生物技术的现状精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇生物技术的现状，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：园艺生物技术；发展现状；对策

中国分类号：F307.13 文献标识码：A

（一）生物技术的内容

所谓的生物技术，亦称为生物工程，它是一门综合性的、新兴的学科。生物技术是指人们在现代生命科学的基础上，与其他基础科学原理相结合，采用科学技术方法并按照预先的设计，来加工生物原料或是改造生物体，来提品为人类服务以满足需求，它主要包括细胞工程、基因工程、发酵工程和酶工程。作为工程技术与现代生物科学相结合的产物，生物技术如今已被广泛应用。

（二）生物技术在园艺方面的应用及意义

随着我国园艺市场的不断发展，园艺植物育种也渐渐向高新技术领域发展，在传统园艺育种技术的基础上，现代生物技术也融入其中，它以细胞工程技术和基因工程技术为核心，将基因分离克隆与转化、分子标记辅助育种选择、花粉花药培育以及原生质体融合等新型育种技术应用于现代园艺中，极大地推动了园艺业的可持续发展。

生物技术能够改良作物品质，提高作物产量

植物基因工程技术已可克隆出参与光合作用的基因，保证了作物产量的提高。利用生物技术，既可以通过基因转移来增加园艺作物器官中必需氨基酸或蛋白质的含量，又可以通过将十八烯酸ACP脱氢酶基因反向导入等技术来改变作物中油脂的某一成分的含量，还能够采用反义基因技术等手段改变支链淀粉和支链淀粉的比例以提高淀粉的质量与含量。

2。生物技术可以提高园艺作物的抗性

（1）抗虫。以基因工程为核心的生物技术，已研究出淀粉酶抑制剂基因、蛋白酶抑制剂基因、植物凝集素基因以及几丁质酶基因等多种抗虫基因，并将这些抗虫基因导入园艺作物中，极大地提高了园艺作物的抗虫性。

（2）抗病毒。生物技术提出了多条技术路线，包括导入病毒外壳蛋白基因、反义RNA技术、病毒的复制酶技术、病毒卫星RNA、中和抗体法等。其中导入病毒外壳蛋白基因技术是目前最为成熟的抗病毒技术，对园艺作物的抗病毒工作产生深远意义。

（3）抗寒。园艺生物技术能够将高不饱和脂肪酸的甘油—3—磷脂转移酶的基因导入植物而培育出具有高抗寒能力的转基因作物，还利用鱼抗冻蛋白和基因以提高抗寒性。

（4）抗药性。生物技术利用基因工程和细胞工程，通过把靶酶基因导入作物细胞等手段，培育出抗除草剂的转基因作物，极大地提高了园艺作物的抗药性。

园艺生物技术的发展现状及问题

园艺生物技术的应用，使得园艺业获得了飞速的发展，带来了巨大的经济和生态效益，然而，园艺生物技术的发展现状仍存在一些问题，具体有：

转基因园艺作物的发展存在污染环境、破坏生态系统和基因污染的隐患。

利用生物技术培育出抗药、抗病虫害、抗旱耐盐园艺作物的同时，生物多样性也面临着遭受破坏的风险，甚至影响物种的平衡，转基因作物的生长可能会与其他非转基因作物的生长相排斥，且非自然选择所得的性状极易导致自然界的生态系统失衡。另外，园艺生物技术可能会带来基因污染的问题。转基因园艺作物中的外源基因，尤其是抗逆基因一旦被野生植物所污染，将会导致“超级杂草”的泛滥，不仅加大除草难度，更会导致生态失衡。此外，长期种植转基因园艺作物会使害虫的适应性增强而产生药物耐受性，给园艺业的长期健康发展埋下了隐患。

园艺生物技术科技人才缺乏

园艺生物技术是高新技术研究的一大重要领域，也是生物技术应用最为广泛最具现实意义的领域，科技含量极高。然而，现阶段，园艺生物技术领域的科技人才较为匮乏，人才支撑较为薄弱，研究开发人员的培养周期长，园艺生物技术人才队伍急需壮大，需要为优秀人才提供良好的环境。

资金投入不足，融资渠道狭窄

园艺生物技术属于高新技术范畴，其高投入、高风险的特点直接决定了该技术的发展必须以高额的研发资金作为依托。然而现阶段，我国园艺生物技术的研发资金投入不足，与发达国家相比仍有较大差距，影响了研究深度与广度。此外，融资渠道比较单一，园艺生物技术的研发经费主要依靠国家投入，企业及民间等融资比重较低，不利于科技成果的转化和产业化水平的提高。

园艺生物技术产权保护力度不够，自主创新能力有待提高。

知识产权保护制度是激励研究开发人员的积极性和推动自主创新能力提高的关键举措。目前我国对园艺生物技术的知识产权保护力度不足，相关的知识产权保护法律法规急需进一步的完善，立法存在漏洞，尽管专利法规已经实施，但执行机制较为薄弱，程序繁琐效率低，不利于园艺生物技术的自主研发。

5。园艺生物技术合作研发机制不健全，研发与产业化脱节。

尽管产、学、研相结合的研究体系已初步形成，但各行为主体利益的差异导致合作机制尚不完善，在我国目前的单向的科技成果转化模式中，科研机构与企业的研究方向和价值选择不同，易导致技术与产业相分离，使得园艺生物技术产业的科学技术成果转化率相对较低，严重阻碍了产业化进程。

园艺生物技术的发展对策

1。对转基因园艺作物必须进行严格监督、加强立法规范、加强科学检验。建立基因安全评价技术体系，加强安全检测与管理。加大对园艺作物转基因技术的监督力度，谨慎使用转基因技术，充分考虑自然环境的生态平衡性，尽量避免基因污染等后果的发生，防止出现超级杂草、物种恶性竞争现象的出现。国家要加强生物技术立法工作，规范园艺生物技术研究工作，科研人员要加强对转基因园艺作物的检验和观察。

2。积极培养高素质的园艺生物技术人才，改善人才工作环境。园艺生物技术的自主创新，离不开人才队伍。要重视高等教育对园艺生物技术领域人才的培养，提高科技人才素质，并改善人才环境，采取倾斜政策，引进优秀人才，壮大高新技术创新人才队伍。

3。加大国家的投资力度，并拓宽融资渠道。国家应重视园艺生物技术，增加投入，完善产业政策扶持。此外，应建立多渠道的投资体系，采取银行贷款、企业投资等方式，积累资金。完善风险投资体制，促进风险投资，为技术发展提供资金保障。

4。完善园艺生物技术的知识产权保护法律法规。国家应加强立法，完善知识产权保护立法工作，制定一系列鼓励保护园艺生物技术发展的法律法规，鼓励自主发明创新和技术转移，加强合作研究。并对盗窃生物技术行为处以严厉惩戒，保证该产业的健康发展。

5。国家应加强管理，推动研究产业化的进程。增加对产业化的投入，拓宽国际技术合作渠道，统一管理国家园艺生物技术研究规划，制定促进研究成果转化的政策，组建国家级转基因园艺生物研发与产业化基地，逐步建立合乎国情的产业化发展体制。

小结：园艺生物技术的发展是高新技术发展的一项重要内容，将园艺业与生物技术相结合，使园艺植物在生产规模、性状改良、品质提高和环境改善等方面取得了极大的发展，这项技术的长远健康发展，离不开国家和科研人员的共同努力。

参考文献：

1。孟永红等，生物技术在园林植物育种上的应用与发展[J]，生命科学仪器，2007年第5卷

2。邱发英，现代生物技术在农业生产中的运用及其未来发展[J]，民营科技，2011年11期

3。马春艳等，我国农业生物技术产业存在的问题及出路[J]，农业科技管理，2006年第6期

篇2

关键词：生物技术专业；发展现状；趋势分析；策略探究

中图分类号：G632.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）37-0099-02

生物技术专业是一个内容广泛、综合交叉各个学科而成的一项学科。新时期大学中生物技术专业对于我们的日常生活和工作中的重要意义可谓是不言而喻、有目共睹。生物技术将生物产品进行深入剖析和研究，从生物体不同层次上发挥生物产品的功能，极大地提高了生物产品的内在价值，为人类的物质生活提高了更加高质量的产品。例如，我们生活中的保健食品、生物抗癌药品、转基因产品等为我们的日常生活带来了很多帮助和方便，提高了生活质量。对于大学的生物技术专业来说，它涉及的范围很广，需要我们掌握的知识也有很多。生物技术专业不仅有效包括了细胞生物学、普通生物学、基因工程、生态学、分子生物学、微生物学等多种方面，这些方面与我们的生活可谓是息息相关，需要我们进行进一步的分析探讨。生物技术专业的研究现状具体如下。

一、大学生物技术专业的广阔发展前景

在当今年代，生物技术专业热潮席卷全球，它的内在价值被广泛认知，已成为21世纪自然科学的前沿学科。在近几十年，世界格局发生了重大的变化，生命科学异军突起迅速发展。在基因工程、细胞等一系列探索成为我们学校发展的主要线索和主要方向的时候，需要更多的生物技术专业人员投入到科研项目当中。生物技术所创造的价值已经远远超过人们的想象，每一个新的发现和技术革新，都将带动大规模的产业变革，因此，社会急需大量的优质高层次生物技术人才，以持续推动社会生产力的不断提高和发展。同时，生物技术专业发展也面临着许多新的挑战。然而，目前生物技术专业高层次、综合型科研人才仍然稀少，许多科研成果距离生产实践还有很长的距离，这也就需要生物技术专业培养更多的应用型人才。总之，生物技术的飞速发展为生物技术专业的发展带来了巨大的生机。因此，大学的生物专业人才具有极为广阔的发展前景和应用价值。

二、大学生物技术专业出现的问题

虽然，生物技术专业前景极为广阔，给我们日常生活带来许多好处，然而，许多高校对生物专业的深入研究仍然不够透彻、明晰，仍然有许多问题有待于我们去解决。在生物技术课程设计中仍存在不足，许多课程和教材没有进行知识更新，无法跟上时代快速发展的步伐。课程的整体框架仍停留在20年以前的状态，创新性课程少，实用性课程也少。实验课程虽然基本满足学生的需要，但留给学生独立运作的机会还很少，束缚了学生的创新意识和思想等。同时，学生普遍的感觉是专业知识陈旧，内容缺乏与时代相对应的新颖性和先进性。而且，生物技术所涉及的具体内容、应用以及生活实际的一些具体方案与我们的期望值和预期值仍然有着较大的差距，需要我们进行进一步的分析、研究、讨论。

三、生物技术专业发展趋势

既然大学生物技术专业与我们的生活息息相关，现根据我个人的一些观点，对生物技术专业的发展趋势进行简单的解析。

1.生物技术专业的市场导向。生物技术专业的重要现实意义是不容否认的，这就决定了生物技术在现代社会的发展趋势。从基础科学方面，它可以有效地帮助人们清晰的感受到自然生命和生物的存在，加深人们的理解。在人们的日常生活中，生物技术能有效地帮助人们治疗一些疾病，方便人们的生活，例如器官移植等先进的技术的有效推广给人们生活带来了不可思议的惊人的好处，这就是生物技术的魅力所在。再如，人们研究的抗倒伏、抗旱等新的品种，不仅有效提高了人们的生活质量，更有效地减轻了人们的负担。毕竟，生物技术存在并能够得到广泛推广的根本原因在于它能够为人类造福。生物技术与工程学科专业的区别在于不仅应用于工厂生产，而且在于生物本身的潜力开放，从基础的营养价值到功能性活性成分分析，再到食用或药用价值开发，日新月异的新技术不断涌现，为生物技术专业发展带来了新的机遇和挑战。这就需要不断学习和认识现代生物技术发展的动向和潮流，加快脚步跟上甚至超越前沿，才能获取主动，从而形成主动性市场导向而不是被动顺从。综上所述，大学高校中的生物技术专业的发展方向是通过进一步的科学研究，给人们的生活水平带来质的飞跃，这也是高校生物学专业设置教学目标和教学内容的重要方向。

2.生物技术专业的就业方向。随着生物技术的逐步普及，人们的生活也越来越离不开生物技术专业方面的人才，因此，这就为生物技术专业的高校学生提供了优越的就业机会和发展前景。随着社会生产力的不断发展提高，对生物技术行业的需求，国家从宏观层面上更加重视高等学校生物技术的专业水平，要求不断提高，对专业教学自然要有更高的要求，将有更多的高校开设此专业，对专业教育工作者的需求自然会增加。从事专业教学工作，不仅需要扎实的专业知识、技能，也要有能力应付这个瞬息万变的社会。同时在就业方向上，大城市与小城市、经济发展迅速地方和经济发展缓慢的地方相比，有着巨大的区别，对于生物技术专业人才来说，地区性差异造成的发展空间差异是必然的。先进性技术的发展是以经济实力和实际需求程度为基础。据统计数据显示，现在就业的生物技术的毕业生，超过80%的人选择到北京、上海和各大省会城市工作，认为留在大城市对本专业及个人以后的发展都能提供更多的机会。生物技术专业学生的就业目前主要在自主择业、公务员和考取硕士研究生等三个方向，这也是学生本人的意愿。有的学生已经厌倦了大学生活，急于进入社会工作，以期锻炼自我，实现自我价值；有的学生采取稳妥的方式，考取公务员、村官或教师等途经，实现就业。但不管从哪个方向迈出就业这一步，都需要付出艰辛的劳动和努力，这也是所有生物技术专业学生所面临的问题，由于缺乏社会经验，导致就业后跳槽频繁，甚至灰心丧气。因此，面对这样的生存挑战，只有从主观上加深学生的专业技术技能和人际社会经验，从客观上耐心寻机，才会寻求到新的发展机会。

生物技术专业具有良好的发展前景，它与信息科学等专业同样具有发展迅猛、日新月异的特性。对于生物技术专业的大学生，机遇与挑战并存，生物技术专业着重培养具备丰富实践经验、掌握扎实的基本知识、遇事有分析问题、解决问题的能力的综合素质的人才，谁能够真正掌握先进的科学知识和科研技能，谁就将领导生物技术的导向。正所谓，术业有专攻，人们对于生物技术专业的人才要求是十分严格的，这就需要学生在大学期间积累大量的知识和经验，通过量的积累，从而达到质的飞跃。在就业中的方向选择将一直是生物技术专业人才需要考虑的根本性问题，这也就需要学生在进入大学之初，就能够规划好自己未来发展之路，这样才能成为最后的成功者。因此，这就需要学生具有全力以赴的精神和毅力，为生物学更好的造福人类做出自己的贡献。

参考文献：

[1]李美玲.大学生物专业发展前景探讨[J].中国人民论坛，2002，（1）.

[2]王方华.对于大学生物的专题研究[M].北京师范大学出版社，1989.

[3]张.大学生物学专业的就业问题[J].中国人民论坛，2003.

篇3

关键词 生物技术产业；生物技术；现状；发展对策

中图分类号 S1 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）07-0006-01

1 生物技术产业

生物技术产业，英文名为The biotechnology industry，指的是随着生物技术的不断发展而产生的一系列产业。它包括传统生物技术产业和现代生物技术产业，现代生物技术产业以传统生物技术为基础，同时又推动着传统生物技术产业的发展，两者之间是紧密联系的。

2 中国生物技术产业发展的现状

中国的生物技术研究开始于20世纪80年代，经过30多年的发展，中国生物技术产业取得了快速的发展，可以说它是30多年来最高速发展的产业之一，为中国的经济与社会发展做出了重要的贡献。中国的生物技术产业的总体水平在发展中国家处于领先地位。随着生物技术在工业、农业、食品、医药、能源和环境方面的广泛运用，生物技术产业影响着人类生活的各个领域。

每件事都是具有两面性的，生物技术产业有明显的发展也存在着问题。我们应该意识到这一点，抓住发展机遇，积极应对存在的问题，以加快生物技术产业的发展。

2.1 中国生物技术产业的发展

近年来，中国生物技术产业已经取得明显的进步与发展，主要表现在：

1）生产快速发展，涉足领域越来越广泛。中国的生物技术研究开始于20世纪80年代，现在已经深入到工业、农业、食品、医药、能源和环境等人类生活和经济的各个领域。据统计，中国的生物技术产业销售产值呈现出逐步增长的趋势。2014年中国生物产业基地增长快速，产值达到8819亿元，同比增长21.41%，与高技术产业同期相比，增长高达9.62个百分点。在国家的大力推动下，生物技术产业有着快速发展的态势，特别是农业生物技术领域和生物医学工程领域的产业化的成果在逐步增长。

2）生物技术的研发有重大突破，知识产权状况乐观。为了加快生物技术产业的发展，中国一直将生物技术作为国家的重大科技计划。政府一方面增加研发投入，另一方面鼓励各个部门和地方加大科技投入，取得了较好的成果。中国已经拥了一大批由政府和各部门资助的生物技术重点实验室，而且已经获得一批具有知识产权的新基因、新表达系统和生物工程药物，并且进入创制阶段。与信息产业相比，中国生物技术产业的知识产权状况要很乐观。发达国家和大公司抢占的在生物技术方面的专利目前只是一小部分，所以中国要认识到这点，加大对生物工程与生物技术的研究。

3）中国具有丰富的资源数量。中国是一个地大物博的国家，农产品资源、医药资源和海洋资源尤为丰富，这些都能为生物技术的发展提供巨大的原料来源。

4）中国已经具备生物技术方面研发的人才基础。目前从事生物技术研究与开发的技术人员达到2万人。每年还有大量的学习生物技术方面的大学生和研究生毕业，甚至有很多的优秀毕业生出国深造，中国在生物技术研发方面已经具有人才基础，形成了具有竞争力的研发队伍。

5）生物技术企业不断发展壮大。生物技术产业是21世纪的重要产业之一，其前景广阔，中国从事生物技术研究与开发的企业也越来越多，生物技术公司达200多家，生物技术园区在北京、上海、广州、深圳等地被建立，省级以上的生物产业园达到400多个。

2.2 中国生物技术产业发展存在的问题

中国生物技术产业在发展的同时也存在着一些问题，主要表现在：

1）投入不足，研发能力有限。生物技术产业属于资金密集型产业，需要高投入作为发展的基础。但目前中国对生物技术产业的投入比重远远没有发达国家的高，所以投入低产出低。中国在生物技术产业及产业发展中所需要的重要仪器、设备与装备方面主要依靠进口，由此可以看出中国不具备自主研制和开发具有国际市场的生产技术产业的能力。

2）科研技术不成熟，缺乏相关信息。科研人员的科研工作没有按有关产业的标准要求来做，比如开发保健品的人员没有按照申请保健食品证书的流程要求来做。还有，科研人员持有的技术通常是实验室的技术，没有系统化规范化。没有相关信息，没有可行性的研究报告，就会给投资者带来不确定因素，影响生物技术产业的进一步发展。

3）市场不规范，制度不健全。中国生物技术产业发展中需要的市场，经常受到假冒伪劣和外国产品的冲击。管理制度不健全，使得中国产品没有外国产品的质量和资本上的优势，这两点是中国在生物产业方面需要重视的方面。

3 中国生物技术产业的发展对策

1）政府加大扶持力度。生物技术产业作为21世纪的重要产业之一，中国政府应该制定相关政策，采取相关措施重视生物技术的发展。一方面，政府要以市场为主导，加强对生物技术产业发展的宏观指导与调控。另一方面，加大对生物技术的投入，注重投入产出比。在发达国家，生物技术产业不仅有企业的支持；同样政府对其的投入与资金支持所占的比例也是不小的。

2）逐步完善科研技术，建立新型的研究基地。鼓励基础研究机构与大型企业共同建立具有企业机制的生物技术研究机构，整理相关信息，完善可行性报告。

3）优化市场布局，形成产业集聚区。据发展成熟的生物技术产业的经验表明，地理、信息、交通和政策较好的地区容易形成生物技术产业研究与开发的集聚区。中国可以根据生物技术产业现在的发展情况，选择有一定生物技术产业基础，而且技术力量雄厚和投资环境良好的北京、上海等地作为生物技术产业化孵化器，集中力量发展更多具有潜力的产业集聚区，以优化市场格局，扩大发展规模，打破有限制性的格局。

4 结论

21世纪是生物技术产业的发展时期，生物技术产业在人类生活生产工作中占有越来越重要的地位并得到广泛的应用。中国应该大力发挥生物技术产业发展中的优势，努力减轻并或避免发展中遇到的问题，在机遇与挑战下，发展生物产业，积极创新，逐渐缩短与发达国家间的差距，使中国生物技术产业水平日益领先并得到快速稳定发展。

参考文献

篇4

【摘要】：一直以来，人类与病原微生物之间的斗争从未间断过。随着现代科学技术的发展，人们检测病原微生物的技术也在不断提高，这大大降低了其对人畜的危害。本文主要讲述了现代病原微生物检验技术的发展状况。其中以PCR和DNA芯片技术为代表的分子生物学技术的发展，大大提高了病原微生物检验技术。

【关键词】：病原微生物；检验技术；分子生物学

人类进入21世纪，虽然医疗事业已经发展到了历史最高点，但是感染性疾病仍然是危害人类健康的重要疾患，其中造成人类感染的病原微生物种类纷繁复杂，范围覆盖面更广,而且耐药性越来越强，其中还有一些传统的病原微生物像结核分支杆菌等又出现死灰复燃的现象，同时还出现了许多新的病原体，如2003年底出现的SARS病毒以及2004年又出现禽流感病毒。这些病毒给病原微生物的检测带来巨大困难，严峻的现实要求病原微生物检验技术不断更新。人类与病原微生物之间的斗争越来越激烈，本文所讲述的是现代的生物科学技术的发展现状。

一、 传统微生物检验技术

传统病原微生物的检查是以染色、培养和生化鉴定等为主,这些方法测试结果比较可靠，特别是微生物的分离培养,。在当前形势下，该方法仍然是很多微生物病原体检测的"金标准"。然而，细菌在生长繁殖时需要耗费不少的时间,这使得检测周期一直不能降低；与此同时，很多病原体的培养还会与营养需求、抗生素的使用以及病原体含量多少等因素相关。然而由于时代的发展，这种技术已远远不能满足对各种病原微生物的诊断，特别是针对流行病学的研究。随着现代科学技术的不断发展，特别是物理化学技术、分子生物技术、免疫学等的不断发展，新的微生物诊断技术和方法己广泛被应用。

二、 物理化学技术

物理化学技术主要是利用一些物理和化学反应来进行检测微生物，具体有色谱检测法和电阻抗法。

（1） 色谱检测法

在色谱检测法中，将细菌混合物通过不同固定相和流动相，进行溶解、解析、吸附和脱附等相关物理过程，在进行多次反复后得到分离,最后运用各种检测手段对细菌的属、种甚至株进行鉴定。在高效液相色谱法中，其分辨率高、分析速度快，同时操作简单方便。

（2） 电阻抗法

在电阻抗法中，它是在微生物代谢过程中，通过检测培养基导电特性变化，从而快速测定样品中微生物含量。主要原因是由于生理代谢，在微生物培养过程中，培养基中的一些如碳水化合物、类脂、蛋白质等电惰性物质逐渐转化为电活性物质。随着微生物数量的增长,培养基中电活性物质逐渐取代了电惰性分子，而使得培养基导电性增强，最终导致电阻抗降低。

三、 分子生物学技术

21世纪将迎来以分子生物技术为代表的生命科学的时代。最近发展起来的分子生物学基因诊断技术已经广泛应用在医学、遗传学等各个领域，这不断促使现代医学由细胞水平向分子水平、基因水平转变，从而形成了分子微生物学，这就满足了人们对微生物的认识需求：从以前的外部结构特征逐步转到现状微生物的内部基因结构特征研究。同时，微生物的检测技术相应的转向到基因水平的检测。在此基础上产生的众多新的检测技术中, 具有敏感、特异、快速等多种优点的核酸杂交和聚合酶链反应(PCR)现在已经应用到了病原微生物的检测中。此外，DNA芯片技术的兴起，为微生物学的检测带来了日新月异的革命。

（1） 核酸杂交和聚合酶链反应（PCR）技术

PCR技术的高度敏感性和特异性应用在病原体检测上时的优势如下：常规方法常难以准确检测一些对形态和生化反应不典型的微生物鉴定，但是PCR技术的出现，使得其成为可能，即使在出现大量死菌的情况下，也能做出准确而快速的鉴定；同时它还不受混合标本的影响，能够很方便地从含有大量正常菌群的标本中检测出病原菌；而且，对于如分支杆菌、幽门螺杆菌、支原体等一些生长缓慢甚至难于培养的微生物，采用PCR技术来鉴定这类菌株也有重要意义，采用其他方法则很难获得信息。

（2） 基因（DNA）芯片技术

生物芯片是基于玻片和尼龙膜等的载体，有序排列了很多生物活性分子。这些分子在单位面积上密度非常高，从而在一次试验下，就能够同时检测到多种疾病或者对多种生物样品进行分析。

生物芯片根据芯片上固定的生物活性分子的不同可以分为蛋白芯片和基因芯片。而基因芯片的活性分子是寡核苷酸探针或靶DNA。DNA芯片与传统的检测方法相比，具有少样品需求、可快速、准确、高效地显示病原体的遗传信息的优点，已被广泛应用在分析宰基因序列、快速诊断病原微生物感染、研究变异及耐药机制、揭示发病机制以及感染性疾病的诊断和治疗等。由此可见，基因芯片技术发展前景和空间非常广阔。

随着科技的发展，计算机技术在不断提高。现代病原菌微生物检测将沿着高度自动化和简便快速的方向发展，其中尤其是对于分子生物学技术：通过在病原菌诊断、鉴定以及基因检测等方面成功运用自动化仪器，生物芯片技术的发展最终将完全改变临床病原菌检验的现状，实现集高效、高质和廉价等与一体的技术。同时，随着各学科之间的交叉发展，越来越多的新的检测技术将会不断涌现，从而不断促进病原微生物检验技术的发展。

参考文献

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关键词：蔬菜产品；农药产品；治理

改革开放以来，随着我国经济体制从计划经济向市场经济过渡，蔬菜产业得到了快速发展，极大地丰富了人民的物质生活。但是，在蔬菜生产中还存在着一些不容忽视的问题，其中农药污染问题已引起了全社会的关注和重视。

1 蔬菜产品农药污染现状

1、蔬菜中农药残留污染的现状

蔬菜与人们的日常生活密切相关，随着人们生活水平的提高，人们已经 开始注意蔬菜的质量问题，不但蔬菜的营养成分受到关注，其可能的污染更 被越来越多的人们所重视。80年代以来，温室、大棚等保护地蔬菜种植面积 迅速增加，重茬、连作导致蔬菜病虫害加重，因此造成每年总产量损失20% 以上。各地在防治蔬菜病虫害中，大量使用化学农药，长江流域城市一般每 年667平方米使用农药2-3kg，多的5kg以上；北方保护地蔬菜用量更大，据有 关单位调查，北京郊区菜地用量每667平方米9kg以上。多年来由于大量和连 续地使用化学农药，使得蔬菜病虫害对化学农药产生了普遍的抗药性，菜农 只能加大农药的使用量，由此，农药使用和依赖程度呈现出恶性循环状态。农药的大量使用，使得蔬菜中农药残留量超标问题突出。2000年5月份农业 部农药检定所组织北京、上海、重庆、山东和浙江等5省市的农药检定所，对50个蔬菜品种，1293个样品的农药残留进行抽样检测，农药残留量超标率 达30%，残留浓度高者为允许残留量的几倍甚至几十倍。蔬菜中农药残留量 的严重超标，导致中毒事故时有发生。1991年天津市韭菜中毒，仅南开医院 就收治100多人；1991年山东省博兴县湖滨乡“1605"污染韭菜，造成120人 中毒；1997年夏季高温季节，江苏省因发生食用农药残留超标的蔬菜而中毒 的事件，见诸报导的达70多起；1998年山东省宁津县一菜农违反国家农药安 全使用规定在韭菜上使用“1605"，造成10余人中毒，1人死亡。据卫生部统 计数字，1999年我国由于农药残留引起的食品店菜性食物中毒菜有37起，急 性中毒的例子，还能引起我们的重视，而慢性中毒和蓄积性中毒的情况我们就不得而知，其实其结果会更加可怕。

2、蔬菜中农药残留量超标的原因分析

2.1农药产品结构不合理，剂型不配套 据统计，全世界农药市场的组成（以销售额计）为：杀虫剂占28%、杀菌剂占19%、除草剂占48%、其它占4%。而我国农药产品组成为：杀虫剂占72%、杀菌剂占11%、除草剂占15%、其它占2%。杀虫剂中有机磷农药占70%，有机 磷农药中高毒农药占70%，剧毒有机磷农药占整个农药产量的35%，占杀虫剂产量的48%。剧毒、高毒杀虫剂产量过大是造成蔬菜残留量超标而引起中毒 的客观原因。此外，在我国生产的所有农药制剂中，乳油、可湿性粉剂等剂 型占到60%以上，成为影响环境质量和人体健康的潜在因素。

2.2 菜农文化素质不高，农药知识缺乏，大多数菜农文化素质不高，对农药安全使用标准和农药合理使用准则，以及农药性质、如高毒、剧毒、内吸等特性缺乏了解，而随意加大使用剂量，甚至超范围使用。还有一些菜农在经济利益驱动下，违反国家有关规定，随 意在蔬菜、水果等作物上使用国家明文禁止使用的高毒、剧毒农药，致使蔬 菜中农药残量严重超标而导致食菜性食物中毒事故时有发生。

2.3 蔬菜中农药残留量超标问题尚未引起有关部门和菜农的高度重视 对蔬菜中农药残留量超标问题至今尚未引起各级领导部门和菜农的高度 重视。我国虽早已制定了《农药管理条例》、《农药管理条例实施办法》和 “农药合理使用准则”、“农药安全使用规定”等，但是由于对菜农进行科 学安全合理使用农药的知识宣传和技术指导不够，菜农对农药残留量超标问 题造成的后果认识不足；另一方面，我国现有在这方面的监督管理法规还很 不健全，对农药残留量检测结果超标的蔬菜，未制定出切实可行的处罚措施，造成农药残留量超标问题长期得不到解决，而且呈现出加重的趋势。

2 蔬菜产品农药残毒的治理对策

如何解决蔬菜产品中的农药污染问题，确保人们获得安全、优质的农副产品，是摆在植保植检工作者面前的一个严峻课题。笔者提出如下治理对策：

2.1 加大无农药污染防治技术的推广随着农村改革的深入，调动了农民种植蔬菜经济作物的积极性，露地栽培、保护地栽培和设施栽培全面发展，新的蔬菜种类、品种和种植格局不断更新，蔬菜生产规模迅速扩大。但是，由于蔬菜生态环境日趋复杂，而蔬菜植保技术的研究和推广工作明显滞后，缺乏有效的无害化病虫综合治理技术，制约了“放心菜”和外向型蔬菜产业的发展。因此，植保工作者应联合攻关，建立绿色食品蔬菜无害化生产、保护农业生态系统、保护环境有机结合的植保技术体系，做好宣传、培训和技术推广工作，提高农民素质，增加蔬菜生产的高科技含量，推动蔬菜产业健康发展

2.2 开展蔬菜农药残毒监测

按照《中华人民共和国农药管理条例》和有关法规、规章，农药管理机构应在蔬菜销售市场、生产基地和蔬菜集散地建立农药残毒快速检测站，对上市蔬菜进行检测和管理，阻止含有高残留农药的蔬菜流入市场。要加强立法和研究工作，使我国尽快形成一套完善、有效的监督、检测体系，使包括蔬菜在内的农副产品农药残留的抽样检测经常化、制度化，以便有效地控制农副产品中的农药残留量。

2.3 发展“精确农业”

多少年来，农民在进行农药喷洒时，总是按同一配比、同一剂量进行，不是按照病虫草害实际发生程度而灵活掌握药液喷洒量，结果造成投资增大和污染加重。目前，发达国家“精确农业”发展很快，尤其是在用药和施肥方面，采用地球卫星定位系统，获得作物种类、长势、病虫草害发生数量等基础数据，精确计算出用药的品种和数量，科学控制农药使用量。生产无农药污染的优质蔬菜必须向高科技发展，我们应在这方面进行研究、引进和尝试。

2.4 建立高标准的无公害蔬菜生产基地

无公害蔬菜生产基地建设必须以环境监测和职能部门对产品定期检验为保证。基地要远离工厂和城市“三废”排放物等影响蔬菜质量的环境。在生产过程中依靠先进的科学技术，逐渐形成一整套良性循环的生态系统。在管理上，各职能部门要严格依法管理，搞好基地周边环境的治理，避免受到新的有毒有害物污染；要指导农民采用工程技术、生物技术和农艺技术相结合的方法，施用有机肥料、生物肥料、生物农药，逐步减少化学肥料和化学农药的施用，必须施用时，要指导农民合理施用高效、低毒、低残留、安全的农药和化肥，减少土壤污染，保护和改善生态环境，降低蔬菜有害物质残留量；定期公布蔬菜上农药使用品种，制定农药使用计划和高效、低毒、无害化农药应用技术、病虫害综合治理技术、农作物无农药污染控害等项技术，并培训农民应用于蔬菜生产中。

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关键词：生物燃气 发酵技术 反应器 沼气

中图分类号：S216 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0062-01

生物燃气经常说的沼气，沼气发酵是指有机物在厌氧的条件下，被沼气微生物分解代谢，最后形成以甲烷和二氧化碳为主体的混合气体，是一个生物化学过程。沼气发酵的原料是供给微发酵生物，进行正常生命活动所需的营养和能量，是不断生产沼气的物质基础。沼气的来源十分丰富，主要是农业的剩余物包括秸秆、杂草、树叶等，还有猪、牛、羊、马等家禽的粪便，工农业产品的废水废物（如豆制品的废水、酒精和糖渣），还包括大部分的水生植物，这些都是能够用来生物发酵的理想原料。

沼气发酵工艺是指从发酵原料到生产沼气的整个过程所采用的技术和方法。这个过程主要包括原料的收集和预处理，接种物的选择和富集，消化器的启动和日常操作管理及其他相应的技术措施。

1 沼气发酵中的微生物

沼气是有机物质在厌氧条件下通过大量的不同种类的微生物分解代谢产生的。凡参与把有机物质分解、发酵、代谢、转化为沼气的微生物统称为沼气微生物，也叫沼气细菌。由于有机物分解为沼气是一个非常复杂的过程，因此沼气细菌不仅仅是一种单一的细菌，而是由许多细菌组成的总称，据相关统计，沼气细菌拥有几十个属上千种之多。在沼气厌氧发酵过程中沼气细菌是最活跃的因素，他们能把各种有机物固体和处于溶解状态的复杂有机物，按照各自的营养需求进行分解转化，最终形成沼气。但是，沼气细菌把有机物分解为甲烷需要在没有氧气和没有氧化剂的环境下才能进行，同时PH值也要符合一定的条件，因此，沼气发酵又可以叫做厌氧发酵。将这些发酵细菌按其在发酵过程中扮演的不同作用，可分为分解菌和产甲烷菌两大类。

在沼气发酵过程中，各种微生物之间的关系非常复杂，甲烷的产生式各种发酵微生物相互协同、相互制约产生的。这种复杂的关系既体现在分解菌和产甲烷菌之间，同时也体现在分解菌之间和产甲烷菌之间的相互作用。其实分解菌与产甲烷菌之间的关系主要是，不产甲烷菌为产甲烷菌提供长生和产甲烷所需要的物质，产甲烷菌又为分解菌提供生化反应解除反馈抑制；分解菌为产甲烷菌提供适宜的氧化还原条件；分解菌为产甲烷菌清除有毒物质；分解菌与产甲烷菌共同维护生化环境中适宜的pH值。

产甲烷菌是在沼气发酵过程中将各种简单的有机物转化为甲烷的微生物。从1916年俄国微生物学家分离得到了世界上第一株甲烷菌开始，目前已知的甲烷菌有5个目200多个种，主要是嗜热自氧甲烷杆菌、嗜树木甲烷短杆菌、史氏甲烷短杆菌、马氏甲烷球菌、沃氏甲烷球菌、万尼氏甲烷球菌、黑海产甲烷菌、卡利亚库产甲烷菌、运动甲烷微菌等。

2 沼气发酵工艺

沼气发酵工艺包括用户和大中型的发酵工艺工程两大类。用户类的沼气发酵工艺主要是家庭型的、较小的工艺过程，主要分布在亚洲国家，比如中国的水压式沼气池和印度的哥巴士沼气池发酵系统，这些发酵系统利用的是人和动物的粪便、污水等作为原料。我国的沼气发酵工艺从20世纪90年代开始就推广，并且不同地方的特点发展成了“三结合”、“四位一体”、“五配套”等各种各样的沼气发酵系统，带动了一大批以沼气技术作为基础的生态农业发展模式，给当地人带来了客观的经济和生态价值。中国的沼气发展工艺主要是将种植、养殖和沼气发酵等工艺有机的结合到一起，这几个过程相互促、相互协助，共同发挥3个过程的最大价值，实现有物质和能量的循环利用。如主要位于我国西北部的“五配套”生态能源模式就是主要由沼气池、厕所、太阳能、暖圈、水窖、果园灌溉等5个部分组合而成的一个相互联系相互发展的一个系统。

3 沼气的利用

沼气的用途十分广泛，目前用的最多的就是将沼气转化为热能供工厂或者农场内部使用，还可以将沼气转化为电，体居民的生活提供持续的电力支持，此外还能将剩余的电用于厌氧环境的加温，有利用生成更多的沼气。此外，沼气还能作为汽车燃料，作为汽油的代替品，目前已有多个国家建立沼气燃料的加气站，为这种汽车提供加气服务。而燃料电池作为一种新型的清洁、环保、低噪音的电池正受到许多国家的青睐，已经在整个欧洲进行了试验和示范，具有很大的发展前景。

4 发展的重点和方向

关于发酵工艺工程的发展重点和方向，从国内外看主要有以下几点。

（1）发酵微生物的培育速度加快，更多的适应不同原料和工艺的环境的发酵微生物正在广泛的研究，并且这些微生物的沼气转化率非常高，能够很好的利用发酵原料，为不断的扩大沼气原料和原料利用率提供了可能。

（2）干发酵技术成为了研究的重点，干发酵的配套工艺和设备也是目前发展的配套工艺，将会有很大的作为。

（3）在沼气的后处理方面，发展提取更纯的沼气和沼气压缩技术，为沼气的扩大利用提供可能。

参考文献

[1] 刘晓风，廖银章，刘克鑫.城市有机垃圾干法厌氧发酵研究[J].太阳能学报，1995，16（2）.

[2] 孙国朝，邵延杰，连莉文，等.干法厌氧发酵工艺条件的研究[J].太阳能学报，1985，6（3）.

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［关键词］ 江苏省；对外劳务输出；对策研究

［中图分类号］C974［文献标识码］B［文章编号］1002-2880(2011)02-0136-03

江苏省对外经济发展在全国处于领先地位。截至2010年11月江苏省累计进出口额达到4216.8亿美元，占同期全国进出口额的15.6%。全球性金融危机导致各国纷纷实行保护本国经济发展的措施，这无疑对我国的出口经济产生了巨大冲击，江苏省也无可避免。2008年11月江苏省月度进出口额开始呈下降趋势，直至2009年11月才出现转折点。2010年10月进出口额3782.5亿美元，接近2008年的3923.8亿美元进出口额的水平。由此可见，江苏省的对外贸易结构易受国际经济形势影响，依靠单纯的商品贸易的进出口发展不具有长久性。经济全球化、科技国际化、过剩劳动力的推动，以及提高国民收入、缓解就业压力、开发人力资源的需求，使服务贸易中的劳务输出在对外经济中的重要性日益凸显。

一、江苏省对外劳务输出现状

从改革开放开始，江苏省对外劳务输出经历了从无到有，从小到大、从政策性到盈利性的转变性发展。1990年全省对外劳务合作期末在外人数仅有390人，实际完成营业额525万美元，而2009年达到63045人次，实际完成74555万美元的营业额，年均增长率超过8%。截至2010年5月，注册的江苏省对外劳务合作外派劳务企业76家，境外就业企业16家。全省2010年11月累计派出16257人，期末在外59804人，完成营业额68416万美元。虽然江苏省对外劳务输出水平在全国位列前茅，但由于我国的对外劳务输出发展程度还比较低，所以还有很大的发展空间。

尽管经济增长的速度放缓，致使各国对劳务流入的限制更加严格，但面对人口老龄化以及本国劳动力成本居高不下的状况，对国外劳务实际需求是增强的，而需求主要集中在科技型朝阳产业、医护人员等高级技术行业以及脏(Dirty)、累(Difficult)、险(Dangerous)“3D”行业。根据J．Fei和G．Lanis基于Lewis的二元经济模型对农、工业部分经济发展的阶段性划分，江苏省目前处在工业化中后期，工业化进入“资本深化”阶段，但劳动力配置却远未跟上发展步伐，出现了大量的农村剩余劳动力与缓慢的城市化过程相矛盾的现状，需要有计划、有针对性地加快发展对外劳务输出。

二、江苏省内对外劳务输出的发展比较

由于地理位置、政策扶持及教育水平等一系列因素影响，江苏省内的经济外向性发展呈现出不平衡性。2009年苏州市进出口生产总额达2014.48亿元，是宿迁市6.23亿元的323.3倍。经济外向性水平不同使得其对外劳务输出的发展也存在差别。

从表1可以看出对外劳务发展与地区经济发展程度紧密相连。苏北地区是江苏省经济发展比较落后的地区，其对外劳务完成营业额仅占全省的7%。而苏南、苏中地区对外劳务水平则比较高。苏南地区经济发展水平高，对外经济主要着力于进出口以及吸引外资或者对外直接投资，而包括南通、扬州、泰州在内的苏中地区拥有丰富的劳动力资源和后发的经济优势，通过与有劳动需求的国家，如日本、新加坡、墨西哥等直接进行劳务对接，对外劳务发展势头赶超苏南地区。

由于目前国际经济形势的不稳定，苏南、苏中地区劳务派遣人数同比都有所降低。但苏北地区却有逆向趋势，新签合同额同比增长达101.63%，远超全省平均水平。苏北地区主要以农业经济为主，存在大量的农村劳动力。随着经济规模的扩大，科技的普及，大量的劳动力从农业中解放出来，形成剩余劳动力。这部分劳动力虽然受教育水平不高，但经过技能培训就可以进行劳务输出。

三、江苏省对外劳务输出的横向省际比较

对外劳务输出水平的判断不应当只关注外派劳务的人数，还应当综合考虑人均完成的合同金额。2009年全球的国际经济都处于收缩状态，为了更加客观地考虑对外劳务输出的发展水平并部分剔除国外经济的影响，本文选取2008年对外劳务输出完成营业额和劳务输出人数都在前十名且对外开放程度较高的五个省市进行横向比较分析。

江苏省2008年期末在外劳务人员总数位最高，但完成合同金额数却并未达到相应的水平(见表2)。外派劳务人员人均完成合同金额数仅4.6万美元，远远低于广东、上海的人均水平(见图1)。这表明，虽然江苏省的对外劳务输出在全国处于较高的水平，但发展方式不合理，大多依靠的是低技术的普通劳动力输出；而上海市仅靠2.7万人就实现全年559560万美元的合同额，其合同额的完成依靠的则是高技术劳动力的推动。当前国际劳务市场呈现“两高一低”的劳务需求模式，对高技术和“3D”行业劳务需求旺盛而对普通劳动力需求下降。江苏省必须改变其对外劳务输出的模式，才能迎合国际市场需求，实现持续发展。

另外根据商务部2009年数据显示，对外劳务合作完成营业额前20名的企业中，江苏省占有两个，位于第十、十一的位置。对外劳务输出必须有完备的程序，完善的服务体系，而大集团企业则可以发挥优势，而江苏省对外劳务合作企业的集团化发展还需进一步加强。

四、江苏省进一步发展对外劳务输出的政策建议

2009年受国际经济形势的影响，江苏省对外劳务输出的规模有所收窄，但2010年又呈现复苏上升趋势。为了更好地实现全省劳务输出的均衡性发展，大力推动以技术为主要优势的劳务输出结构来满足国际劳务市场的需求，以缓解省内就业、扩大对外经济发展，江苏省必须对现有的对外劳务输出制度、政策等进行改革。

(一)发挥本土优势，利用充裕的资金和丰富的劳动力资源

作为全国的经济大省，江苏省可以考虑“以资带劳”的间接劳务输出与直接劳务输出相结合，可以利用海外侨胞拓展多元化劳务输出的渠道。

除此之外，江苏省可以对劳动力的层次进行划分，有针对性地进行劳务跨国流动的指导。对于从农村解放出来的大量剩余劳动力，政府应当从农业技术等方面进行强化培训和指导，并在语言、法律方面进行培训；江苏省内高校众多，每年都有一批拥有高素质的专业化人才毕业，除了省内、国内就业外，向外进行高级劳务输出也是一种缓解就业压力，提高人民收入的重要途径。通过层次性、系统性的指导，可以优化江苏省劳务输出的结构，满足国际市场需求。

(二)实行省内省外“两手抓”战略，优化服务职能，统一完善劳务输出法律法规

面对省内劳务输出发展不平衡的局面，政府应当在政策上对苏北地区劳务输出进行扶持和鼓励，例如在苏北地区建立对外劳务手续办理的“绿色通道”和基金项目，便利其缓解大量的剩余农村劳动力；而对势头发展良好的苏南、苏中地区，应该鼓励其向高级劳务输出方向转变，在增加外汇收入的同时还可以为本省培养人力资源。

江苏省应积极与沿海的其他省市进行合作，提高自身劳务输出的素质。2010年7月在南通举行的“上海——江苏外经合作对接会”则是政府寻求合作共赢的有效一步。而面对国际市场，江苏省也应当积极主动寻找劳务需求输入国，截至2010年9月，江苏省已有12家企业被选择新西兰的招聘机构，直接负责劳务招聘输出工作。

从政府的服务角度来说，政府应当精简办理劳务输出的手续，提高服务职能。对于外派劳务，尤其是从事脏、险、累劳务的人员，由于可能得不到与东道国劳动力同样的待遇，要对这部分人员进行法律知识的普及并提供法律援助。

(三)从事对外劳务合作的企业应当优化整合，建立行业协会

目前江苏省内从事劳务合作的注册企业数目并不多，但存在大量的非规范的出国劳务中介。为了更好地发展劳务输出市场，现有的企业应当进行资源整合，将对外劳务输出系统化、规范化，不断地做大做强，建立自身的品牌效应。同时，行业发展的参差不齐需要一个省级行业协会对劳务输出的流程进行规范，对国际劳务市场和劳务输入国的法律环境、工作环境等信息进行收集整理，并对企业间出现的纠纷进行调节，防止压榨劳务的恶性竞争，推动对外劳务输出的进一步发展。

［参考文献］

［1］威廉·刘易斯．二元经济论［M］．北京：北京经济学院出版社，1989．

［2］费景汉·拉尼斯．劳动剩余经济的发展［M］．北京：华夏出版社，1989．

［3］张宏，张长江．我国劳务输出发展所面临的困难与对策［J］．现代经济探讨，2003（9）：25-27．

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[关键词] 生物医药；技术转移；产学研

1.产权研的动因

第一，企业以市场为导向进行创新；第二，大学在科学研究方面具有优势；第三，科研机构的优势在于知识转化。在产学研三方关系中，各自的定位有所不同。三者合在一起，就形成一条比较完整的创新价值链。产学研合作的主要模式有：技术转让模式、合作开发技术模式、共建研发机构或实验室模式、创办经济实体模式、联合培养人才（包括建立大学生实习基地）模式、共享科技资源（包括利用文献、仪器设备等科技资源）模式、技术咨询服务模式等[1]。

2.我国生物医药技术转移存在问题

第一，课题组组长以发文章为目的，课题本身不是以市场为导向。我国的基金申请和考核，多以发表文章（的数量或和影响因子）或和申请专利数量为标准。在这种标准下，导致大部分课题在申请基金时，就存在瑕疵；即在课题申请时，就已经种下了课题研究成果不具有可商业化的根。

第二，知识产权保护不得力。当我们对比我国科研院所的研究员、大学教授申请的专利与国外大药厂申请的专利，就会发现国内的专利保护太令人痛心。首先，谈谈权利要求项。我国一份专利的权利要求项，普遍在1页A4纸以内，几个到十几个权利要求项。而国外大药厂的专利，一般每份专利的权利要求项在几十页A4纸，几十个甚至上百个权利要求项――把一切可能的漏洞都堵住了。其次，我国课题组组长们申请的专利，比较薄弱，一般一个课题1~2个专利保护，而国外大药厂申请若干个专利，从结构专利、到方法专利和适应症专利，形成错综复杂的专利网，构成层层壁垒。然后，我国科研院所、大学的专利大多数是学生完成初稿，而学生流动性大、对专利申请不放在心上甚至漠不关心（因为很多高校是以发表SCI文章为学生毕业的考核标准，而不是专利），所以专利初稿的质量低。专利人，一般是以专利获得授权来收取专利费，他们并不是以专利保护最牢固、被无效的可能性最低为目的。因此为了获得专利授权，专利人往往会建议专利申请人缩小专利权利要求范围。这样对于专利的价值来说，肯定是降低，甚至有的是大打折扣。最后，由于学生的流动性大，所以有时竟然会发生，先去PubMed公布基因的序列号，再，再申请专利。这时才发现，无法获得专利授权，因为失去了专利申请的新颖性。这是多么低级的错误。完全可以先申请专利，再去或和基因序列。

第三，课题组组长不肯放手。对于产学研来说，大学、科研院所做好研发（产业上游），企业做好商品化、市场营销推广（产业下游），才能把蛋糕做大。而我国一部分大学、科研院所的课题组组长，还是希望自己成立公司，自己来做下游、做市场。这无可厚非。但是所谓术业有专攻。企业一般都有销售渠道、有销售团队、有商业经验，因此可以把产品快速地做大做强。当大学、科研院所、企业，各自发挥各自的优势，强强联手，最后完全可以达到一加一大于二的效果。

第四，课题组组长对转让有顾虑。一些研究成果，往往花费了一个课题组组长几年、甚至几十年，甚至老中青几个课题组组长的研究生涯。大家对课题有感情，这是肯定的。但是为了让科研成果能让更多人受益，应该把他们商业化、产业化。作者鄙见，一个医药产品申请发明专利，专利保护期为20年，从申请食品药品监督局的临床批件，到获得新药证书能真正上市销售，专利保护期仅仅剩几年到十多年。如果能将专利在早期转让给企业或者让企业介入，那么企业在食品药品监督局申请批文的过往经验，将大大缩短申报所需要的时间，让专利的生命期相对变长。如果能将专利转让给国内和国外企业同时做，那么产品所达到的社会效益将会更大，获得的经济回报将会更高。有的课题组组长担心企业把专利买去了，却不做商业化，即“雪藏”。其实这个问题很好解决。首先，科研人员可以货比三家，选对好的买方；其次，利用合同进行约束，例如可以加入call-back的条约。

第五，中介转化效率低。我国最近几年公布了2批共70余家示范性技术转移中介机构。国家科技部在产学研、在技术转移方面大力布局。但不得不承认，现在我国生物医药中介还处于萌芽或者是探索阶段，技术转化的效率还是比较低。这由很多因素造成。

3.建议和意见

向欧美学习。可以是交流学习，也可以从实战中取得经验教训。欧美的技术转移很成熟，很多高校的教授成立一个几人的研发公司，仅仅做start-up的公司，当技术推进到一定阶段，比如临床前做完或者完成了1期临床，就卖给中型或者大型的医药公司做产业化。如接力棒一样，一棒接一棒，各司其职。当然，国外的风险投资比较敢于承担风险，很多早期的项目，比如临床前的项目他们都肯投资，而国内的风险投资往往在在研产品进入临床2期、甚至临床2期结果出来后，才肯投钱进去。但是众所周知，医药项目往往需要很多钱才能做起来，从临床前的百万人民币，到临床期的千万人民币。这些钱都是大学、科研院所无法独自承担的。我国十一五、十二五重大新药创制投入了很多钱，用于新药、技术平台的研发，但是粥多僧少。国家可以设立一些引导性的基金，鼓励更多民间资本，投入早期的医药项目，把好的苗子做起来。

大学、科研机构应当树立产学研意识，建立产学研的制度。大学、科研机构应当鼓励一部分教授，去钻研国际性学术难题、做基础研究，也应当鼓励一部分教授和研究员去做产学研。无论是从教授或者研究员们评职称的规则上、还是从学生的毕业要求上，都不能再一味地一刀切――以SCI论文为标准。

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当前我国处于全面建设小康社会，加快推进社会化和现代化的新的发展阶段，同时，在党的十六大制订了全面建设小康社会的目标，并把形成比较完善的全民健身体系纳入其目标体系：“全民族的思想道德文化，科学文化素质和健康素质明显提高，形成比较完善的现代国民教育体系，科技的文化创新体系，全民健身和卫生医疗体系。”这个目标的制定，无疑又给新时期的全民健身工作提供了理论上的支持与保证，势必会带来新的发展机遇，有利于开创全民健身的新局面，它也是提高中华民族整体体质的需要。是对大限度的满足人民身心健康，工作娱乐的需要。是人民生活水平实现小康加速现代化生活节奏的需要。而初中生时全民健身的重中之重。

2.研究对象与方法

2.1研究对象

滑县所辖的9个镇、13个乡中抽取：道口镇、城关镇、万古镇、高平镇、八里营乡、老爷庙乡。所在地中的各个初级中学中随机抽取的1200名中学生。

2.2研究方法

2.2.1文献资料法。通过互联网及广州体育学院图书馆等的馆藏资料，查阅了有关武术套路的发展情况方面理论研究的的论文和著作，从理论上进行了可行性的论述，为本文的论文设计、调查提供了理论依据。

2.2.2问卷调查法：（1）设计了《滑县初中生武术套路发展现状调查问卷》，问卷初稿征求了老师意见，修改整理之后，发放调查。（2）问卷的发放与回收。采用问卷调差法，本次问卷共发放1200份，回收1152份，回收率96%，剔除24份无效问卷，有效问卷1128份，有效率为94%。

2.2.3数理统计法。对回收的问卷进行整理，并对所得数据进行分析，通过比较、演绎、逻辑推理方法进行分析，从而得出相关结论。

2.2.4访谈法。向滑县初中生武术练习者、教练、体育老师座谈、交流。

3.结果与分析

3.1滑县初中生参与武术套路健身的情况

3.1.1参与武术套路健身的人数、性别及城乡差别比例。我们调查的男女总数是1128人，男女分别为700人和428人，其中男生健身人数为490人占全部人数的70%，女生占42%。可以看出，在滑县特定的社会环境中，武术健身者的比例要明显高于非武术健身者，重要的原因是，滑县有浓厚的习武风气，传统习武健身的思想依然有着很强的影响力。但在武术健身的人群中，女性的比例是相当低的。

在调查的670名滑县初中生武术健身者中，城镇人数有510，占总人数的76.1%，而农村人数为160人，仅占23.9%。农村人口所占的比例要远远大于城镇人口，但农村武术健身者的比例却相当低。分析原因如下，社会的发展对农村的传统的思想发生了巨大的冲击（1）农村家长文化水平普遍不高，家长对武术健身的重视不够（2）有许多人想参加武术健身但是武术健身没有固定的地点，时间也容易变动使想参加武术健身的学生陷入了想学没人教的尴尬局面。

3.1.2参加武术健身的项目及年龄。太极拳（剑）、少林拳、长拳、刀术、棍术、剑术这几项是初中生中接触比较多的套路种类，故选它们作为调查对象。

3.1.3参加武术健身的时间。我们调查的对象当中，有235人选择早上健身，205人选择晚上，95人选择下午，75人选择上午，60人选择中午。可以看出：滑县初中生大多数人都会选择早上和晚上武术健身，分别高达35.1%和20.6%。

3.2滑县初中生武术发展的对策

3.2.1政府加大扶植力度，及时加以引导。滑县初中生武术的发展表面上市大众性的活动，但要发展的更好，单靠学生以及家长的力量是很难以完成的，要形成一定的规模和影响力就必须靠政府和学校的引导支持。首先要加大宣传力度，让人们对健身的重要性有一个更加清晰认识，对武术健身的科学性和可行性产生认同。

3.2.2加大资金投入，经行场地建设。滑县武术健身的人数是有相当大的比例的，但是滑县的武术健身场地远远不能满足需求。首先，需要政府和有关部门加大资金的投入，扩建、增加必要的硬件设施。其次，对滑县武术健身的资源进行优化组合。其一，对武术健身者进行集中，不但有利于配备武术指导员对他们进行科学指导，而且节省场地费用。其二，场地建设时尽量选取靠近居民区和学校的地方。科学的选址不但可以方便广大初中生的健身，而且可以在一定程度上减少场地建设的支出。

3.2.3组建社会武术指导队伍。调查发现社会武术健身大都是自发性的，由于没有专业的人员指导，缺乏科学性和合理性，健身效果不明显，所以在假期期间组建社区指导队伍迫在眉睫，社区武术指导员的组成可以是多方面的，其一，政府派驻专业人员。其效果是最直接的，但是，这需要大笔的专项资金投入，因为从城乡到农村健身点比较多，需要聘用指导员的数量较大。其二，招募志愿者，在社会上广泛的招募志愿者，如：业余武术健身爱好者、大学生等，对他们进行定期的培训，使之能更好的在各个社区或农村开展武术健身指导活动。

3.2.4统筹兼顾，促进城乡武术和谐发展。滑县城乡武术发展的差距很大促进城乡武术和谐发展史武术事业发展的重中之重，滑县是一个农业大县，学生农业人口占全县总学生人口的80%左右，如果能充分调动农村学生武术健身的积极性，那么对滑县初中生武术的发展的作用将不可估量。武术是一项低成本的健身活动。第一，它对场地的要求不严格，农村空地、场院都可以作为武术健身场所。农村学生可以利用一切可以利用的条件进行活动。第二，不需要很大的投资。武术器械适合在农村开展。农村武术发展滞后的主要原因是思想观念陈旧，针对这个问题，首先，可以组织有关部门定期开展健身科普巡回讲座或者或者发放科普宣传单等，改变学生家长对武术的错误认识，正视武术的重要性。其次，开展武术下乡活动，组织武术演练团深入乡村表演，营造习武健身的良好氛围。

4.结论与建议

4.1结论

武术在滑县全民健身中的作用比较明显，滑县初中生有59.4%的人选择武术健身，且男性明显高于女性，农村初中学生人口参与武术健身的比例低参与武术健身的年龄主要分布在12到15岁之间，他们主要是训练长拳、少林拳等拳术为武术健身项目。而15岁以上的学生向器械过渡。锻炼时间：大都在早上和晚上进行锻炼。

4.2建议

（1）希望政府加大对初中生武术健身的重视程度。（2）开辟和扩大武术健身场地并培养一批高素质的武术健身指导员。（3）在固定的时间和地点举行武术健身套路和健身器械的知识普及和教学活动。（4）定期举行武术比赛以达到提高学生武术健身的积极性。（作者单位：广州体育学院）

参考文献：

[1] 邱丕相.武术套路运动的美学特征与艺术性[J].上海体育学院学报，2004，28（2）：

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[7] 周伟良.《中国武术史》[M].高等教育出版社，2003

[8] 郝士儒.改进武术教学方法提高学生学习兴趣[M].保定师范专科学校，2002，

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关键词：身份鉴别；人体生物特征；发展趋势

1． 引言

信息化高速发展的一大特征是个人身份的数字化和隐性化，如何准确鉴定一个人的身份，保护信息安全是当今信息化时代必须解决得一个关键性社会问题。生物特征身份鉴别技术是身份鉴别领域的一个研究热点。生物特征识别技术是指利用人体固有的生理特征或行为特征来进行个人身份鉴别认证的技术。生物特征识别技术包括采用人体固有的生理特征（如人脸、指纹、虹膜、静脉、视网膜）进行的身份认证技术和利用后天形成的行为特征（如签名、笔迹、声音、步态）进行的身份认证技术。与传统的身份鉴定手段相比，基于生物特征识别的身份鉴定技术具有如下优点：（1）不会遗忘或丢失；（2）防伪性能好，不易伪造或被盗；（3）“随身携带”，随时随地可用。正是由于生物特征身份识别认证具有上述优点，基于生物特征的身份识别认证技术受到了各国的极大重视。

2.  生物特征识别技术的现状及发展趋势

目前，常用的生物特征识别技术所用的生物特征有基于生理特征的如视网膜、人脸、指纹、虹膜，也有基于行为特征的如笔迹、声音等。下面就这些常见的生物特征识别技术的特点及其发展趋势进行讨论研究。

2.1．视网膜识别

人体的血管纹路也是具有独特性的，人的视网膜表面血管得图样可以利用光学方法透过人眼晶体来测定。用于生物识别的血管分布在神经视网膜周围，即视网膜四层细胞得最远处。如果视网膜不被损伤，从三岁起就会终身不变，如同虹膜识别技术一样，视网膜扫描可能具有最可靠，最值得信赖得生物识别技术，但它运用起来的难度较大。视网膜识别技术要求激光照射眼球的背面以获得视网膜特征得唯一性。

视网膜技术的优点：视网膜是一种及其固定得生物特征，因为它是隐藏的，故而不易磨损，老化；非接触性得；视网膜是不可见得，不会被伪造。缺点是：视网膜技术未经过任何测试，可能会给使用者带来健康的损坏。

2.2.人脸识别

人脸识别作为一种基于生理特征的身份认证技术，与目前广泛应用的以密码、IC卡为媒

介的传统身份认证技术相比，具有不易伪造、不易窃取、不会遗忘的特点；而人脸识别与指纹、虹膜、掌纹识别等生理特征识别技术相比，具有非侵犯性、采集方便等特点。因而人脸识别是一种非常自然、友好的生物特征识别认证技术。

人脸识别技术包括图像或视频中进行人脸检测、从检测出的人脸中定位眼睛位置、然后提取人脸特征、最后进行人脸比对等一系列相关的技术。

为了评测基于面部图像的人脸识别算法的性能。美国ARPA和ARL于1993年至1996年建立了FERET数据库，用于评测当时的人脸识别算法的性能。共举行了三次测试FERET94、FERET95、FERET96。FERET测试的结果指出，光照、姿态和年龄变化会严重影响人脸识别的性能。

FERET的测试结果也表明了基于面部图像的方法的缺点。人脸是一个三维非刚体，具有姿态、表情等变化，人脸图像采集过程中易受到光照、背景、采集设备的影响。这些影响会

降低人脸识别的性能。

为了克服姿态变化对人脸识别性能的影响，也为了进一步提高人脸识别性能，20世纪90年代后期，一些研究者开始采用基于3D的人脸识别算法。这些算法有的本身就采用三维描述人脸，有的则用二维图像建立三维模型，并利用三维模型生成各种光照、姿态下的合成图像，利用这些合成图像进行人脸识别。2000年后，人脸识别算法逐渐成熟，出现了商用的人脸识别系统。为了评测这些商用系统的性能，也作为FERET测试的延续，美国有关机构组织了FRVT2000、FRVT2002、FRVT2006测试。测试结果表明，人脸识别错误率在FRVT2006上下降了至少一个数量级，这种性能的提升在基于图像的人脸识别算法和基于三维的人脸识别算法上都得到体现。此外，在可控环境下，虹膜、静态人脸和三维人脸识别技术的性能是相当的。此外，FRVT2006还展现了不同光照条件下人脸识别性能的显著提高，最后，FRVT2006表明人脸自动识别的性能优于人。值得一提的是，清华大学电子工程系作为国内唯一参加FRVT2006的评测的学术机构，其人脸自动识别性能优于人类。FRVT2006为人脸识别后续的研究指明了方向，人脸识别中光照、年龄变化依然对人脸识别性能有很大影响，二维人脸识别的性能不比三维人脸识别差。

人脸识别得优点：非接触性的。缺点是：要是比较高级得摄像头才也有效地扑捉面部图像；使用者面部的位置与周围得光环境都可能影响系统的精确性，而且面部识别容易受欺骗；

对于采集图像的设备会比其他技术昂贵得多。

2.2. 指纹识别

指纹识别技术是指通过比较不同人指纹中的特征点不同来区分不同人的身份。指纹识别技术通常由三个部分组成：对指纹图像进行预处理；提取特征值，并形成特征值模板；指纹特征值比对。指纹图像预处理的目的是为了减少噪声干扰的影响，以便有效提取指纹特征值。常用的预处理方法有图像增强、图像平滑、二值化、图像细化等。

特征提取的目的就是从预处理后的指纹图像中，提取出能够表达该指纹图像与众不同的特征点的过程。最初特征提取是基于图像的，从图像整体中提取出特征进行比较，但该方法的精度和性能较低。现在一般采用基于特征点的方法，从图像中提取反应指纹特性的全局特征（如纹形、模式区、核心区、三角点、纹数等）和局部特征（如终结点、分叉点、分歧点、孤立点、环点等）。得到特征点后就可以对特征点进行编码形成特征值模板。指纹特征值比对就是把当前获得的指纹特征值与存储的指纹特征值模板进行匹配，并给出相似度的过程。

    指纹识别的优点:技术相对成熟；成本较低。缺点是：具有侵犯性；指纹易磨损，手指太干或太湿不易提取图像。

2.3. 虹膜识别

虹膜相对而言是一个较新的生物特征。1983年，Flom与Safir申请了虹膜识别专利保护，使得虹膜识别方面的研究很少。1993年，Daugman发表了关于虹膜自动识别算法的开创性工作，奠定了世界上首个商业虹膜自动识别系统的基础。随着Flom和Safir专利在2005年的失效和CASIA及ICE2005中虹膜数据集的提供，虹膜识别算法的研究越来越蓬勃。I CE2006首次对虹膜识别算法性能进行了测试。虹膜识别中需要解决如下两个难点问题：一是虹膜图像的获取，二是实现高性能的虹膜识别算法。

3.  结论

本文讨论了一些常用的生物特征识别技术的技术特点及发展趋势。随着各国对生物特征识别技术的越来越重视，生物特征识别技术必将获得更快的发展。

参考文献：

[1]张敏贵，潘泉，等.多生物特征识别[J].信息与控制,2002,31(6).

[2]杨俊，景疆.浅谈生物认证技术——指纹识别[J].计算机时代，2004,(3）.

[3]侯鸿川.面部温谱图身份识别技术探讨[J].中国人民公安大学学报（自然科学版）,2005,（3）.

篇11

关键词：生物炭；蔬菜；重金属污染；环境污染；食品安全

近年来，由于采矿冶炼、污水灌溉、塑料薄膜的大量使用、农药和化肥的过量施用、汽车尾气及生活垃圾的不断排放，土壤和水体中的重金属污染日益加剧。环境中的重金属可以通过各种途径进入作物和人体内并富集，使人产生头晕、贫血、精神错乱、代谢紊乱等症状，且重金属有致癌作用，对人类的健康有极大威胁。目前，我国一些蔬菜、粮食种植区正遭受着重金属污染的威胁，农产品重金属超标事件屡见不鲜。研究如何净化土壤和水体，减少重金属元素在陆生和水生植物体内的累积愈来愈成为国内外的科研热点。当前，国内外都在积极寻找有效的重金属修复方法，如卓有成效的电动修复、植物修复、生物降解法等，但是各种措施也都有各自的局限性。

生物炭是生物质通过热裂解的方法在缺氧或者低氧条件下制备的一种富含孔隙结构、含碳量高的碳化物质[1]，其性质优良，具有较好的农用效益和环境污染修复潜力，已有研究表明，生物炭能够直接或者间接地降低土壤中重金属的生物有效性，因此有关将生物炭应用于重金属污染土壤的生态修复引起了广泛的关注。制备生物炭的原料来源广泛，农林业废弃物如木材、秸秆、果壳及有机废弃物等都可以作为原料[2，3]，同时，其具有碳封存的潜力，因而生物炭的应用可作为我国农林废弃物资源化利用的有效途径。全球已举办过多次有关生物炭的会议，并成立了许多生物炭协会、学会、相关企业与研究机构，其中最著名的机构是国际生物炭协会（International Biochar Initiative，IBI）。总之，作为一种新型环境功能材料，生物炭在作物安全生产方面正展现出广泛的应用潜能。本文概括性地介绍了蔬菜重金属污染的现状和目前用于治理重金属污染的各项措施，通过综述生物炭的特性及其在重金属污染治理上的研究应用进展，展望了生物炭在减少蔬菜重金属污染、提高蔬菜产量、质量和安全性方面的应用潜力以及尚待解决的关键问题，为生物炭应用于蔬菜的安全生产提供有力的理论支持和实践参考。

1 蔬菜重金属污染现状

重金属在化学上是指密度大于4.5 g/cm3的约46种金属元素。环境污染上所说的重金属是指铬（Cr）、镉（Cd）、汞（Hg）、铅（Pb）以及类金属砷（As）等生物毒性显著的金属，即重金属“五毒”。重金属或其化合物造成的环境污染称为重金属污染。近年来，随着工农业的快速发展，大量重金属污染物通过各种途径进入土壤、水体和大气中，土壤和水体重金属污染引起的蔬菜及其他农作物重金属超标问题日益成为影响人类生活质量、威胁人类健康的环境和社会问题。研究结果表明，蔬菜重金属污染主要是人为因素所致，重金属可经由各种路径进入人体内（图1）。

随着生活水平的提高，人们对无公害蔬菜、绿色食品的呼声越来越高。为使蔬菜产业向着高产优质的方向发展，很多设施菜地、无土栽培技术、有机生态农业等已在全国各地蓬勃发展。其中，作为无公害蔬菜和绿色蔬菜的评价指标之一，重金属含量在生产基地、生产过程和产品中都有严格的限定标准。无土栽培基质也较容易受到重金属污染，如李静等[4]发现煤渣是引起基质重金属含量超标的主要因素，通过寻找理想的无土栽培基质来解决重金属超标问题，也是无公害蔬菜生产的重要任务。

1.1 蔬菜重金属污染为害及研究现状

世界各国都存在不同程度的重金属污染，如日本20世纪50年生的水俣病（汞污染）、骨痛病（镉污染），防治重金属环境污染已成为一个刻不容缓的世界性课题[5]。我国的重金属污染问题较为严峻，国家环保部数据显示，2009年重金属污染事件致使4 035人血铅超标、182人镉超标，引发32起[6]，其中的典型案例有陕西宝鸡市凤翔县长青镇的血铅超标事件、湖南浏阳市湘和化工厂镉污染事件等[7]。仲维科等[8]研究发现，按食品卫生标准，我国各主要大中城市郊区的蔬菜都存在一定的重金属超标现象，其中Cd、Hg、Pb的污染尤为明显。迄今为止，国内已对北京、上海、天津、贵阳、大同、蚌埠、成都、寿光、哈尔滨、福州、长沙等大中城市郊区菜园土壤及蔬菜中重金属污染状况进行过较为系统的调查研究。蔬菜农药残留和重金属超标问题已成为我国发展蔬菜出口中的忧中之忧。随着中国加入WTO，蔬菜出口面临着巨大的绿色壁垒[9] 。

国内外众多学者对蔬菜的重金属污染问题进行了研究，其中对十多种陆生和水生蔬菜的镉、铜、锌、铅、汞、镍、铬及砷等重金属的为害进行了分析研究。土壤中的重金属元素通过抑制植物细胞的分裂和伸长、刺激和抑制一些酶的活性、影响组织蛋白质合成、降低光合作用和呼吸作用、伤害细胞膜系统，从而影响农作物的生长和发育。王林等[10，11]先后研究了Cd、Pb及其复合污染对茄果类蔬菜辣椒和根茎类蔬菜萝卜生理生化特性的影响，发现辣椒的生长发育、氮代谢、膜系统、根系和光合系统都受到一定的伤害，萝卜的生理生化指标也受到明显抑制，细胞膜透性显著升高，并且Cd、Pb复合污染的毒害作用始终比单一污染强，说明Cd、Pb复合污染表现为协同作用。他们的研究结果与秦天才等[12]研究的Cd、Pb及其复合污染对叶菜类蔬菜小白菜的影响结果一致，小白菜除出现植株矮化、失绿和根系不发达等直接毒害表现外，还出现叶绿素含量降低、抗坏血酸分解、游离脯氨酸积累、硝酸还原酶活性受到抑制等现象。

1.2 陆生蔬菜地重金属污染现状

蔬菜是易受重金属污染的作物之一，对重金属的富集系数远远高于其他农作物，因此蔬菜重金属污染问题更加突出。目前全国主要大中城市的菜地土壤和蔬菜重金属污染的状况已基本掌握[13]。土壤和蔬菜中重金属污染以砷、铬、镉、汞、铅、铜（Cu）、镍（Ni）、锌（Zn）等为主。一般对同一类蔬菜来说，Cu、Cd、Zn为高富集元素，Hg、As、Cr为中等富集元素，Ni、Pb为低富集元素[14]。其中，城市中的矿区周围、污灌地和交通干线两侧农田的重金属污染程度较严重，蔬菜中的重金属含量超标更为严重。黄绍文等[15]研究发现，河北定州市北城区东关村城郊公路边菜田土壤Cu、Zn、Pb 和Cd总量和韭菜可食部分Pb含量总体上均随与公路距离的增加呈降低的趋势。而且，不同的土壤类型，其有机质含量、孔隙度、酶活性、pH值、CEC值（Cation exchange capacity，阳离子交换量）等理化特性不同，直接影响重金属在土壤中的迁移与固定，从而影响蔬菜对其的吸收与富集[16]。一般认为土壤胶体带负电荷，而绝大多数金属离子带正电荷，所以土壤pH值越高，金属离子被吸附的越多，进入蔬菜体内的越少。土壤中的腐殖质能提供大量的螯合基团，对很多重金属元素有较强的固定作用，使进入蔬菜中的重金属减少。因此，我们可以依据不同蔬菜对不同重金属的富集差异以及不同的土壤条件选择相应的蔬菜类别，合理布局种植地，也可以通过施用土壤改良剂、有机肥等改善土壤理化性质，降低重金属离子的活性，从而减轻重金属的污染。

1.3 水生蔬菜重金属污染现状

水生蔬菜通常是指生长在淡水中、产品可作蔬菜食用的维管束植物。我国是众多水生蔬菜的发源地，栽培历史悠久，主要包括莲藕、茭白、荸荠、水芹、慈姑、莼菜、芡实、菱、水芋等[17]。作为我国的特产蔬菜，水生蔬菜已成为农业种植结构中的重要组成部分[18]，国内现有栽培面积有66.7万hm2以上，主要集中在长江流域、珠江流域和黄河流域，我国水生蔬菜栽培面积和总产量均居世界前列。我国也是世界水生蔬菜的主要生产国和出口国，全国已有众多特色鲜明的水生蔬菜基地[19，20]。

相对陆生蔬菜而言，水生植物不仅可以从根部摄入重金属，而且因其维管组织、通气组织发达，更容易从生长环境中吸收或转移重金属元素，并长久的富集于体内。国家食品标准规定了水生蔬菜产品重金属最大限度As、Pb、Hg、Cd、Cr分别为0.5、0.2、0.01、0.05、0.5 mg/kg，和其他蔬菜作物相同[19]。水生蔬菜各器官对重金属的吸收也受多种因素影响，如环境中重金属浓度、重金属的有效性、水体富营养化以及不同水生蔬菜对各重金属元素特有的富集特性等[21]。如许晓光等[22]研究发现，随着Cd、Pb浓度的增加，莲藕各器官的重金属累积量也相应增多，并且随着生长期的延长，莲藕各器官中Cd、Pb含量逐渐增加。但是，由于蔬菜、重金属和土壤类型不同，生长环境条件、重金属性质与含量不同以及重金属的存在形态、复合污染等种种复杂因素，使得重金属的为害呈现出复杂性，例如不同蔬菜对同种重金属、同种蔬菜对不同重金属以及同种蔬菜的不同器官中对重金属的吸收和累积均存在着差异。李海华等[23]检测了Cd在12种粮食和蔬菜作物不同器官的含量后发现，除了萝卜，Cd在其他作物的根部中含量是最高的；不同种类重金属在莲藕各器官中的累积量也不同，如Cd含量为匍匐茎>荷叶>藕>荷梗，而Pb含量为匍匐茎>荷梗>藕>荷叶，这些研究为我们有效控制水生蔬菜重金属污染提供了可靠的依据和科学指导。

2 土壤重金属污染治理及其研究进展

目前，国内外治理土壤重金属污染的主要措施包括工程措施、物理修复措施、化学修复措施、生物修复措施以及农业生态修复措施。

①工程措施 主要包括客土、换土、去表土、排土和深耕翻土等措施，其中排土、换土、去表土、客土被认为是4种治本的好方法。工程措施具有效果彻底、稳定等优点，但是工程量大、费用高，破坏原有土体结构，引起土壤肥力下降，并有遗留污土的问题。

②物理修复措施 主要有电动修复和电热修复等。前者是在电场的各种电动力学效应下，使土壤中的重金属离子和无机离子向电极区运输、集聚，然后进行集中处理或分离[24]；后者是利用高频电压产生的电磁波和热能对土壤进行加热，使污染物从土壤颗粒内解吸并分离出来，从而达到修复的目的。此两种方法都是原位修复技术，不搅动土层，并缩短修复时间，但是操作复杂，成本较高。现在，一些发达国家还在污染严重地区试行玻璃化技术、挖土深埋包装技术、固化技术等，但是限于成本高等原因，普及率不高。

③化学修复措施 目前常用的是施用改良剂（抑制剂、表面活性剂、重金属拮抗剂等）、淋洗、固化、络合提取等。施用改良剂主要通过对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用，来降低重金属的生物有效性。淋洗法是用清水淋洗液或含有化学助剂的水溶液淋洗被污染的土壤。固化技术是将重金属污染的土壤按一定比例与固化剂混合，经熟化后形成渗透性低的固体混合物。络合提取是使试剂和土壤中的重金属作用，形成可溶性重金属离子或金属-试剂络合物，最后从提取液中回收重金属并循环利用提取液。化学修复是在土壤原位上进行的，简单易行，但不是永久性修复，它只改变了重金属在土壤中的存在形态，重金属元素仍保留在土壤中，容易被再度活化，不适用于污染严重区[25]。

④生物修复技术 主要集中在植物和微生物两方面。国内对植物修复研究较多，动物修复也有涉及，而国外在微生物修复方面研究较多。植物修复技术是近年来比较受关注的有效修复技术，根据其作用过程和机理又分为植物提取、植物挥发和植物稳定3种类型[26]。a.植物提取，即利用重金属超累积植物从土壤中吸收重金属污染物，随后收割植物地上部分并进行集中处理，连续种植该植物以降低或去除土壤中的重金属；b.植物挥发，其机理是利用植物根系吸收重金属，将其转化为气态物质挥发到大气中，以降低土壤重金属污染；c.植物稳定，利用耐重金属植物或超累积植物降低重金属的活性，其机理主要是通过金属在根部的积累、沉淀或利用根表吸收来加强土壤中重金属的固化。

微生物修复技术的主要作用原理有5种类型。

a.通过微生物的各种代谢活动产生多种低分子有机酸直接或间接溶解重金属或重金属矿物；b.通过微生物氧化还原作用改变变价金属的存在状态；c.通过微生物胞外络合、胞外沉淀以及胞内积累实现对重金属的固定作用；d.微生物细胞壁具有活性，可以将重金属螯合在细胞表面；e.微生物可改变根系微环境，提高植物对重金属的吸收、挥发或固定效率，辅助植物修复技术发挥作用。

但生物修复受气候和环境的影响大，能找到的理想重金属富集植物比较少，并且这类植物的生长量一般较小，修复周期长，很难有实际应用价值[27]。

⑤农业生态修复 包括农艺修复和生态修复两方面。前者主要指改变耕作制度、调整作物品种，通过种植不进入食物链的植物等措施来减轻土壤重金属污染；后者主要是通过调节土壤水分、养分、pH值和氧化还原状况等理化性质及气温、湿度等生态因子，对重金属所处的环境进行调控。但是此修复方式易受土壤性质、水分条件、施肥状况、栽培方式以及耕作模式等情况的影响，结果有很大的不确定性[25]。

国内现阶段对土壤重金属污染治理采用较多的措施是施用化学改良剂、生物修复、增施有机肥等。国外对改良、治理重金属污染土壤较先进的方法主要有固定法、提取法、生物降解法、电化法、固化法、热解吸法等。尽管这些方法都具有一定的改良效果，但都有局限性。土壤重金属污染的治理依然任重而道远，如何阻止蔬菜、粮食作物吸收的重金属通过食物链富集到人体成为亟待解决的焦点问题。

3 生物炭的特性及其修复重金属污染土壤的研究进展

3.1 生物炭及其特性

①生物炭（Biochar）定义 生物炭是生物质热解的产物。由于生物炭的广泛性、可再生性和成本低廉，加上生物炭本身的优良特性，使其在土壤改良和污染修复上体现出很大的优势。国内外对生物炭的科学研究真正始于20世纪90年代中期[3]，目前对生物炭并没有一个统一固定的概念，但是国内外文献中生物炭的定义中包括生物质、缺氧条件（或不完全燃烧）、热解、含碳丰富、芳香化、稳定固态、多孔性等诸多关键词[28～35]，这些关键词反映了生物炭的来源、制备条件和方式、结构特征。而国际生物炭倡导组织在定义中指定了其添加到土壤中在农业和环境中产生的有益功能，强调其生物质原料来源和在农业科学、环境科学中的应用，主要包括应用于土壤肥力改良、大气碳库增汇减排以及受污染环境修复。

②生物炭特性 a.孔隙结构发达，具有较大的比表面积和较高的表面能[36]。不同材料、不同裂解方式产生的生物炭的比表面积差别很大[37～39]，较高的热解温度有利于生物炭微孔结构的形成。张伟

明[40]通过比较花生壳、水稻秸秆、玉米芯以及玉米秸秆4种材质在炭化前后的结构，发现炭化后所形成的碳架结构保留了原有主体结构，但比原有结构更为清晰、明显。原有生物炭的部分不稳定、易挥发的结构在热解过程中逐渐消失或形成微小孔隙结构。陈宝梁等[41]用橘子皮在不同热解温度下制备得到生物炭，经过元素分析、BET-N2表面积、傅里叶变换红外光谱法测试，对比生物炭的组成、结构，并结合其结构分析生物炭对有机污染物的作用。

b.表面官能团主要包括羧基、羰基、内酯、酚羟基、吡喃酮、酸酐等，并具有大量的表面负电荷以及高电荷密度[42]，构成了生物炭良好的吸附特性，能够吸附水、土壤中的金属离子及极性或非极性有机化合物。但是生物炭的表面官能团也会随热解温度的变化而不同。陈再明等[43]研究发现，水稻秸秆的升温裂解过程是有机组分富碳、去极性官能团的过程，随着裂解温度的升高，一些含氧官能团逐渐消失，这与其他生物质制备炭的过程一致[41，44]。

c.pH值较高。生物炭中主要含有C（含量可达38%～76%）、H、O、N 等元素，同时含有一定的矿质元素[45]，如Na、K、Mg、Ca等以氧化物或碳酸盐的形式存在于灰分中，溶于水后呈碱性，加上其表面的有机官能团可吸收土壤中的氢离子，添加到土壤中可提高土壤的pH值，Yuan等[46]研究证明，生物炭能够显著地提高酸性土壤的pH值，增加土壤肥力，因而可用于酸性土壤的改良。但一般来说，生物炭的pH值取决于其制备的原料[45]，如灰分含量较高的畜禽粪便制成的生物炭比木炭或秸秆炭有更高的pH值。此外，裂解温度越高，pH值也会越高[47]。

d.阳离子交换量（CEC值）较高。这与其表面积和羧基官能团有关[48]，当然与其生物质原料来源密不可分[49]。生物炭的CEC值高，容易吸附大量可交换态阳离子，提高土壤对养分离子Ca2+、K+、Mg2+和NH4+等的吸附能力，从而提升土壤的肥力，减少养分的淋失，提高营养元素的利用率。

e.化学性质稳定，不易被微生物降解[50]，抗氧化能力强。生物炭具有高度的芳香化结构，有很高的生物化学和热稳定性[51]，可长期保存于环境和古沉积物中而不易被矿化。生物炭氧化分解缓慢，如Shindo[52]研究发现，经过280 d培养，添加草地放火形成的生物炭的土壤与没有添加生物炭的土壤排放的CO2量相近，说明生物炭分解非常少。

3.2 生物炭降低重金属的有效作用机制

生物炭降低重金属的生物有效性，主要是通过降低植物体内重金属的含量、促进植物的生长来体现。研究显示，将生物炭添加到受重金属污染的土壤中后，生物炭不仅可以直接吸附或固持土壤中的重金属离子，从而降低土壤溶液中重金属离子浓度，还可以通过影响土壤的pH值、CEC值、持水性能等理化性质来降低重金属的移动性和有效性，减少其向植物体内的迁移，降低其对植物的毒性，从而减少对动物及周围环境造成的影响。

生物炭具有很大的比表面积、表面能和结合重金属离子的强烈倾向，因此能够较好地去除溶液和钝化土壤中的重金属。安增莉等[53]将生物炭对土壤中重金属的固持机理主要分为3种，①添加生物炭后，土壤的pH值升高，土壤中重金属离子形成金属氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐沉淀，或者增加了土壤表面活性位点[54]；②金属离子与碳表面电荷产生静电作用；③金属离子与生物炭表面官能团形成特定的金属配合物，这种反应对与特定配位体有很强亲和力的重金属离子在土壤中的固持非常重要[55，56]。周建斌等[57]试验表明，棉秆炭能够通过吸附或共沉淀作用来降低土壤中Cd的生物有效性，使在受污染土壤上生长的小白菜可食部分和根部Cd的积累量分别降低49.43%～68.29%和64.14%～77.66%，提高了蔬菜品质。Cao等[55]发现生物炭对Pb的吸附是一个双Langmuir-Langmuir模型，84%～87%是通过铅沉淀，6%～13%是表面吸附，添加未处理的粪便和200℃热解产生的生物炭处理中，铅主要以β-Pb9（PO4）6形式沉淀，而在350℃热解产生的生物炭处理中则是以Pb3（CO3）2（OH）2形式存在，其中200℃热解产生的生物炭，吸附效果最好，达到680 mmol/kg，是遵循简单Langmuir吸附模型的一般活性炭的6倍。Wang等[58]发现竹炭对水溶液中Cd2+的吸附行为最适合Langmuir吸附模型，最大吸附力是12.8 mg/g；而刘创等[59]发现竹炭对溶液中镉离子的吸附行为符合Freundlich吸附模型；陈再明等[60]研究了在不同热解温度下制备的水稻秸秆生物炭对Pb2+的吸附行为，符合准一级动力学方程，其等温吸附曲线适合Langmuir方程。吴成等[61]还发现，玉米秸秆生物炭对重金属离子的吸附与水化热差异有关，金属离子水化热越大，水合金属离子越难脱水，越不易与生物炭表面活性位点反应。

重金属进入土壤后，通过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等各种反应形成不同的化学形态，并表现出不同的活性[62]。但是土壤化学性质（pH值、EH值、CEC值、元素组成等）、物理性质（结构、质地、黏粒含量、有机质含量等）和生物过程（细菌、真菌）及其交互作用都会影响重金属在土壤中的形态和有效性。已有众多研究显示，将生物炭施加到土壤中可改善土壤的理化性质，提高土壤孔隙度、表面积、土壤离子交换能力[42]、pH值[63]，降低土壤容重，增强土壤团聚性、保水性和保肥性[64，65]，为土壤微生物生长与繁殖提供良好的环境，并增强微生物的活性[66～68]，减少土壤养分的淋失，促进养分的循环，并且可以增加土壤有机碳的含量[69] 。这些性质的改良都有利于促进土壤中有害物质的降解和失活，使土壤中的重金属离子形态发生变化。

3.3 影响生物炭降低重金属污染有效性的因素

①生物炭的原料和制备温度 生物炭来源是决定其组成及性质的基础，Shinogi等[70]证明动物生物质来源的生物炭比植物生物质来源的生物炭C/N比更低，灰分含量、阳离子交换量和电导率更高。Uchimiya等[71]还发现山核桃壳制备的酸性活性炭和生活垃圾制备的碱性生物炭在酸性土壤中对Cu2+的吸附好于在碱性土壤中。但是，关于生物炭热解温度对其特性的影响还存在争议，如Cao等[72]认为与由粪肥制造的生物炭随温度变化的特点相似，比表面积、含碳量以及pH值都随着温度的升高而升高，吸附的Pb2+随温度的升高可达到100%。而吴成等[73]却发现Pb2+或Cd2+吸附初始浓度相同时，热解温度为150～300℃的生物炭中极性基团含量增加，生物炭吸附Pb2+和Cd2+的量增大；热解温度为300～500℃的生物炭中极性基团含量减少，生物炭吸附Pb2+和Cd2+的量降低。目前，普遍认为热解温度升高，生物炭比表面积、灰分含量增大[72]，而在CEC值方面还存在争议。

②生物炭本身的pH值、CEC值、有机质含量以及表面官能团的性质 通常情况下，土壤pH值、CEC值、有机质含量越高，越不利于重金属向有效态转化。由于生物炭本身具有较高的pH值、CEC值和有机质含量，故将其施加于土壤中可以提高土壤的pH值、CEC值和有机质含量[74]。Wang等[58]的试验证明，pH值高（≥8）有利于Cd2+的吸附和去除。祖艳群等[75]进行大田调查也发现，提高土壤pH值有助于降低蔬菜中镉的含量，并认为对于土壤重金属镉污染严重的地区，通过提高土壤pH值降低蔬菜中镉含量是可行的。王鹤[76]通过试验证明了生物炭不仅可以通过简单吸附来降低有效态铅含量，还可以通过提高土壤pH值和有机质含量来促进有效态铅向其他形态转化，从而降低土壤中铅的生物有效性。Uchimiya等[56]用不同温度生产的生物炭对水中和土壤中的Cd2+、Cu2+、Ni2+和Pb2+进行了研究，发现高温热解能够使生物炭表面的脂肪族等基团消失并形成吸附能力强的表面官能团，同时随着生物炭的pH值升高，其对重金属离子的吸附和固定加强，也说明了生物炭对重金属的吸附与生物炭的表面官能团和pH值有关。官能团可能与亲和特定配位体的重金属离子结合形成金属配合物，有些亲水性含氧官能团还能使生物炭吸附更多的水分子，形成水分子簇，可有利于重金属离子向生物炭微孔扩散，从而降低重金属离子在土壤中的富集；而土壤pH值的升高，促使重金属离子形成碳酸盐或磷酸盐等而沉淀，或者增加土壤表面的某些活性位点，从而增加对重金属离子的吸持。

③重金属的形态与性质 重金属的形态是指重金属的价态、化合态、结合态和结构态4个方面，即某一重金属元素在环境中以某种离子或分子存在的实际形式。重金属形态是决定其生物有效性的基础。重金属的总量并不能真实评价其环境行为和生态效应，其在土壤中的形态、含量及其比例才是决定其对环境造成影响的关键因素。对于重金属形态，目前比较常用的是欧洲共同体参考局（European Community Bureau of Reference，BCR）提出的标准，分为酸溶态（如可交换态和碳酸盐结合态）、可还原态（如铁锰氧化物结合态）、可氧化态（如有机物和硫化物结合态）和残渣态4种，所用提取方法称为BCR提取法。研究表明，酸溶态是植物最容易吸收的形态，可还原态是植物较易利用的形态，可氧化态是植物较难利用的形态，残渣态是植物几乎不能利用的形态。前两者即为重金属有效态，生物有效性高；后两者为重金属稳定态，迁移性和生物有效性低[77，78]。关于生物炭对重金属生物有效性的影响，已有研究结果[79～82]认为，生物炭的施入对土壤中重金属离子的形态和迁移行为有明显作用，即生物有效性高的水溶态、交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态重金属的浓度都显著下降，而植物较难利用的有机结合态、残渣态重金属的浓度显著上升，从而降低植株体内的重金属含量。

④土壤类型 在生物炭―土壤―植物系统中，土壤的砂、黏、壤质类型不同，理化性质差异很大，对重金属有效性和生物炭的作用发挥会产生不同影响。例如，Uchimiya等[71，83]研究生物炭修复土壤中Cu2+的吸附等温线及阳离子的释放时发现，在黏土和碱性土壤中，生物炭对Cu2+有显著的吸附能力，在侵蚀土壤、酸性肥沃土壤中，生物炭对Cu2+的吸附能力很弱。Beesley等[84，85]在被As、Cd、Cu、Zn等污染的棕色土地区和含As、Cd、Cu、Pb和Zn较高的城市土中，添加450℃热解硬木材产生的生物炭（生物炭体积比30%），发现在柱淋溶试验中，Cd和Zn的量分别减少300倍和45倍。佟雪娇等[86]用添加4种农作物秸秆制备的生物炭提高了红壤对Cu2+的吸附量，有效降低了Cu2+在酸性红壤中的活动性和生物有效性。黄超等[87]研究发现，施加生物炭到贫瘠的红壤中能明显降低土壤酸度，增加盐基饱和度，提高土壤团聚体数量和田间持水量，降低土壤容重，明显提高红壤的速效氮、磷、钾含量，增加土壤保肥能力，改善植物生长环境，并发现施用生物炭对肥力水平较低的红壤改善作用更明显。

4 生物炭对蔬菜产量的影响

国内已有学者系统综述过施用生物炭对土壤的改良作用、作物效益[88]以及肥效作用[49]的研究进展。施用生物炭可改善土壤肥力和养分利用率，维持农田系统的高产、稳产。许多研究表明，生物炭对许多作物生长和产量有促进作用，其中，对增产效应方面主要研究的蔬菜有菜豆[89]、豇豆[90，91]、萝卜[92，93]、菠菜[94]、白萝卜[95]等。关于施用生物炭使作物增产的原因包括提高了土壤pH值，增加了有效磷、钾、镁和钙含量，降低了重金属元素的有效性；为养分的吸附和微生物群落的生存提供了较大空间；可以作为滤膜，吸附带正电或负电的矿物离子；增加了土壤孔隙度和土壤持水性，改善了土壤物理性状，促进植物和根系的生长；增加了土壤电导率、盐基饱和度及可交换态养分离子等；促进了原生菌、真菌等的活性，从而促进了作物生长[96]。单施生物炭就能够促进作物生长或增产，将生物炭与肥料混施，或复合后对作物生长及产量促进作用更显著，因为将生物炭和肥料混施或复合施用，可以发挥两者的互补或协同作用，生物炭可延长肥料养分的释放期，减少养分损失[34]，反之肥料消除了生物炭养分不足的缺陷[97]。也有众多学者研究过生物炭对粮食作物的增产作用，如Major[98]施加生物炭于哥伦比亚草原氧化土中，通过4 a的种植，发现玉米第2，3，4年分别增产28%、30%、140%。但是，还缺乏在不同土壤类型上种植不同作物的大田试验来进一步验证这些增产效果。

然而在需要人为添加营养的无土栽培中，情况有所不同。Graber等[99]添加不含营养成分的木质生物炭到椰纤维+凝灰岩的无土基质中，种植的番茄和辣椒生长量增加既不是因为直接或间接的植物营养成分含量的提高，也不是因为无土基质持水性增强，推测和验证了2个可能机制，一是生物炭可引起微生物群体向有益植物生长的方向转变；二是生物炭中的化合物引起毒物兴奋效应，因而具有生物毒性的化学物质或者高浓度生物炭就会刺激生长并引起系统抗病性。Nichols等[100]证明了生物炭比其他水培基质性能更优越，并且能够通过再次热解进行杀菌，从而破坏潜在的致病菌。Elad等[101]也验证了添加生物炭可以促使辣椒和番茄对灰霉病菌和白粉病菌产生系统抗性，并使辣椒具有抗螨性。可见生物炭不仅可以通过影响土壤pH值、CEC值、盐基饱和度、电导率、交换态氮和磷有效性，提高钾、钙、钠、镁等营养物质的利用率，从而提高作物产量[102]，而且可以运用到无土栽培中杀菌抗病，促进植物生长。目前市场上交易的生物炭多用于改良栽培基质和促进粮食作物增产，将其应用于蔬菜安全生产必然有广泛的应用前景。

5 展望

种种研究表明，生物炭对重金属污染土壤和水体的治理效果明显，促进作物生长的潜力巨大，张伟明[40]系统研究了生物炭的理化性质（结构与形态、比表面积与孔径特征、因素组成以及吸附性能等）及其对不同作物生长发育的作用、对土壤理化性质的影响以及炭肥互作对大豆生长发育和产量与品质的影响，初步探讨了生物炭对重金属污染农田修复的作用，再一次有力地证明了生物炭优良的理化性质对土壤系统的改良作用、对促进作物产量与品质的有利影响以及修复重金属污染土壤的巨大潜力，并指出中国的生物炭应用技术已具备了一定基础，且处于快速发展时期。但是将生物炭广泛应用于蔬菜生产安全上，仍有几个关键点需要解决。

①虽然已有研究认为生物炭能产生良好的农用和环境效益，但是对于生物炭的最优施用条件、最佳施用量及相关机理还没有明确定论。比如，有些试验在较低用量下即产生影响，有些则显示高用量下才有效果，甚至还有些产生不良影响[87]，不同作物、不同地域、不同基质和不同管理条件等可能表现出不一样的结果；生物炭对重金属等污染物的作用是络合、螯合、吸附、截留或沉淀等都尚不明确。

②生物炭对施入环境的有益作用已受到人们的广泛关注，但是其对生态环境可能产生的负面效应还不十分明确，如生物炭在热解过程中可能产生少量有毒物质，生产的高温分解过程也会增加温室气体的排放等[103]。

③由于生物炭是直接施加到土壤和溶液中的，吸附或固持了污染物之后依然留在其中，不清楚污染物以后是否会被重新释放出来而恢复生物毒性。成杰民[104]认为，除了研究吸附剂的氧化稳定性、吸附稳定性和释放规律外，最安全的方法就是将吸附后的钝化剂从土壤中彻底移除，但目前还没有相应的措施。

④生物炭的老化或氧化分解问题。Uchimiya

等[105]认为，生物炭的老化主要表现在对环境污染物尤其是对天然有机物吸附的减少，及其自身的氧化分解作用。但由于生物炭稳定性高，氧化分解的速度缓慢（分解机理尚不明确，生物降解和非生物降解过程可能共存），在有限的试验周期内还无法观察到其氧化后的结果，对生物炭施用后的长期效应方面的研究亟待开展。

⑤目前国内关于生物炭方面的研究，还停留在实验室和田间阶段[103]，并没有得到大规模的生产和应用，推广和使用所需要的技术支持也还处于起步阶段。降低生物炭的生产成本，也将关系到生物炭未来发展的应用潜力。

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篇12

[关键词]生物强化技术;污水处理;作用机理;现状

中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0367-01

生物强化技术的污水处理过程主要是指的通过厌氧生物的作用之下将水中的有机物转化为甲烷的过程，这整个处理过程是在厌氧的状态之下进行的，所以说能够充分发挥和利用这些微生物的新陈代谢作用。总体上来说，这是一个涉及到生物学与化学的多种学科的过程，虽然说当下很多地方已经在用这种方式进行污水的处理了，但是其中的细节方面还是有很多问题的。

一、生物强化技术的基本概述

现在污水处理过程中采用的生物强化技术通常是采用6间含有相同生物成分的滤池组成的，让这6间滤池并联运行就能够达到预定的处理效果。

未经过滤的水在进入生物滤池时，都是由总水渠分流到各个单位的分支流水渠。为了保证滤池底部的水位分布均匀，都是通过底部开小孔分层过滤来实现的，在滤池中也有分布很多悬浮的滤料，例如硝化作用的自养型细菌，当污水过滤经过时，氨氮则会被硝化菌氧化成硝酸盐。而这个作用完成时所需要的氧气就是通过布置在滤池底部的曝气系统来提供的，采用水与空气同方向穿向滤床的方式，在滤料的拦截作用下能够提高氧气的传输效率。

二、生物强化技术的作用机制

1、高效降解菌直接作用

其实如果将生物强化技术的作用机制进行细分的话，这可以说是最普遍的一种方式，也是现在很多地方的污水处理过程中最常用的一种方式。首先人为的将高效的降解菌进行筛选，这样就能够得到以我们要分解的目标污染物为能源的菌株，再利用这些菌株的代谢作用直接分解这些污染物。

通过上面的简述就可以看出，影响这个过程效果的就是后期菌株的筛选工作了，但是这种污水处理方式的效果非常好，通常用于成分复杂的工业废水的处理当中。而且通过实际的污水处理过程我们发现，将不同的菌株进行混合使用，那么最终的处理效果将会更好，而且通过实际的使用我们发现，对于一些特定的物质在低温状态下的祛除率已经能够达到百分之100。

2、不同微生物之间的共同代谢作用

有些有害物质虽然不能够被微生物的代谢作用直接降解，但是因为某些物质的存在，所以说微生物就能够改变这些有害物质的结构。这种“无害化”的处理其实是祛除这种物质的关键环节，我们通常称这种作用叫做“共代谢作用”。一般分为以下几个类型：对二级基质的共同氧化以及微生物的协同作用下对于二级基质的利用。有人尝试过用外加基质的方式来祛除浮选废水中的苯胺黑药，结果发现当基质与污染物的比例在1比1的时候，就能够达到最佳的处理效果。如果基质过多，那么共代谢作用的效果就会低于实际的效果，基质过少就不能够满足微生物生长的需求了，所以说像入上文当中提到的实例那样，在实际的使用过程中一定要寻求两者的平衡。

三、高效降解菌类的获取

其实大自然在亿万年的演变之下，诞生的很多微生物也能够进行特定污染物的讲解。但是这个过程是非常缓慢的，而在污水处理过程中这样菌类显然是没有使用价值的，但是随着科技的发展我们可以利用一定的技术手段构建出有理想的讲解效果的菌类。基因工程就是一个很好的例子，通过原生质的融合以及基因重组等方式，我们可以改变很多菌类的结构，这样就从根本上改变了他们的分解速率。而且在共代谢的过程中，如果能够将底物的专一性拓宽，那么就能够让整个过程维持在低浓度之下，这对于维持整个反应的稳定性是很有帮助的。还有就是可以利用常规的微生物手段去分离菌株，就是说将由特定降解能力的微生物进行多次培养，就能够“纯化”这一特性。这也是现在最常用的加强微生物的分解能力的方式，但是在这个过程中要注意对环境的安全性以及对于污水的适应性和耐受力这几个因素。

四、生物强化技术的优势

1、在恶劣条件下的适应能力较强

在生物处理系统的应用过程中，我们不难发现很多的微生物无法适应低温的环境，从而使得生物活性降低，影响生物处理系统的处理效果。能够适应低温环境的微生物，由于长期的生活在低温的环境下，在自然选择的结果中生存了下来，为生物处理系统的时间创造了可能性。例如在研究用尼古丁降解细菌在生物反应器处理烟草废水的时候，研究结果表明，在未经生物强化系统中，DNA蛋白质和蛋白羰基的指数明显上升，但是尚未在生物强化反应器中发现这一点，说明降低毒性的物质的含量可以提高在系统中的活性。

2、应用的范围较广

生物强化技术在处理污水中难以降解的物质或者是有毒性的物质的时候发挥了巨大的优势，该项技术具有相当大的应用可能和发展前景。

3、缩短处理系统的启动时间

国外的学者经过研究发现，如果在反应过程中加入硝化细菌就能够增强整体的硝化活性，这样就可以提高整体的微生物活性，促进他们在生物膜内的扩散与存活。在这个过程中诞生的硝化细菌其实与最初始的消化细菌的功能相一致。通过这样的过程就能够实现一般污染物的完全降解，而且还能够缩短整体系统的启动时间。

【总结】生物强化技术是近年来在污水处理方面取得了很好的效果的一项生物化学技术，目前对于很多生活污水以及工业废水，我们都能够运用这项技术使其能够达到合格的排放标准。所以说推广这项技术是符合当下倡导的保护生态环境的理念的，但是从这项技术本身来说，未来我们还需要在现有的基础上进行强化并且拓宽它的使用范围，这才能够更好的促进这项技术的应用。上文是笔者对此的总结，希望能够对推动这项技术的完善起到一定的作用。

参考文献

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篇13

关键词：林业生物灾害；施药新技术；施药器具

【分类号】S769

1 林业生物灾害

林业生物灾害是由于极端的自然、人为因素或者它们的共同作用，使森林生态系统能量交换、物质循环、信息传递的有序状态遭到破坏，森林生态系统失衡，少数生物抢占生态位，森林资源遭到破坏，造成林业生物灾害。林业生物灾害包括森林植物感染病虫鼠害、有害植物侵入和野生动物感染疫病等。

2 地面施药新技术

2.1 精准施药

精准施药技术就是利用现代农林生产工艺和先进技术，设计在自然环境中基于实时视觉传感或基于地图的农药精确使用方法，该方法涵盖施药过程中的目标信息采集、目标识别、施药决策、可变量喷雾执行等农药精确使用的主要技术要点，节约农药、提高农药使用效率和减小环境污染，实现有害生物防治的智能化、精确化和自动化，促进生态环境保护和林业生产的可持续发展。概言之，精准施药技术就是要实现定时、定量和定点施药。

采用可变量技术的农药喷雾技术，可以准确地根据有害生物危害状况和林分性质进行精确处理，林间喷雾是不均匀的，是随各点危害程度及其环境性状不同适当调整农药施用量，避免农药的浪费和环境的污染，使林业有害生物防治更加高效、优质。

2.2 TIT法

有害生物的TIT防治方法，是根据TTR法改进而来。TTR法使用化学药剂进行被动防治，防治效果难以保证，而且对环境有一定的扰动。为此，张国庆（2012）将TTR法进行改进，发展为TIT法。

TIT法就是对有害生物实施诱捕（trap）、接菌（inoculated-pathogen）、传染（transmission）的防治方法。首先使用引诱剂诱捕有害生物，然后使有害生物身体沾上微生物农药，让有害生物携带微生物农药进入其群体生活空间，互相传染，从而达到防治的目的。对于有些有害生物（如苍蝇、蚊子等），还可以不经过诱集，直接对其群体生活空间（污水池、粪坑、池塘、稻田、水沟等）投放微生物农药接菌，让其感染死亡。

此外，还可以将TIT法中的微生物农药替换成其他药剂（如兴奋剂），让害鼠害兔食用后烦躁不安，在窝内群扭，造成害鼠害兔伤亡。或者将微生物农药替换成性兴奋剂+不育剂，使目标有害生物疯狂寻找异性滥交，阻止目标有害生物的正常，使目标有害生物密度降低至安全水平。

因此，TIT法适合于个体间接触较为频繁的有害生物防治，其具有以下明显优点：①目标准确。TIT法引诱剂是针对目标有害生物设计的，不会对非靶标生物造成伤害。②对环境安全。将TTR法中的化学农药改为微生物农药，使得有害生物防治对环境扰动小，没有污染，对人畜安全。③持续控制。由于使用了生物农药，可以实现多次传染，达到持续控制的目的。④防治成本低。操作简单，方便快捷，用药量小，防治用工量少，又能持续控制，大大降低了防治成本。⑤高效。对有些顽固性有害生物，如苍蝇、蟑螂等，由于其持续控制作用，可以实现3～5年无危害。

就白僵菌TIT法防治白蚁、蟑螂、苍蝇、蚊子等顽固性有害生物来说是非常有效的，防治方法简单，成本低，并能实现可持续控制，对环境无污染，对人畜安全。对蚊子来说，为了达到更好的防治效果，建议间隔2～3年在孑孓活动场所投放2～3次白僵菌。

2.3缓释药包

将控释药包挂置在植株上，让药包内药剂随雨水缓慢释放防治有害生物。药剂为必须具有内吸性（向上传导）、吸湿性、溶于水的固体，其中用于生产食品的植株防治的药剂必须符合国家农药管理规范。为了提高药剂防治效果，药剂中可以添加适量的分散剂、湿润剂、展着剂、乳化剂、抗光解剂、抗氧化剂和吸附剂。

2.4 风送式静电喷雾

风送式静电喷雾技术（air-assisted electrostatic spraying），首先把药液通过压力雾化或旋转雾化方式形成雾滴，经过充电电极使雾滴带电，并在气流的作用下二次雾化，由静电力和气流将雾滴送到植株上。风送式静电喷雾技术具有如下明显优点：①利用气流的推动作用，改善了静电喷雾雾滴穿透性弱的不足，有利于对茂盛、高大林木的病虫害的防治。②合理控制静电喷雾时的气流，喷雾飘移损失将会很明显减少，环境污染小。③带上静电后的雾滴，其表面张力会降低，减少雾化阻力，提高雾化程度，雾滴在植株上不易朝着最小表面积凝聚，有利于植株对雾滴的吸附。同时，气流更易于使雾滴在叶片及虫体上铺展，将会明显地提高杀虫效果。

3 航空施药

航空施药，是利用飞机作为载药与施药工具，对有害生物进行施药防治。航空施药快捷高效，效果明显，适用大面积林业有害生物防治。针对目前航空防治作业的诸多缺陷，根据2010年潜山县马尾松毛虫（Dendrolimus punctatus Walker）飞机防治经验总结，张国庆（2010）对航空防治的航空器和施药器具提出了改进建议。

3.1 航空器具的改进

我国目前现有的农用航空机型中，对飞行作业条件要求苛刻，作业效率低。为了克服这些作业缺陷，首先，在目前国产飞机中选择最适合农业航空作业的机型，进行技术改造，形成系列机型，以适应不同的农业航空作业需求。其次，引进先进国家的农用飞机，尤其是美国的“空中拖拉机”AT-401B、AT-402A、AT-402B、AT-502A、AT-502B、AT-602、AT-802A、AT-802F等农用飞机，吸收其中先进技术，还可以与发达国家合作，共同开发农用型飞机，学习其中先进技术，由仿制到自主开发。再次，组织科研力量，研发价廉、耐用、低维护成本甚至免维护的农用飞机，以降低飞机购置和维护成本，尤其是亟需研发普通燃油航空发动机，以及稳定性好、适合于超低空飞行的碟形飞行器。

3.2 施药器具的研发

目前的航空施药，还是常规施药技术，不仅用药量大，污染环境严重，而且作业效果还受作业时天气情况的影响。因此，植保航空施药技术，是植保航空作业的关键技术之一。

目前，地面风送式静电喷头技术比较成熟，但在航空上作业上还只有静电喷雾装置，还没有风送式静电喷雾系统。航空风送式静电喷雾系统的研发，可以综合地面风送式喷雾系统和静电喷雾系统，借鉴地面风送式静电喷雾系统思路和技术，进行设计和试验。

参考文献：

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篇14

[Abstract] Objective To explore and analyze the clinical application value and skill of sutureless technique using ultrasound knife in open thyroid surgery so as to provide an effective basis for clinical treatment. Methods 240 cases with thyroid disease admitted in our hospital from June 2012 to May 2015 were selected as the clinical subjects of this group and randomized into the control group and the study group with 120 cases in each. Patients in the control group were treated with the open thyroid surgery by the conventional suture and hemostatic technique using high-frequency electric knife， and those in the study group were treated with the open thyroid surgery by sutureless technique using ultrasound knife. Results Compared with the control group， the study group had much shorter duration of procedure[（41.67 ± 11.58） min vs （77.59 ± 15.98） min]， remarkably shorter tumor （lobectomy） resection time[（21.87 ± 7.39） min vs （32.62 ± 9.14） min]， notably less intraoperative blood loss [（11.56 ± 5.17） mL vs （34.29 ± 6.89） mL]， strikingly less postoperative 24h drainage volume[（37.14 ± 12.79） mL vs （47.68 ± 14.16） mL]， and distinctly shorter postoperative length of stay[（3.54 ± 1.78） d vs （5.67 ± 1.89） d]， all with statistically significant difference（P0.05）. Conclusion Sutureless technique using ultrasound knife has good application value in open thyroid surgery， which is worthy of further clinical application.

[Key words] Open thyroidectomy； Sutureless technique using ultrasound knife； Application； Skills

甲状腺手术以往临床上在术中主要采用传统的缝扎打结方法处理血管，虽然具有一定的效果，但也存在许多的不足[1]。为了分析其在开放性甲状腺手术中的临床应用价值及操作技巧，该研究整群收集2012年6月―2015年5月间该院接诊的患甲状腺疾病的240例患者进行临床研究，对其中的120例患者采用超声刀无缝扎技术行开放性甲状腺手术治疗，并与术中采用传统高频电刀结合常规缝扎止血技术进行治疗的患者进行比较分析，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

整群选择该院接诊的患甲状腺疾病的240例患者进行临床研究，病例纳入标准：①所有患者均经临床检查明确诊断为甲状腺疾病；②均具有甲状腺外科手术相关指征。排除标准：①合并甲状旁腺疾病的患者。②合并凝血功能障碍的患者。③妊娠期或哺乳期患者。对照组中，男性患者29例，女性患者91例；平均年龄（44.83±12.61）岁；手术方式：单纯甲状腺肿物切除术患者15例，单侧甲状腺腺叶切除术患者56例，双侧甲状腺腺叶次全切除术患者49例。研究组中，男性患者32例，女性患者88例；平均年龄（45.29±14.18）岁；手术方式：单纯甲状腺肿物切除术患者13例，单侧甲状腺腺叶切除术患者61例，双侧甲状腺腺叶次全切除术患者46例。两组患者的性别、年龄及手术方式等基线资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），存在临床可比性。

1.2 手术方法

1.2.1 研究组 采用超声刀无缝扎技术行开放性甲状腺手术治疗，待患者麻醉满意后，于患者胸骨切迹上方1横指位置，沿皮肤纹路作一长约3.0～5.0 cm的手术切口，逐层分离皮肤、皮下组织，然后对皮瓣进行游离，对颈白线进行纵行切开，采用超声刀对甲状腺峡部进行离断，对甲状腺外侧面进行游离，且离断甲状腺中静脉。然后对甲状腺上级血管进行处理，于近心端采用超声刀进行双重凝闭，注意对后方的上位甲状旁腺进行原位保留。沿气管方向将甲状腺牵开，对甲状腺下动脉分支进行细心的凝闭，操作需紧贴甲状腺真被膜，且与喉返神经保持≥5.0 mm的距离。

1.2.2 对照组 对照组120例患者采用传统高频电刀结合常规缝扎止血技术行开放性甲状腺手术治疗，待患者麻醉满意后，于患者胸骨切迹上方1横指位置，沿皮肤纹路作一长约3.0～5.0 cm的手术切口，逐层分离皮肤、皮下组织，然后对皮瓣进行游离，对颈白线进行纵行切开，采用高频电刀离断甲状腺峡部，游离甲状腺外侧面，并对甲状腺中静脉进行离断。对甲状腺下动脉分支与甲状腺伤及血管采用丝线结扎后离断处理。

1.3 观察指标

观察和记录两组患者的术后病理检查结果、手术操作时间、肿物（腺叶）切除时间、术中出血量、术后24 h引流量、术后住院时间及并发症发生情况，并进行比较分析。

1.4 统计方法

对该研究所得数据进行详细记录并构建数据库，以SPSS 20.0统计学软件进行处理和分析，计数资料采用χ2比较进行分析，以率（%）表示，计量资料采用t检验进行分析，以均值±标准差（x±s）来表示，P

2 结果

2.1 两组患者的术后病理检查结果对比

2.2 组患者的手术操作时间、肿物（腺叶）切除时间、术中出血量、术后24 h引流量、术后住院时间对比

研究组患者的手术操作时间、肿物（腺叶）切除时间、术中出血量、术后24 h引流量、术后住院时间均显著低于对照组（P0.05）。

3 讨论

甲状腺手术是临床治疗甲状腺疾病的常用手段，以往临床上采用的传统甲状腺切除术主要使用缝扎打结方法对患者的甲状腺血管进行处理，而国外医师主要采用一次性血管夹对甲状腺血管进行夹断止血，以上传统的缝扎止血技术不仅费时费力，提高小切口下术野操作的难度，同时会在甲状腺床旁残留丝线线结等异物，故患者的接受率相对较低[2-4]。

止血在甲状腺手术中具有非常重要的地位，术中的彻底止血及术野情绪，对于降低患者的手术风险与手术相关并发症具有非常重要的临床意义。相关研究显示，超声刀具有同时进行切割与止血的作用，止血效果良好，可对直径

综上所述，超声刀无缝扎技术在开放性甲状腺手术中具有良好的临床应用价值，值得临床进一步推广。

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