生物塑料研究范文

導語：如何才能寫好一篇生物塑料研究，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

地膜覆蓋栽培技術的使用與大力推廣為農業增產做出了巨大貢獻，但在糧食和經濟作物產量增加的同時，土壤中大量難以降解的塑料地膜殘余物逐年上升，造成了環境污染，影響了生態平衡。大多農民使用的地膜厚度薄、強度差、易老化、難回收，非常容易殘留在地里，導致“白色污染”。每年有幾百萬噸的地膜被棄于土壤中，是一個不可忽視的污染源。據調查，連續35年覆膜的土地，其中的廢棄地膜可使小麥減產5%9%，蔬菜減產2%10%，玉米產量下降10%，棉花產量下降10%23%。此外，牛羊誤食殘膜碎片，可導致腸胃功能失調，嚴重時造成死亡。

調查結果引起了我們的震驚和思索：能不能找到合適的方法加速降解農田土壤中日益增多的殘留農膜呢？我們學校的科技輔導員幫我們查閱了資料，并介紹了從事微生物研究的科研機構和輔導老師，確定了項目的可行性。于是，我們開始了關于農膜降解的研究。

研究過程

技術路線

研究技術路線見圖1。

菌源樣品

5份菌源樣品分別采自生活小區垃圾堆、保定市垃圾處理廠、保定市紡織廠排水溝、保定市區河流底泥及郊區農田土壤。用采樣鏟采集垃圾、污泥及農田地表土壤以下1015cm深處土樣各約100g于牛皮紙袋中，記錄采樣時間、地點等信息并標號，風干、過40目篩，4℃冰箱放置備用，采樣時間為2010年7月，要求所有樣品在3周內處理完畢。

實驗方法

高效PVA（聚乙烯醇）降解菌株的分離篩選。實驗共采集了保定市郊垃圾處理廠、紡織廠排水溝土壤、河流底泥等5個土壤樣品，每個樣品篩選3批，共進行了15批次的馴化與分離。

菌株的種屬鑒定。根據《常見細菌系統鑒定手冊》，分為形態觀察、生理生化實驗和16SrDNA序列分析3方面進行。

高效PVA降解菌株培養條件優化（產芽孢工藝研究）。內容包括斜面菌種活化、種子制備、液體培養等。

菌株對PVA的降解效果研究，包括菌株芽孢液制備、搖瓶中的降解實驗、土壤模擬降解實驗等。

實驗結果與分析 土樣中PVA降解細菌的分離篩選

為了提高篩選效率，采用PVA平板透明圈初篩的方法，經初篩共得到8株呈現透明圈亦即具備降解PVA能力的菌株（見圖2），分別為1-16、1-21、2-1、2-2、3-3、3-4、3-9和4-2菌株。

對初篩所得8株菌株進行培養，然后測定各菌株對發酵液中的PVA降解率。結果顯示，3-4菌株的降解率最高，48h后達到35.43%。

3-4菌株的種屬鑒定

經基因組提取、擴增和序列測定，得到該菌株及相應標準菌株的進化距離并構建了系統發育樹。將3-4菌株的形態及生理生化特征與《常見細菌系統鑒定手冊》中相應屬、種的有關性狀相對照，發現3-4菌株形態及生理生化特征與解淀粉芽孢桿菌較為一致，因此鑒定菌株3-4為解淀粉芽孢桿菌（液化淀粉芽孢桿菌Bacillus amyloliquefaciens）。經科技查新，國內報道中尚未見過該菌株用于PVA降解的報道。

解淀粉芽孢桿菌3-4菌株的產芽孢條件優化

實驗結果表明，PVA降解菌株的搖瓶培養產芽孢條件為：2%麩皮，0.5%玉米漿，0.05%KH2 PO4 ，0.3%ZnCl2 ，Na2 HPO4·12H2 O0.4%。最佳的發酵參數為pH8.0，種齡14h，裝瓶量50mL/250mL三角瓶，30℃，200r/min。在此優化條件下，其芽孢產率可達95%以上，總生物量為2.69×109 CFU。

菌株的降解應用效果

搖瓶發酵降解實驗。在搖瓶降解基礎培養基中加入不同濃度的PVA及一定量菌株芽孢液，30℃、200r/min條件下搖床培養96h，不同時間測定殘留量繪制降解率曲線見圖3。結果表明，菌液對搖瓶中添加不同濃度的PVA均有降解效果，在濃度為10mg/mL時降解率最高，在96h時達到72.10%；濃度為25mg/mL時，96h降解率為53.59%；菌液對PVA塑料的降解率要低于對純品PVA的降解，分析可能是由于PVA塑料除含有PVA外還有淀粉基體等其他物質，因此降解得相對緩慢。

模擬土壤降解實驗。菌液對土壤中PVA純品的降解實驗結果見圖4。由圖可知，隨著時間的延長，菌液對土壤中的PVA降解率呈增加趨勢，在降解28天時，土壤中的大部分PVA可被降解。菌液對土壤中PVA塑料的降解實驗結果表明，菌株的施入量對PVA塑料的降解速率有一定影響，菌液加入量越多降解就越快，達到一定值時降解速率的增加則不再明顯。在菌劑加入為4mL時，28天可將PVA塑料降解63.25%。實驗證實，從微生物方面講，菌液不會引起不良生態效應；菌液對受試土壤理化指標無明顯影響，表明該菌株具有良好的大規模應用前景。

本研究創新點及推廣前景

分離篩選出高效降解PVA的新菌株解淀粉芽孢桿菌3-4。經科技查新，該菌應用于PVA的微生物降解在國內文獻尚未見報道。

首次進行了PVA降解菌株（解淀粉芽孢桿菌3-4菌株）的生產工藝研究。研究結果為利用微生物菌劑降解殘留PVA農膜奠定了前期科學基礎。經科技查新，目前國內未見PVA菌劑菌株生產工藝的研究及解淀粉芽孢桿菌產芽孢條件的研究。

探明了所研制菌液降解PVA及PVA塑料的適用條件和實際降解效果，為PVA環境污染的微生物修復奠定了科學基礎。

本研究所獲的PVA降解菌株降解效率高，菌液生產工藝完善、成本低廉，降解效果明確。此菌株及其菌液生產和實際降解工藝，在PVA農膜污染治理方面有較大的應用推廣價值，在其他行業的含PV污染治理方面也具有廣闊的應用前景。

下一步工作設想

所獲得的供試菌株為自然界的野生菌株，應具備較大的產酶及降解活性的提高空間，因此可對其開展產酶特性研究，使其降解潛力得以充分發揮；還可考慮對其實施誘變、基因工程育種等手段，進一步提高其PVA降解能力。

應盡快以小白鼠為供試動物考察菌株安全性，確保菌株的使用安全，不會對環境產生新的危害。

可進一步研究菌劑的大生產工藝和固定化工藝等，為功能菌株的大規模應用奠定基礎，并深入研究適合的工藝和設備，提高其降解效率和其實用性。

進一步考察此菌株在其他PVA污染治理中的應用潛力，如對紡織廢水中PVA的降解。

該項目獲得第27屆全國青少年科技創新大賽創新成果競賽項目中學組環境科學一等獎。

篇2

【中圖分類號】 G 478.2

【文章編號】 1000-9817(2007)02-0168-02

【關鍵詞】 衛生服務研究；社會保障；學生保健服務

【基金項目】 江蘇省高校哲學社會科學研究項目(江蘇省高校學 生醫療保障制度研究04SJD630031)。

【作者簡介】 冷明祥(1955-)，男，江蘇泰興人，醫政學院教授 ，主要從事衛生事業管理和教育工作。

【作者單位】 南京醫科大學，江蘇 210029。

1999年以來，高等教育快速發展，高校招生和在校生規模持續增加，短短幾年就實現了 從精英化教育向大眾化教育的轉變。2005年我國普通高等教育共招生506萬人，毛入學率達 到21%，已進入國際公認的高等教育大眾化階段［1］。全國普通高等教育在校生達1562萬人，居世界第一。在高校擴招背景下，高校學生衛生服務需求與醫療保障狀況應當引 起高度重視。為此，南京醫科大學有關專家組成課題組，于2005年5-7月進行了江蘇省高校 學生衛生服務需求與醫療保障現狀專題調研。

1 對象與方法

采取單純隨機抽樣原則，將江蘇省高校分為綜合類、醫學類和其他類3種，共抽取了5所高校 ，其中綜合類院校3所(南京大學、東南大學、揚州大學)，醫學類院校1所(南京醫科大學) ，師范類院校1所(鹽城師范學院)。同時，按照江蘇區域內蘇南、蘇中、蘇北經濟發展水平 的差異，將其分為位于蘇南的高校(南京大學、東南大學、南京醫科大學)，位于蘇中的高 校(揚州大學)和位于蘇北的高校(鹽城師范學院)。按照當時在校本科計劃內統招生人數的5% 左右，進行按年級和班級分層整群抽樣。通過專門制訂調查表收集高校學生衛生服務需求與 醫療保障情況資料，主要項目包括：一般經濟情況，醫療保險情況，衛生服務需求與利用情 況以及生活方式。共發放調查問卷2 314份，回收有效問卷2 284份，有效回收率為98.7 0%。

2 結果

2.1 衛生服務利用情況

2.1.1 門診服務利用情況 學生4周患病率為27.3%，在患病種類中，排在前 3位的依次為消化系統疾病、呼吸系統疾病和傷害。患病學生中，未治療的181人，占 29.5%；治療的432人，占70.5%。未治療原因依次為自感病情較輕、無時間、經濟困難、醫 藥費不 能報銷和交通不便。

選擇治療的學生中，分別采取了單純自我治療、找醫生治療和自我治療結合醫生治療3種 方式 。平均每人次治療花費分別為自我治療13.58元，找醫生治療186.26元；自我治療結合醫生 治療花費208.20元。

學生年人均就診次數為1.94次，年人均門診醫藥費183.41元(不包括住院醫療費用)，大 大超過了國家年人均60元的撥款標準。學生就診地點依次為校醫院或保健科占51.8%，省、 市級醫院占31.7%，縣、區醫院占13.4%，鄉醫院或社區衛生服務中心占3.2%。學生就診花費 依次為縣區醫院就診次均費用為237.78元，省市級醫院就診次均費用為200.04元，鄉醫院或 社區衛生服務中心就診次均費用為27.90元，校醫院或保健科就診次均費用為17.91元。學生 患病后，若自我治療或看門診，自費平均比例為87.4%，獲醫療保險報銷的平均比例為4.9 %，獲學校報銷的平均比例為6.6%。

2.1.2 住院服務利用情況 學生在調查前1 a有住院經歷的102人，占4.5%。 住院費開支人均為3 299.80元，次均住院費為2 639.49元。住院費中，平均獲得醫療保險報 銷的為22.2%，獲得學校報銷的為8.7%，自費比例為68.5%。學生住院選擇醫療單位時首 先考慮的是醫療服務質量，其次為方便程度，再次為醫療服務價格。

在調查前1 a患過大重病的占2.2%。患大重病的同學中，35.6%是傷害，其他患病種類較 為分散，有白血病、惡性腫瘤、尿毒癥、尿結石、毒血癥、腰椎間盤突出等。

2.2 高校學生醫療保險狀況 被調查者中1 614人有醫療保險，占70.7%。其 中，由學校代辦投保的占74.2%，靠家庭自行購買的占6.3%，既有學校代辦又有其他方式獲 得的占18.2%。沒有醫療保險的學生占28.4%，未參保原因依次為從未考慮過、身體健康、不 知如何參保和經濟原因。學生對醫療保險非常了解的人只占2.0%，了解一些的占 60.0%，無任何了解的占38.0%。參加醫療保險的同學中只有6.0%認為醫療保險作 用非常大，59.0%認為有一些作用，35.0%認為無作用。這一方面與大學生患病率較低，部分 學生未從醫療保險中直接受益有關；另一方面是參保學生對醫療保險的滿意度不高，認為醫 保賠付率、理賠效率、服務態度一般的分別占66.3%，69.3%和65.8%。被調查者選擇醫療保 險時首先考慮的因素依次為保險公司信譽、承保范圍、服務質量和保費高低。調查結果反映 ，學生可接受投保費用：35.8%為20～40元，25.5%為40～60元，11.5%為60～80元，11.5%為 80～100元，9.8%可接受100元以上。可見大學生對高額保費接受程度不高，這主要與其自身 無獨立的經濟能力、經濟主要來源于父母有關。

3 高校學生醫療保障問題與政策建議

3.1 高度關注學生衛生服務需求與利用不一致的現象 調查結果表明學生患 病 現象比較普遍，患大重疾病也時有發生，而患病學生中29.5%沒有進行任何治療，放棄了應 有的衛生服務需求。這種明顯的衛生服務需求與利用不一致的現象應當引起教育 、衛生部門和學校的高度重視。

3.2 學生醫療費用自負比重增大 高校擴招前，國家撥付每生每年60元醫療 經費，學生在校醫院就診費用學校承擔90%左右，住院醫療費國家承擔50%～80%，剩余部分 由學生承擔［2］，基本滿足了學生的醫療需求。擴招后，國家給予每生每年60元的 公費醫療撥款多年不變，相比2003年全國人均衛生費用409.5元有較大差距；相比此次調研 結果，學生年人均用于醫療保健消費金額410.93元、年人均門診醫藥費183.41元也有較大差 距。有限的公費醫療撥款遠遠不能滿足學生醫療需求，應引起重視。政府應及時出臺高校學 生醫療保障制度，保障大學生在校期間身心健康。

3.3 建立學生醫療保障制度，將學生納入社會醫保體系 調查顯示 ，70%以上學生每年可承受的投保費用為20～80元。大學生的健康水平將直接影響到人才的 體 質，政府、學校有責任提供基本醫療服務，適當醫療保障是一項有遠見的投入［3］ 。政府應當根據學生醫療費用情況，較大幅度地增加投入，作為大學生參加基本醫療保險的 費用。

世界各國對學生的健康保險大都采取強制的形式，主要因為學生是弱勢群體，必須加以保護 ［4］。強制讓所有大學生參加大病統籌，能使 醫保體系抗疾病風險的能力更強，更利于解決大學生的后顧之憂。如果實行自愿參保，這事 實上就設定了一個費用門檻，以至于貧困學生會因為缺乏繳費能力而無法參加，并形成體制 內與體制外的群體區分，而且會難以避免體制外人員對體制內醫療資源的侵蝕。提示在建立 學生醫療保障時，不能忽視貧困生的權益。對貧困生參加醫療保險，政府和學校應當 采取措施，減免其參保費用。并建立貧困學生大、重疾病救治基金，由政府、學校和社會共 同籌集，由學校管理，專款專用。20%左右家庭相對較為富裕的學生，可以根據商業醫保自 愿參保原則，讓其在參加基本醫療保險的基礎上，適當購買商業醫療保險，提高個人醫保水 平。

3.4 高度關注高校及校醫院在學生醫保中的作用 高校應對學生加強醫療保 健消費觀的教育，引導學生自覺把醫療保健消費與自身經濟狀況聯系起來，從而確立終生受 益的科學的醫療保健消費觀［5］。同時，加強學生醫療保險意識的教育引導。調 查表明，未參保學生很大程度上是緣于醫保意識的淡薄，對醫保非常了解的學生只占 2.0%，而38.0%的學生對醫療保險無任何了解。因此，學校應有專人負責學生辦理醫療保 險的釋疑工作，做好耐心細致的服務工作。同時可以張貼、發放保險須知［6］ ，以便學生及時了解。另外學校也要加強和保險機構聯系，充當投保學生與機構之間聯系的 橋 梁。高校醫院必須拋棄以前的重醫療輕保健的觀點，將預防保健工作放在十分重要的位置， 為大學生的健康服務［7］，在促進預防保健工作發展的同時，降低學生的醫療費用 負擔。

4 參考文獻

［1］ 李延保.高等教育的發展與大學的使命.中山大學學報：社會科學版，2005，45(5) ：1-5.

［2］ 徐琨.大學生醫療保險制度芻議.醫學與社會，2004，17(6)：12-13.

［3］ 邊寶蘭.關于大學生公費醫療制度改革的探討.中國校醫，1997，11(5)：391.

［4］ 崔曉華.關注大學生醫療保險.中國保險，2004(6)：46-47.

［5］ 孫曙平，冷明祥.重視培養大學生的醫療保健消費觀.光明日報，2005-11-30(9).

［6］ 魏新民.安徽財貿學院大學生醫療保險索賠情況.中國學校衛生，2003，24(5)：503.

篇3

【關鍵詞】惡性腫瘤化療后血小板減少 重組人白介素-11衍生物 治療

現如今，惡性腫瘤主要采取化療為主，并可以獲得一定的治療效果，然而在整個化療期間會出現各種不良反應，其中最常見的就是血小板減少，如果嚴重的話會導致化療時間明顯延長，對臨床化療效果帶來非常大的影響，甚至還會危及病人生命。根據這一情況，文本筆者抽取2012年1月-2014年2月在我院收治的患有惡性腫瘤化療后血小板減少癥的病人45例，對其實施百杰依治療，現將具體情況報告如下。

1資料與方法

1.1一般資料

抽取2012年1月-2014年2月在我院收治的患有惡性腫瘤化療后血小板減少癥的病人90例，隨機分為兩組，每組各45例。當中，實驗組男性病人29例，女性病人16例。年齡在41-63歲，平均年齡為45.2歲；惡性腫瘤類型包括有肺癌、食管癌、賁門癌、胃癌、乳癌、結直腸癌、惡性淋巴瘤、卵巢癌、子宮內膜癌，它們依次為12例、6例、3例、2例、9例、7例、3例、1例、2例；對照組男性病人28例，女性病人17例。年齡在39-67歲，平均年齡為47.8歲；惡性腫瘤類型包括有肺癌、食管癌、賁門癌、胃癌、乳癌、結直腸癌、惡性淋巴瘤、卵巢癌、子宮內膜癌，它們依次為13例、7例、2例、4例、5例、8例、4例、1例、1例。兩組病人性別、年齡等差異不具有統計學意義（P>0.05），兩組病人具有可比性。

1.2臨床治療方法

1.2.1實驗組治療方法

實驗組對病人實施重組人白介素-11衍生物治療，采取皮下注射方式，50 g/（kg.d），連續使用，每隔一天檢查血象一次額，一直到血小板穩定在100×109L-1的時候停止使用藥物，治療持續時間要在21天以下，在整個治療期間如連續兩次測量血小板在300×109L-1的時候應該提前停止使用藥物。在整個臨床治療期間出現世界衛生組織規定的Ⅲ-Ⅳ級毒副作用，應馬上終止治療。

1.2.2對照組治療方法

對照組對病人實施常規治療，其中包括有利血生以及升血小板膠囊等相關治療。

1.3臨床觀察指標

根據世界衛生組織當中的腫瘤化療藥物毒副反應判定標準[1]，對病人異常癥狀、體征、不良反應給予詳細記錄，并給予對比分析。

1.4臨床治療效果判定標準

治愈：血小板大致恢復正常（100×109L-1或者在100×109L-1以上），沒有出血癥狀。顯效：血小板上升到80×109L-1或者比較原來水平上升50×109L-1以上，沒有出血或者大致沒有出血癥狀。有效：比較治療之前血小板水平有一定上升，可是在50×109L-1以下，在30×109L-1以上。無效：沒有達到以上臨床指標。總體有效率：治愈+顯效+有效。

1.5統計學分析

統計分析采用SPSS14.0軟件包進行分析處理，計數資料采用（n，%）表示，P

2結果

2.1兩組近期臨床治療效果對比

實驗組治療有效率93.3%，對照組治療有效率77.8%，對照組臨床治療效果明顯低于對照組，兩組間差異具有統計學意義（P

表1 兩組近期臨床治療效果對比

組別 例數（n） 治愈 顯效 有效 無效 總有效率

實驗組 45 21 14 7 3 93.3%

對照組 45 15 11 9 10 77.8%

P值

2.2兩組發生不良反應幾率對比

實驗組發生不良反應的幾率為11.1%，對照組發生不良反應的幾率為26.7%，實驗組發生不良反應的幾率明顯低于對照組，兩組間差異具有統計學意義（P

表2 兩組發生不良反應幾率對比

組別 例數（n） 發熱 肌肉疼痛 心慌 心律失常 不良反應發生率

實驗組 45 1 2 1 1 11.1%

對照組 45 2 3 3 4 26.7%

P值

3討論

因為放化療造成的血小板減少癥，其血小板恢復一般相對較慢，因此，怎樣能夠安全及時的緩解放療和化療造成的血小板減少癥已經成為目前臨床相關人員熱烈討論的話題。百杰依為關鍵的造血調節因子，能夠對骨髓造血干細胞以及巨核系祖細胞的增殖進行有效刺激，誘導其成熟和分化，使機體當中血小板的數量明顯增加，并維持正常功能。根據相關臨床報道表明[2]，百杰依能夠加速致死劑量照射或者化療藥物處理以后的動物外部周圍血小板完全恢復。還有相關臨床報道表明[3]，百杰依能夠對血小板增生進行有效刺激，使化療造成的血細胞降低明顯得到緩解，對血小板數量恢復起到良好的促進作用，不良反應較少，停止藥物以后都可自行緩解。本文臨床結果顯示，實驗組治療有效率93.3%，對照組治療有效率77.8%，對照組臨床治療效果明顯低于對照組（P

總而言之，惡性腫瘤化療后血小板減少癥采取重組人白介素-11衍生物治療，能夠取得良好的治療效果，使血小板數量明顯恢復，不良反應極少。

參考文獻：

[1]萬里新，單麗紅，王，王文廉，蔡政，李琮宇.重組人白介素-11治療惡性腫瘤放化療后血小板減少28例[J].鄭州大學學報（醫學版），2011，42（5）：966.

篇4

關鍵詞：可降解塑料 光降解 生物降解 光-生物降解塑料

引言

塑料這種材料已經廣泛應用到國民經濟各部門以及人民日常生活等各個領域。但是塑料這種材料在自然環境中難以降解，隨著其用途的擴大，帶來產量的增加，因此導致了嚴重的環境污染問題。傳統的處理技術（焚燒、掩埋等）存在一定的缺陷，回收利用也存在著局限性，而且這些處理方式都不能從根本上解決問題。因此開發可降解塑料來解決廢棄物難以處理的問題是一個重要的課題。

一、可降解塑料的定義

可降解塑料雖然至今在世界上沒有統一的標準化定義，但是美國材料試驗協會（ASTM）在通過研究相關術語的標準對其定義：在特定的環境下，其化學機構發生明顯變化，并用標準的測試方法能測定其物質性能變化的塑料。這個定義基本上與降解和裂化的定義相一致。

二、降解塑料的分類及降解機理

1.光降解塑料

光降解塑料包括合成型也叫共聚型、添加型兩種，該種塑料在日照下會受到光氧作用并吸收光能，光能主要為紫外光能，因此而發生自由基氧化鏈反應以及光引發斷鏈反應，從而降解成對環境安全無害的低分子量化合物。

其中通過共聚反應在高分子主鏈引入感光基因而得到光降解特性的為合成型降解塑料，這種塑料通過調節感光基因含量來控制其光降解活性。目前某些可用于包裝袋、容器、農膜等范圍的乙烯―CO共聚物和乙烯―乙烯酮共聚物已實現工業化。通過將光敏助劑添加到高分子材料中而制造成的為添加型高分子光降解材料，這種類型的塑料其降解原理為光敏劑會受到紫外光的誘導，將它添加到塑料中可以引發并加速塑料的光氧化。光敏劑在光的作用下可離解成為具有活性的自由基，因此該類型塑料的光降解特性是由光敏劑的種類、用量和組成決定的。

降解塑料向深層發展的一個標準是可控光降解塑料，它在具備光降解的特性的同時，還應該具備特定的光降解行為。它被要求能控制誘導期內力學性能，并保持該性能在80%以上。因此要達到這個標準就必須對光敏劑的使用有更高的要求，在光敏劑可控制光氧化曲線的同時，也要注重控制光氧化的時間。

2.生物降解塑料

在自然界中受細菌、霉菌等微生物作用而降解的塑料為微生物降解塑料，該類型塑料的種類有部分生物降解型、完全生物降解型、化學合成型、天然高分子型、摻混型、微生物合成型和轉基因生物生產型。

在微生物作用下能完全分解成CO2和H2O的為最理想的生物降解塑料，通過研究可發現，酶在塑料水解、氧化的過程中發揮著極其重要的作用，是生物降解的實質。酶會導致主鏈斷裂，從而相應的降低相對分子質量，使其失去機械性能，以便于微生物對其更容易的攝取。

生物降解必須滿足三個條件，經歷三個階段。

條件為：微生物（真菌、細菌、放射菌）的存在。

擁有氧氣，并要求一定的濕度，還要有無機物培養基的存在。

適宜的溫度范圍為20～60攝氏度，PH范圍在5～8之間。

三個階段為：

初級生物降解――在微生物作用下，塑料等化合物的分子化結構發生變化，使原材料分子的完整性被破壞。

環境容許的生物降解――原材料中的毒性可以被去除，以及人們所不希望的特性的降解作用同樣可以除去。

最終生物降解――塑料通過生物降解，被同化成微生物的一部分。生物降解過程中主要的三種物理化學反應：

物理作用――微生物細胞生長在對塑料的機械破壞中起著重要作用。

化學作用――微生物在破壞中會產生某些化學物質，起到化學作用。

酶直接作用――本質為蛋白質的酶，含有20多種氨基酸，它們能降低被吸附塑料分子和氧分子的反應活化能，以此來加速塑料的生物分解。

3.光-生物降解塑料

顧名思義，這種塑料兼具生物和光雙重降解功能，使得其達到完全降解的目的。光降解高分子材料有兩種：淀粉型和非淀粉型，其中較為普遍的是采用高分子的天然淀粉作為生物降解助劑。這種在高分子材料中同時添加自動氧化劑、光敏劑以及生物降解助劑等作為配置方法，來達到光-生物降解的復合效果。含有多種化學物質而形成的非淀粉型光和生物降解體系已廣泛應用于吹塑制成可控降解地膜，在應用過程中發現，該薄膜不僅具備保溫、保濕和力學性能，還具備可控性好、誘導期穩定等優點。

目前，光-生物降解塑料處理工藝的關鍵是淀粉的細化很熱結構水的脫除，處理設備復雜，因此產品的質量難以控制。由于其設備的投資需要的資金大，復雜的工藝以及缺少該方面的人才技術人員，導致其市場化、產業化的發展步履維艱。

總結：

近年來在國內外，可降解塑料的開發與研究已取得了一定進展，但是其技術有待進一步優化，工藝需要不斷完善，市場化的推廣也要加大力度，采取有效措施降低成本、拓寬用途、提高性能等。更要注意的是降解塑料在世界上沒有統一的定義，也缺乏確切的評價，識別標志、產品檢測沒有完整的體系導致市場混亂。

從長遠發展的角度看，當代人們的環保意識不斷加強，降解塑料的市場化是一種必然的趨勢。當前相對較成熟的是光降解塑料技術，生物降解技術由于其處在發展階段，因此是開發的熱點，光-生物降解技術則是主要開發方向之一。

參考文獻：

[1]裴曉林；應用基因組改組技術選育L-乳酸高產菌株及其發酵工藝研究[D]；吉林大學；2007年.

篇5

關鍵詞：白色污染；回收利用；可降解塑料

中圖分類號：X705文獻標識碼：A

塑料制品的廣泛使用，給人們帶來了很大的方便，但由于人們對廢舊塑料造成的環境污染缺乏足夠的認識，將用過的大量塑料制品廢棄物隨意丟棄，給景觀和環境造成了嚴重危害。常見的塑料制品廢棄物有：聚乙烯（PE）包裝袋、保鮮膜、護套和臺布等；聚苯乙烯（PS）可發性快餐盒和餐具容器、精密儀器、家用電器的發泡包裝套等；聚丙烯（PP）包裝膜及快餐盒；聚氯乙烯（PVC）透明片、熱收縮薄膜及乳膠手套等。由于塑料包裝物大多呈白色，人們形象地比喻為“白色污染”。

一、白色污染的防治

我國目前防治白色污染遵循“以宣傳教育為先導，以強化管理為核心，以回收利用為主要手段，以替代產品為補充措施”的原則。

1、停止使用一次性發泡塑料餐具及超薄塑料袋。“一次性方便，二百年污染”是塑料垃圾的形象寫照。國務院辦公廳的通知，根據《商品零售場所塑料購物袋有償使用管理辦法》，從2008年6月1日起，在全國范圍內禁止生產、銷售、使用厚度小于0.025mm的塑料購物袋，超薄塑料購物袋被列入淘汰類產品目錄，并在所有超市、商場、集貿市場等商品零售場所實行塑料購物袋有償使用制度。我國實施塑料袋收費后，全國塑料袋的使用量有望減少2/3，一次性塑料袋的回收率也將大幅上升。

2、回收利用是當前防治白色污染的主要手段。隨著塑料工業的迅猛發展，廢舊塑料的回收利用作為一項節約能源、保護環境的措施，越來越受到重視。尤其是發達國家，這方面的工作起步早，已經收到了明顯的效益，我們可以借鑒其經驗。

美國是世界塑料生產大國。據統計，到2000年，美國年生產塑料3，400余萬噸，廢舊塑料超過1，600萬噸。早在20世紀六十年代美國就已展開廢舊塑料回收利用的廣泛研究。20世紀末廢舊塑料回收率達35%以上。其中，燃燒廢舊塑料回收能源由八十年代的3%增至18%；廢舊制品的掩埋率從96%下降到37%。美國在燃燒廢舊塑料利用熱能、熱分解提取化工原料等方面進行了大量工作并取得了一些成果。另外，美國各州為解決塑料廢棄物問題，制定了相應的法律、法規。

日本也是塑料生產大國。20世紀八十年代，其年均廢舊塑料排放量占生產量的46%。廢舊塑料的處理已成為日本的嚴重社會問題，而且日本是能源短缺國家，所以對廢舊塑料的回收利用一直保持積極態度。九十年代初，日本回收利用廢舊塑料率為7%，燃燒利用熱能率為35%。日本在混合廢舊塑料的開發應用方面也處于世界領先地位。

意大利是目前歐洲回收利用廢舊塑料工作做得最好的國家。意大利的廢舊塑料約占城市固體廢棄物的4%，其回收率可達28%。意大利還研制出從城市固體垃圾中分離廢舊塑料的機械裝置。意大利對廢舊塑料回收一般是將塑料碎片和紙片一起收集，分離后的廢舊聚乙烯制品經粉碎處理，用磁篩除去鐵等金屬雜質，經清洗、脫水、干燥后，通過螺桿擠出機進行造粒。這種回收料再加入新料，可保證其具有足夠的力學性能，可生產垃圾袋、異型材、中空制品等。

3、塑料制品回收利用的方法

（1）直接再生利用。根據原料不同，有3種直接再生利用的方法：①不需分撿、清洗等預處理，直接破碎后塑化成型。②必須經過清洗、干燥、破碎后造粒或直接塑化成型。③再生前須特別預處理。直接再生制品性能欠佳，一般只做檔次較低的塑料制品。

（2）改性再生利用。是將再生料通過機械共混或化學處理進行改進的技術。如增韌、增強、復合、活化、高聯等，使再生制品的力學性能得到改善和提高，可以作為檔次較高的產品。改性再生利用的工藝路線較復雜，有的需要特定的機械設備。湖南大學的謝朝學等研制的利用泡沫塑料制輕型保溫隔熱建筑材料，取得了良好的效果。

（3）熱分解法。熱分解法就是將高聚塑料廢棄物在高溫條件或低溫催化的條件下分解，使其回到低分子量狀態，從而把長鏈的高聚物轉變成了短鏈的不飽和烴的方法。這樣得到的不飽和烴可以用來重新制造其他產品。此方法可用于處理聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）制品的混雜回收物，但對于那些含氯的塑料制品需分開處理，這種方法可用于反復處理高聚塑料廢棄物。

（4）通過催化裂解制燃料油。將塑料廢棄物收集起來，通過熱裂解得到汽油、柴油等液體燃料。這樣既減輕廢塑料對環境的污染，又節約資源，變廢為寶。現在這一方面的技術日臻完善，已產生了好多專利技術。冀星等總結了廢塑料油化技術的應用現狀與前景。四川大學化學系李曉祥、石炎福、余華瑞等通過試驗表明：混合廢塑料經過催化裂解制得的90#汽油和0#柴油的質量均達到國家標準。

（5）焚燒回收熱能。對于難以分撿的混雜型廢舊塑料，將其作為燃料焚燒具有明顯優點：不需繁雜的預處理，也不需與生活垃圾分離，而且其生熱值與相同種類的燃料油相當。殘渣較少，密度較大，易于填埋處理。據統計，PE的燃燒熱為46.63GJ/kg，PP的燃燒熱為43.95GJ/kg，PVC的燃燒熱為18.06GJ/kg。可見，PE、PP、PVC的燃燒熱非常大。因此，可利用焚燒法來處理并充分利用其釋放出的熱量。但是，我們必須考慮一些持久性有機環境污染物的生成，以及這些燃燒產物對人類和生態環境的潛在危害。如，聚氯乙烯（PVC）燃燒產生HCl、聚丙烯腈（PAN）燃燒產生HCN、聚氨酯燃燒時會產生氰化物等，因此必須在焚燒爐上安裝污染氣體的吸收裝置，以實現整個流程的綠色化。

二、可降解塑料的性能、應用及前景

可降解塑料作為一種治理白色污染的全新技術途徑，經過多年研究開發，已取得令人滿意的進展。目前，主要的可降解塑料分為光降解塑料、生物降解塑料，以及光－生物雙降解塑料三大類。光降解和光－生物降解塑料制品雖加工簡單、成本低廉，但控制降解難度較大，不宜進入垃圾填埋系統。完全生物降解塑料降解性能較理想，但其加工難度較大，工藝配方以及邊角料的回收利用等技術問題還有待進一步提高和完善，生產成本較高，價格昂貴并且用后需要全面地堆肥處理。

1、光降解塑料和光―生物降解塑料。光降解塑料就是靠吸收太陽光引起光化學反應而分解的塑料。光降解塑料的制備方法大致有兩種：一是在高分子材料中添加光敏感劑，敏感劑吸收光能后所產生的自由基促使高分子材料發生氧化作用，達到裂化的目的。二是利用共聚方式，將適當的光敏感劑倒入高分子結構內賦予材料光降解的特性。常用的光降解劑有：金屬鹽類、二茂鐵衍生物類、羧酸鹽類、烷基硫代氨基甲酸鐵類等。塑料制成的地膜有三個特點：①使用后，在陽光照射下可自行光分解，分解后的小殘體可被土壤中的微生物繼續分解。②使用壽命可以控制。③節省了回收地膜的費用，且解決了殘膜對土壤和環境的污染。

光降解塑料的降解速度取決于日照的時間和強度，且降解后在被微生物分解前碎片易形成二次污染。光降解技術與生物降解技術結合：一是可以克服淀粉基塑料在非生物環境中難降解的問題；二是可以利用光敏體系的復合配比、用量來實現降解時間人為控制的目的。因此，目前工業化較多的是光降解技術與生物降解技術結合的雙降解淀粉塑料。在一次性使用地膜中可采用食用淀粉或無機礦物質填充的可控光－生物降解塑料的全面降解技術進行實用性研究。我國可覆蓋地膜的面積為5億多畝，用量高達40萬噸，使用價格低廉的光－生物降解塑料地膜較適宜。對于厚度0.005mm～0.015mm的降解地膜也可采用塑料單純光氧降解技術，但一定要做到時控降解。這對解決廢棄地膜污染農田的問題，造福子孫后代，具有深遠意義。

2、生物降解塑料。生物降解塑料是指一類由自然界存在的微生物如細菌、霉菌（真菌）和藻類的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一種具有優良的使用性能、廢棄后可被環境微生物完全分解、最終無機化而成為自然界中碳素循環的一個組成部分的高分子材料。“紙”是一種典型的生物降解材料，而“合成塑料”則是典型的高分子材料。因此，生物降解塑料是兼有“紙”和“合成塑料”這兩種材料性質的高分子材料。生物降解塑料可分為完全生物降解塑料和破壞性生物降解塑料兩種。破壞性生物降解塑料主要包括淀粉改性（或填充）聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等。完全生物降解塑料主要是由天然高分子（如淀粉、纖維素、甲殼質）或農副產品經微生物發酵或合成具有生物降解性的高分子材料，如熱塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均屬這類塑料。

盡管生物降解塑料的研發取得了長足的發展，但推廣異常困難。一是因為可降解塑料袋承重能力低，不能滿足顧客多裝東西和反復使用的要求。二是可降解塑料袋色澤暗淡發黃，透明度低，給人一種不潔和難看之感，用起來不放心。三是價格偏高，成本難以接受。

3、可降解塑料的開發趨勢及發展前景。可降解塑料盡管存在種種問題，但它的發展前景十分光明，主要表現在以下幾個方面：①積極開發高效廉價光敏劑、氧化劑、生物誘發劑、降解促進劑和穩定劑等，進一步提高可降解塑料的準時可控性、用后快速降解性和完全降解性。②為避免二次污染，以天然高分子微生物合成高分子的完全生物降解塑料將會越來越受到重視。③水解性塑料和可食性材料由于具有特殊的功能和用途而備受矚目，也成為環境適應性材料的又一熱點。④充分利用基因工程技術培育可生產聚酯的生物性植物以降低生物降解塑料的成本。

篇6

摘要：農用塑料地膜具有保溫、保墑、防寒、防凍等作用，但隨著地膜覆蓋技術的普及已經給農業生產帶來了一系列的負面影響，大量的殘留地膜破壞土壤結構、危害作物正常生長發育，造成農作物的減產，進而影響農業生產環境。本文分析了塑料殘膜產生的原因及危害，并闡述了塑料殘膜在農村生活環境及農業生產過程中存在的主要問題，且提出了農用塑料地膜農田污染的防治對策。

關鍵詞：塑料地膜；地膜覆蓋栽培技術；塑料殘膜；防控措施

中圖分類號：X71 文獻標識碼：A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.12.041

20 世紀中期，日本最先推廣地膜覆蓋栽培技術，我國于20 世紀80 年代從日本引進該技術。首先在蔬菜上開展栽培研究，均獲得高產、早熟、品質優良的明顯效果，到1982 年地膜覆蓋面積達11.9 萬公頃，發展應用到瓜菜、花生、棉花、水稻、糖料等多種作物，地膜覆蓋技術由此進入大面積推廣階段，到2002 年使用面積高達11.70×106 公頃。我國地膜覆蓋技術發展之迅速，應用領域之多，以及所產生的效益之大，在我國農業新技術推廣史上十分罕見。據估算，在1984 年～1993 年的10 年間，我國地膜覆蓋面積已達到2553 萬公頃，共增產蔬菜1587 萬噸，糧食2107.4 萬噸，西瓜、甜瓜3709 萬噸，皮棉、花生、糖料等均有很大程度的增產，所增產值576.28 億元，新增純收入488.15 億元，相當于多播種853.3 萬公頃的耕地。

雖然我國地膜覆蓋技術起步比較晚，但發展勢頭極其迅猛，很大程度提高了農作物的產量。但由于我國現階段使用的塑料地膜多為單體聚乙烯塑料，其是由一種抗氧劑、紫外線吸收劑加聚乙烯而制成的有機化合物材料，具有不易腐爛、性能穩定，在自然環境中，其生物分解性及光分解性較差，即使經過幾十年時間，殘留塑料地膜仍存留在土壤中，嚴重影響土壤含水率、土壤空隙率、土壤容重、滲透性和土壤透氣性，從而影響農作物的產量和質量。

當前我國所使用的塑料地膜主要是12μm 以下的超薄地膜，這類地膜強度極低、極易破碎、極難回收。根據農業部門研究顯示，在我國農田地膜殘留量大多在60～90 公斤/ 公頃，最多可達160 公斤/ 公頃。我國地膜覆蓋栽培技術已有40 多年的歷史，累計使用面積2000 萬平方公里，已超過2000萬噸塑料地膜進入土壤，而地膜殘留量約為使用量的1/4～1/3，若依此計算，我國塑料殘膜在農田中的數量非常龐大，這主要是與地膜用量、厚度降低、降解能力差和殘膜回收率低有關。

1 塑料殘膜污染的主要危害

1.1 塑料殘膜對土壤的污染

土壤中的塑料殘膜數量超過一定量時，會阻礙農田機械作業，導致土壤板結，嚴重妨礙下茬作物根系生長和土壤微生物的活力，減少土壤水分儲存、傳導功能。更嚴重時，會形成塑料隔離膜，影響農作物的伸展和對土壤養分、水分的吸收傳導，從而造成弱苗、死苗。

黑龍江省殘留地膜對土壤含水量、土壤容重、土壤孔隙度等都有顯著的影響，而對土壤硬度影響不大。表1 為殘留地膜對土壤物理性質的影響實驗結果。

由表1 可知，塑料殘膜可使土壤容重和密度增加，土壤含水量和孔隙度減少。塑料殘膜殘留在土壤中，嚴重影響土壤毛管水滲透，并阻礙土壤的吸水能力。

1.2 塑料殘膜對農作物的危害

塑料殘膜對土壤的理化性狀影響，進而影響農作物根系伸展，造成根部吸水及養分運輸的能力下降，從而導致農作物減產。根據有關部門測定，當土壤中塑料殘膜含量為58 公斤/ 公頃時，可使大豆減產5.5%～9%，小麥減產9%～16%，玉米減產11%～23% 。相關部門曾就殘塑料膜對玉米和小麥的影響做過實驗，其結果見表2。

由表2 可知，塑料殘膜是通過影響玉米和小麥的發芽、出苗、根系發育、幼苗和莖葉生長，從而影響玉米和小麥的產量。

1.3 塑料殘膜對農村生產生活的影響

塑料殘膜棄于田間地頭，隨風飄移，散落在樹枝、建筑物上以及漂浮在池塘、河流中，嚴重破壞當地自然景觀。散落在湖泊水庫，可造成水體污染，進而危害魚類產卵和生存。塑料殘膜還會隨農作物的秸稈及食料進入農戶家，牛、羊等家畜誤食后，導致腸胃功能失調，膘情下降，嚴重時會引起牲畜死亡。塑料地膜制品中的增塑劑（鄰苯二甲酸酯化合物），具有高脂溶性、低水溶性及生物積累特性，對農作物具有毒害作用，能通過各種途徑污染糧食、食品，威脅人畜健康。

2 塑料殘膜污染的防控措施

2.1 制定相關法律法規，建立塑料殘膜回收獎懲機制目前，我國尚未建立塑料地膜回收的相關法律法規，有關部門應當針對不同塑料地膜厚度標準制定相應的法律法規，并針對塑料地膜的回收建立獎懲政策，對及時清除、回收塑料殘膜的給予獎勵，對于不及時清除、回收并造成污染的予以罰款，用法律手段促進塑料殘膜的回收。

2.2 制定塑料農膜土壤殘留和相應厚度標準

我國在80 年代試驗使用地膜厚度為0.014 毫米，但很多制造廠家為了減少成本，獲得更大的經濟利益私自把地膜的厚度降至0.010 毫米、0.006 毫米，甚至0.003 毫米。地膜的厚度越薄，強度就越低，越不利于回收，更容易殘留于土壤中。有關部門應當及時制定塑料地膜厚度和土壤殘留標準，嚴禁生產及使用不達標的地膜。執法部門也應當加強對市場上流通使用地膜的管理，禁止不合格地膜流入市場。

2.3 推廣使用可降解塑料地膜

可降解塑料地膜是在地膜中添加可被微生物分解的成分或光敏劑的薄膜。這種薄膜在微生物或光作用下能降解成無機物、CO2 和水后進入土壤，進而避免殘留危害。它可分為光降解膜、生物降解膜、光———生物降解膜三種。例如中國科學院長春應用化學研究所研制的可光解地膜、蘭州化學研究所研制的可溶解地膜、北京塑料研究所研制的非淀粉可控光———生物降解塑料膜等，但目前推廣范圍還是很小，主要原因是可降解地膜的成本要比普通地膜高15%左右，影響了農民使用的積極性。有關部門應當及時制定可降解塑料地膜使用補貼制度，提高農民使用的積極性，擴大其使用范圍，逐步代替普通塑料地膜。

2.4 采用適時揭膜技術

所謂揭膜是指在塑料地膜發揮了其保墑增溫作用后，從農田表面去除的農田作業。適時揭膜技術不僅可以提高地膜的回收率，減少地膜對農田土壤的污染，而且還可以提高農作物的產量。據統計，適時揭膜技術可縮短覆膜時間60～90 天，回收率可達95%以上，基本可消除農田殘膜對土壤的污染。

參考文獻

[1]何文清,嚴昌榮,趙彩霞,常蕊芹,劉勤,劉爽.我國地膜應用污染現狀及防治途徑的研究[J].農業環境科學學報,2009,28（03）.

篇7

關鍵詞：新課程 課程理念 科學 實踐活動

1.課題的提出和引入

初一學生通過課堂上探究性學習――食物上滋生微生物與溫度的關系，僅限于食物上滋生微生物與溫度的關系的了解，而食物上微生物的生長的條件還有那些，對學生來說仍是一未知領域。教師可以此為出發點，設立課外實踐活動――食物上微生物的生長條件還有那些？讓學生通過提出猜想，設計實驗進行驗證，總結結論，然后讓學生自己通過討論得出食物上微生物的生長的條件還有水分、氧氣、營養物質、時間、用食鹽腌制等，使學生從中掌握一些科學的研究方法，并將課堂的分組實驗繼續向課外延伸，培養學生的動手能力和創新意識。教師在課堂上指導學生進行分組實驗共同探究――食物上滋生微生物與溫度的關系時，可做如下引導：

教師：提出問題：食物上滋生微生物與溫度是否有關系；建立猜想：食物上滋生微生物與溫度有關系；設計實驗：用控制變量法設置對照組，把兩片等大的面包片分別放在A、B培養皿內，將A培養皿放入冰箱、B培養皿放在常溫下，每24小時觀察一次，將觀察結果記錄下來，五天后，分析記錄的數據，得出結論：常溫下的面包容易產生微生物，食物上滋生微生物與溫度高低有關系。應用實際：保存食物的方法可以用冷藏法，如果我們還想了解食物上微生物的生長條件還有什么？這個實驗由學生課外分六人一小組進行探究學習。

學生：第1、2小組探究食物上滋生微生物與水分的關系；第3、4小組探究食物上滋生微生物與氧氣的關系；第5、6小組探究食物上滋生微生物與營養物質的關系；第7、8小組探究食物上滋生微生物與是否用食鹽腌制有關系。各小組根據記錄的情況分析探究食物上滋生微生物與時間的關系。

教師：請同學們分組討論，確定研究方案，然后設計一個實驗來證實猜想。

各小組學生討論如何設計實驗進行研究時，教師可提出以下問題作為提示：1）你對所研究課題的結果有什么猜想？2）你準備選取哪些器材？組成一個什么樣的裝置？實驗依據是什么？3）你將測量哪些數據？控制哪些量？設計一個記錄數據的表格。4）你會面對哪些技術上的問題并如何處理？哪些問題可能無法解決？

每一小組經過討論有了自己的初步研究方案后。利用實物投影儀，學生分組由代表上臺展示自己的研究方案、實驗裝置圖以及自己制定的實驗測量數據記錄表。

學生的方案可歸結為四類：

1、2小組：實驗器材有：小刀、培養皿2只，同種等大的干魚、鮮魚各一條，鑷子。

原理及步驟如下：

1）取同種新鮮的魚、干魚各一條作為樣品，分別放入A、B培養皿中，

2）將 A、B培養皿一起放在家中的桌子上；

3）每24小時觀察一次，將觀察結果記錄在下表中；

4）五天后，取出2份樣品。

教師提示：一、二小組樣品應取同種魚類，兩條魚的質量要大致相同，否則會影響判斷的準確性，怎樣修正判別？

3、4小組實驗器材有：小刀、塑料袋2條、同種等大的鮮魚2條、塑料手套一雙。

原理及步驟如下：

1）取同種等大新鮮的魚兩條作為樣品，分別放入A、B塑料袋中，密封A塑料袋，并抽出A塑料袋中的空氣；

2）將A、B 塑料袋一起 放在家中的桌子上；

3）每24小時觀察一次，將觀察結果記錄在下表中；

4）五天后，取出2份樣品。

教師提示：3、4小組A塑料袋的密封性要好，A塑料袋中的空氣盡量抽干凈。

5、6小組實驗器材有：小刀、塑料袋2條、等質量的鮮肉1塊、鮮魚1條、塑料手套一雙。

原理及步驟如下：

1）取等質量的鮮肉1塊、新鮮魚1條作為樣品，分別放入A、B塑料袋中，

2）將 A、B 塑料袋一起放在家中的桌子上；

3）每24小時觀察一次，將觀察結果記錄在下表中；

4）五天后，取出2份樣品。

7、8小組實驗器材有：小刀、食鹽1袋，塑料袋2條、同種等大的鮮魚2條、塑料手套一雙。

原理及步驟如下：

1）取同種等大新鮮的魚兩條作為樣品，將一條用食鹽腌制后放入A塑料袋中，沒有用食鹽腌制的魚放入B塑料袋中；

2）將 A、B 塑料袋一起放在家中的桌子上；

3）每24小時觀察一次，將觀察結果記錄在下表中。

教師提示：七、八小組注意A魚腌制時間長一些。

教師引導全班學生討論與評價這一方案原理的科學性、圖表的合理性以及操作的可行性。學生針對此方案提出了一些問題，這些問題主要有：l）各小組所取的樣品不是唯一的，還有很多選擇，也可以多取幾種樣品進行多次實驗，比較那些樣品現象最明顯，操作最方便；2）注意及時進行觀察、及時記錄，不要錯過觀察時間，否則會影響判斷的準確性，怎樣修正判別？3）記錄的微生物多少是定性的，不能確定數量。

教師引導學生討論如何解決這些問題。針對問題，學生提出的建議有：為了實驗現象明顯，1）一、二小組的兩條魚新鮮時的質量一樣的話，曬干的那條質量就變小了，可以取曬干后的質量與新鮮魚質量相同；2）三、四小組的抽氣機的選擇較難，用針筒抽氣要反復多次重復抽；3）七、八小組腌制魚時，可以將食鹽均勻擦在魚的整個表面，不要放在鹽水中浸泡，這樣會影響對照組的水分含量不同；

2.科學實踐活動的開展和實施策略

當前，要把科學實踐活動切實開展起來，首先要轉變思想觀念，充分認識科學實踐活動在科學課程中的重要地位。其次，要努力解決相關的技術問題與實際困難。比如，課程資源開發和利用的問題，時間安排的問題，學生安全的問題，經費與物質條件保障的問題，以及家長的支持與認同的問題。

學生經過交流方案，相互啟發，思維廣為擴散，激發了實驗探究熱情，為下一步的具體實施做了較為全面細致的準備。

3.實驗與論文撰寫

學生各小組確定了最佳方案后，分配任務，有的小組還給成員分配任務，開始籌備實驗器材，為保證學生實驗有序地順利完成，教師輔助安排如下：

1）實驗室對學生開放，提供所需器材；

2）實驗所用的生物材料由學生代表和教師一起購買，集體備制；

3）為學生開設1節實驗課，學生分組并按自己的設計方案集體完成實驗，記錄實驗數據；

4）操作要求：學生要協作完成。

教師在實驗中應指導學生如何避免錯誤，啟發學生解決實驗中出現的問題。

完成實驗后，教師指導學生根據實驗方案與實驗數據撰寫實驗報告或論文，對論文的要求有：①寫出食物上微生物的生長條件的猜想。②所設計實驗的原理及步驟。③實驗數據記錄表及數據的分析、實驗結論等。

4.成果交流與評價

用1節課進行研究成果的交流與評價。各組派1名代表上臺演講實驗論文（圖表可以通過實物投影儀演示），說明實驗原理、過程及結論。學生的結論主要有：

1、2小組：食物上滋生微生物與水分有關，食物上水分越多，微生物越容易生長；3、4小組：食物上滋生微生物與氧氣有關，食物周圍的氧氣越多，微生物越容易生長；5、6小組：食物上滋生微生物與營養物質有關，營養物質不同，微生物的滋生程度不同；7、8小組：用食鹽腌制的食物不容易滋生微生物。各小組的共同結論是：時間越長，微生物越容易生長，食物越容易變質腐爛。

每組學生展示了自己的論文后，還回答了其他同學對實驗過程中的有關測量誤差、技術處理等問題的提問，并且在交流中評價了各組實驗的優缺點，暢談了研究體會。最后教師可作進一步的引導及總結。這次活動的結論應用于實際，食物的保存方法可以有：冷藏法、干藏法、真空包裝法、腌制法等。

這次實踐活動提倡學生主動參與、勤于動手，樂于探究和實踐，提高學生學習的主動性、自主性和創造性是本次課程改革的重點。將科學探究作為改變學生學習方式的突破口，通過讓學生親自參與觀察、實驗、調查、資料收集及交流匯報等手腦并用的探究活動，使學生體驗探究的過程和樂趣，培養學生的科學素質、創新精神和實踐能力成為本次課程改革追求的崇高目標。顯然，不突破課堂教學的時空界限，多樣化的學習方式是難以有效開展的，本輪課程改革的良好愿望與高目標也是難以實現的。隨著新課程理念逐步深入人心，隨著新課程評價體系的建立與完善，科學實踐活動必將朝著更加健康、有序的方向發展。

總之，在科學教學中開展實踐活動不僅為課堂教學面向自然、面向社會、面向學生生活打開了門、架起了橋，也為實現讓學生學會學習、學會生存、學會做人、學會合作的教育的終極目標提供了保證。

參考文獻：

［1］科學（7-9年級）課程標準. 北京師范大學出版社.

篇8

目前我國由于工業“三廢”污染、農用化肥和農藥的污染以及廢棄塑料和農用地膜的污染，嚴重的影響了我國的生態環境，使得水污染日益加劇，水資源嚴重短缺，全國600多個城市中已有一半城市缺水，農村則有8000萬人和6000萬頭牲畜飲水困難；土壤污染嚴重，耕地面積銳減，近10年來每年流失的土壤總量達50億t，土地荒漠化日益加劇；森林覆蓋面積下降，草場退化，每年減少森林面積達2500萬畝；人們的身體健康受到嚴重威脅，疾病發病率急劇上升。因此，加大環境保護和環境治理力度，加快應用高新技術，如現代生物技術來控制環境污染和保持生態平衡，提高環境質量已成為環保工作者的工作重點。

2現代生物技術與環境保護

現代生物技術是以DNA分子技術為基礎，包括微生物工程，細胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技術的總稱。現代生物技術不僅在農作物改良、醫藥研究、食品工程方面發揮著重要作用，而且也隨著日益突出的環境問題在治理污染、環境生物監測等方面發揮著重要的作用。自20世紀80年代以來生物技術作為一種高新技術，已普遍受到世界各國和民間研究機構的高度重視，發展十分迅猛。與傳統方法比較，生物治理方法具有許多優點。

（1）生物技術處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結構，降解的產物以及副產物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人類活動產生的環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行了資源化利用。

（2）利用發酵工程技術處理污染物質，最終轉化產物大都是無毒無害的穩定物質，如二氧化碳、水、氮氣和甲烷氣體等，常常是一步到位，避免污染物的多次轉移而造成重復污染，因此生物技術是一種既安全又徹底消除污染的手段。

（3）生物技術是以酶促反應為基礎的生物化學過程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質，其反應過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進行的，所以大多數生物治理技術可以就地實施，而且不影響其他作業的正常進行，與常常需要高溫高壓的化工過程比較，反應條件大大簡化，具有設備簡單、成本低廉、效果好、過程穩定、操作簡便等優點。

所以，當今生物技術已廣泛應用于環境監測、工業清潔生產、工業廢棄物和城市生活垃圾的處理，有毒有害物質的無害化處理等各個方面。

3現代生物技術在環境保護中的應用

3.1污水的生物凈化

污水中的有毒物質的成分十分復雜，包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質等等。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轉化為有益的無毒物質，使污水得到凈化。當今固定化酶和固定化細胞技術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胞技術是酶工程技術。固定化酶又稱水不溶性酶，是通過物理吸附法或化學鍵合法使水溶性酶和固態的不溶性載體相結合，將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器，用制備固定化酶的方法直接將微生物細胞固定，即是可催化一系列生化反應的固定化細胞。運用固定化酶和固定化細胞可以高效處理廢水中的有機污染物、無機金屬毒物等，此方面國內外成功的例子很多，如德國將能降解對硫磷等9種農藥的酶，以共介結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95%以上；近幾年我國在應用固定化細胞技術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；利用固定化酵母細胞降解含酚廢水也已實際應用于廢水處理。

3.2污染土壤的生物修復

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)改變重金屬在土壤中的化學形態，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環境中的移動性和生物可利用性，通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質的含量，激發微生物的活性，由此可以改善土壤的生態結構，這將有助于土壤的固定，遏制風蝕、水蝕等作用，防止水土流失。

3.3白色污染的消除

廢棄塑料和農用地膜經久不化解，估計是形成環境污染的重要成分。據估計我國土壤、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作物減產，若再連續使用而不采取措施，十幾年后不少耕地將顆粒無收，可見數量巨大的塑料垃圾嚴重影響著生態和環境，研究和開發生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農膜的優勢微生物、構建高效降解菌，另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因導入某一土壤微生物(如：根瘤菌)中，使兩者同時發揮各自的作用，將塑料和農膜迅速降解。同時，還需大力推行可降解塑料和地膜的研發、生產和應用。

有些微生物能產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源性貯藏物質，可以用發酵方法進行生產，由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔點、高彈性、不含有毒物質等優點而在醫學等許多領域有極好的應用前景。為了降低成本、提高產量，人們正在用重組DNA技術對相關的微生物進行改造，此方面目前一個研究熱點是采用微生物發酵法生產聚-β羥基烷酸(PHAs)，研究人員正設法構建出自溶性PHAs生產菌種，即將PHAs重組菌進行發酵，在積累大量的PHAs后，加入信號物質，使裂解蛋白產生，細胞壁破壞，PHAs析出，以簡化胞內產物PHAs的提取過程，降低提取成本。

3.4化學農藥污染的消除

一般情況下，使用的化學殺蟲劑約80%會殘留在土壤中，特別是氯代烴類農藥是最難分解的，經生態系統造成滯留毒害作用。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藥已成為消除農藥對環境污染的一個重要方面。能降解農藥的微生物，有的是通過礦化作用將農藥逐漸分解成終產物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，將農藥轉化為可代謝的中間產物，從而從環境中消除殘留農藥，這種途徑的降解結果比較復雜，有正面效應也有負面效應。為了避免負面效應，就需要用基因工程的方法對已知有降解農藥作用的微生物進行改造，改變其生化反應途徑，以希望獲得最佳的降解、除毒效果。要想徹底消除化學農藥的污染，最好全面推廣生物農藥。

所謂生物農藥是指由生物體產生的具有防止病蟲害和除雜草等功能的一大類物質總稱，它們多是生物體的代謝產物，主要包括微生物殺蟲劑、農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。現在人們正在利用重組DNA技術克服其缺點來提高殺蟲效果，例如目前病毒殺蟲劑的一個研究熱點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毒素的基因克隆到桿狀病毒中以增強桿狀病毒的毒性；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出相關激素,以破壞害蟲的激素平衡，干擾其正常的代謝和發育從而達到殺死害蟲的目的。

參考文獻

1孔繁翔.環境生物學[M].北京:高等教育出版社,2000

2陳堅.環境生物技術[J]，生物工程進展，2001(5)

3姜成林,徐麗華.微生物資源的開發與利用[M].北京:中國輕工業出版社，2001

篇9

Editor’s note：Bio-based polyester is an important kind of eco-friendly polyester products， and it has attracted more and more attention in some developed regions including EU， US and Japan. Some enduse brands also join the team to drive the development of bio-based polyester， such as the top soft drink brands Coca-Cola and Pepsi. However， there is a consensus that bio-based polyester can hardly totally replace the petroleum-based polyester in a long time， due to its economy and technology bottlenecks.

全球生物基聚合物材料的市場發展

Market Development of Global Bio-based Polymers

資源與環境是人類在21世紀實現可持續發展所面臨的重大問題，生物技術和生物質資源將成為解決這一問題的關鍵之一。

生物基高分子材料是傳統化學聚合技術和工業生物技術的完美結合。目前世界上合成的高分子材料主要是石油化工材料，與之相比，生物基高分子材料具有原料可再生等特點，開發前景廣闊。據統計，2011年全球生物基原料生產的可降解和非降解的高分子聚合物達到116.1萬t，預計2016年可達578萬t，從2011年后的 5 年內，主要的增長將源自生物能源的技術突破，從實驗室走向規模化的步伐加快，其副產物用于合成和轉化聚合物的原料來源相對充足，為已經具備在現有聚合物生產裝置上替代部分礦物資源的連續化批量生產提供可能，且具備相當的市場競爭力。

據樂觀預計，到2050年，生物基聚合物產量可達1.13億t，約占有機材料市場的38%；即便保守估計，到2050年，其產量也可達2 600萬t。到2015年，生物基聚合物市場將達到68億美元，2010 — 2015年的年增長率約為22.8%，而其中，市場增長最快的將是聚羥基脂肪酸酯（PHA）、PLA和生物乙烯等用于生產生物塑料的材料。表 1 是2015年生物基聚合物的預測產能。

歐洲生物基塑料協會（European Bio-plastics Organization）將生物基塑料分為四大類，一是采用生物基原料生產非自然降解的材料，例如全部采用生物基原料的PE、PP、PVC、PTT、PET、PEF等；二是部分生物基原料MEG、丁二醇、丁二酸、1，3-丙二醇（PDO）等生產的PBT、PET、PTT、PU等；三是全部采用生物基原料生產并在完全自然條件下可生物降解的聚合物，例如PLA、PHA等；四是部分采用生物基原料（單體），合成達到可生物降解國際標準的聚合物，例如聚丁二酸丁二醇（PBS）、PBST、PCL等。

據統計，2011年，世界范圍內生物基塑料的區域分布發生了一些變化，發展中地區的亞洲和南美占總產量的2/3，其中亞洲地區占34.6%，南美地區占32.8%，歐洲占18.5%，北美和澳洲分別占13.7%和0.4%。從合成材料的種類來看，非降解領域用部分采用生物基單體的聚合物PET占據38.9%，其次是PE，占17.2%，采用生物基單體和可降解應用領域的聚乳酸（PLA）、脂肪族可降解聚酯占26.1%。生物基聚酯類合成材料接近50%。

據歐洲生物基塑料協會介紹，生物塑料正呈現快速增長的態勢，到2016年其產能將增加近70%。引領這種增長的將是PLA和PHA，分別為29.8萬t（增長50%）和14.2萬t（增長550%）。而由HelmutKaiser顧問公司完成的一份有關生物塑料市場的報告則指出，全球生物塑料市場將快速增長，預計年均增速可達8% ～ 10%，將由2007年的10億美元增至2020年的100億美元。與之匹配的是，到2015年，全球生物塑料的需求量據稱將由2010年的57.2萬t增至300萬t以上。

隨著生物基塑料的不斷發展，大到電視機的支架、電腦框體，小到小擺件、廚房垃圾袋，這些材料將越來越多地走進人們的日常生活中。據了解，目前在北美市場已有約 2 萬余種產品由生物基原料制成。

日益增長的低碳經濟發展訴求和波動的原油價格都在一定程度上推動了這一領域的發展，同時，技術的不斷進步改善了生物基塑料的性能，也為其開辟了更多的市場機會。美國Freedonia Group公司最新的報告稱，從2012 —2016年，美國對生物塑料的需求將以每年20%的速度增長，達到25萬t的規模。到2016年其生物塑料銷售額將達6.8億美元，這主要得益于該領域的技術創新，在提高生物塑料性能的同時也降低了成本。該報告稱，在2011年的生物塑料銷量中，生物可降解樹脂雖然占據了絕大多數的份額，但生物基樹脂的不斷發展將使整個市場改頭換面。到2021年，這類材料占總需求量的比例將從2011年的13%增至40%以上，其背后的推動因素包括生物基聚乙烯的大批量生產和生物基 PET、聚丙烯及PVC的最終商用化。與此同時，PLA仍有望成為生物塑料市場上應用最廣泛的樹脂，但生物基聚乙烯預計到2016年將顯現出巨大的增長機會。

生物基聚合物領域主要生產企業（部分）的發展動態

Development Trend of Some Leading Producers in Bio-based Polymers

生物基材料產業巨大的發展前景自然吸引了各國政府和企業，Bayer（拜耳）、BASF（巴斯夫）、DOW（陶氏）、DuPont（杜邦）、ExxonMobil（埃克森美孚）等國際化學品巨頭紛紛進入這一領域。全球主要生物基材料和化學品生產企業及其開發現狀如表 2 所示。

在生物基材料和化學品領域，世界范圍內技術突破不斷，早期存在的生產成本較高、產品性能欠佳等問題已有明顯改觀。領頭羊們你追我趕，紛紛加快了相關項目的商業化步伐。

據統計，2011年脂肪族原料己二酸、丁二酸的產量為300萬t，部分用于合成脂肪族可降解聚酯，如PBS等。由于生物基來源的脂肪族聚酯還未完全改善使用性能，尤其是耐熱性問題，因此部分生物基PBST依然占據相當部分的市場，以歐洲巴斯夫為代表的幾家企業已在生物可降解聚酯的吹膜、注塑應用加工等方面形成商業化格局，產能超過10萬t/a。中國的上海石化也成功開發了PBST，目前正在實施合成工藝的進一步優化和應用領域的市場開發。

據分析，未來幾年內市場對丁二酸的需求可能會有大幅增長，主要驅動領域包括生物塑料、化學中間體、溶劑、聚氨酯和增塑劑等。自2009年起，巴斯夫和CSM便已簽署了共同發展協議并開始對丁二酸進行研究。雙方在發酵和下游處理方面的互補優勢形成了可持續的高效生產過程。生產過程中使用的細菌為產丁二酸厭氧螺菌，可以通過自然過程生產丁二酸。這一過程可以生成很多可再生的原材料，結合了高效和可再生原材料使用的優點，同時還具有很好的固碳效果。因此其生物基丁二酸的生產既經濟又環保。

目前巴斯夫和CSM正在改建普拉克巴塞羅那附近的工廠，準備用于生產丁二酸。該工廠計劃在2013年底正式投產，年產能為 1 萬t/a。為滿足日益增長的丁二酸需求，第二個丁二酸工廠的建設也在籌劃之中，據介紹年產能可達5 萬t。

BioAmber和日本三井將攜手在加拿大的薩尼亞建立生產線生產生物基丁二酸，據稱2013年產能可達1.7萬t。其后，還計劃將丁二酸產能擴至3.5萬t/a，將1，4 -丁二醇（BDO）產能擴至2.3萬t。兩家公司另外還計劃再共同建立兩條生產線，加上薩尼亞的產能，丁二酸總產能將達到16.5萬t/a，BDO則為12.3萬t/a。

美國Genomatica公司于2012年1月25日宣布已獲得意大利Beta可再生能源公司（Beta Renewables SpA）全球獨家專利使用權，將采用Proesa工藝通過任何發酵基工藝從生物質生產BDO。據介紹，將Proesa工藝與Genomatica公司的直接生物工藝集成在一個完整、專有的過程中，可采用非食品、纖維素生物質作為原料，用于第二代技術生產BDO。其中，Proesa工藝可用于將木質纖維素轉化為可發酵的糖類，而Genomatica公司的生產工藝可提供更好的經濟性，與石油基BDO生產相比具有較低的碳排放。

以生物原料生產的PC和PHA等塑料產品也受到市場關注，但要實現全面的商業化推廣，還有很長的路要走。以生物質生產的異山梨醇為原料生產PC 的工藝與傳統的化學法相比，無需使用有毒的光氣和安全性廣受爭議的雙酚A，日本三菱和法國羅蓋特公司都有計劃開發此產品，但均表示其經濟性和質量有待提高。

其他生物化學產品的產業化推進計劃還包括：陶氏化學和諾維信的相關生物丙烯酸項目，以糖類或水煤氣為原材料，預計2015年將達4.5萬t；巴西Braskem產能為 3 萬t/a的乙醇-丙烷工程，計劃于2013年第四季度開工建設；巴斯夫、Cargill（嘉吉）公司與諾維信公司已簽署一項協議，將共同開發由可再生原料生產丙烯酸的新技術。

我國生物基聚合物領域的發展現狀

Status-quo of Chinese Bio-based Polymer Field

在杜邦公司于近期公布的一項名為“杜邦中國綠色生活調查：消費者對于生物基產品的認識及使用”的調查中，超過75%的受訪者表示他們一定或極有可能購買各類生物基產品。調查結果顯示，中國消費者比北美消費者更加相信綠色產品有助于環保，絕大多數的中國消費者極有可能購買由對環境有益的生物基原料制作的服裝、個人護理產品、個人衛生產品及家用產品。當被問及是否相信綠色產品對環境有益時，70%參與調查的中國消費者表示非常或比較相信綠色產品有助環保。這項調查還發現，中國消費者相信生物基原料的使用會提高產品質量。超過60%的消費者認為用生物基原料制造的個人護理產品、個人衛生產品及清潔用品質量更好。

相較于一些發達國家和地區如火如荼的生物基材料開發，中國的生物基材料市場也正在不斷發展壯大。隨著國內一些大型企業，如安徽豐原集團、華源生命、吉林燃料乙醇、江蘇南天集團、浙江海正集團等先后進入生物基材料研發行列，我國生物基新材料產業的發展將提速。

如浙江海正集團與中國科學院長春應用化學研究所長期合作推進聚乳酸的產業化。2008年，該公司完成5 000 t/a聚乳酸示范生產線的建設、運行和技術優化，成為我國第一家實現千噸以上規模化生產的廠家，預計將于2013年開建年產 3 萬t生產線。另據報道，國內另外兩大聚乳酸生產企業上海同杰良和深圳光華偉業也都有擴大產能的項目。這兩家企業的萬噸級廠都已建成并在試生產中。另外，常熟長江化纖年產4 000 t的聚乳酸熔體直紡纖維工廠也已順利生產，南通九鼎及云南富集也有千噸級生產線在建廠測試中，中糧也已宣布要在吉林榆樹建萬噸級聚乳酸工廠。

雖然現階段我國生物基新材料已取得了一定的發展，尤其是淀粉基生物降解塑料、PLA、PHA、PBS等，但受到市場、成本等因素的制約，在產業化過程中也面臨著各種各樣的問題，例如目前國內市場對聚乳酸等生物基材料的需求滯后于其產能擴張。有分析認為，成本較高以及國家環保塑料的配套政策不足是限制我國相關生物基塑料產業發展的兩大瓶頸。

根據國家發改委的《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》，生物制造是我國“十二五”期間重點發展的生物產業之一，該產業涉及生物基新材料、生物基化學品等領域。

而國務院于2013年1月下發的《生物產業發展規劃》（以下簡稱《規劃》）則明確，到2020年，把生物產業發展成為國民經濟支柱產業等目標。根據《規劃》，到2015年，我國生物產業增加值占國內生產總值的比重將比2010年翻一番，工業增加值率顯著提升（表 3）。

在支持生物制造產業規模化發展方面，《規劃》表示將推動生物基產品，特別是非糧生物醇、有機酸、生物烯烴等的規模化發展應用。未來將建立生物基產品的認證制度，制定生物基產品消費的市場鼓勵政策和農業原料對工業領域的配給制度。此外，綠色工藝產品也將獲補貼，預計到2015年生物制造產業規模將達7 500億元。

生物基合成纖維的發展趨勢

Development Trend of Bio-based Synthetic Fiber

近年來，化學纖維從植物/農作物途徑取得原料的趨勢在全球日益明顯。美國能源部和美國農業部贊助的“2020年植物/農作物可再生性資源技術發展計劃”就提出2020年從可再生的植物衍生物中獲得10%的基本化學原材料。而一向以功能性纖維見長的日本企業正逐漸將目光聚焦在個人健康、衛生與舒適性的纖維與紡織品領域的開發，而且很多原料取自于天然的植物。

繼生物法合成多元醇取代部分化學法乙二醇生產聚對苯二甲酸多組分二元醇酯共聚物（PDT）纖維成功后，研發可再生資源成為聚酯產業鏈可持續發展的潮流。但PTT 纖維、聚丁二酸丁二醇-共-對苯二甲酸丁二醇酯（PBST）纖維、聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）纖維的產業化進程相對較緩，在很大程度上是受制于這些纖維原料稀缺，尤其是丙二醇、丁二醇等的價格一直居高不下，影響了產業鏈的整體效益和推進。近年來，美國、歐洲的一些研究機構和生產企業對這些原料的生物轉換合成表現出極高的商業投入積極性。

在全球倡導低碳經濟和可持續發展的大背景下，積極發展生物質纖維及生化原料，不僅可有效解決石化資源的不足，對化纖行業實現可持續發展、促進行業轉型升級具有現實意義，而且有利于促進農副產品的深加工進而提高農產品的附加值。我國的《化纖工業“十二五”發展規劃》中也提出了關于推進生物質纖維及其原料產業化的相關內容。根據中國化纖工業協會對生物質纖維及生化原料的發展規劃，生物質纖維在未來將實現“資源有效利用”、“技術環境友好”和“產品靈活多樣”，其中涉及生物質合成纖維的內容主要如下。

PLA纖維：借鑒國內外最新聚合、紡絲及多領域應用技術，實現產業化突破，形成萬噸級產業化規模。大力推進非糧作物原料的開發利用。

PTT纖維：突破生化法PTT及其纖維產業化成套裝備、工程化技術及其制品的生產技術，形成年產12萬 ～ 15萬t的產業化產能。

生物法多元醇：以生物法PDO、乙二醇、BDO等為重點，實現產業化突破，形成多元醇的規模化、產業化生產和應用。

具體如表 4 所示。

國內外生物基聚酯的開發及應用

Development and Application of Bio-based Polyester

對更具可持續性發展消費品日益增長的需求是生物基材料增長的重要驅動力。品牌商和原始設備生產商致力于減少自身的環境足跡，并用可再生的生物基解決方案來取代有限的石化基材料。因此，有越來越多的企業開始把生物材料納入企業可持續發展戰略中。

10年前美國杜邦公司開發了生物基PDO用以合成PTT，近幾年法國METabolic Explorer公司也開發了利用粗甘油生物法制取PDO，用于合成PTT，盡管與馬來西亞的合資工廠工程項目（產能 9 萬t/a）推遲，但其技術已經從實驗室走向產業化應用。上海石化也已采用生物化工技術成功研發了PDO，預期在2015年前該公司可向市場提供部分生物基的紡絲級PTT和工程塑料級PTT切片。

據國際能源署生物基化工產品分會報告（I E A

Bioenergy Bio-based Chemical Value Added Products From Bio-refineries Task 42），從2010 — 2014年，世界生物基聚酯會大幅實現技術突破，除了研究領域的成果可實現產業化外，傳統的聚酯生產企業已從技術和如何降低成本角度做好準備，并積極尋找合適的最終用戶形成最終商品推向市場。在日本、歐洲和北美政府的支持和鼓勵下，終端產品生產企業也加入到生物基聚酯材料的市場開發中，踐行綠色環保和可持續發展的理念。

在眾多食品公司的強勢推動下，采用甘蔗乙烯生產的生物基乙二醇已經被廣泛用于PET 的生產。2009年，可口可樂公司推出了生物基聚酯瓶 —— PlantBottle，用于旗下飲品Coke、Sprite、Fresca、iLOHAS、Sokenbicha以及Dasani的包裝。該聚酯瓶中30%源于由甘蔗中提取轉化而來的MEG，其他則來自石油基PTA。此外，百事可樂也宣布研究從柳枝稷、松樹皮和玉米殼中提取原料生產生物基聚酯，并期待擴大植物原料的范圍，如柑橘皮、土豆皮、燕麥殼等其他農業副產品也有望成為制瓶的原料。

不過若想將植物材料的比例提升到100%，還需要進行更多的研究工作。生物基PET之前一直采用生物基MEG，而另一主要原料PTA仍采用石油資源。目前，Virent、Gevo、Avantium等生物基化工企業已經成功研發從植物、農作物的廢棄物等資源中采用生物技術進行分子重組轉化為PX，進而可以用現有的成熟氧化技術生產出PTA，實現PET的100%生物基產品。

可口可樂公司已承諾，2020 年該公司所有的PET容器將完全采用生物材料。為實現這一目標，2011年12月，該公司與美國生物技術公司Gevo和Virent簽署協議，共同開發商業化規模的生物合成PX工藝，以實現PTA原料的綠色化。如今這些企業正在積極探索，采用生物質生產PET的另一種合成原料精對苯二甲酸（PTA），進而推出完全由可再生材料合成的生物基PET。

美國Virent公司采用“生物成型”（BioForming）技術，將玉米、甘蔗等含糖源物，與糠醛生物轉化為PX，其中試技術已經成功，正在與具有專利的化工設備企業合作進行批量化生產。

Gevo公司采用異丁醇（Isobutanol）生物技術得到PX，日本東麗公司于2011年宣布已經采用此技術生產出100%生物基PET纖維，并與Gevo簽訂合同，優先購買其制造的生物基對二甲苯，用于小規模生產生物基PET。東麗將通過此次合作開發生物基PET量產技術，并計劃在2013年推出商業化產品。

Avantium生物化工制品公司聯合美國某大學研究開發了極具革命性的“YXY”技術，其技術核心是將植物資源得到的呋喃糖通過生物轉化為2，5-呋喃羧酸（2，5-Furan dicarboxylic，FDCA），取代傳統意義上的PTA，與MEG酯化聚合生成PEF（Polyethylene-furanoate），目前已經實現了PEF聚酯瓶的批量生產。美國杜邦、塞拉尼斯，荷蘭的DSM（帝斯曼）等都有意成為該技術的積極推進者。

據統計，世界范圍內生物基聚酯原料MEG和多元醇產能最大的是中國長春大成，目前該公司據稱已具備100萬t/a的生物基MEG產能。日本豐田通商株式會社與中國臺灣的中國人造纖維公司以50/50合資成立的Greencal Kaohsiung Taiwan公司，將巴西甘蔗來源得到的乙醇轉化為MEG，年產能為10萬，最終產品用于汽車紡織品和車用工程塑料。

目前，全球PTA的實際產能據稱已超過5 000萬t，如此龐大的用量和發展潛質，為生物基新產品打開了巨大的研發空間，而新產品對比石油基物料是否有成本競爭優勢，將成為決定其市場成敗的關鍵。PX的未來發展也面臨相似的情況。據預測，未來一段時間內PX的產能增長會落后于需求，這為生物基PX的研發帶來了一定的動力。在PX供不應求的情況下，現時研發生物基替代品是最好時機。

從應用趨勢來看，聚酯相對其它高分子合成材料的總體加工成本較低，環保、安全壓力相對較輕，回收再生產業鏈發展基本形成良性循環，后加工技術不斷發展，使聚酯在傳統的民用紡織品、產業用紡織品、液體包裝、薄膜、片材、工程塑料等領域得到很大的發展，因此非降解生物基聚酯最容易推廣，預期在液體包裝領域將會得到長足的發展。

除了包裝行業，纖維領域也是生物基聚酯的重要領地。近日，帝人宣布其生物基聚酯纖維Eco Circle Plantfiber被用于純電動車Nissan LEAF的內飾中，包括座椅面料，以及門飾板、頭枕、座位中間扶手等內飾面材料等，這是Eco Circle Plantfiber首次被用于大批量生產的汽車內飾中。據介紹，Eco Circle Plantfiber纖維中有30%以上為源自甘蔗的生物基原料，不僅可以降低碳排放，而且可保持與石油基PET相媲美的性能和品質。

近年來，鑒于生物基滌綸應用領域的不斷拓展，涉及服裝、汽車內飾以及個人衛生用產品等，帝人持續擴充其全球產能，據報道，2012年該公司采用生物基MEG生產了 3 萬t 滌綸和紡織品，并計劃在2015年增至 7 萬t產能。該公司還計劃進一步擴大生物基聚酯在汽車內飾領域的應用，爭取在2015年使這一領域的應用占據其總產量的半壁江山。

隨著BCF技術的發展，PDT、PET、PTT等聚酯BCF的本體著色地毯紗和地毯領域將會逐步取代性價比相對較差的PA和PP，在產業用紡織品領域具備滿足市場、開拓市場的良好需求趨勢。

生物基聚酯發展的障礙

Bottleneck of Bio-based Polyester

生物基高分子材料與傳統高聚物生產商在開拓市場中遇到的障礙有相同之處，都需要經濟的原料、高效的工藝流程以及成熟的客戶。雖然在一些發達國家和地區，以生物基聚酯為代表的生物基材料正成為開發熱點，但其市場推廣阻礙力也不容小覷，比如不良的產品性能、價格因素導致的消費意愿下降等。

生物基聚酯的市場應用難點最主要還是產品價格。從本質上來說，生物基PET與石油基PET是同一種產品，不同之處在于其原料來源，未來一段時期內，成本將是生物基PET的軟肋。目前來看，要使生物基MEG的價格大幅低于石油資源尚需較長時間。

二是市場對所謂的“多元醇”的認識。作為纖維用，多元醇的加工成本相對99.9%純度的MEG會有30%左右的成本降低和能耗的節省，但紡織和染整行業還需相應的技術配套，如何充分發揮其纖維產品的特點，進而讓上下游的利益進一步得到提升仍需要上下游積極合作。

生物基BDO和PDO分別是合成PBT、PTT的主要原料，其開發的基本目標除了綠色、環保和可持續發展的全球社會效益外，更重要的是其生物基醇的合成成本低于石油資源。目前的主要瓶頸是通過生物基醇的規模化生產以降低生產成本，二是進一步考察和優化提高生物轉化率，同時關注不同菌種的安全性能。

完全生物基PET目前還需解決生物基PTA的來源問題。現階段，生物基PET中的生物基成分主要為EG，目前美國的Gevo、Draths和Anellotech等公司正在進行生物基PTA的產業化研究。如Gevo正在研究如何將生物基異丁醇轉化成對位二甲苯，然后再轉化成PTA。據介紹，該公司日前又獲得一項利用二羥酸脫水酶（DHADs）提高酵母中生物基異丁醇生產效率的專利，這也有利于使其比其他技術更具有商業化生產的可能。而其他一些公司也正研究如何通過生物基正丁醇或異丁烯生成PTA。Draths目前正在研究如何通過反式，反式-粘康酸鹽將葡萄糖轉變成PTA，而Anellotech宣稱已掌握了將生物質轉變成BTX（苯、甲苯、二甲苯）的技術。

此外，以生物基聚酯為代表的生物高分子材料同樣會引發有關土地過度消耗的爭論，目前全球范圍內對這種由于大規模生產原材料而進行密集種植的“破壞性”模式充滿爭議。一些研究機構表示，同生物燃料一樣，從更大范圍來說，生物塑料和其他生物基產品會與糧食爭奪土地，造成間接土地利用變化，導致更嚴重的森林砍伐和更多野生區域轉換成耕地，因此生物塑料相比傳統樹脂的環保優勢并不很明顯。

在這個問題上，美國生物科技企業Verdezyne于2011年11月宣布的消息值得注意。該企業宣布第一家試點工廠已開始采用非食品原料生產生物基乙二酸，且制造成本比采用石油基原料低廉。

專家視點：

YXY技術近期的發展很可能引起聚酯鏈的深層次創新，對傳統的石油基聚酯原料帶來革命性的“沖擊”，尤其是PEF材料的出現，將會在很大程度上占據原石油基PET的瓶用和BOPET市場，即使傳統PET的價格低至加工成本，仍很難抵御如此迅猛的發展形勢。目前中國大陸的總體聚酯鏈市場還是以各自為陣為主，生物基基礎單體的研發由于受到專利保護、研發單位的成果推廣和聚合物生產企業的成本壓力等諸多因素，很難得到突破性增長；聚合物生產企業即使已經開發了生物基聚合物，也由于缺少為下游提供積極有效的技術支撐而舉步維艱；部分終端市場對生物基聚酯材料缺少應有的準確信息，部分企業的生物基材料在產品質量和關鍵特征指標尚不具備商業化的條件，加上生物基材料很難在外觀上明顯區別于非生物基材料，如何推動生物基材料的應用成為目前該領域的主要瓶頸。

篇10

抵制白色污染呵護生態安全倡議書

生活中塑料袋為我們提供方便的同時不僅破壞了周邊環境、浪費土地資源，而且危害生態安全，海洋生物的安全以及我們人類自身的生命安全。

根據市府辦2019( 325號)文件精神的要求，為防止白色污染，倡導綠色、低碳、節能的消費理念，建設生態環保旅游城市，現在我市全面推廣使用可生物降解塑料制品。

可生物降解塑料制品的加工原料主要以木薯淀粉為主，將木薯淀粉做成顆粒米，在機器里通過熱能和氣壓吹成塑料膜或塑料袋等完全可降解的塑料產品。目前生活中使用的塑料制品，在土壤里分解需要200-52019年，對土壤和地下水危害極大;焚燒時產生大量有毒氣體對大氣、生物及人類自身造成極大危害。而可生物降解塑料制品降解時間短，在土壤中大約需要90天-2年時間就可轉化成有機肥料;無需焚燒，對大氣和環境基本不會造成污染。在我市推廣使用，能夠提升我市生態環境質量，更好地打造濱海旅游精品城市。

為了讓我們的地球母親永遠飽有美麗的容顏，不被白色污染所蒙蔽，藍絲帶海洋保護協會、三亞市旅游協會，于4月22日地球日面向所有會員單位及社會公眾鄭重發出 抵制白色污染 呵護生態安全的倡議，倡議大家和我們一起，主動承擔起保護生態環境的社會責任，用實際行動杜絕白色污染，拒絕使用普通塑料袋，全民自發自愿的加入到認購生物樹脂降解型塑料袋的行動中來。

親愛的朋友們，抵制白色污染 呵護生態安全我們期待您的參與!

拒絕白色污染倡議書

尊敬的各位老師、親愛的同學們：

地球是人類共同的家園，大自然是我們生死相依的朋友。我們在這片凈土上,沉醉于花草的芬芳,沐浴著清凈的陽光,享受著心靈的恬靜,生活變得簡單而自然。但是，面對藍色天空下的白色垃圾，難道你們還沒有意識到鋪天蓋地的白色污染嗎?

研究表明，一次性塑料餐具對身體健康和生活環境造成極大危害，目前已經成為白色污染的主要來源。當您習慣性地拎著塑料盒(袋)走出食堂、小賣部的時候，您有沒有意識到我們的健康正受到威脅，我們的校園環境正遭到破壞;當您使用一次性筷子時，您是否知道每年為此要砍掉多少樹木;當您隨手將塑料袋扔到路邊時，您是否知道這些垃圾需要22019年才會降解。

珍惜資源、保護環境是當代青年熱愛祖國、關愛健康的具體表現;提供安全衛生的餐具、保障廣大師生的身體健康是各食堂餐廳義不容辭的責任。為此，我們向廣大師生發出倡議：

一、 正確認識白色污染的危害。塑料是高分子聚合物，極難分解，需100至32019年才能分解，污染公害極大：它會破壞環境，影響景觀。會造成化學污染，危害人體健康。會使土壤板結，影響農作物生長。

二、拒絕使用一次性不可降解的泡沫塑料飯盒、塑料碗、塑料杯和一次性筷子，就餐使用飯堂提供的餐具或自帶餐具。

三、不把白色污染帶進校園。購物自備環保袋，不使用超薄塑料袋。