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可降解塑料的缺點(diǎn)范文第1篇

【關(guān)鍵詞】廢塑料，降解塑料，裂解油化，環(huán)境保護(hù)

1前言

廢塑料自然環(huán)境下很難直接被降解，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；塑料制品在生產(chǎn)過程中加入的大量助劑、填料、溶劑等添加劑，會析出進(jìn)入環(huán)境，從而污染土壤及水體。廢塑料如粘有污染物，會吸引蚊蠅和繁殖細(xì)菌，危害人體健康。從能源角度，塑料原料主要來自不可再生的煤、石油、天然氣等化石資源，如果廢塑料不加以控制、回收利用，將加重能源危機(jī)。

隨著塑料應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬和使用量的急劇增加，廢塑料的污染問題已越來越為社會所關(guān)注。各國紛紛投入大量的人力、物力、財力解決其污染問題，在其替代品開發(fā)和回收再利用方面取得了較好的成效。

2廢塑料的環(huán)境危害

2.1對生物體的危害

通常組成塑料的高聚物是安全無毒的，但為改善塑料制品的加工和使用性能，一般需添加各種添加劑。例如，在有些聚氯乙烯制品中，加入量達(dá)35%～50%甚至更高的鄰苯二甲酸酯類增塑劑，在許多塑料中都加有含重金屬的穩(wěn)定劑、著色劑，這些添加劑可遷移到外環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，這些添加劑在大氣、生物質(zhì)、水體、土壤以及河流底泥、城市污泥等介質(zhì)中均有殘留，且分解緩慢，研究表明，鄰苯二甲酸酯類有類雌激素作用，能干擾內(nèi)分泌，

甚至可能造成生殖功能異常。還有，在其單體聚合以及制品加工過程中會殘留有毒有害的單體和有毒有害的助劑，這些都是潛在的危害因素。

2.2對土壤、水資源的危害

農(nóng)地膜對提高土地利用率，有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量發(fā)揮了巨大作用。但目前我國使用的地膜多為聚烯烴膜，難以自然降解，破壞了土壤性狀及肥料的均勻分布，影響其水分養(yǎng)分的吸收，阻礙了土壤與外界的空氣交換，使土壤中的微生物難以存活，影響植物根系生長，最終使土壤板結(jié)，嚴(yán)重的會造成土地鹽堿化，從而導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)，甚至難以生長。

粘有污物的生活和工業(yè)廢塑料無法回收利用，衛(wèi)生填埋因其體積大而效率低，因其密度小造成填埋場地基松，使垃圾中的有害物質(zhì)滲入地下，危害地下水及周圍環(huán)境。

2.3石化資源的浪費(fèi)

合成塑料的原料主要是煤、石油和天然氣等化石資源。全世界每年數(shù)億噸的塑料消費(fèi)量，將產(chǎn)生上億噸的塑料廢棄物，如果沒有采取積極的治理措施，將對日益緊缺的化石資源產(chǎn)生巨大的浪費(fèi)。

3 廢塑料的技術(shù)防治措施

作為廢塑料的技術(shù)防治措施目前主要是使用降解塑料和循環(huán)利用。

3.1開發(fā)使用降解塑料

塑料是合成高分子材料，一般在自然環(huán)境中的光降解和生物降解速度都比較慢。可降解塑料是一類其制品的各項(xiàng)性能在保存期內(nèi)可滿足使用要求，性能不變，而使用后在自然環(huán)境條件下，能降解成對環(huán)境無害的物質(zhì)的塑料，從而避免破壞環(huán)境。 塑料降解主要指大分子鏈的斷裂，主要方式有光降解、化學(xué)降解、生物降解，實(shí)際應(yīng)用中往往相互增效、協(xié)同使用。

3.1.1光降解塑料

光降解塑料是利用光化學(xué)反應(yīng)使大分子鏈的化學(xué)鍵斷裂，塑料失去其物理強(qiáng)度并脆化，在自然力作用下變?yōu)榉勰?，進(jìn)入土壤，在微生物作用下重新進(jìn)入生物循環(huán)。光降解產(chǎn)品開發(fā)早技術(shù)成熟，但完全降解不容易，且完全降解的時間長。

3.1.2光-生物雙降解塑料

光-生物雙降解塑料是利用光降解和生物降解相結(jié)合制得的一類可降解塑料。和部分生物降解塑料一樣是在母體中加入一些促進(jìn)其降解的淀粉、纖維素、微生物聚酯、光敏劑、生物降解劑等，產(chǎn)品使用后，在自然條件下，其化學(xué)結(jié)構(gòu)完整性受到破壞，降解為水、二氧化碳和其他物質(zhì)。 此類產(chǎn)品在自然環(huán)境中只能降解為細(xì)小顆粒，不能完全降解，對環(huán)境可能造成更嚴(yán)重的二次污染。

3.1.3生物降解塑料

完全生物降解塑料是指可以在自然條件下，能夠100%生物降解的塑料。按其原料來源方式可分為來源于化石資源的化石基生物降解塑料、來源于可再生資源的可再生材料基生物降解塑料以及以上兩類材料共混加工得到的塑料。

化石基生物分解塑料是指主要以石化產(chǎn)品為原料單體，通過化學(xué)合成的方法得到的聚合物。如脂肪族聚酯類、聚丁二酸丁二醇酯（ PBS）、聚己內(nèi)酯（PCL）、二氧化碳基共聚物（APC）等。

脂肪族聚酯。主要有PBS和PBSA （聚丁二酸/ 己二酸丁二醇共聚物）。PBS具有與PE、PP相近的優(yōu)異力學(xué)性能，熱變形溫度接近100℃，耐熱性能良好，有能用現(xiàn)有通用設(shè)備加工成型的優(yōu)良加工性能，且已生產(chǎn)規(guī)?；伤_發(fā)出來的產(chǎn)品有發(fā)泡材料、薄膜、注塑制品等。另外為提高材料性能，通過改性得到脂肪族芳香族共聚酯，如PBAT（單體為己二酸、對苯二甲酸、1，4-丁二醇），其有與LDPE非常相似的加工性能，可擠出吹膜，不僅能與其他生物分解塑料如聚羥基丁酸戊酸酯（PHBV）、PLA等共混吹膜，還可添加淀粉等天然材料吹膜成型。

聚己內(nèi)酯（PCL） 是一種由ε-己內(nèi)酯合成的聚合物材料，具有較好的生物降解性能和生理相容性，是植入人體的首選材料，可用作手術(shù)縫合線等體內(nèi)材料。由于PCL 的熔點(diǎn)低（60℃），加之價格較高，所以很少單獨(dú)使用。PCL 常與其他降解塑料共混使用，用作改性材料，以降低成本和改善性能。

二氧化碳基共聚物（APC）屬于脂肪族聚碳酸酯類，是目前生物降解材料的熱門研究課題，因?yàn)橛枚趸細(xì)怏w為原料合成降解塑料，可利用大量的二氧化碳溫室氣體，既節(jié)約了資源，又保護(hù)了環(huán)境，可謂兩全其美。APC 為二氧化碳（含量50% 左右）與環(huán)氧化合物的共聚物。如共聚單體為環(huán)氧乙烷，則共聚產(chǎn)物為PEC（二氧化碳/ 環(huán)氧乙烷共聚物）；如共聚單體為環(huán)氧丙烷，則共聚產(chǎn)物為PPC（二氧化碳/ 環(huán)氧丙烷共聚物）；如共聚單體為環(huán)氧丁烷，則共聚產(chǎn)物為PBC（二氧化碳/ 環(huán)氧丁烷共聚物）。目前產(chǎn)業(yè)化的有二氧化碳與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的共聚物。制約APC 發(fā)展的是環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的價格高，合成催化劑價格高且供應(yīng)緊張，造成成本居高不下。中山大學(xué)孟躍中教授改進(jìn)的優(yōu)化合成工藝預(yù)計(jì)可降低60% 的成本，價格接近通用塑料。APC 合成技術(shù)我國處于世界領(lǐng)先地位，目前只有我國的企業(yè)有規(guī)?；a(chǎn)，APC 類塑料突出的優(yōu)點(diǎn)是其氣體阻隔性比PET 和PA6高，接近EVOH（乙烯/乙烯醇共聚物）。

可再生材料基生物降解塑料又分為天然材料基生物降解塑料和生物基生物降解塑料。直接以天然聚合物如淀粉、纖維素、甲殼素、大豆蛋白等以及其衍生物或混合物為原料成型制成的生物分解塑料為天然材料基生物降解塑料，其中工業(yè)化的有熱塑性淀粉和植物纖維模塑，但其性能穩(wěn)定性及價格影響其應(yīng)用普及。生物基生物降解塑料是利用可再生天然生物質(zhì)資源，通過微生物發(fā)酵或發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸等單體合成的聚合物。如聚羥基烷酸酯類（PHA）、聚乳酸（ PLA） 等

PHA為聚羥基烷酸酯類降解塑料，目前產(chǎn)業(yè)化品種有：第一代產(chǎn)品PHB（聚3-羥基丁酸酯），第二代產(chǎn)品PHBV（3-羥基丁酸與3-羥基戊酸共聚物），第三代產(chǎn)品PBHH（3-羥基丁酸與3-羥基己酸共聚物），第四代產(chǎn)品P34HB（3-羥基丁酸與4-羥基丁酸共聚物）。PHA類屬于典型的生物降解塑料，具有綜合性能好、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)為原料價格較高。

聚乳酸（PLA）是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的合成降解塑料，也是目前降解塑料中價格最低的品種，屬于典型的生物降解塑料。PLA 的主要缺點(diǎn)是脆性大、耐熱溫度低及氣體阻隔性差。目前針對PLA 脆性及耐熱溫度低的改性已取得重大成果，已廣泛用于流延薄膜、片材、板材、注塑和紡絲等產(chǎn)品中。

共混生物分解塑料是指利用上述幾種生物分解材料共混加工得到的產(chǎn)品。如PBS與淀粉、木質(zhì)素、秸稈、殼聚糖以及各種棉麻纖維等的共混改性，既使共混后的復(fù)合材料可降解，又有效降低成本，還能充分利用天然材料，做到綠色低碳環(huán)保。

3.2廢塑料循環(huán)利用

廢塑料的處理方式目前主要有填埋、焚燒、熔融再生、和裂解轉(zhuǎn)化等方法。塑料填埋方法簡單、處理能力大，但不能有效利用資源，且塑料在土壤中長期不能分解，使土壤處于不穩(wěn)定狀態(tài)，并產(chǎn)生二次污染；塑料焚燒可以回收熱能，但燃燒不完全，產(chǎn)生大量有害氣體，特別是二f英等有毒有害物質(zhì)，對生態(tài)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響；由于廢塑料的多樣性和混雜性，熔融再生法得到的復(fù)合再生塑料性質(zhì)不穩(wěn)定，易變脆，存在質(zhì)量問題和二次污染問題。廢塑料裂解轉(zhuǎn)化制液體燃料（汽油、柴油等）或化工原料，不但能有效解決廢塑料污染問題，還可在一定程度上緩解能源緊缺狀況，可成為最有效的塑料回收利用途徑。

廢塑料裂解油化技術(shù)是指通過加熱或同時加入一定的催化劑，使塑料分解制取燃料油和燃料氣的資源化利用方法。按裂解原理可分為熱裂解法、催化裂解法、熱裂解-催化改質(zhì)法和催化裂解-催化改質(zhì)法。熱裂解法是通過提供熱能，使廢塑料大分子裂解，生成單體或低分子化合物，是最簡單的廢塑料裂解法；催化裂解法是熱裂解與催化裂解同時進(jìn)行；熱裂解-催化改質(zhì)法是先進(jìn)行熱裂解，然后對熱裂解產(chǎn)物進(jìn)行催化改質(zhì)；催化裂解-催化改質(zhì)法是先進(jìn)行催化裂解，然后對催化裂解產(chǎn)物進(jìn)行催化改質(zhì)。

通過催化作用，可有效降低裂解溫度，并根據(jù)目的產(chǎn)物不同對產(chǎn)物選擇性進(jìn)行有效調(diào)控。催化劑性能直接決定芳烴、低碳烯烴等化工原料或液體燃料的產(chǎn)率與質(zhì)量，在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖痛呋瘲l件下，PE、PP、PS等可完全轉(zhuǎn)化，且PS為裂解原料時，可以生成較高含量的苯乙烯單體。催化劑是廢塑料催化轉(zhuǎn)化技術(shù)的關(guān)鍵，也是限制其發(fā)展的重要因素。

目前，裂解油化新技術(shù)在市場上飽受追捧。美國、英國、加拿大、日本等發(fā)達(dá)國家，許多公司都已實(shí)現(xiàn)熱裂解油化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。上海同濟(jì)大學(xué)與北京裂源環(huán)保技術(shù)設(shè)備有限公司、上海纖和環(huán)?？萍加邢薰镜嚷?lián)合攻關(guān)，已取得重大進(jìn)展。研制的裂解爐，可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。產(chǎn)氣率約15%～20%（wt%），產(chǎn)油率達(dá)到65%以上（按塑料量計(jì)），可以處理廢塑料含量在30%以上的生活垃圾100噸/天，整個系統(tǒng)廢塑料裂解的油、氣、碳產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率不低于廢塑料自身質(zhì)量的99%，具有明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段，由于可降解塑料的消費(fèi)量只占塑料年消費(fèi)量的1%左右，大量使用的是不可降解的石化原料生產(chǎn)的塑料，因此，降解塑料新技術(shù)的推廣應(yīng)用及廢塑料裂解油化技術(shù)相結(jié)合才能有效減少廢塑料對環(huán)境的污染。

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可降解塑料的缺點(diǎn)范文第2篇

一、我國生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀 二、現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境保護(hù)

現(xiàn)代生物技術(shù)是以DNA分子技術(shù)為基礎(chǔ),包括微生物工程,細(xì)胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技術(shù)的總稱。現(xiàn)代生物技術(shù)不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用,而且也隨著日益突出的環(huán)境問題在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要的作用。自20世紀(jì)80年代以來生物技術(shù)作為一種高新技術(shù),已普遍受到世界各國和民間研究機(jī)構(gòu)的高度重視,發(fā)展十分迅猛。與傳統(tǒng)方法比較,生物治理方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先,生物技術(shù)處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結(jié)構(gòu),降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人類活動產(chǎn)生的環(huán)境污染減輕到最小程度,這樣既做到一勞永逸,不留下長期污染問題,同時也對垃圾廢棄物進(jìn)行了資源化利用。其次,利用發(fā)酵工程技術(shù)處理污染物質(zhì),最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無毒無害的穩(wěn)定物質(zhì),如二氧化碳、水、氮?dú)夂图淄闅怏w等,常常是一步到位,避免污染物的多次轉(zhuǎn)移而造成重復(fù)污染,因此生物技術(shù)是一種既安全又徹底的手段。再次,生物技術(shù)是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過程,而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì),其反應(yīng)過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進(jìn)行的,所以大多數(shù)生物治理技術(shù)可以就地實(shí)施,而且不影響其他作業(yè)的正常進(jìn)行,與常常需要高溫高壓的化工過程比較,反應(yīng)條件大大簡化,具有設(shè)備簡單、成本低廉、效果好、過程穩(wěn)定、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。所以,當(dāng)今生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理以及有毒有害物質(zhì)的無害化處理等各個方面。

三、現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

(一)污水的生物凈化

污水中的有毒物質(zhì)其成分十分復(fù)雜,包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機(jī)磷、有機(jī)汞、有機(jī)酸、醛、醇及蛋白質(zhì)等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用,從而使污水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有益的無毒物質(zhì),使污水得到凈化。當(dāng)今固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是酶工程技術(shù)。固定化酶又稱水不溶性酶,是通過物理吸附法或化學(xué)鍵合法使水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體相結(jié)合,將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物細(xì)胞是一個天然的固定化酶反應(yīng)器,用制備固定化酶的方法直接將微生物細(xì)胞固定,可催化一系列生化反應(yīng)的固定化細(xì)胞。運(yùn)用固定化酶和固定化細(xì)胞可以高效處理廢水中的有機(jī)污染物、無機(jī)金屬毒物等,此方面國內(nèi)外成功的例子很多,如德國將能降解對硫磷等9種農(nóng)藥的酶,以共介結(jié)合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于處理對硫磷廢水,去除率達(dá)95%以上;近幾年我國在應(yīng)用固定化細(xì)胞技術(shù)降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)方面取得較大進(jìn)展,對于含100mg/L廢水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母細(xì)胞降解含酚廢水也已實(shí)際應(yīng)用于廢水處理。

(二)污染土壤的生物修復(fù)

重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復(fù)是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應(yīng))改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài),使重金屬固定或解毒,降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達(dá)到對重金屬的削減、凈化與固定。污染土壤的生物修復(fù)過程可以增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量,激發(fā)微生物的活性,由此可以改善土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu),這將有助于土壤的固定,遏制風(fēng)蝕、水蝕,防止水土流失。

(三)白色污染的消除

廢棄塑料和農(nóng)用地膜經(jīng)久不化解,估計(jì)是形成環(huán)境污染的重要成分。據(jù)估計(jì)我國土壤、溝河中塑料垃圾有百萬噸左右。塑料在土壤中殘存會引起農(nóng)作物減產(chǎn),若再連續(xù)使用而不采取措施,十幾年后不少耕地將顆粒無收,可見數(shù)量巨大的塑料垃圾嚴(yán)重影響著生態(tài)和環(huán)境,研究和開發(fā)生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術(shù)一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農(nóng)膜的優(yōu)勢微生物、構(gòu)建高效降解菌;另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因?qū)肽骋煌寥牢⑸?如:根瘤菌)中,使兩者同時發(fā)揮各自的作用,將塑料和農(nóng)膜迅速降解。同時,還需大力推行可降解塑料和地膜的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。有些微生物能產(chǎn)生與塑料類似的高分子化合物即聚酯,這些聚酯是微生物內(nèi)源性貯藏物質(zhì),可以用發(fā)酵方法進(jìn)行生產(chǎn),由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔點(diǎn)、高彈性、不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)而在醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域有極好的應(yīng)用前景。為了降低成本、提高產(chǎn)量,人們正在用重組DNA技術(shù)對相關(guān)的微生物進(jìn)行改造,此方面目前一個研究熱點(diǎn)是采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)聚-羥基烷酸(PHAs),研究人員正設(shè)法構(gòu)建出自溶性PHAs生產(chǎn)菌種,即將PHAs重組菌進(jìn)行發(fā)酵,在積累大量的PHAs后,加入信號物質(zhì),使裂解蛋白產(chǎn)生,細(xì)胞壁破壞,PHAs析出,以簡化胞內(nèi)產(chǎn)物PHAs的提取過程,降低提取成本。

可降解塑料的缺點(diǎn)范文第3篇

關(guān)鍵詞 現(xiàn)代生物技術(shù) 生態(tài)環(huán)境 環(huán)境保護(hù)

1 我國生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

目前我國由于工業(yè)“三廢”污染、農(nóng)用化肥和農(nóng)藥的污染以及廢棄塑料和農(nóng)用地膜的污染，嚴(yán)重的影響了我國的生態(tài)環(huán)境，使得水污染日益加劇，水資源嚴(yán)重短缺，全國600多個城市中已有一半城市缺水，農(nóng)村則有8 000萬人和6 000萬頭牲畜飲水困難；土壤污染嚴(yán)重，耕地面積銳減，近10年來每年流失的土壤總量達(dá)50億t，土地荒漠化日益加??；森林覆蓋面積下降，草場退化，每年減少森林面積達(dá)2 500萬畝；人們的身體健康受到嚴(yán)重威脅，疾病發(fā)病率急劇上升。因此，加大環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理力度，加快應(yīng)用高新技術(shù)，如現(xiàn)代生物技術(shù)來控制環(huán)境污染和保持生態(tài)平衡，提高環(huán)境質(zhì)量已成為環(huán)保工作者的工作重點(diǎn)。

2 現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境保護(hù)

現(xiàn)代生物技術(shù)是以DNA分子技術(shù)為基礎(chǔ)，包括微生物工程，細(xì)胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技術(shù)的總稱。現(xiàn)代生物技術(shù)不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用，而且也隨著日益突出的環(huán)境問題在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要的作用。自20 世紀(jì) 80年代以來生物技術(shù)作為一種高新技術(shù)，已普遍受到世界各國和民間研究機(jī)構(gòu)的高度重視，發(fā)展十分迅猛。與傳統(tǒng)方法比較，生物治理方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。

（1）生物技術(shù)處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結(jié)構(gòu)，降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人類活動產(chǎn)生的環(huán)境污染減輕到最小程度，這樣既做到一勞永逸，不留下長期污染問題，同時也對垃圾廢棄物進(jìn)行了資源化利用。

（2） 利用發(fā)酵工程技術(shù)處理污染物質(zhì)，最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無毒無害的穩(wěn)定物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮?dú)夂图淄闅怏w等，常常是一步到位，避免污染物的多次轉(zhuǎn)移而造成重復(fù)污染，因此生物技術(shù)是一種既安全又徹底消除污染的手段。

（3）生物技術(shù)是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的生物化學(xué)過程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì)，其反應(yīng)過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進(jìn)行的，所以大多數(shù)生物治理技術(shù)可以就地實(shí)施，而且不影響其他作業(yè)的正常進(jìn)行，與常常需要高溫高壓的化工過程比較，反應(yīng)條件大大簡化，具有設(shè)備簡單、成本低廉、效果好、過程穩(wěn)定、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。

所以，當(dāng)今生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理，有毒有害物質(zhì)的無害化處理等各個方面。

3 現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

3.1 污水的生物凈化

污水中的有毒物質(zhì)的成分十分復(fù)雜，包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機(jī)磷、有機(jī)汞、有機(jī)酸、醛、醇及蛋白質(zhì)等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用，從而使污水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有益的無毒物質(zhì)，使污水得到凈化。當(dāng)今固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)是酶工程技術(shù)。固定化酶又稱水不溶性酶，是通過物理吸附法或化學(xué)鍵合法使水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體相結(jié)合，將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物細(xì)胞是一個天然的固定化酶反應(yīng)器，用制備固定化酶的方法直接將微生物細(xì)胞固定，即是可催化一系列生化反應(yīng)的固定化細(xì)胞。運(yùn)用固定化酶和固定化細(xì)胞可以高效處理廢水中的有機(jī)污染物、無機(jī)金屬毒物等，此方面國內(nèi)外成功的例子很多，如德國將能降解對硫磷等9種農(nóng)藥的酶，以共介結(jié)合法固定于多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于處理對硫磷廢水，去除率達(dá)95%以上；近幾年我國在應(yīng)用固定化細(xì)胞技術(shù)降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)方面取得較大進(jìn)展，對于含100mg/L廢水，降解率和酶活性保存率均在90%以上；利用固定化酵母細(xì)胞降解含酚廢水也已實(shí)際應(yīng)用于廢水處理。轉(zhuǎn)貼于

3.2 污染土壤的生物修復(fù)

重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復(fù)是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應(yīng))改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài)，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性，通過生物吸收、代謝達(dá)到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復(fù)過程可以增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，激發(fā)微生物的活性，由此可以改善土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)，這將有助于土壤的固定，遏制風(fēng)蝕、水蝕等作用，防止水土流失。

3.3 白色污染的消除

廢棄塑料和農(nóng)用地膜經(jīng)久不化解，估計(jì)是形成環(huán)境污染的重要成分。據(jù)估計(jì)我國土壤、溝河中塑料垃圾有百萬噸左右。塑料在土壤中殘存會引起農(nóng)作物減產(chǎn)，若再連續(xù)使用而不采取措施，十幾年后不少耕地將顆粒無收，可見數(shù)量巨大的塑料垃圾嚴(yán)重影響著生態(tài)和環(huán)境，研究和開發(fā)生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術(shù)一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農(nóng)膜的優(yōu)勢微生物、構(gòu)建高效降解菌，另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因?qū)肽骋煌寥牢⑸?如：根瘤菌)中，使兩者同時發(fā)揮各自的作用，將塑料和農(nóng)膜迅速降解。同時，還需大力推行可降解塑料和地膜的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。

有些微生物能產(chǎn)生與塑料類似的高分子化合物即聚酯，這些聚酯是微生物內(nèi)源性貯藏物質(zhì)，可以用發(fā)酵方法進(jìn)行生產(chǎn)，由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔點(diǎn)、高彈性、不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)而在醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域有極好的應(yīng)用前景。為了降低成本、提高產(chǎn)量，人們正在用重組DNA技術(shù)對相關(guān)的微生物進(jìn)行改造，此方面目前一個研究熱點(diǎn)是采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)聚-β羥基烷酸(PHAs)，研究人員正設(shè)法構(gòu)建出自溶性PHAs生產(chǎn)菌種，即將PHAs重組菌進(jìn)行發(fā)酵，在積累大量的PHAs后，加入信號物質(zhì)，使裂解蛋白產(chǎn)生，細(xì)胞壁破壞，PHAs析出，以簡化胞內(nèi)產(chǎn)物PHAs的提取過程，降低提取成本。

3.4 化學(xué)農(nóng)藥污染的消除

一般情況下，使用的化學(xué)殺蟲劑約80%會殘留在土壤中，特別是氯代烴類農(nóng)藥是最難分解的，經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)造成滯留毒害作用。因此多年來人們一直在尋找更為安全有效的辦法，而利用微生物降解農(nóng)藥已成為消除農(nóng)藥對環(huán)境污染的一個重要方面。能降解農(nóng)藥的微生物，有的是通過礦化作用將農(nóng)藥逐漸分解成終產(chǎn)物CO2和H2O，這種降解途徑徹底，一般不會帶來副作用；有的是通過共代謝作用，將農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為可代謝的中間產(chǎn)物，從而從環(huán)境中消除殘留農(nóng)藥，這種途徑的降解結(jié)果比較復(fù)雜，有正面效應(yīng)也有負(fù)面效應(yīng)。為了避免負(fù)面效應(yīng)，就需要用基因工程的方法對已知有降解農(nóng)藥作用的微生物進(jìn)行改造，改變其生化反應(yīng)途徑，以希望獲得最佳的降解、除毒效果。要想徹底消除化學(xué)農(nóng)藥的污染，最好全面推廣生物農(nóng)藥。

所謂生物農(nóng)藥是指由生物體產(chǎn)生的具有防止病蟲害和除雜草等功能的一大類物質(zhì)總稱，它們多是生物體的代謝產(chǎn)物，主要包括微生物殺蟲劑、農(nóng)用抗生素制劑和微生物除草劑等。其中微生物殺蟲劑得到了最廣泛的研究，主要包括病毒殺蟲劑、細(xì)菌殺蟲劑、真菌殺蟲劑、放線菌殺蟲劑等。長期以來并沒有得到廣泛的使用?，F(xiàn)在人們正在利用重組DNA技術(shù)克服其缺點(diǎn)來提高殺蟲效果，例如目前病毒殺蟲劑的一個研究熱點(diǎn)是桿狀病毒基因工程的改造，人們正在研究將外源毒蛋白基因如編碼神經(jīng)毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強(qiáng)桿狀病毒的毒性；將能干擾害蟲正常生活周期的基因如編碼保幼激素酯酶的基因插入到桿狀病毒基因組中，形成重組桿狀病毒并使其表達(dá)出相關(guān)激素，以破壞害蟲的激素平衡，干擾其正常的代謝和發(fā)育從而達(dá)到殺死害蟲的目的。

參考文獻(xiàn)

1 孔繁翔. 環(huán)境生物學(xué)[M]. 北京:高等教育出版社，2000

2 陳堅(jiān).

可降解塑料的缺點(diǎn)范文第4篇

關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);工業(yè)污染;工業(yè)應(yīng)用

中圖分類號:F407.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B 文章編號:1005-569X(2009)08-0073-02

1 引言

綠色化學(xué)和化工設(shè)計(jì)首要考慮的是對化工過程和產(chǎn)品進(jìn)行綠色設(shè)計(jì),解決污染的問題,實(shí)現(xiàn)“零排放”。目前綠色化學(xué)的研究重點(diǎn)主要是圍繞原子經(jīng)濟(jì)的化學(xué)反應(yīng)過程、可再生的原料、無毒無害的催化劑、無毒無害的溶劑和環(huán)境友好的產(chǎn)品開展的。

2 原子經(jīng)濟(jì)的探討

綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之一是原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng),即充分利用反應(yīng)物中的各個原子,既能充分利用資源,又能防止污染?！霸咏?jīng)濟(jì)”概念最早是由美國Stanford大學(xué)的Trost教授提出的,并因此獲得了1998年度“總統(tǒng)化學(xué)挑戰(zhàn)獎”的學(xué)術(shù)獎。針對一般衡量工藝可行的傳統(tǒng)作法,他明確指出應(yīng)用一種新的標(biāo)準(zhǔn)來評估化學(xué)工藝過程,即原子經(jīng)濟(jì)和選擇性兩個概念,后者是考慮在化學(xué)反應(yīng)中原料究竟有多少的原子進(jìn)入到了產(chǎn)品之中。這一標(biāo)準(zhǔn)既要求盡可能地節(jié)約不可再生的原料資源,又要求最大限度地減少排放。原子經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)是在設(shè)計(jì)化學(xué)合成時,使原料分子中的原子更多或全部地轉(zhuǎn)化成最終希望的產(chǎn)品中的原子。用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì),原子利用率越高,反應(yīng)產(chǎn)生的廢棄物越少,對環(huán)境造成的污染也越少。高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中,達(dá)到零排放。

3 無毒無害的催化劑、溶劑及化工原料

綠色化學(xué)研究的重點(diǎn)是尋找替代催化劑,或提高現(xiàn)有化學(xué)轉(zhuǎn)化體系目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性、轉(zhuǎn)化率和使用壽命。目前化工產(chǎn)品的生產(chǎn)大多數(shù)采用生物催化與納米催化技術(shù),酶反應(yīng)條件溫和,控制容易,副反應(yīng)少,環(huán)境污染小。

目前在傳統(tǒng)化工生產(chǎn)和化學(xué)研究中大量使用的有機(jī)溶劑存在有毒、易揮發(fā)、易燃易爆等諸多缺點(diǎn)。當(dāng)前廣泛使用的溶劑是揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC),其在使用過程中有的會引起地面臭氧的形成,有的會引起水源污染。因此,需要限制這類溶劑的使用。采用無毒無害的溶劑代替揮發(fā)性有機(jī)化合物作溶劑己成為綠色化學(xué)的重要研究方向。

生物質(zhì)(Biomass)是由光合作用產(chǎn)生的所有生物有機(jī)體的總稱,生物質(zhì)與礦物燃料相比更為清潔,它的使用不會帶來環(huán)境污染,并且儲量豐富用之不竭。據(jù)估計(jì),作為植物生物質(zhì)的最主要成分木質(zhì)素和纖維素每年以約幾千億噸的速度不斷再生,相當(dāng)于500億噸原油單位(標(biāo)準(zhǔn)油),人類目前的基本能源需求量卻是97億噸標(biāo)準(zhǔn)油。如果這部分資源能得到利用,人類相當(dāng)于擁有了一個取之不盡、用之不竭的資源寶庫。

4綠色化學(xué)的工業(yè)應(yīng)用

隨著時間的流逝,如今綠色化學(xué)過程合成和設(shè)計(jì)己從理論研究進(jìn)入到化工實(shí)際應(yīng)用,綠色化工的根本宗旨是在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長的同時,消除或盡量減少對環(huán)境的負(fù)面影響,它不僅是人們所追求的一種理想的生產(chǎn)過程,也是對傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)過程進(jìn)行改造,以達(dá)到人類、社會和自然界的高度和諧統(tǒng)一。綠色化學(xué)的工業(yè)應(yīng)用大致包括清潔生產(chǎn)的綠色化學(xué)工業(yè)和環(huán)境友好的綠色化工產(chǎn)品。

清潔生產(chǎn)持續(xù)地將一個綜合預(yù)防性環(huán)境戰(zhàn)略運(yùn)用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品,以減少對人類和環(huán)境的危害。它既可滿足人們的需要,又可合理使用自然資源和能源,是保護(hù)環(huán)境的生產(chǎn)方法和措施。由此可見,清潔生產(chǎn)是經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益的統(tǒng)一,此概念涉及化工生產(chǎn)全過程和化工產(chǎn)品整個生命周期全過程,對綠色化工生產(chǎn)而言,清潔生產(chǎn)旨在減少在產(chǎn)品整個生命周期中對人類和環(huán)境的影響,清潔生產(chǎn)和綠色化學(xué)追求的目標(biāo)是基本一致的。

總之,結(jié)合國家戰(zhàn)略需求,針對重污染精細(xì)化工過程,構(gòu)建與實(shí)施綠色化工工程技術(shù),加速對傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)及其工藝流程的綠色技術(shù)改造與創(chuàng)新,提高資源利用率,實(shí)現(xiàn)污染的源頭治理,從而實(shí)現(xiàn)社會生產(chǎn)、生活綠色化,營造綠色和諧環(huán)境,是當(dāng)今人類面臨的重大挑戰(zhàn)與機(jī)遇。清潔生產(chǎn)的綠色化工己經(jīng)成為未來化工發(fā)展的必然趨勢,也是實(shí)現(xiàn)資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,它向我們昭示著綠色經(jīng)濟(jì)的來臨。環(huán)境友好的綠色化工產(chǎn)品是指節(jié)能、節(jié)水、低污染、低毒、環(huán)保、可回收的一類化工產(chǎn)品,它也是綠色科技應(yīng)用的最終體現(xiàn)。設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用環(huán)境友好產(chǎn)品是綠色化學(xué)的一個重要方面,這種產(chǎn)品在加工、應(yīng)用及廢棄之后均不會對人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。

面對全球垃圾資源與日俱增而天然資源日漸枯竭的殘酷現(xiàn)實(shí),現(xiàn)在人們比以往任何時候都更加關(guān)心起那些固體廢棄物,構(gòu)建實(shí)施綠色循環(huán)系統(tǒng)工程技術(shù),從而獲取綠色循環(huán)材料,如再生紙、再生塑料、再生橡膠、再生纖維、再生金屬等,是當(dāng)今綠色化學(xué)函需解決的重要課題。近年來,隨著國際輿論以及中國決策者對“民生”和“三農(nóng)”問題的不斷傾斜,關(guān)于農(nóng)業(yè)化學(xué)污染問題也正日益得到前所未有的重視。綠色化學(xué)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用就顯現(xiàn)出了化學(xué)家們的高度社會責(zé)任感和戰(zhàn)略眼光。我國農(nóng)用地膜覆蓋面積居世界第一位,考慮普通塑料薄膜的替代―可降解塑料是必然的選擇。目前這一領(lǐng)域已取得令人滿意的進(jìn)展,現(xiàn)已投產(chǎn)的共聚型光降解塑料基本可以解決白色污染問題。

參考文獻(xiàn):

可降解塑料的缺點(diǎn)范文第5篇

一、積極開展說課活動，提煉化學(xué)基本觀念

通過說課活動，對教材內(nèi)容或事實(shí)材料進(jìn)行加工，設(shè)計(jì)出有思考價值的問題和有效的探究活動，并在不斷的反思、評價基礎(chǔ)上修改完善，進(jìn)一步明確“教什么”“怎么教”以及“教到什么程度”。

如“化學(xué)與材料研制”內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們根據(jù)學(xué)生賣廢品的經(jīng)歷展開交流：誰能介紹一下生活中賣過的廢品，廢品都是怎樣產(chǎn)生的？然后分別列舉生活中的玻璃產(chǎn)品和塑料制品，依次歸納出玻璃和塑料的優(yōu)缺點(diǎn)和簡單分類，體會通過化學(xué)方法可以將用途小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為用途大的物質(zhì)（由砂子到玻璃）；聯(lián)系一次性可降解塑料和限塑令以及賣廢舊塑料的原因等素材，交流歸納出我們能為減少白色污染做些什么，且通過塑料的生產(chǎn)過程讓學(xué)生體會小分子化合物通過聚合可以得到高分子材料，體會化學(xué)與新材料研制之間的緊密聯(lián)系；通過對鋼筋混凝土成分的分析，讓學(xué)生體會使用混合的方法可以改變物質(zhì)的性能、擴(kuò)展物質(zhì)的應(yīng)用范圍，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化、改良物質(zhì)性能進(jìn)而服務(wù)社會中的重要地位的認(rèn)識。

再如“金屬的化學(xué)性質(zhì)”內(nèi)容的學(xué)習(xí)，在學(xué)生得出通過金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度能判斷出金屬的活潑程度（即活動性強(qiáng)弱）這一結(jié)論后，順勢引出金屬活動性順序，并通過多次閱讀，猜測金屬活動性順序的意義。最后通過兩個反思交流問題把本節(jié)課引向深入。第一個問題是：以鎂和鹽酸反應(yīng)為例，從微觀的角度分析為什么很多金屬能與酸溶液反應(yīng)生成氫氣？根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的知識和能力水平以及年齡特征，結(jié)合使用一些輔助的教學(xué)方法幫助學(xué)生突破本節(jié)課的難點(diǎn)，讓學(xué)生體會到“物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)能決定物質(zhì)的性質(zhì)”這一基本的化學(xué)觀念。第二個問題是：訂正比較導(dǎo)學(xué)案中金屬與酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，歸納出初中接觸的最后一種基本反應(yīng)類型——置換反應(yīng)。由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)知識，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣。學(xué)會把自己能看到的和所想到的歸納表達(dá)出來，并養(yǎng)成大膽質(zhì)疑，大膽推測，勇于探究和綜合分析的好習(xí)慣。

二、巧用課堂生成資源，滲透化學(xué)基本觀念

觀念的培養(yǎng)，不論在復(fù)習(xí)課還是新授課中，我們都應(yīng)該“悄悄”滲透，要貫穿教學(xué)的始終，并要運(yùn)用教學(xué)智慧，處理好教學(xué)的預(yù)設(shè)與生成，善于利用學(xué)生學(xué)習(xí)過程發(fā)表的意見、提出的問題作為教學(xué)資源和啟發(fā)引導(dǎo)的契機(jī)，使課堂教學(xué)具有生成性和開放性。

在學(xué)習(xí)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”一節(jié)時，為驗(yàn)證金屬與鹽酸反應(yīng)的難易和劇烈程度與金屬本身性質(zhì)有關(guān)，學(xué)生進(jìn)行了分組實(shí)驗(yàn)。有的小組用鎂條與鹽酸反應(yīng)，有的小組用鎂條與硫酸反應(yīng)。這些實(shí)驗(yàn)都能得出鎂能與酸溶液反應(yīng)的結(jié)論，但做鎂與鹽酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的幾組同學(xué)發(fā)現(xiàn)，冒出的氣體有刺激性氣味，這與以往的知識是有沖突的，這不是氫氣的氣味。針對這一情況，教師順勢提問，這是什么氣體，為什么會有這種氣體產(chǎn)生？這個問題拋出后，“一石激起千層浪”，學(xué)生各抒己見。在討論交流的過程中，其中一個小組的同學(xué)根據(jù)他們觀察到的現(xiàn)象這樣回答：鎂條與稀鹽酸反應(yīng)放出熱量使溶液溫度升高，稀鹽酸中的溶質(zhì)是氯化氫氣體，而氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，所以溶液中的氯化氫氣體會隨氫氣進(jìn)入空氣中。通過這樣的交流，學(xué)生對于化學(xué)反應(yīng)中的能量觀、變化觀以及研究科學(xué)探究的一般思路有了更深刻的理解，對于探究過程中的意外情況也不再是視而不見，而是積極探索。

三、借助日常生活體驗(yàn)，提升化學(xué)基本觀念

樹立基本觀念的作用在于能實(shí)現(xiàn)具體知識的觸類旁通，而基本觀念的提升要與社會生活情景相融合,只有源于生動鮮活的真實(shí)問題，基本觀念的提升才呈現(xiàn)充盈的生命力。鑒于此，我們的課堂教學(xué)應(yīng)該堅(jiān)持觀念為本，精心選擇一些深層次的具有遷移價值的概念和事實(shí)，用真實(shí)具體的社會生活情景和基于問題的探究活動來代替靜態(tài)事實(shí)、結(jié)論的傳授，給學(xué)生提供超越事實(shí)的高水平思維空間。

學(xué)習(xí)“金屬的化學(xué)性質(zhì)”一節(jié)，為檢測學(xué)生掌握情況，教師在課堂上出示手機(jī)鋰電池的部分材料和金屬鋰的原子結(jié)構(gòu)示意圖，要求學(xué)生結(jié)合材料，分析鋰的化學(xué)性質(zhì)：

手機(jī)中使用的鋰電池是新型的高能電池。鋰是自然界密度最小的金屬，銀白色，很柔軟，可溶于液氨，是一種活動性比鐵強(qiáng)的金屬。問：（1）寫出鋰離子的符號 。（2）金屬鋰的物理性質(zhì)有 條。（3）試推測金屬鋰能與哪些物質(zhì)反應(yīng)？