屬回收過程中的作用，可將該技術分為3類，分別是生物吸附、生物累積和生物浸出。1947年，人們首次發現了氧化亞鐵硫桿菌能將鐵離子氧化。而直到1958年，美國的肯尼柯銅礦公司才在該方面取得實質性的進展，進而將生物技術引進到冶金行業中。到了今天，生物冶金技術被廣泛的應用于各種金屬礦物質的冶煉當中，并得到了人們的廣泛關注。一方面，這是由于使用該技術有利于進行低品位的礦產資源的開發和回收。另一方面，使用該技術進行金屬礦物質的提煉，對環境的危害較小，且具有投資成本低和能耗低等多種優點。而在我國，早于1996年就建設了全國最大的微生物氧化提金連續半工業試驗基地。到了現今，微生物濕法冶金技術也在我國的多個地區的冶金企業被投入使用。所以，生物冶金技術的應用，已經在國內外取得了一定的進展[1]。

2 基于生物技術的濕法冶金的應用現狀

基于生物技術的濕法冶金技術中，微生物濕法冶金技術是關注度最高和應用范圍最廣的技術。早于20世紀50年代，該技術就在銅、鈾貧礦的預處理方面取得了一定的應用效果。就現階段而言，該技術包含了微生物浸出技術和微生物浮選技術。而相比較而言，微生物浸出技術已經得到了廣泛的應用，而微生物浮選技術尚處于實驗階段。具體來說，微生物浸出技術通過將礦石浸泡在適合微生物生長代謝的酸性溶液中，從而將礦石中的有價金屬溶解出來，進而加以回收和利用。所以，該技術在低品位礦石的冶煉中得到了廣泛的應用，是一種多學科交叉型的新技術。

2.1 在硫化礦冶煉中的應用

我國被開采的銅礦中，有一大部分屬于硫化礦。但是受到選礦技術和成本的限制，開采出來的礦石主要是低品礦石。而微生物濕法冶金技術的應用，可以有效的提高這些礦石的利用率，從而使企業獲得更大的開采利潤。在進行硫化礦石冶煉時，該技術使用的微生物為以硫化礦為能源基質的微生物。這些微生物主要由氧化鐵硫桿菌組成，可以將重金屬從礦石溶液中有效的溶解出來。在進行銅的提取時，微生物濕法冶金工藝主要采用生物堆浸技術來進行銅的生物氧化，從而獲得陰極銅。而在銅的冶煉方面，采用微生物濕法冶金技術獲取的銅的純度可以達到99.9%以上。就目前而言，我國采用該技術進行銅的濕法冶金已經頗具規模，并已成功的運用在冶金工業生產中[2]。

2.2 在金礦石冶煉中的應用

金元素相對來說較為穩定，所以存在于硫化物和各種硅酸鹽中的金顆粒難以被提煉，而這些礦石也被稱之為難處理的金礦石。在金礦石的冶煉過程中，微生物濕法冶金技術的應用特點顯著。早于1964年，法國人就利用微生物浸取了紅土礦的金。而70年代，蘇聯人則利用了黑曲霉菌進行了金的提取。而如今，世界上已經有許多企業利用微生物技術進行了金礦石的預處理，從而獲得了較高的利潤。相較于銅來說，微生物濕法冶金技術主要用于難處理的金礦石的冶煉，并且在浸出率方面也沒有銅的效果好。實際上，利用細菌氧化提煉金的微生物浸出技術的浸出率只有92%左右[3]。

2.3 在其他礦石冶煉中的應用

微生物濕法冶煉技術的應用范圍廣泛，可用于多種礦石的冶煉。在進行鈾礦石的冶煉時，該技術主要利用細菌將與鈾礦物共生的黃鐵礦氧化，從而進行鈾的回收。而且使用生物冶煉技術進行鈾礦石的冶煉也有悠久的歷史，并在該領域取得了迅速的發展。而在進行磷礦石的冶煉時，該技術主要用于將無效態的礦物磷轉化為速效磷和有效磷。并且在進行天然磷礦粉的處理時，利用溶磷微生物可以取得較好的效果。而我國的磷礦資源十分豐富，所以使該技術在磷礦冶煉領域得到廣泛應用，具有重要的現實意義。再者，在鐵礦石處理方面，利用該技術進行鐵礦的脫磷，也可以取得較好的應用效果。相比物理脫磷法和化學脫磷法，采用該技術不但具有成本低的優勢，還能減少礦石在脫磷過程中的損耗。另外，微生物濕法冶煉技術還能用于其他多種礦石的冶煉，并且可以取得較好金屬提取的效果[4]。

3 基于生物技術的濕法冶金的發展

隨著全球經濟的發展，人們對于礦產資源的需求只會越來越大。但是，隨著礦產資源的大量開發，高品位的礦產資源只會越來越少。在這種情況下，低品位礦產資源已經不允許被浪費。所以，誰掌握了開發和利用低品位礦產資源的方法，就能取得可持續的發展空間。而基于生物技術的濕法冶金工藝在這方面有著顯著的優勢，首先，該技術的能耗低，且勞動需求和成本均不高。其次，該技術的設備簡單，資金占有量小。再者，該技術的使用范圍廣，可用于多種類的金屬物質提取。另外，該技術對環境產生的危害小，有利于進行環境的保護。所以，由于這些優勢的存在，該技術在未來會取得一定的發展。但是與此同時，該技術也具有生產周期長和微生物環境適應性差等缺點。所以，想要使該技術取得進一步的發展，就需要不斷進行該技術的研究和創新，從根本上解決該技術存在的問題。總之，為了使基于生物技術的濕法冶金工藝得到進一步的推廣，冶金行業的相關人員還應該進一步進行該技術的研究[5]。

4 結語

總而言之，冶金工業是我國國民經濟的重要產業之一，在國內外都擁有一定的工業地位。所以，促進冶金工業的發展，可以進一步推動我國經濟的發展。而微生物濕法冶金技術在礦產資源開發上的應用效果，使冶金行業的工作效率得到一個階段的上升。所以，加大生物濕法冶金工藝的改革，使該項技術得到進一步的推廣和應用，成為了冶金行業需要關注的重點問題。因此，本文對基于生物技術的濕法冶金工藝進行的研究，對于促進冶金行業的發展有著重要的意義。

參考文獻

[1] 田君.微生物濕法冶金研究與實踐[J].現代礦業，2009，11（1）：29-33.

[2] 胡純，龔文琪，黃騰，等.微生物濕法冶金技術的研究與發展[J].湖北農業科學，2010，3（49）：737-744.

[3] 諶書，楊遠坤，廖廣丹，等.基于生物濕法冶金的廢舊印刷線路板金屬資源化研究進展[J].地球與環境，2013，4（41）：364-370.

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關鍵詞：生物技術；林木育種；應用研究

中圖分類號：S722 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20151131028

吉林省位于我國東北地位，四季變化較為明顯，1a中林木真正生長的季節主要為春季、夏季，秋季的生長逐漸減緩，冬季基本停止生長，為加快林木生長，滿足社會對林木的需求，應利用先進生物技術培育林木，促進林木生長，通過改變林木基因，培育出更為優良的林木，增強林木的抗病能力，實現林木高產。

1生物技術的內涵

所謂的生物技術主要是指在生物體系的基礎上，應用更多的先進工程技術和生物技術，通過技術人員的操作，滿足人們的生產生活需要。就是利用先進技術提升社會發展水平。現階段生物技術被廣泛應用于林木育種工程中，并得以推廣，尤其是通過基因工程完成林木育種，使得林木生長更快，成活率更高，還有助于提升林木的抗病能力，增強其抗功能。

2將生物技術應用于吉林四平林木育種中的主要原因

生物技術屬于新興學科，其涉及面很廣。生物技術一直到20世紀初才被提出，但隨著科技發展，相關人員對細胞進行了研究，證明了生物技術的科學性。在細胞工程建立以后，研究人員也將研究重點放在了組織培養上。隨著時間推移，生物組織培養也趨于成熟，使得植物繁殖速度不斷加快，更實現了無病毒苗培養。一直到20世紀70年代，生物基因技術得以迅速發展，這樣的技術也為生物育種奠定了良好基礎。使用生物技術培育林木具有很多優勢，主要體現在以下幾方面：以往的育種方式只是在雜交的基礎上對品種進行改良，而生物技術介入以后，育種主要是對生物基因進行改變，實現生物改造，這樣就能很好的解決改造效果差問題；以往的育種方式經常會發生變化，育種方向無法確定，生物技術的使用卻改變了這種情況，確定了林木改造方向，更保證了生物質量；生物技術的應用不僅擴大了育種范圍，還有效減少了雜交障礙，為林木生長提供更廣闊的空間[1]。

3生物技術在林木育種中的應用

3.1利用生物技術培植林木細胞

林木的生長離不開細胞，主要原因在于細胞具有良好的發育能力，在滿足林木生長的條件下，一個完好的林木細胞就能成為一顆植株。所謂的林木細胞工廠就是在實現細胞全能的基礎上，操作細胞遺傳，從而改造林木品種。這種方法通常只對即將滅絕的或品種較為稀少的珍貴植物進行改造。在改良植物品種時，所使用的備種植物都應具有優良性狀，其性能應足夠強大，只要將該植株的根莖葉應用于培養就能完成無性繁殖。四平市相關部門利用這一技術，成功的培育了100多個林木品種。所培育的植株性能較強，完成能夠抵御東北4季變化的氣候，具有極強的生命力。

3.2利用生物技術培養單倍體

隨著科技的進步，人工培養單倍體的方式、種類也很多，在這些方式中，誘導單倍體方法的應用范圍最廣。它主要的誘導對象是未成熟的植株花粉，在誘導時，重點是改變其配子結構，將雄核方向作為發展重點，最終將其安放在胚胎中完成培育，這樣單倍體植被就能被誘導出來，這也是現階段最常用的一種方法[2]。由于林木的生長周期很長，需要經歷數10a時間，要獲得純種林種，以往的培育方式需要變動的地方會很多，困難也很多。但隨著生物及時的應用，完全能夠解決這些問題，能夠在斷時間內培育出多種基因的樹木。經過長期試驗，我國在單倍體上的研究已經取得很好效果，培育出30多中花粉植物。

3.3利用生物技術促進林木體細胞變異

自然界中的體細胞變異主要是將植物基因進行重組，改變其突變方式，但其花費時間較多，且不利益經濟效益增長。在生物技術應用以后，發現在培育植物組織時，基因變異會受到理化因子影響，對理化因子進行加強以后發現能夠有效提升脫分化和再分化，進而獲得新植株[3]。將其應用于林業生產發現，它能夠促進植物變異，并獲得新型優良樹種。現代社會是生物技術社會，生物技術培育林木中發揮了重要作用。通過以上研究得知，利用生物技術極大的促進了四平林木新品種的培育，尤其是對細胞、基因等方面的改變更是促進了林木生長，為社會帶來更大的經濟效益。

參考文獻

[1]李坤霞.生物技術在林木遺傳育種中的實際應用研究[J].生物技術世界，2013（05）：46.

[2]陳罡，張素清，馬冬菁等.現代生物技術在遼寧林業研究中的應用前景[J].遼寧林業科技，2014（03）：61-63.

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【關鍵詞】生物催化技術發展化學制藥研究

生物催化是指通過酶或生物有機體的催化作用實現生物的化學轉化，故又被稱為生物轉化。隨著科技的進步和發展，生物催化逐漸進入人們的生產生活，從根本上改善了人們的經濟效益、能源消耗和原料來源，對環境保護也作出了積極貢獻。生物催化技術是生物技術改革中的第三次浪潮，成為歷年來生物技術中的標志性技術。

1.生物催化技術及其發展

（1）生物催化技術。經濟合作與發展組織（OECD）指出，生物酶催化技術是目前工業發展中最有利于可持續發展的一項技術。生物催化技術主要涉及到化學領域和生物學領域，在醫藥化工領域中可通過酶或微生物的催化作用實現大規模生物的轉化。生物催化技術在很大程度上促使衍生物往多樣性方向發展，實現對復雜產物的結構修飾及簡單分子化合物庫的新建，產物在經過生物催化后能夠延伸出現的生理活動物質。

先導化合物在生物催化作用下具有一定的優越性，主要體現在以下幾點：①可能反應的產物范圍大；②在反應過程中無需進行脫保護和基團保護，一步便可完成相關反應；⑧實現生產的定向立體選擇和區域選擇；④生物催化的反應條件溫和，利于穩定復雜的分子結構；⑤在均一和溫和的反應條件下可獲取反應的重現性及實現反應的自動化；⑥由于酶具有固定化特性，故在生產過程中可反復循環使用催化劑。

（2）生物催化技術的發展。生物催化技術的提出是源于科學家對活體細胞成分的認識，一部分的專家和學者認為某些細胞成分可用于特定條件下的化學轉化。例如苯甲醛從植物中提取后與氫氰酸結合可制成（R）一苯乙醇腈，半合成抗生素的生產則依靠G酞基轉移酶的幫助。1980年后，隨著科技的發展和進步，蛋白質工程技術得到空前的發展，使得酶的底物范圍大大增加，實現了常見合成中間物的生物合成。在此科技背景之下，生物催化技術逐漸被運用于精細化化學和藥物中間體生產領域。

（3）隨著近年來基因合成、生物信息學、蛋白質工程和序列分析等觀念的進步及電腦建模和生物學工具的更新，越來越多的專家學者在分子生物學的基礎上對分子進行快速進化處理，極大的改善了原有的生物催化劑。生物催化劑經過改造后可穩定處：T-60℃的有機溶液中，在接受新的底物時可自動催化新的生物反應。

2.化學制藥中的生物催化技術研究

在生物催化技術的發展背景之下，酶和微生物反應成為生物學領域的關注熱點。許多長期研究微生物和酶的專家學者開始著手于有機合成的研究，促使生物催化技術逐漸發展成為一項不對稱合成的生物技術。

（1）西他列汀游離堿。美國的Codexis公司和德國的Merck公司通過酶做催化劑實現西他列汀游離堿的生產。他們較早發現R構型選擇性轉氨酶的分子結構類似于西他列汀酮，其中一些分子質量較小的可阻斷甲基酮并具有一定活性。而后Codexis公司對轉氨-酶進行改造，實現了一種催化加氫路線的構建，且在生產過程中并不產生S豐勾型西他列汀酮。由于該生物技術具有一步到位的優點，故設備的生產能力和分子的反應能力得到有效提高，且在一定程度上降低了廢棄物品的產出。

（2）阿伐他汀（立普妥）。6-氰3和5一二羥基乙酸叔丁酯是阿伐他汀（立普妥）生產過程中需要的活性中間體，美國Codexis公司通過生物催化實現此種活性中間體的生產。Codexis公司以分子重組為基礎，采用了最先進的直接優化技術，開發了具有穩定性、選擇性和活性的3種酶。前手性氯酮在2種優化酶手性選擇性的催化作用下發生氫化反應，生成純手性的氯乙醇。

（3）普瑞巴林。美國的Pfizer公司通過生物催化的方式實現普瑞巴林的生產。基于蛋白質工程技術進行改造的水解酶問世后，運用該水解酶會對S-2-羧乙基-3氰基-5-甲基乙酸的鉀鹽進行選擇性水解，在溫和條件下物質發生一系列水解反應，最終得到普瑞巴林。-2-羧乙基-3氰基-5-甲基乙酸在脂肪酶的選擇性水解下產出-2-羧乙基-3氰基-5-甲基乙酸的鉀鹽，在此基礎上進行化學合成，實現普瑞巴林的制備，可獲取40%的最終收率，通過對目標產物的檢測可得其ee值為99.7%。

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微生物采油技術引起了微生物學界、石油工業界、石油地質界和地球

關鍵詞：微生物采油、技術發展、機理、特點、方向

一、引言

微生物原油采收率技術，就是利用微生物在油藏中的活動、代謝作用及代謝物作用于油藏殘余油，對原油、巖石、水界面性質的作用，改變原油的流動性，促進低滲透帶的滲透率，提高采收率的高新生物技術。此項技術的關鍵，是注入的微生物菌種能否在地層條件下生長繁殖，微生物代謝產物能否有效地改善原油流動性質，還有液固界面性質。

二、微生物增加石油采收率的概述

微生物提高采收率的各種技術的總稱是MEOR。凡是與微生物有關的采油技術均屬于MEOR。國內外微生物提高采收率方式大致有兩種。一類是地面法,在地面建立發酵反應罐，為微生物提供必須的營養物質，通過微生物代謝作用產生生物產物(主要是生物表面活性劑和生物聚合物)，將生物產物注入地層從而達到提高采收率的目的。另一類是地下法(油層法) ,指直接將微生物注入到油層，使其在油層中產生各種代謝產物，只要供給微生物足夠的營養物質，代謝產物的生產速度就會大于被微生物降解的速度。

三、微生物提高石油采收率的特點

（一）、微生物以水為生長介質，以質量較次的糖蜜作為營養，實施方便，可從注水管線或油套環形空間將菌液直接注入地層，不需對管線進行改造和添加專用注入設備；

（二）、由于微生物在油藏中可隨地下流體自主移動，作用范圍比聚合物驅大，注入井后不必加壓，不損傷油層，無污染，提高采收率顯著。

（三）、以吞吐方式可對單井進行微生物處理，解決邊遠井、枯竭井的生產問題，提高孤立井產量和邊遠油田采收率；

（四）、微生物可解決油井生產中多種問題，如降粘、防蠟、解堵、調剖，最后提高采收率的代謝產物在油層內產生，利用率高，且易于生物降解，具有良好的生態特性。

四、微生物采油新技術的機理

（一）、油田化學劑與微生物采油技術

在油田開發的各個階段都會使用不同性質的化學劑。當大量化學劑進入油藏后，將發生物理變化和化學變化，對微生物采油過程可能產生不同的影響。化學劑既可引起微生物生存環境的改變，又可改變生物的生理（呼吸作用、蛋白質、核酸及影響微生物生長的大分子物質的合成）以及影響微生物細胞壁的功能，因此影響微生物的生長，降低采收率。

（二）、微生物驅油的機理

微生物提高原油采收率作用涉及到復雜的生物、化學和物理過程，除了具有化學驅提高原油采收率的機理外，微生物生命活動本身也具有提高采收率機理。雖然目前的研究不斷深入，但仍然無法對微生物采油技術各個細節進行量化描述，據分析，主要包括以下幾個方面：

1、原油乳化機理

微生物的代謝產物表面活性劑、有機酸及其它有機溶劑，能降低巖石一油一水系統的界面張力，形成油一水乳狀液（水包油），并可以改變巖石表面潤濕性、降低原油相對滲透率和粘度，使不可動原油隨注入水一起流動。有機酸能溶解巖石基質，提高孔隙度和滲透率，增加原油的流動性，并與鈣質巖石產生二氧化碳，提高滲透率。其它溶劑能溶解孔隙中的原油，降低原油粘度。

2、微生物調剖增油機理

微生物代謝生成的生物聚合物與菌體一起形成微生物堵塞，堵塞高滲透層，調整吸水剖面，增大水驅掃油效率，降低水油比，起到宏觀和微觀的調剖作用，可以有選擇地進行封堵，改變水的流向，達到提高采收率的效果。在較大多孔隙中，微生物易增殖，生長繁殖的菌體和代謝物與重金屬形成沉淀物，具有高效堵塞作用。

3、生物氣增油機理

代謝產生的CO、CO2、Nz、H、CH和C3H等氣體，可以提高地層壓力，并有效地融入原油中，形成氣泡膜，降低原油粘度，并使原油膨脹，帶動原油流動，還可以溶解巖石，擠出原油，提高滲透率。

4、中間代謝產物的作用

微生物及中間代謝產物如酶等，可以將石油中長鏈飽和烴分解為短鏈烴，降低原油的粘度，并可裂解石蠟，減少石蠟沉積，增加原油的流動性。脫硫脫氮細菌使原油中的硫、氮脫出，降低油水界面張力，改善原油的流動性。

5、界面效應

微生物粘附到巖石表面上而生成沉積膜，改善巖石孔隙壁面的表面性質，使巖石表面附著的油膜更容易脫落，并有利于細菌在孔隙中成活與延伸，擴大驅油面積，提高采收率。

（三）、理論研究

二十世紀八十年代，國外的Islam、Zhang和Chang等建立了微生物采油的數學模型并開展了相應的數值模擬研究。Zhang模型優于Islam模型在于可描述微生物在地層中的活動，卻難于現場模擬。Chang模型是三維三相五組分，能描述微生物在地層中的行為，不能描述在油藏中的增產機理。并且物理模擬研究基本上是應用化學驅的物理模型試驗裝置及試驗過程。微生物驅油模型的核心是巖心管部分，其長度影響微生物的生長繁殖。應建立大型巖心模型，使微生物充分繁殖，便于分析研究微生物的驅油效果。

五、MEOR營養液的配制和菌種的篩擇

（一）、菌種的篩擇

菌種篩選是微生物采油技術的關鍵。菌種篩選主要向兩方面發展，一是提高菌種耐溫性，以適合更廣的油藏范圍；二是提供部分無機營養物，希望以原油為碳源，降低注入營養成本。微生物采油技術采用的細菌按來源可以分為兩類：一是天然細菌，以油田環境為主，包括油田污水、采出油泥沙、地下巖心、長期被原油污染的土壤，淺海油井附近的水和土壤等。主要目的是利用它們某些方面的特性，如嗜鹽性、耐溫性等。另外，由于內源微生物驅油直接應用地層中的細菌，菌種類復雜，屬于一種獨立的選擇方式。二是人工培植的工程細菌，可以通過紫外線照射、全DNA轉化、添加生長因子、反復馴化等手段，提高天然細菌在某一方面的特性，如耐高溫、耐鹽性、富產表面活性劑、富產氣體等，從而培養出新的細菌。用于MEOR的微生物可以是好氧菌、厭氧菌，也可以是兼性厭氧菌。在MEOR實施的過程中，可以單獨使用某一菌種，但為了發揮微生物的協同作用，更多的是使用配伍性較好的混合菌種。在選擇的過程中應遵循的原則必須適應油藏的環境條件。

（二）、營養液的配制

營養液的配制主要根據選用的菌種、地層條件和工程的目的來確定。 菌種不同, 通常所需要的營養物質也不一樣, 微生物一般都需要含磷化合物、含氮化合物、含碳化合物、硫、各種微量金屬元素、氫等地層中可能缺乏這些營養物質中的一種或幾種。因此, 營養液的組分主要包括地層中缺乏的營養物質。

六、微生物采油技術的前景

（一）、井筒技術目的是為了更好的保護微生物，能起到一定的防蠟效果，工藝簡單，適合大規模的應用。與此同時，應篩選代謝物質能起到較強液化作用的菌種最為適宜。

（二）、單井吞吐，它的作用對象是近井的地下層，需要菌種在地下層完成新陳代謝，篩選的微生物的類型應以厭氧及兼性厭氧為主，同時要求具備耐溫性，現場實際應用時需要補充營養劑，然后關井相對的時間。

（三）、好氧微生物驅，其又被稱為空氣輔助型微生物驅。在有氧條件下，該菌種的代謝加快，向地下層排放空氣的同時菌種會消耗掉一定程度的氧氣，并將石油中的結構進行氧化。

七、源微生物的采油工藝

國內油田已進人高含水開發期，是采用內源微生物驅油還是采用外源微生物驅油，要根據具體油藏內的微生物群落進行分析。若具體油藏中內存在有益微生物驅油的微生物群落，宜采用內源微生物驅油工藝，我國國內致力于運用最新微生物采油技術。

八、結語

結合上面的論述，我國的采油油田，使用微生物技術采油的都取得了很好的效果。微生物采油也確實發揮出了技術先進的優勢，這種技術的發展必將引領我國的石油行業走向輝煌。

參考文獻：

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關鍵詞：生物技術；農業水污染治理存在問題；原因

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.218

0 引言

目前我國用水較多的產業就是農業用水，由于水資源的農業利用和糧食問題緊密的聯合在一起，糧食也是人們生活中不可或缺的，這給水資源的控制和調節又增加了難度。我國水資源的現狀是分布不均等，北方的水資源較少而南方較多，所以形成了北方干旱地區居多，南方潮濕的特點，在水資源的開發問題上，常見的都是對地下水資源的開發利用，長時間的開發地下水資源，使我國的供水資源逐漸單一，還導致了地面污染等嚴重的問題。如今農業上的污染使得水資源的污染越來越嚴重，主要表現為農業生產所造成的對環境的污染如對水資源以及土地的污染，以及使用農業化學物品對農業產物的污染，如食品的安全，健康問題。比較嚴重的屬于對水的污染。大氣污染的形式主要還是農業活動中使用的化肥，經過揮發，進入到大氣層中，流動性的污染大氣層。而水污染主要是一些農業系統在設置排水設施的過程中，隨意的對當地的河流排放污染物所導致的水資源污染，隨著中國的經濟發展，人們對水資源的緊缺狀況的日益重視，中國的水污染在控制方面已經逐步在改善。生物技術作為一項新型的科技研究成果，在農業污水治理的問題上主要表現形式為通過植物的內部反應器來進行污水的凈化處理，但是由于我國在生物技術的開發上還存在進步的空間，所以生物技術在農業污染治理中還是需要不斷探索的。

1 生物技術

生物技術的主要目的是生產有益的物質，對動物來說，就是使動物在生理活動過程中生產出對自身對周圍有積極作用的物質，相同的，對植物來說，就是使植物在生命活動的過程中，產出對植物自身和環境有益的物質，將這一技術應用到農業水污染的治理上可以有效的對已經污染的水資源進行補救。生物技術的主要研究領域是生物的細胞和基因，生物的一系列生理結構特征可以和水資源污染相互合作，例如它具有吸附性，降解性等。生物技術是當前科技飛速發展的新型技術，還處在不斷探索的階段，所以在它廣泛應用之前上還需要解決一些問題，包括農業污水處理的利用。

2 目前我國農業水資源污染狀況

2.1 化肥的大量不合理使用

中國的農業發展時期，農業生產者一味的追求生產量，對土地使用大量的化肥，而化肥使用超標，會使得土壤中的水分營養價值嚴重下跌，也進一步污染了地下水。中國在化肥的使用上已經超過了其他的任何國家，位居全球第一，而在利用化肥上，又不斷下滑，導致化肥不但不能合理有效的發揮其作用，還污染了周邊的河流湖泊。導致此類問題主要原因有三種，其一是化肥在生產的時候其化學元素組成不合理，其二是缺乏專業的操作人員。眾所周知，上世紀90年代，中國農業生產者的文化水平普遍偏低，而施用化肥又是一項技術性的工作，大部分對化肥技術認識不夠的農業生產者濫用，誤用的方法導致化肥的不合理利用，最后一個因素是我國在化肥生產的結構上不夠完善，導致化肥的益處不能被農作物完整的利用，而弊端卻發揮了主要作用，引起河流的嚴重污染。

2.2 農藥的使用引起污染嚴重

農業生產中，農藥的使用是保護農作物的基本措施，農藥投入農業生產可以避免農作物受到害蟲的侵蝕，保障農作物的質量和產量。但是，農藥在農業的生產中一度出現過量的使用現狀，帶去了環境污染的問題，對生態平衡造成了威脅，也使健康問題得不到保障。隨著這一現象的加劇，人們也越來越關注農藥的使用問題，在對水域的研究調查中發現，河流水域每20個其中至少就有一種農藥，地下水域中的調查結果也是如此。由于農藥不易揮發，特別容易保留，所以在進入土壤中后，加劇著對水域的破壞。這些被污染的水域一旦經過水域傳輸系統被人飲用，有些農藥中所含的致癌物質將會嚴重危害人們的生命健康。

2.3 養殖產業污染物的排放

中國傳統的施肥途徑是利用人和動物的排泄物進行施肥，但是20世紀40年代以來，化肥的生產導致了農業施肥的轉型，從傳統的施肥模式轉向了化肥使用的新時代，隨著化肥使用的廣泛，人們逐漸忽略了傳統的施肥模式，人和動物的排泄物不能利用，這些本來有用的有機物因不能應用于農業而排放到大氣中逐漸加劇了大氣污染和水污染。隨著養殖產業的不斷壯大，有機物的排放量也在不斷地增多，況且這些排放物中所含的某些化學元素也會影響到人類的健康，這成了我國水污染治理的有一個極具考驗的問題。

3 生物技術在農業水污染治理中的現狀

農業水污染嚴重的現狀必須要采取有效的應對措施，這不僅是農業發展的要求也是我國經濟發展的支柱，我國地大物博，人口眾多，無疑要加大在農業發展方面的速度，但是農業水污染嚴重幾乎是一場農業發展的災難，所以為了求得農業的優質發展，在水污染治理這一問題上必須進行有力的研究，應用最新研究的生物技術將農業發展和水污染治理有效的進行融合是國家農業科技發展的新目標，生物科技雖然在農業的發展問題上存在很大的上升空間，這需要我國的生物科研人員加大研究力度，更深入的探索研究，爭取在有效的利用上打開新的局面，為我國的人民安全和經濟l展做出貢獻。

4 生物技術在農業水污染治理中存在的問題及原因

4.1 生物技術的推廣不廣泛

在科技飛速發展的時代，我國雖然地大物博，但是人口眾多，農業活動所產生的經濟收益普遍低下，這一局限性導致我國國民對生物技術的認識不夠，所以生物技術在推廣的時候出現了問題。造成這一問題的一方面是各教育機構在進行生物技術的應用推廣上沒有較強的責任感，導致教育工作不能將理論和實踐有效的結合，教育力度不大，生物技術的相關知識得不到普及，不能及時發現存在的問題。另外一方面就是關于農業水污染應用于生物科技的一些工作人員在從業的時候傾向與所學內容吻合的崗位，人才大量流失使得生物技術的研發力度一直停留在初級階段，環境污染日益嚴重，人們的健康問題有受到了威脅。生物技術中，一些專業性不強的操作人員會對生物技術的使用造成阻礙，也會由于認識不足而導致各方面工作不能合理有效的開展，針對這一現象應該采取加大研究人員的專業性，所有進行生物技術研究的工作人員必須具備專業的知識和豐富的操作技術，保障制度的完整規范性。

4.2 農藥不能分解的弊端

食物鏈的完整是生態平衡的主要表現形式，在食物鏈的結構中，無論哪一個生物的生存被破壞，整個食物鏈就會受到影響，生態平衡就會存在威脅。農業生產過程中，農藥的大量使用就是破壞食物鏈的一種方式，這種方式通過殺害某一種生物來破壞生態平衡。例如農藥可以殺滅雜草，但是會影響家禽類和樹木的數量，有時候還會導致其他生物的死亡。傳統的農藥毒性較強，因此農藥的逐步發展和完善過程中，逐漸走向易于分解的階段，農藥的毒性強使得在開展農藥的生物技術研究上顯得尤為重要。當前我國在生物技術應用于農藥的一些領域上已經取得了較好的成效，但是農藥中的生物在分解的處理的過程中，活動區域比較廣泛，這微生物技術的研究增加了難度，目前這一技術正受到過程繁雜，投入成本高的困難，所以在生物技術應用于農藥的方向上應該先致力于研究出可以分解農藥中有害微生物的領域。在此控制污染嚴重的基礎上，再進行進一步利用生物技術，對各個河流湖泊的水污染程度進行測量，一旦農藥的污染程度超標，立即采取凈化措施，爭取做到水資源安全，良性的利用。

4.3 生物技術的治理缺乏規劃機制

我國社會目前處于轉型的階段，城鎮化的步伐不斷在加快，對我國的經濟，環境等都提出了嚴峻的考驗，我國當前的農業生產主要遍及在城鎮和農村，所以水污染的工作也將從這兩方面進行開展，但是由于我國農村的水污染分布區域比較小而且松散，城鎮的水污染區域密集，所以需要對水污染的治理措施做出合理的規劃。就當前我國治理水污染的階段還停留在治理上，并沒有對水污染采取檢測，維修的措施。對家庭生活用水，養殖產業排水的污染處理上，我國采取的措施主要是利用沼氣池，但是這在農村污水治理上存在著問題，這也是農村污水排放的分散導致的，因為沼氣池的設立成本較高，占地面積又大，所以對于農村污水處理來說，存在問題也是無可避免的。城鎮的人口密集，污染也密集，可以應用經過特殊處理的活性泥進行處理，不過總體來說，城鎮和農村的污水處理措施還是比較落后的。所以在生物技術的應用上應該加強處理者和污染地交流，在被污染的地區建立科研站，實時實地的進行考察，研發，確保生物技術的治理機制能夠有目標性的持續深入。對高校在專業知識的普及上提供大的支持力度，實施監控機制，通過不斷的推廣，做到生物技術應用價值的發掘。

4.4 生物技術應用不夠產業化

雖然我國加大了在生物科技研究上的力度，但是目前我國的生物技術還處在發展的階段，有待探索。生物技術至今還是缺少平臺，我們應該明白，生物技術應用于農業水污染的問題上不僅需要高素質的人才，還需要積累了大量經驗的專業人員，所以，在崗前的指導培訓上也應該加大力度。生物技術不夠產業化的主要原因還是缺乏強大的推動作用，對此制定方案需從三個方面考慮：第一是對生物技術應用于農業水污染的前景進行預測，這對生態平衡的合理循環和發展有著很重要的歷史意義。第二是對農業水污染采用生物技術的崗位定義不夠明確，所以在社會的發展下，處理好個人與單位的關系問題，服務問題，財富問題，促進該問題進行合理的解決。第三是生物技術在農業污水治理中的重大作用進行全面的認識，明確生物技術治理環境污染問題不僅是治理區域環境，是對個人的健康安全問題，生態的平衡問題，以及人類的發展存亡問題都有重要的戰略性意義。在此過程中，需要做到的是促使市場經濟參與進來，對集專業能力和實踐能力的綜合型人才進行篩選，實現生物技術應用于農業水污染的創新。

4.5 生物技術的資金計劃不合理

農業污水治理工作正常無誤的運行需要足夠的資金儲備，進行實地考察，細致分析，合理計劃，開展工程等等流程，但是面對實際狀況中存在的一系列問題還需要一定的支持力度和工作人員的積極配合，當前我國在農業水污染應用生物技術的治理上，缺少團隊的合作，加上各大企業不能為工作人員提供先進的研究設施，導致工作成效和預期成效大相徑庭。主要原因還是與此相關的公司比較少，多數企業在支持力度上不夠，所以生物技術的開展主要還是以小型規模為主，解決這一現狀還是需要各大企業對生物技術應用于農業水污染進行全面的了解，明白這項工作的必要性，完善資金的流動模式，創造企業和國家的共同可持續發展。

5 結束語

我國當前的形式是，經濟處速發展的階段，人口眾多，在環境污染日益嚴重，水資源緊缺的當下，農業水污染應用生物技術雖然有很多的阻礙因素，但這是必須跨越的一步，生物技g是一項新型的科學技術，它的發展存在很大的進步空間，在生物技術的應用上應該以傳統的生物技術為基礎，加大探索的力度，不斷地深入研究，爭取解決農業生產所造成的環境污染問題，凈化大氣層和水資源，為我國重回碧海藍天，實現可持續發展，人類生生不息做出重要的貢獻。

參考文獻：

[1]劉成家.農業水污染治理環節中的生物技術應用問題研究[D].浙江農林大學，2014.

[2]鄧小云.農業面源污染防治法律制度研究[D].中國海洋大學，2012.

[3]李俊杰，李亞嬋，梁歆i.生物技術在農業水污染治理中存在的問題及原因分析[J].農村經濟與科技，2016（08）：60.

[4]李.工程措施與非工程措施在水污染治理中的作用研究[D].西北農林科技大學，2013.

篇6

【摘 要】高中生物教師只有具備了堅實的生物學知識、熟練的實驗操作技能、正確的態度及恰當的教學策略等能力，才能對選修Ⅰ的實驗內容有較全面的把握，并設計出合理的實驗教學方案。本文對此進行了分析研究。

關鍵詞 生物教師；生物技術實踐；教學能力；現狀；研究

“生物技術實踐”是高中生物選修課程中的一個模塊，其內容突出了生物學的專業性與生物科學思維的整體性。旨在使學生在生物必修課程學習的基礎上更為全面的了解生物科學技術的相關知識與實驗操作。高中生物教師只有具備了堅實的生物學知識、熟練的實驗操作技能、正確的態度及恰當的教學策略等能力，才能對選修Ⅰ的實驗內容有較全面的把握，并設計出合理的實驗教學方案。

一、研究的構想與問卷編制

為了展開生物教師“生物技術實踐”教學能力的現狀探究，首先很有必要對于研究過程有合理的構想。研究過程可以從兩個方面展開，一方面可以針對學生展開調查研究，從學生的角度能夠一定程度反饋出生物教師對于生物科學技術及其相關知識的掌握程度，另一方面也能夠很直觀的反饋出教師在課堂教學中可能存在的一些問題與疏漏。學生作為教學的接受者對于教學的知識背景、施教能力等有著最直接的感知，因此，針對學生展開相關研究是很有必要的。另一方面的研究過程會直接針對教師本人，可以通過對于知識層面的考察來核實生物教師關于生物科學技術以及這個領域的知識的了解程度，也可以通過一些相關測試考察教師的基本教學理念以及教學設計能力。

在基本確立了研究實施過程后可以展開調查問卷的編制，在編制問卷時要注意問題的設置要具備很好的研究相關性，問題應當在科學合理的同時也能夠嚴謹客觀，這樣才能夠更好的起到研究調查作用。調查問卷分為兩份。

問卷1是針對學生的調查問卷，學生根據具體選項給生物教師展開評分，10分為滿分，教師水平越高得分越高；問卷2為針對教師自身的調查問卷，教師需要根據調查內容如實回答相關問題，這些問題將會真實反映出教師對專業知識與實驗技能的掌握程度以及相關教學態度。

二、研究的展開與結果分析

本次研究調查對象為某市某區所有普通高中的理科學生以及這些高中的生物教師，會給他們統一發放調查問卷，并且回收所有問卷。之后會統一展開問卷的數據整理與分析。

調查結果歸結如下：

問卷1：學生調查問卷（滿分10分）

在學生提出的意見與建議中，最常被學生提及的是希望教師在課堂教學中加入更多的實驗過程，演示實驗和學生自己的實驗探究都很有必要增加。另一個問題則是希望教師的教學模式更為多元，能夠讓生物課程的講授更生動有趣。

問卷2：教師自評問卷（根據實際情況如實填寫）

在教師提出的意見及建議中則是很大程度針對校方。很多教師都客觀指出學校在生物實驗環境與實驗條件上的局限性，這確實也很大程度影響了“生物技術實踐”課程的良好展開。

對于實驗結果可以有的分析如下：從學生的調查結果中可以看出，首先教師對于“生物技術實踐”這部分選修課程的教學十分缺乏重視，這是教師首先需要有所改進的；其次，很多教師在教學模式的多樣性上都做的不夠，這也是造成很多學生在教學建議中會期望教師增加實驗課程，并且讓課堂教學更為生動有趣的原因。針對教師的問卷調查結果和學生問卷是有一定吻合的，都能夠反饋出教師對于選修課程的缺乏重視，教學模式的單一以及教師專業知識及實驗技能掌握程度的缺乏。這些調查結果是有著很重要的實踐意義的，能夠給后續的教學過程展開提供很多參考與指引。

三、提高高中生物教師“生物技術實踐”教學能力的應對策略

本次的問卷調查有著很重要的實踐意義，針對本次調查在提高高中生物教師“生物技術實踐”教學能力的應對策略可以歸結為如下幾個方面：從教師層面來看，教師們很有必要加強自身專業素養及施教能力建設，應當不斷豐富與完善自己的知識體系，讓自己對于生物科學技術以及實驗操作技能上都有更大程度的提升；從教學層面來看，教師很有必要在教學方式以及教學理念上做出革新。首先要提升對于重要選修課程的重視程度，其次要讓課堂教學模式更為多元，這些都將會為高效課堂的構建提供良好基礎。從學校層面來看，教師們提出的問題是能夠很大程度反饋出很多實際現狀的，校方應當加強生物實驗環境建設，應當給教師提供更好的教學條件，給學生提供更好的學習氛圍，只有教師和校方共同努力才能夠推進“生物技術實踐”教學質量的提升。

“生物技術實踐”是高中生物課程中非常重要的選修內容，然而，針對這部分內容的教學卻沒有很好的得到落實，這其中既有著教師自身在專業素養及施教能力上的疏漏，也有著教師教學理念與教學模式上的偏差。教師們應當有針對性的對于教學過程做出改善與革新，這樣才能夠讓“生物技術實踐”課程的教學更好的得以落實。

參考文獻

[1]喬春艷.高中生物教師的反思性教學研究[D].上海師范大學，2012

篇7

【關鍵詞】高中生物 技術素養 現狀 培養 實踐

目前，我國教育已經開始實施新課程標準。在高中生物課堂中，教師們已經逐漸開始結合國家新課程標準“學會學習、科學探究”的核心概念，研究一些新的策略來提高課堂教學效果。

一、技術素養的界定

技術革新了人類的行動方式，它不僅僅是計算機和使用計算機的知識，還包括新產品的設計與開發等內容，其中，解決問題的能力和批判性思維，也可歸為技術行列。而技術素養，它涉及從不一樣的角度來看待人類的行為、力量以及技術等。1994年10月，美國一個名為《面向全體美國人的技術――技術學習的基本原理和結構》的報告將技術素養定義為“使用、管理和理解技術的能力”。具有技術素養的人能夠很好地解決問題，能夠深刻理解技術與系統的關系，并且具有良好的創造性思維。

二、高中生物課堂的教學現狀

在我國高中生物的教學中，許多教師都會在上課前事先準備好要提出的問題，在教學中，學生只能夠回答教師事先準備的問題，長此以往，學生會漸漸失去自主思考的能力，缺乏創造性和創新性。如今，課堂評價開始重視學生的參與度，但是，許多教師在課堂中設置問題的目的只是在于加強學生的參與度，而不是激發學生的創造性思維，導致課堂表面上看起來非常活躍，但實際上卻并沒有起到培養學生創新能力的作用。

生物是一門科學，它的發展需要不斷地創新。科學家們要不斷突破自己，從固有的知識中突破出來，才能夠做到創新，才能夠提出新的見解，從而不斷創新科學，推動科學的進步。教師在教學時如果只是一味地讓學生按照自己定制的路線進行學習，那么學生將無法進行獨立思考。激發學生的創造性思維才是教學的重要任務。

三、高中生物技術素養培養的現狀調查

為了深入了解高中生的生物技術素養，筆者根據高中生對于技術素養的理解，采取問卷調查、采訪等方式進行了調查。調查結果顯示，大部分高中生都對技術相對較為了解，但是許多高中生并不認為技術就是指與計算機相關的技術。比如對于生物中的“克隆”知識，大部分高中生都有著正確的理解，但是，對于“細胞工程”等內容，了解的人就相對較少。總體來看，高中生對于生物技術知識的了解并不全面，只局限于日常教學的范圍，對于一些重要的術語或概念都不甚了解，甚至可能存在誤解。許多高中生也不能將所學的技術知識進行靈活的運用和遷移。

調查顯示，許多高中生都可以使用一些比較常見的工具，具備一定的基礎操作能力，能夠依據需要來進行選擇和使用技術，但是，在獨立進行操作的能力上依舊存在不足。

高中生的生物技術素養也存在著一些問題，其現狀并不能讓人滿意，許多高中生對于生物技術知識的掌握僅僅只是停留在理解的層次，操作和使用能力欠缺，生物技術知識的結構也不夠完整。

四、高中生物技術素養培養的實踐

（一）將生物知識作為載體

如今，在高中生物教學中，技術素養的培養并不成熟，存在許多問題，教師可以結合新課程標準和高中生的特點，制定合適的策略，深入開展教學。

高中生對于技術知識的學習較為重視，并且在這方面具有較好的學習態度，但是高中生處在一個學習任務十分艱巨的時期，高考的壓力消耗著高中生的全部時間和精力，導致他們對于技術知識的學習顯得力不從心。因此，將生物知識作為載體，把技術素養滲透到日常的生物教學中，能夠有效地達到培養學生技術素養的目的。

（二）與綜合實踐活動相結合

與實踐活動相結合，能夠將素質教育落到實處，能夠培養學生的創造性思維，能夠體現出新的教育教學觀念。綜合實踐活動能夠讓學生親身參與到實踐中，學習到科學的研究方法，以此增強自身對于科學的探究能力。加強高中生對于課堂所學知識的理解和認知，將其與實際生活聯系起來，而不僅僅只是學習生物理論。

開設綜合實踐活動能夠促進學生養成積極學習的態度和習慣，也能夠讓教師突破傳統的教學束縛，突破課本的局限，在實踐中體驗技術，從而形成一種正確的科學態度。

例如，教師可以組織學生進入社區，了解活動社區的服務信息，制定出適合的活動主題，讓學生自行選擇，并將此計入學分評定。教師可以選擇與生物有關的活動，比如農藥正確使用方法的宣傳、如何正確保護水資源、如何正確進行廢物利用等。多種多樣的活動不僅能夠引起學生的興趣，還能夠讓學生親身參與進來，加強學習效果，鍛煉學生解決問題的能力、社會交往能力以及自我教育能力。

五、結語

在我國的高中生物技術素養的培養中，雖然依舊存在著不足之處，學生的技術素養水平也并未達標，但是只要采用合適的教學方法，將理論與實踐結合起來，重視學生的實踐性，最終能夠達到提高高中生生物技術素養的目的。

【參考文獻】

[1]胡曉雪.鄉鎮普通高中生物學教學中實施STS教育之研究[D].揚州：揚州大學，2014.

篇8

1　現狀分析

目前，我校的大氣污染控制工程課時為32個學時。該學時的設置是需要學生在老師的帶領下，利用課余時間進行補充學習，然而，大氣污染控制工程的很多內容學生理解起來也有些抽象，會感覺枯燥，知識點難于掌握等，不像傳統專業學科水污染控制工程、固體廢棄物處理等課程一樣容易理解，導致學生的自主積極性不高，這為該課程的理解帶來很大的障礙。

這些問題的出現，主要是原因還是教與學的不結合，如何解決這些問題，需要對大氣污染控制工程課程教學改革進行積極的探討。

2　教學改革探討

2.1課程體系完善

大氣污染控制工程是一個多學科知識點應用的交叉科學，該課程需要從整體上考慮它的體系建設。與物理、機械、力學、無機化學、有機化學、物理化學、化工原理、流體力學等基礎課程和專業基礎課程聯系密切，如何在大氣污染控制工程的教學中自然的將低年級時候學到的知識靈活貫通，同時也把其它專業課，例如，水污染控制工程、固體廢棄物處置等專業課程有機的結合，相互協調進行教學。二是本課程內部之間的聯系。許多大氣污染問題是一個既有顆粒污染、氣態污染，還有污染類別的區分，同時還涉及污染排放標準的問題，如何在不同的處理設備尋找共同點，需要主講課程的老師建立清晰、完善的課程體系。

2.2激發學生的自主意識

大氣污染控制工程是一門工科課程，加強學生的自主學習意識能起到事半功倍的作用。在教學過程中，注重通過工程范例圖像資料和理論教學的結合，培養學生的感知能力，也就是提升了他們的學習興趣，激發了自主意識。同時通過邀請校外工程技術專家、客座教授、總工等校外企業資源，聯合校企進行教學，從根本上增強學生對該課程的理解能力和動手能力。

2.3教學形式多樣化

由于大氣污染控制的裝置一般都是工程或者設備，在課堂教學中位該充分運用多媒體等現代化教學手段，制作內容全面、表現方法先進的多媒體課件。同時為避免枯燥的工科學習氛圍，課堂中應更多的嘗試互動式的教學方法，在課堂上有意識地引入了互動式教學，通過教師提問，學生回答，教師答疑等形式，鼓勵學生積極發言，引導學生課堂互動，在活躍課堂氣氛的同時，也能增強學生的實際分析問題的能力。

2.4理論與實踐相結合

大氣污染控制工程是一門工科科學，它的掌握離不開實踐工程的結合。為使學生更好地掌握大氣污染控制工程的概念、原理和工程學方法，在該課程學習之前，為學生安排3個學時的實踐實習內容，讓學生對工業企業中的大氣污染源排放及大氣污染控制設施有一定的感性認識，強化對大氣污染控制工程課程的認同感。同時也能激發學生的自主創新能力，通過在現場的感知和一些尚未解決的問題分析，提出創新性的方案，極大的激發該課程的“教”與“學”實現兩者的極大效益。

2.5突出生物技術特色

生物技術被譽為21世紀的新興科學，工程類的進展與生物技術的發展密切相關。大氣污染控制工程也是這樣的一類學科。在大氣污染控制中應當突出我校的生物技術特色，進行內容和體系的建設。比如在介紹生物法控制VOCS污染一節中，生物洗滌塔、生物滴濾塔、生物過濾塔的原理、工藝、模型進行設計內容，應該說利用生物技術來進行大氣污染控制，是當前經濟低廉、技術主流的方向。

2.6開展雙語教學

現代教學的趨勢是與國際化接軌，雙語教學的益處是多樣的，主要表現在既能提高學生的專業能力，又能提高學生的專業英語知識表達。這就需要依靠高素質的教師隊伍去實現，課程設計之初，就應該有明確的目標和長遠的規劃，要求主講老師既是大氣污染控制領域的專家，同時在學歷、資歷、知識結構、英語水平上都有一定要求。

篇9

（河北省農業廳，河北 石家莊 050011）

摘要：水產品因其蛋白質和水分含量較高、脂肪多呈液態，在運輸和貯藏過程中極易發生腐敗變質。生物技術作為新興技術已應用于眾多領域，但在水產品保鮮領域尚處于起步階段。本文概述了酶制劑、可食涂膜、抗菌涂膜對水產品保鮮的研究，期望對水產品生物保鮮技術的進一步研究提供理論依據。

關鍵詞 ：水產品；酶制劑；可食性涂膜；抗菌性涂膜；保鮮

水產品具有蛋白質含量高、脂肪含量低等特點，在加工、貯藏和銷售過程中很容易受到微生物的污染。所以，延長水產品的保鮮期限相對其他食品而言難度更大。目前，水產品保鮮技術主要為冷凍保鮮、化學保鮮及氣調保鮮等，但以上技術存在蛋白質變性、營養成分流失和化學品殘留等問題。

生物技術作為一項新興技術已在醫藥、化工領域取得長足的進展[1]，但在食品保鮮特別是水產品保鮮中的研究尚處于起步階段。本文概述了酶制劑、可食涂膜及抗菌涂膜在水產品保鮮方面的研究進展，并對其應用于水產品保鮮做了展望。

1酶制劑保鮮

酶制劑技術是指利用酶的催化作用來防止或消除外界因素對水產品的不良影響，從而保持水產品的鮮度[2-3]。酶法保鮮具有以下優點：一是酶對底物具有嚴格的專一性，添加到成分復雜的原料中不會引起不必要的化學變化；二是酶本身無毒、無味、無嗅，且不會損害食品本身的價值；三是由于酶作用所要求的溫度、pH值等作用條件都很溫和，不會損害產品的質量。采用酶法保鮮在必要時只需用簡單的加熱方法就能使酶失活，終止其反應。目前，應用于水產品保鮮的酶制劑主要有溶菌酶和葡萄糖氧化酶。

1.1溶菌酶保鮮

溶菌酶通過水解細菌細胞壁肽聚糖β-1.4糖苷鍵導致細菌自溶死亡，它廣泛作用于有細胞壁結構的各種細菌，具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤的功效，是一種安全的天然防腐劑。在水產品保鮮中溶菌酶主要是與其他保鮮劑混合使用，制成復合保鮮劑或復合保鮮液、保鮮冰來貯藏食品。

溶菌酶復合保鮮劑可有效消除外界細菌對水產食品的污染，起到防腐保鮮的作用。邱春江等[4]通過試驗研究在冷藏條件下溶菌酶與Nisin制成的復合生物保鮮劑對縊蟶的保鮮效果，結果表明溶菌酶和Nisin單獨使用或混合添加與單純冷藏相比均具有明顯的保鮮效果，而將兩者混合添加的保鮮效果更佳。

1.2葡萄糖氧化酶保鮮

葡萄糖氧化酶是黑曲霉等經過發酵后制得的高純度酶制劑。其用于水產品保鮮原理一是通過氧化葡萄糖產生葡萄糖酸，降低食品表面的pH值、抑制微生物的生長；二是通過消耗氧氣催化葡萄糖氧化，從而延長食品的保質期。葡萄糖氧化酶對于已經發生的氧化變質可以阻止進一步發展；在未變質時，能防止發生[5]。

水產品在加工、貯藏過程中，氧氣的存在使其保鮮受到很大影響，利用葡萄糖氧化酶是一種理想的方法。馬清河[6]將用葡萄糖氧化酶浸漬處理的對蝦在冷藏和冷凍條件下研究保鮮效果，結果表明對蝦經過保鮮劑浸漬處理后冷藏(4 ℃)120 h能保持二級鮮度，冷凍儲存(-18 ℃)12個月仍能保持二級鮮度。

2涂膜保鮮

可食涂膜是指以可食性生物物質為主要基質，同時添加可食性增塑劑，通過一定的處理工藝形成一種具有一定力學性能和選擇透過性的涂膜[7]，主要通過防止氣體、水蒸汽和芳香成分等的遷移來避免食品在貯運過程中發生風味、質構等方面的變化。

可食涂膜的原料主要包括多糖、蛋白質及類脂。多糖類凃膜具有透明度高、彈性好兼具有一定的抑菌作用，可防止細菌和真菌污染；蛋白質膜具有很好的阻氧性，且機械性能和透明度比較理想，但受環境濕度的影響較大；脂質涂膜主要用于阻止水分的損失[8]，但由于涂膜不能與食品表面很好地結合易造成涂膜的不均勻而失去保鮮作用。組分單一的涂膜主要用于果蔬保鮮，比如使用熱融性石蠟、巴西棕擱蠟涂覆桔子、檸檬，以延緩它們的脫水失重，延長貨架壽命[9-10]

將多糖、蛋白質和脂質按不同的比例結合在一起，通過改變組分和含量來改善膜的機械強度、透光性、透氣性和持水性等，從而獲得質量優良、使用方便、保鮮效果良好的復合膜。復合膜具有明顯的阻隔性能及一定的選擇透過性，在水產食品保鮮方面具有廣闊的應用前景。B.Ouattara[11]發現SPI膜對蝦仁保持其品質和延長貨架期有一定的作用；印度學者采用魚肉肌原蛋白成膜液對野鰻魚塊在冰藏條件下進行涂膜保鮮，發現膜液能使魚塊保鮮期延長10 d左右；Yvonne[12]研究發現乙酰單甘酯與乳清分離蛋白做為大馬哈魚涂膜能使水分在三周內散失減慢42%～65%并能使脂類氧化延緩，從而提高了保藏品質。

3抗菌涂膜保鮮

抗菌涂膜是指在可食涂膜中添加抑菌劑，通過抑菌劑的緩釋作用來達到抑菌、保鮮效果的一種保鮮膜。國外抗菌涂膜的研究始于20世紀80年代，我國在90年代以后才開始相關的研究，目前已研制出PE/Ag納米防霉保鮮膜、PVC/TiO2納米保鮮膜等產品，這些涂膜抗菌性能優良，機械強度比可食涂膜有了不同程度的提高[13]。

抑菌劑是影響抗菌凃膜功效的主要因素，其中抑菌劑主要包括有機抑菌劑、無機抑菌劑和天然抑菌劑三大類[14]。有機抑菌劑對微生物的抑制作用具有一定的特異性但易產生耐藥性；無機抗菌劑無毒、廣譜但價格較高且抑菌性較遲緩；天然抑菌劑抑菌效率高且安全無毒，但是耐熱性較差，易受到加工條件的制約。實際應用中可以根據腐敗微生物的種類選擇添加抑菌劑，從而達到有效抑菌。

作為抑菌劑的載體，涂膜材料與抑菌劑的生物相容性及制膜工藝對抑菌劑的功效也有一定的影響。抑菌劑通過緩釋作用從涂膜中釋放作用于食品表面，從而持久地抑制或防止腐敗微生物的生長[15]。研究表明，抑菌劑在凃膜中的擴散越慢，保鮮膜的抗菌效果越好。

抗菌涂膜目前多用于肉制品保鮮，蘭鳳英[16]采用添加醋酸的殼聚糖對醬牛肉進行涂膜保鮮，不僅抑制了醬牛肉中腐敗微生物的繁殖而且維持了產品的香味和細嫩的口感。而抗菌涂膜在水產保鮮應用卻是一個新穎的研究領域，Sirugusa[17]等將有機酸添加到海藻酸鈉膜中對水產品進行涂膜保鮮，試驗結果表明這種抗菌膜能抑制病原菌和腐敗菌的生長；黃海所酶工程室研究人員[18]將含有溶菌酶的海藻酸鈉對羅非魚片進行處理，通過測定貯藏期菌落總數、TVB-N值等指標，綜合考慮鮮度指標，結果表明抗菌涂膜可以將保鮮期延長5.5 d。

4展望

隨著人們食品安全意識的提高以及傳統保鮮技術存在的問題，發展生物保鮮技術是一種必然趨勢。酶制劑、抗菌涂膜等技術用于水產品保鮮工藝簡單、性價比較高，且生成降解物對環境無污染。筆者期望有更多的專家對其開展深入研究，使其工業化批量生產并早日實現商品化。

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篇10

關鍵詞：演進；生物進化：技術

技術是一種重要的社會文化現象，廣泛存在于人類生活的各個領域，技術自誕生以來，就一直處于進化發展之中，其演進歷程是從低級向高級一步一步進化而成的。自從達爾文提出進化論以來，進化思維就逐漸成為人們普遍的思維方式，并運用到各個領域之中。許多學者都把技術的發展與物種的進化進行過類比，力圖從技術發展與生物進化的相似性中概括出技術發展的一般規律，技術世界與生物界都是開放的動態系統，其間在結構功能、運行機理、演化發展等方面都存在著眾多的相似性。喬治，巴薩拉首次把生物進化論作為一種隱喻和思維方法，提出了比較完整的技術進化論思想，從而在技術哲學中奠定了他的歷史地位。巴薩拉把進化思維運用到技術發展史的分析中，總體思路是富有啟發和創見的，對技術發展過程中，技術如何發生、如何發展、如何進化如此等等重大問題，巴薩拉都用進化論的思想給出了獨樹一幟的答案，巴薩拉的技術發展的進化論模式盡管給人以極大的啟發，但在許多發面又不太成熟。例如，他的模式還顯得簡單、粗糙，只是一個宏觀的解釋模型，他只是把進化論作為一種隱喻，一種思維方式，用進化的思想構造出一個簡單的思想框架，并填之以一定的技術史資料，對技術發展進化的微觀過程卻缺乏細致的描述。從進化論角度研究技術進化另一位代表人物約翰?齊曼，主要從事技術系統與生物系統之間結構相似性的深入研究，提出技術進化是過程，常常伴有突變、停滯、閉鎖、耦合、分叉、自組織、自適應、自相似、混沌、正反饋、路徑依賴等一系列特性，但對于技術演進過程中的復雜性現象、表現、特征、形成條件、發生機理等沒有進一步研究。因此，本文在前人研究的理論基礎上，借助其中的系統演化思想，以生物進化論為背景，系統地分析技術演進的方式。

1　生物進化理論概述

達爾文在他的巨著《物種起源》里，提出了以自然選擇為中心，從遺傳、變異、適應、生存競爭等方面揭示了生物由簡單到復雜、從低級到高級、由種類較少到種類較多的進化歷程。但生物進化究竟采取什么方式?自古以來有兩種對立的觀點，一是主張漸變式，一是主張突變式，達爾文主張“自然界中無飛躍”的漸進進化觀，相信生物進化是采取緩慢的漸進方式，這就是說，一種生物進化到另一種，要經過長期的歷史過程，生物進化具有連續性，有一系列的中間過渡類型。如古代馬進化到現代馬，經歷了始祖馬到中新馬、上新馬的中間過渡類型，所以說，生物進化只能是緩慢地、點滴地。而突變論認為物種是由不連續的巨大變異而驟然出現的，荷蘭的德弗里斯于1901年在他的著作《突變論》中明確指出：“新物種是突然出現。它不需要可見的準備，也沒有過渡類型”。還有一些進化論者把進化論區分為大進化和小進化。小進化指種內、種間的微變和漸變，大進化指物種形成和種上進化，如被子植物、鳥類、哺乳類動物等新類型的歷史上的出現，一些小進化論者認為，小進化和大進化遵循同樣的機理，沒有原則的差異，他們都必須經過物種的演變而進化。

那么生物進化究竟是漸變的還是突變的?事實上，漸變式模式和突變式模式都有一定的事實依據和合理性。突變式進化模式至少使經典達爾文漸變論者注意到生物進化中出現的顯著飛躍，而非僅僅是緩慢的微小變異的積累。但突變式進化觀也不能代替或完全否定漸變式進化觀，因為生物進化過程中畢竟是大突變和小突變交替進行的。因此可以說，在生命進化的漫長歷史中，即有漸進過程，也有飛躍過程，生物進化既采取漸變進化方式，又采取突變進化方式。新種的形成既有緩慢的漸進，也有急劇的躍進，既有連續，也有間斷，生物進化是漸變與突變、間斷與連續的統一過程。

2　基于生物進化的技術演進研究

如同生物進化一樣，技術也是進化的，由低級到高級，由簡單到復雜，緩慢進化而來。技術演進過程同生物進化的過程一樣，也經歷著類似的三種方式：漸變、突變、漸變和突變的統一。黃順基等(1991)將技術發展過程分為經驗型技術、實體型技術和知識型技術分別占主導地位的3個階段，各階段的代表性技術分別是：手工工具技術、動力技術、信息技術。再細分一個層次，手工工具技術又可分為石器技術、青銅器技術和鐵器技術，動力技術目前可分為蒸汽機技術和電力技術。通過對技術史的研究可大體上畫出3類技術的發展概況(見圖1)。圖中虛線表示這一技術水平將趨于一個定值保持下去。

在人類發展的初級階段，由于人類自身能力有限，這一階段手工工具技術占據了主導地位，所進行的活動主要是手工勞動，自然界對人類的破壞活動有足夠的時間進行自我調節。在18世紀人類為了尋求進一步解放自身，開始尋找自然界的動力，而自然界也為人類提供了豐富的能源，蒸汽機、電力技術的發展使動力技術占據了主導地位，由于能源的大量開發和利用，自然環境在人們還沒有意識到可持續發展重要性的時候已受到了嚴重破壞。當人類不再滿足于只進行物質、能量的交流之后，信息技術便應運而生了。信息技術不但加強了社會各子系統之間的聯系，也促進了各項技術之間的關聯和向更高水平的發展。而信息技術對環境的影響相對于動力技術來說要小的多，并很可能成為我們改善環境的工具。從中可以發現技術的演進在各個不同階段內是一種漸進的演進過程而各個不同階段間是一種突變、跳躍式的演進。

2.1　漸進式演進

從歷史看，技術起源于人類直接或間接的生存需求。技術發展的過程中在受到自身自組織機制支配的同時，還受到了自然規律的制約和人類不斷變化的需求的影響，因此技術自身的發展是與人類社會和環境的發展同步的。

技術的演進與人的體外進化相一致，人的體外進化指的是文化方面的進化，包括工具、思維方式的進化。因此，恩斯特?卡普在《技術哲學綱要》中首先提出技術投射說，即技術被設想為人類有機體的某些方面的器官投射或延伸，如錘子是拳頭的延伸，望遠鏡和顯微鏡是眼睛的延伸，聲納技術是耳朵的延伸，電腦是人腦的延伸，等等。人類在學會制造工具以前，首先有一個長期使用天然工具的過程，使用天然的木棒和石塊來獲取食物和防衛自己。典型物器是砍砸器，通常用拳頭大小的礫石制成。在直立人階段，石器類型開始增多，出現了刮削器和尖狀器，但直立人階段的石器仍屬舊石器時期。到早期智人階段，制作石器的技術有了進一步的發展，石器類型也較直立人階段有所增加，石器的主要類型有厚尖狀器、砍砸器、刮削器、小尖狀器和石球等，而且石器類型比較固定，其用途已有明顯的分工。晚期智人更

多地用石葉來制作工具，而且加工精細。此外還有少量的骨器和角器。晚期智人不僅能使用簡單的工具，而且還能用石頭或骨角制成矛頭，然后加在木棒上制成長矛或標槍等復合工具。在晚期智人階段，還出現了陶器器皿，這時，歷史的車輪已駛進中新石器時代。此后，又過了幾千年，才出現金屬工具，如銅器、鐵器等。從中我們可以發現手工工具技術的演進是一個漸進式演進過程(見圖2)。

同樣，以蒸汽機和電動機為代表的動力技術時代也是一個漸進的演進過程。在瓦特發明蒸汽機之前的1763年和1764年之間的那個冬季，當瓦特開始修理和研究一臺紐可門蒸汽機的模型時，全世界已經有一半的地區已使用這種機器，但紐可門蒸汽機的某些特性使瓦特懊惱，從而促使他作些補救、改進措施。他制造出了超過紐可門蒸汽機的機型，并為現代蒸汽機的發展鋪平了道路。而第一臺電動機的發明也是以兩個著名的器械：磁羅盤和蒸汽機為模型的，丹麥科學家奧斯特(Hans Christian Oersted)在1820年宣布通電流的導體在貼近它的四周產生磁效應，并證明了一截通電流的金屬線對羅盤指針施加作用力使之偏向。而英國物理學家法拉第(Michael Farady)在獲知了這一信息后立即嘗試將指針的偏轉變成連續旋轉的運動，其結果就是第一臺電動機的產生。

2.2　突變式演進

技術系統是一個開放的系統，與人類社會系統、周圍自然環境系統不斷進行著物質、能量和信息的交換；各類相關技術發展水平之間會產生不一致，這促使技術系統進入了發展的不平衡狀態；技術系統內部也存在著漲落力，這就是有創造性的技術發明，蒸汽機、計算機的發明都促使人類進入了一個新的技術時代。因此，從生物進化論的角度來說，技術系統的演進過程又是一個突變式的演進過程。

在瓦特發明蒸氣機之前，整個生產所需動力依靠人力和畜力。伴隨蒸氣機的發明和改進，工廠不再依河或溪流而建，很多以前依賴人力與手工完成的工作自蒸氣機發明后被機械化生產取代。其影響涉及人類社會生活的各個方面，使人類社會發生了巨大的變革，對人類的現代化進程推動起到不可替代的作用，把人類推向了嶄新的蒸汽時代。機器的發明和使用，又進一步促進了與制造業有關的冶金工業和采礦工業的發展，從工業革命的發展歷程來看，工業革命的過程是發明促進發明，從輕工業到重工業，從工作機到發動機，互相推動的過程，蒸汽機的發明使人類由手工工具技術時代實現向動力技術時代的質的飛躍。而電子計算機的產生與發展將人類歷史上的工業革命推向以自動化為主要標志的第三次工業革命。它對人類歷史發展的影響是第一次工業革命、第二次工業革命所不能相比的。目前，它與人類社會已融為一體，并日益廣泛而深入地影響著社會生活的方方面面。電子計算機是人類在20世紀里創造出來的最值得驕傲的工具，就它對社會生產、經濟、軍事、文化教育和人類生活各方面的影響來說，其意義比任何其他技術都深遠得多。而電子計算機作為現代信息技術的核心，帶動并產生一大批新型工業，使社會的第三產業迅速發展起來，不僅推動了社會生活的現代化，還改變著人們的生活、學習、交往和思維方式，是知識經濟時代到來的根本原因和基礎。

還有部分學者(任錦鸞、顧培亮，2002)認為下一次技術突破將是新能源技術。煤、石油、天然氣等不可再生能源的儲量是有限的，而人類對能源的需求不斷增長，新能源開發和使用技術突破后很可能成為下一代動力技術的核心。人們常將信息技術的發展稱為第三次技術革命，但它并不是對動力技術的替代，而是一個新的技術發展分支。這一分支的出現是與社會整體協調發展的過程相適應的，它創造了以知識型技術要素為主的技術時代。

2.3　漸變與突變的交叉統一

自從人類開始利用石器以來，新技術不斷替代舊技術，手工工具技術中的石器技術、青銅器技術和鐵器技術三者之間的發展幾乎是完全替代的過程，因為它們的作用空間基本相同。但在手工工具技術、動力技術和信息技術這一層次的技術替代并不是完全的，比如一些手工工具現在還在使用，電力技術在將來的很長時期內還將存在，而由于信息技術與前兩種技術的使用空間重復范圍不大，它們不但同時存在，并很可能相互促進。尤其是在新舊技術的交叉點，舊技術會因固有的市場、資產等原因努力維持生存：而新技術全面發展的物質基礎和社會條件還不充分，不能被使用者立即接受，因此會出現二者交替占有市場的局面(見圖3)。

從圖3中我們可以看出在曲線上出現了振蕩，但曲線最終會走向上升的軌道，說明技術在經歷挫折之后仍會向前發展。例如網絡技術在風起云涌之后中間出現了短暫的低迷，主要原因就在于雖然信息技術本身已達到一個較高的水平，但它全面發展的市場還不成熟，從而約束了它的進步。

縱觀整個人類技術發展史，而不止局限于兩種技術的替代，有時是多種技術同時存在的替代過程，例如鐵器、電動機、計算機至今仍同時存在于我們的生活中。當有新的技術，比如網絡技術、新能源技術出現之后，各種技術增長的最大可能空間是不同的，也可以說是不斷擴展的。手工工具技術一般用于工業和農業。動力技術就擴大到了交通、運輸、提供動力，信息技術更是影響了我們生活的方方面面。例如計算機開始只作為科研機構大型計算的工具，在它逐漸成為大眾使用的工具時，它的市場占有率是上升的，在未來，必會有更便捷的工具替代計算機，那時它的市場占有率就會隨之下降。