用生物技術(shù)改造工業(yè)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),尤其是那些污染重的工業(yè),,已經(jīng)成為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)新的熱點(diǎn)領(lǐng)域。
生物技術(shù)在“清潔生產(chǎn)”中的作用
生物技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造的一個(gè)重要方面,,就是清潔生產(chǎn),。生物技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)將有效減少制造業(yè)對(duì)環(huán)境的污染,能使生產(chǎn)制造過程更加高效,,例如糧食生產(chǎn),、清潔工業(yè)、紡織業(yè)、紙漿和造紙業(yè),,特別是化工業(yè),。有人預(yù)言,生物技術(shù)帶給這些產(chǎn)業(yè)的深遠(yuǎn)影響將絲毫不亞于給醫(yī)藥業(yè)帶來的影響,,生物技術(shù)的應(yīng)用將使得傳統(tǒng)工業(yè)收益更高,,并能保持環(huán)境的可持續(xù),為可持續(xù)發(fā)展指明了道路,。
在改造傳統(tǒng)污染重的化工產(chǎn)業(yè)方面,,蛋白酶可以取代去污劑中的磷酸鹽,在谷物加工過程中生物酶可以取代傳統(tǒng)的酸法等等,。通過生物技術(shù)方法生產(chǎn)的產(chǎn)品,,可以有效減少?gòu)U物擴(kuò)散,并能幫助企業(yè)最大限度地利用原材料,。為了提高產(chǎn)出-投入比,,科學(xué)家們正在修改微生物的基因,以此提高工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的生物酶的生產(chǎn)力,。另外,,還采用遺傳工程來獲得新型微生物酶。蛋白質(zhì)工程也被用于改進(jìn)特定生物酶的作用底物,,改善催化特性或者擴(kuò)展反應(yīng)條件,,以使得它們與現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)過程更加兼容。
這里列出生物技術(shù)在幾大工業(yè)門類清潔生產(chǎn)中的應(yīng)用前景:
化學(xué)工業(yè):利用生物技術(shù)生產(chǎn)生物催化劑,,用來生產(chǎn)新型化合物,,減少副產(chǎn)品中的廢物,提高化工產(chǎn)品的純度,;
石化工業(yè):減少制造塑料對(duì)環(huán)境的影響,,并完善可循環(huán)生產(chǎn)過程;
造紙業(yè):改善制造過程,,包括利用酶降低紙漿生產(chǎn)過程中的有毒副產(chǎn)品產(chǎn)出,;
紡織業(yè):降低織物印染和修整過程中有毒副產(chǎn)品,織物去污劑由于添加了生物酶作為活性成分而更加有效,;
食品工業(yè):改善焙烤加工過程,,采用發(fā)酵生產(chǎn)的防腐劑和分析技術(shù)可以讓食物更加安全;
畜牧業(yè):添加生物酶提高牲畜營(yíng)養(yǎng)攝取效率,,降低磷酸鹽副產(chǎn)品,。
生物技術(shù)能提高部分重污染工業(yè)的改造效率
2001年,OECD在一些國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行了生物技術(shù)用于改造傳統(tǒng)工業(yè)的21個(gè)試驗(yàn),,選取的國(guó)家和地區(qū)以及行業(yè)見下表所示,。
表1:OECD國(guó)家生物技術(shù)用于工業(yè)試驗(yàn)的布點(diǎn)情況
制藥業(yè)精細(xì)化工基礎(chǔ)化工食品加工紡織業(yè)紙漿與造紙采礦能源
澳大利亞 1
加拿大 2 2
德國(guó)2 11
日本 111
荷蘭1 1 1
南非 1
英國(guó) 12 1
美國(guó) 1
(資料來源:OECD)
OECD的試驗(yàn)主要是測(cè)試生物技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)重污染工業(yè)的綠色改造效率,,得出了以下定量的評(píng)估數(shù)字。
在改造紙漿和造紙行業(yè)方面,,生物技術(shù)能減少漂白過程中10-15%的氯排放量,,并且將漂白過程中的能量消耗降低40%。
在改造紡織業(yè)方面,,在生產(chǎn)過程中引入生物技術(shù),,可以較少14-18%的水消耗量,與用水有關(guān)和空氣散熱方面的費(fèi)用小減少50-60%,,漂白過程的能源消耗也將降低9-14%,。
在改造塑料產(chǎn)品生產(chǎn)方面,用生物有機(jī)原料替代石化原料,,能夠減少20-80%的對(duì)石化資源的需求,,而且生產(chǎn)的生物塑料是可自然降解的“綠色塑料”。
生物技術(shù)用于化學(xué)制藥行業(yè),,例如維生素B2的生產(chǎn)過程中,,能夠減少80%的二氧化碳排放量,減少67%的污水排放量,。將生物技術(shù)用于頭孢類抗生素的生產(chǎn)過程中,,能夠?qū)⑸?0%的二氧化碳排放量,節(jié)約20%的能源消耗,,并且節(jié)水量達(dá)到75%,。
在許多工業(yè)行業(yè)中,引入生物技術(shù)還可以減少有毒化學(xué)產(chǎn)品的排放,,并降低化學(xué)過程中容易產(chǎn)生的爆炸事故,。
生物技術(shù)在若干重污染工業(yè)中應(yīng)用后的環(huán)境友好改造情況見下表。
表2:生物技術(shù)對(duì)若干重污染工業(yè)的改造程度量化表
能源消耗原材料消耗空氣污染量水污染量生產(chǎn)費(fèi)用
制藥業(yè)相同降低75%降低50%降低66%降低50%
制藥業(yè) 降低90%降低33%降低90%
制藥業(yè)用電量增加
蒸汽用量減少 降低80%降低80%顯著降低
食品加工業(yè)相同 降低43%
化工業(yè)降低80% 降低降低降低
化工業(yè) 降低降低降低降低54%(原材料)
化工業(yè)降低 降低 降低
食品加工業(yè)降低70% 降低80%降低40%
食品加工業(yè) 降低50% 降低30%
紡織業(yè)降低15%降低 降低降低9%
紙漿與造紙業(yè)降低30-40%降低 降低
紙漿與造紙業(yè) CI2減少35%,,CIO2減少65% 降低
采礦業(yè) 降低(可循環(huán)) 降低
采礦業(yè)降低 降低 降低
能源產(chǎn)業(yè) 降低產(chǎn)量增加
資料來源:《New Biotech Tools for a Cleaner Environment》,BIO,
參考文獻(xiàn)
New Biotech Tools for a Cleaner Environment——Industrial Biotechnology for Pollution Prevention,Resource Conservation, and Cost Reduction,, BIO & AJW
White biotechnology: gateway to a more sustainable future, Europe BIO,2003