生物工程分析精选(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篇生物工程分析，期待它们能激发您的灵感。

篇1

【关键词】超声波;生物工程

超声波作为一种人类无法感知的特殊声波，在各个方面都有着其特殊的作用。在生物工程方面，超声波也受到了很大的重视，引起的科学家广泛的兴趣。在高强度的超声波的作用下，可导致细胞破碎，酶失活，在低强度都的超声波作用下，不仅不会对细胞造成危害，还可以促进酶的生物活性。所以发现超声波在生物工程当中的特殊功效也成了人们关注的焦点。

1超声波的本质

超声波是声波当中的一种，是一种机械波，两万赫兹以上的声波都是超声波，通常在医学上使用了超声波在一兆赫兹到三十兆赫兹之间，超声波需要通过介质才可以传递下去，由于频率很高，不能被人耳所听到，正由于它的特殊性，已经广泛应用于医学，化学等重要领域。超声波有很好的方向性，而且穿透能力极强，能量很大，在水中传播的距离很远。超声波所具有的能量很大，并且还有加热功能、机械传质作用和空间作用:加热作用就是超声波在介质中传播时，介质不断的吸收能量，而使温度升高，这一作用在生物工程方面并不是其主要的作用;空化作用就是液体中的气泡在超声波的作用下产生的一系列反应，并且如果达到一定的条件，可以从稳态的空化，直接转化为瞬态空化，这一作用，可以直接破坏细胞的结构，以及导致酶直接失活，然而在生物工程的实验和应用当中，这一现象并不是人类所希望的，但是稳态空化作用在生物技术当中有着很重要的意义;机械传质作用是使得介质当中的物质加速质量传递，在生物方面，可以增加生物膜和细胞壁的质量传递，这样，可以提高生物酶的生物活性，并且加速了产物进入介质当中并进行传质作用，也就是说超声波可以促进生物反应当中的反应速度。

2超声波在生物工程当中的应用

2．1超声波可提高种子的萌发率

经过科学研究发现，在接受超声波处理后，种子的萌发率得到了有效的提高。当然是需要在适宜的条件下进行，如果超出了种子能够承受的超声波的最大值，种子的死亡率也会大幅度提高。所以要选择强度适当的超声波，还要控制在适当的时间内，对种子进行超声波处理，这样才能提高种子的萌发率，得到人类想要的结果。

2．2超声波可影响植物生长

在近些年当中，经过我们不断的实验和分析，我们已经发现了超声波在植物的生长方面有着很大的影响。超声波可以对植物的器官，甚至是整体的生长都有一定的影响，对于器官来说，主要是植物的根部，使用较为温和的超声波对植物进行处理，可以促进其生根。对于植物的细胞来说，需要短时间的、剂量较低的超声波进行处理，基本上可以发现细胞的分裂、生长都有明显的加速。但是一定要把握好超声波的处理用量以及处理的时间，如果处理时间过长或者是使用的剂量过大的话，就会对植物产生不可挽回的影响。同时，如果用超声波对保鲜液进行处理，可以发现，一些植物的鲜重会明显的增加，插瓶的寿命也会得到很大的延长，所以使用适当强度的超声波对植物进行处理，可以有效地促进植物的生长。

2．3超声波在植物基因方面的影响

近年来科学家已经在基因工程当中得到了很大的成就，通过诱导细胞基因，来得到想要的理想细胞，从而得到需要的产物，在二十世纪九十年代当中，我国科学家就已经提出了利用超声波对植物细胞的基因进行诱导，并制出了相应的仪器，取得了很大的成就。实验发现通过超声波处理，花粉内可以进行物质交换，使得外源基因得到短暂的选择性表达，这也就证明了通过超声波可以使得外源基因进入植物的细胞当中。这一个技术相比基因枪技术，有着很好的持续性，可以提高基因转化的效率、稳定性和定向性。

2．4超声波对于植物呼吸作用的影响

植物的呼吸作用可能会影响到农作物产量的高低，所以在农业方面植物的呼吸作用有着很重要的意义，在20世纪70年代中，科学家就已经发现使用低频率的超声波对蔬菜进行处理，植物的呼吸强度会受到不同影响。植物为分为两种，对于一年生的植物来说，它的呼吸强度会相应的下降，但是对于两年生的植物来说，它的呼吸强度会因此而上升。所以我们可以利用超声波来对农作物进行处理，从而提高其产量。

2．5运用超声波对植物的病毒进行检测

植物病毒对于植物来说，是一种很大的灾难，如果病毒的毒性很强的话，那么植物可能会因此而死亡，所以防御病毒对植物的侵害是很重要的，这就需要我们去发现植物当中的病毒存在。用超声波可以及时的检测到植物什么时候受到病毒的侵害，从而及时的进行植物病毒的防治工作。

2．6超声波在发酵工程中的应用

用合适强度的超声波处理发酵液，细胞膜的通透性和选择性都会相应的增加，使酶的分泌增加，加速细胞的代谢，使得产物能有释放出来，这样可以大大提高生产产量，缩短时间，提高效率。

3存在问题

虽然超声波有着很好的优越性，但是仍然存在很多有待解决的问题，首先由于发展时间还并不是很长，所以理论的研究还需要继续的进行完善，众多的影响因素还需要人们去不断的实验。然后就是在超声波对植物的有利实验操作中，还只能在小量的情况下进行。还不能够大批量的规模使用，还没有一个规范的定量的尺度，所以还在试验阶段，并没有投入大量工业化使用，这也还需要我们继续去探索，才能使得这一项技术走向成熟。

4结语

综合以上几点，可以发现超声波在生物工程上面有很多很有用的作用，超声波的利用，解决了很多之前无法解决的问题，运用超声波可以从种子到植株、从基因改变到病毒防治各个方面都有所技术的应用。所以只要大力的发展这一技术，运用新兴的超声波技术在生物工程当中大放光彩，是指日可待的。

参考文献:

［1］邱树毅，姚汝华，宗敏华．超声波在生物工程中的应用［J］．生物工程进展，1999(03):45～48．

［2］杨瑛，李全禄，姬艳红，郑文轩．超声波处理在生物工程中的应用及展望［J］．安徽农业科学，2008(04):1284～1285，1309．

［3］王武，杨海麟，吕霞付，杨胜利．超声波在生物发酵工程中的应用［J］．无锡轻工大学学报，2002(03):322～326．

篇2

关键词：生物制药；生物检测；药理；药品

前 言

现代生物制药技术是一项与制药产业结合极为密切的高新技术，不断为医药行业提供新产品、新剂型，为制药界开创一条崭新之路，正在改变生物制药业的面貌，为解决人类医药难题提供最有希望的途径。结构分析、价态分析、晶体分析等方面的研究又促进了光谱分析的发展。以计算机应用为主要标志的信息时代的来临，仪器分析迅速发展，为药物检测提供各种非常灵敏、准确而快速的分析方法。生物测定受到了极大的挑战，其发展前景令我们从事药品生物测定工作者所关注。

一、生物制药技术简介

1.基因工程技术

激素和许多活性因子是调节人体生理代谢与机能的重要物质，其活性强，临床疗效明显，但这些物质自然界甚为稀少，从人体及动物中提取难度大，来源有限，无法满足临床需要，而现代生物制药技术却为临床提供了这类廉价、高效的药品。

2.酶及细胞固定化技术

微生物转化及酶催化工艺早已在制药工业中广泛应用。酶与固定化技术结合弥补酶的不足，在制药界取得显著发展，如用大肠杆菌酞化酶生产、犁头霉素生产氢化可的松、乳酸菌转化蔗糖制备右旋糖醉等。

3.细胞工程及单克隆抗体

植物细胞工程培养技术为开辟药物新资源、使微生物原料生产工业化、保护自然界生态平衡具有重要意义。

二、生物制药现状

1.肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位，肿瘤是多机制的复杂疾病，目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。

2.神经退化性疾病、老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗，胰岛素生长因子rhlGF-l已进入Ⅲ期临床。神经生长因子（NGF）和BDNF（脑源神经营养因子）用于治疗末稍神经炎，肌萎缩硬化症，均已进入Ⅲ期临床。

3.自身免疫陛疾病，许多炎症由自身免疫缺陷引起，如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。一些制药公司正在积极攻克这类疾病。

4.冠心病。防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor'sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功，这标志着一种新型冠病治疗药物的延生。

三、药品生物检测的特点与范围

1.药品生物测定的定义与特点

药品生物测定（简称生测）是利用药品（或药品中的有害杂质）对生物（或离体器官及组织）所引起的反应来测定药品的含量或安全性的一种方法。

1.1 生测法的优点是测定的结果与医疗要求基本一致，能直接反映药品的效果或毒副作用，这是其他物理学方法或化学方法所不能达到的。因此，目前各国药典仍大都采用这一方法。

1.2 生测法的缺点是检验周期长，微生物有生长繁殖过程，动物有生理代谢过程，观察分析时间一般在2～7天，有些试验会更长。影响因素多，有生物差异性，也有系统操作误差和环境条件等造成的影响。用品用具、动物质量、仪器设备都会对结果产生影响。所以，以生测主检的品种在中国药典中逐版减少。

2.生物制药检测的范围

中国药典是法定的药品标准，它将药品质量控制项目归为四类：性状、鉴别、检查和含量。生测的业务主要涉及到中西药品的检查类和含量类。

四、生物制药检测的现状

1.品种和范围的变化

抗生素的含量测定，最初大部分抗生素用微生物法测定含量。随着制药工业发展，提纯方法不断改进，有效组分更加明确，许多品种检测方法不断改为仪器测定和化学测定。药品注射剂的热源检查。中国药典还要继续增加品种，热源项都将被内毒素代替。动物试验改为生化试验。

2.实验动物

生测离不开实验动物，在实验中，为了减少生物差异，提高动物反应敏感性，以最少的动物达到最满意的结果。一般动物实验必须达到清洁动物标准，种系清楚，不杂乱，无规定指出的疾病。

3.药品生物测定在方法上的改进与变化

为了缩短操作时间，减少实验误差，近年来生测方面也研制并投入使用了部分仪器设备，减轻了工作强度，提高了工作效率，检测结果更加准确可靠。

五、生物制药技术及检测的发展趋势

1.各种新技术的出现有助于新药物的开发计算机模拟和分子图像处理技术（例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜湘结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力，成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法，而复杂系统（例如大脑）的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。

2.生物检测

作为经典方法沿用至今，表明它有其他方法不能替代的特点，在药品检验中发挥了重要作用。不少老产品改为其他方法控制质量，也会不断有新产品离不开生测法，我们应当充分发挥它的优点，尽量克服它的不足，开拓新的业务范围。

3.微生物限度检查工作量大

在这项检查中，有大量的业务技术需要我们进一步研究，改进试验条件，使数据准确，探讨陕速检测的新方法。药包材的检查，国家药监局已经试行标准，业务范围将更加扩大，这是我们进一步做好工作，努力探讨研究的新领域。

4.药品生物检测在中药开发中的作用

我国是中药王国，2000年版中国药典一部共收载920种，其中中成药398种。有含量测定的157种，仅占总数的17%，中药成分多，杂质和干扰物质很多。复方制剂，尤其大复方制剂专属性的检出处方中所含药材很困难，有大量的研究工作需要做。中成药中的杂质如重金属、残留农药等达到一定水平会产生毒副作用，影响药物安全。要让中药制剂打进国际市场，我们在检查类的控制项目和含量类的方法探讨方面有大量工作要做，生物测定可以在毒理、药理方面进行研究、探讨，逐步完善质量控制标准，提高制剂质量发挥更大的作用。

5.新药研制开发与安全性评价

新药研制开发是多学科合作的系统工程。在获得一个具有生物涪胜的化合物后，研究开发组织者要在生物医学领域进行药物评价研究，首先必须组织药理学、毒理学、病理学、兽医学、遗传学、生物化学、药代动力学方面的专家进行合作研究，按药物非临床研究管理规范GLP进行管理。组织药理、毒理（包括一般毒理和特殊毒理）、病理、药代动力学和毒代动力学、药物分析、临床化学、实验动物、生物统计、质量保证等部门有关人员进行讨论，分阶段做出评价。生测在这方面可以参加开发研究或进行技术指导。

六、结束语

生物制药技术及检是药物医药生产要组成部分，是不可缺的专业，现代高科技的大量使用，不仅不会影响其发展，而是如虎添翼，让生物制药技术及检测展示出新的前景。

参考文献

[1]陈文晖.中国生物技术产业发展现状问题及对策[J].经济管理，2004（01）.

[2]程跃，银路，李天柱.中国生物技术制药产业创新现状可视化研究-基于科学计量学的专利数据分析[J].技术经济，2010（05）.

篇3

关键词：应用型；生物工程专业；实践教学体系；研究

中图分类号： Q332 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）31-104-2

0 引言

在高等教育步入“十三五”的全新阶段，全国高等院校各专业建设迎来了一个新的发展契机，面向社会需求培养人才，并以市场需求或以学生就业为导向设置课程，这已成为全新的趋向。随着高等教育“大众化”的发展，高校毕业生逐年增多，高等学校办学的专业趋向类同，毕业生的就业矛盾日益突出。多年来，国家、省政府和学校相应出台了各项促进毕业生就业工作的方针和政策，党政齐抓共管，教职工全员参与，大力拓展毕业生就业市场与渠道，为毕业生就业提供良好的平台[1]。

安徽科技学院作为国家应用技术型大学建设示点单位、安徽省地方应用型高水平大学建设单位和地方普通本科高校，为进一步深化教育教学改革，实现地方应用型高水平大学建设目标，不断提高高等学校教育教学水平和应用型人才培养质量，加快应用技术型大学建设和引导地方普通本科高校转型发展，培养受社会欢迎的“应用型、创新型”人才。结合安徽科技学院十三五规划和应用技术型本科专业人才培养方案制订工作，本文就安徽科技学院应用型《生物工程》本科专业毕业生就业情况等进行了研究与分析。

1 近三年生物工程本科专业毕业生就业基本情况

安徽科技学院生物工程本科专业近三年毕业生共有215人，各年度毕业生分别为2013年73人；2014年71人；2015年71人。从毕业生的人数上看，从毕业生生源分布看，虽然学校面向全国招生，但大多数生源仍然以安徽省为主（占88.37%），外省生源相对较少（占11.63%）。近三年毕业生生源情况见表1。

2 近三年生物工程本科专业毕业生就业情况分析

从安徽科技学院2013-2015届生物工程本科专业毕业生就业情况统计来看，各年度毕业生就业率均达96%以上，就业情况好，就业形式多样，以生物工程类相关企业为主，继续攻读硕士研究生和事业单位为辅，少数毕业生在非生物工程岗位上就业。就业的地区大多数在长三角地区，以上海市、杭州市、苏州市、昆山市、南京市、无锡市和常州市等相关生物工程类企业就业和相关高校攻读硕士学位。

从安徽科技学院生物工程本科毕业生的流向来看，大多数生物工程专业本科毕业生主要流向各类企业单位、事业单位、基层组织单位等单位就业，另一去向是高等学校，通过攻读硕士学位继续深造，而出国和自主创业的人数非常少，但有逐年增加上升的趋势。从生物工程本科专业毕业生的就业去向分析来看，大多数生物工程本科毕业生一毕业就走上工作岗位，少部分毕业生选择考研继续深造。而利用国家自主创业相关政策开展自主创业的毕业生非常少，更谈不上创业成功者。

从安徽科技学院生物工程本科毕业生就业单位的性质来看，在生物工程本科专业已就业的毕业生中，去生物工程各类企业就业的人数近三年分别为2013届：42.87%；2014届：49.02%；2015届：61.50%；出现逐年上升趋势。近三年通过考研进入高等学校相关学科继续深造的人数也在逐年增加，2013届：18.34%；2014届：22.56%；2015届：26.18%。近三年去机关事业单位和基层就业的人数极少，而且呈逐年下降趋势。而生物工程相关企业中非公企业也在逐年增多，国有企业在逐年减少，这可能与国家产业结构的调整以及非公有企业的发展有关，今后一段时间内，非公有企业将成为高等学校生物工程本科专业毕业生就业的主要去向。而事业单位编制考招、特别是公务员考试制度的改革，再加上公务员或事业单位工作人员工资待遇与企业单位的不同，应届本科毕业生，特别是生物工程本科专业毕业生进入事业单位就业的比例将大幅度减少。今后一段时间内生物工程本科专业毕业生的另一条就业渠道是基层大学生村官，随着国家社会主义新农村建设和城镇化建设的步伐的加快，国家鼓励本科毕业生到基层就业[2]，加入新型城镇化建设的队伍，因此，生物工程本科专业毕业生将到农村、乡镇、社区等基层组织就业的形式和比例将会上升。

3 关于做好生物工程本科专业毕业生就业的几点思考与建议

从近三年安徽科技学院生物工程本科专业毕业生就业情况分析来看，毕业生就业总体情况是好的，但也不难看出存在着不少问题。例如：就业区域相对较窄，主要在长三角地区；就业专业的对口性不高，部分毕业生就业的岗位与所学生物工程专业的符合度不高；就业的层次不高，部分本科毕业生从事一线体力工作等。针对生物工程本科专业就业存在的上述问题，就做好下一步安徽科技学院生物工程本科专业毕业生就业工作年、提出以下几点思考与建议，供同类高校生物工程本科专业毕业生就业工作同仁们参考。

3.1 加快生物工程本科专业向应用型转变

普通本科高校向应用型转变的前提下应用性本科专业建设，生物工程本科专业要根据区域经济社会发展的需要，紧密对接产业和行业的需求，拓展生物工程本科专业现有专业内涵，主动适应地方经济结构调整和产业新技术的发展，不断更新人才培养类型与结构，着力培养高素质应用型、技术技能型创新创业人才。

3.2 着力改革生物工程本科专业人才培养模式，提升毕业生综合实力

人才培养模式的改革是高校向应用型转变的实质，生物工程本科专业要深化产教融合、校企合作、校地合作的人才培养模式，加快生物工程本科专业与企业、行业和地方政府等部门的融合发展、协同育人，共同制定应用型人才培养标准，共同制定人才培养方案、共同组建教学团队，共同制定课程体系与教学内容，共同建设实践教学基地，共同培养与评价，全方位实现生物工程专业人才培养与产业行业发展和用人单位人才需求的无缝对接。让学生有更多机会参与企业行业的实践活动，鼓励学生开展社会实践活动，加深学生对社会的认知和了解，发挥校内和校外实践基地的作用，提高学生实践动手能力、自信心、创新能力和适应社会的能力。真正做到学以致用。

3.3 课程体系与教学内容的重构是培养应用型技术技能型人才的基础

生物工程本科专业人才培养方案中课程体系与教学内容的重构是培养应用型、技术技能型人才的基础。要突破现有的学科框架，紧密结合企业行业发展、技术需求、建设需要和发展趋势等，重构课程体系。突出以社会需求和学生就业为导向的多样式人才培养方案，深入推进创新创业教育，增设实践类课程，加大实践教学比重，扩大学生在企业行业部门顶岗实习的规模和内容。以产业技术发展驱动课程体系和教学内容改革，除了公共课、基础课（含专业基础课）、核心课、方向课外，还应设置专业技能应用与实践实习课，突出培养学生实践动手能力的课程群。同时，要建立与企业行业合作的在线开放课程等。

3.4 加强就业指导，培养大学生正确的就业观念

从安徽科技学院生物工程本科专业毕业生就业调查的情况来看，大多数用人单位强调要加强学生自我定位教育，很多毕业生就业时青睐工资待遇优厚、工作环境优越的工作，不愿意选择到基层、环境艰苦或者繁杂的工作，更不愿意在一线工作。因此，学校要加大对毕业生的就业指导和就业观念的转变，利用班主任（辅导员）开设就业指导课，邀请相关企业行业负责人来校举办就业讲座，利用周末、假期或毕业实习等让毕业生深入到企业行业，了解用人单位对人才综合素质和实践技能的需求，让学生提前做好就业的心理准备。

参 考 文 献

篇4

关键词 多媒体 生物工程 教学应用

中图分类号：G633.91 文献标识码：A

1多媒体技术应用于生物工程的必要性

生物工程是一门新兴的前沿学科，现在已经发展成为现代生命科学的最具活力的学科之一，并在我国医学、农业等领域得到广泛的应用。人类探究生命现象和生命本质的欲望不断发展，生物工程科学也在不断发展，生物工程学科研究的层次也在不断深化，而这门科学的难度也在不断增大。对于生物工程这门学科而言，知识点繁多、内容很抽象，各种新技术新方法，新概念不断涌现，学生学习的难度也在不断增强。尤其是对于技校的学生而言，他们的文化素养不高，理解问题、分析问题的能力有限，学生的综合素养不高，在生物工程学习过程中，会遇到很多难题，这也是制约学生学习积极性的重要原因，是制约生物工程教学质量提高的重要因素。我们要如何解决这个问题，如何把抽象的内容转变为形象的展现，如何提高生物工程教学的趣味性，提高学生的学习热情，就成为需要认真研究的问题。而多媒体技术手段应用于生物工程教学，能够实现生物工程教学的这种突破，因此，多媒体技术应用于生物工程教学中是很必要的。

2多媒体技术应用与生物工程的作用分析

2.1生动教学内容

在生物工程教学中，有很多教学内容是很抽象的，学生理解起来难度很大。传统教学是通过一支粉笔，一面黑白，一张嘴的方式展开的，这种教学方式有很多的局限性，承载的信息量不大，最重要的是不能形象地展示教学内容，学生在生物工程学习的过程中，学习积极性不高，对知识的理解也很难。但如果多媒体技术可以被应用于教学中，可以把一些在传统教学中很难用语言进行表达的内容或者是无法观察到的内容直观形象地展示出来，这样可以有效生动课堂教学内容，提高学生的学习兴趣，化抽象内容为形象的表示，更易于学生理解掌握，这对于加深学生对问题的理解，提高学生的学习热情具有积极的作用。

2.2丰富学生视野

多媒体有个重要的优势，就是在一定的时间内，可以呈现更多的形象生动的教学内容，这对有效丰富教学内容，丰富学生视野，提高学生的关注度具有积极的作用。传统教学，在一定时间内容，呈现的教学内容有限，教学效率低下，应用多媒体之后，可以有效改变这种效率低下的状况。对于生物工程这门学科而言，发展速度极快，同时，新技术、新方法层出不穷，所关联的内容很多，如果能够利用多媒体，把这些内容在有限的时间内，呈现出来，就可以极大地丰富教学内容，拓展学生的视野，使学生在第一时间接触到生物工程领域最前沿的知识，这对于提高学生的学习热情也具有积极的作用。多媒体在生物工程教学中可以应用的领域有很多，比如，应用于生物实验教学中，在生物工程实验教学中，教师也可以选择一些实验录像，通过多媒体放映整个实验流程，使学生产生身临其境的感觉，再比如，应用多媒体播放一些生物工程类的讲座，也可以有效丰富学生的视野。

2.3代替一些难以开展的实验

生物工程教学中，有很多实验内容，但有些实验在实际操作过程中，有很大的难度，不容易开展。比如，有效涉及到有毒有害化学药品的实验，比如能够引起神经中毒的聚丙烯酰胺，还有一些物品的分子交杂中涉及到放射性元素的，这些实验如果操作不当很容易对人体造成伤害，开展的风险很大。另外还有一些实验虽然无害，但成本高、周期长，这些实验开展起来都有很大的难度，因此，很多条件下，这些实验是不能开展的。但实验对于学生是很重要的，对于培养学生的实验精神，科学探究精神，对于学生有效理解生物工程有关内容都是很重要的。因此，教师可以通过多媒体方式代替部分难以开展的实验，以实现实验的效果。比如，可以利用多媒体播放实验教学录像，通过这种方式使学生观看实验的全过程，这对于提高生物工程教学的效果意义重大。

2.4减低教师的工作强度

对于生物工程课程而言，如果利用传统手段开展教学活动，教师就需要进行大量的板书，并且要画出很多图片，教师的工作强度是很大的。但利用多媒体手段开展教学，就可以有效解决这一问题。教师通过课件方式教学，不需要在黑板上进行大量的板书，不需要画出大量的资料图片，这就能极大地节约课堂时间，提高教学的效率。另外，多媒体手段应用于教学活动中，内容清晰，丰富，对于学生有效理解问题，解决问题也具有积极的作用。

需要注意的是，多媒体手段应用与生物工程教学中，对于教师的要求更高了，首先，教师需要自己针对教学内容，针对自己学生的情况制作课件，教师不能简单地从网上下载一个课件就进行讲课，这样，容易造成前后内容的不连贯，影响学生对生物工程知识的理解。另外，课件制作内容要适度，课件的内容选择要立足学生实际，如果课件内容太难，也会增加学生的学习压力，反而不利于学生有效学习。在应用多媒体授课的过程中，教师要加强与学生的对话交流活动，生物工程课程内容难度很大，只有师生相互交流，才能有效解决学生难以理解的问题，增强学生的学习自信，从而提高教学质量。

参考文献

篇5

[关键词]提升;生物工程;办学优势;方法分析

[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0159-02

解决当代人类所面临的人口增加、资源的匮乏、环境污染加剧、疑难病的治疗等重大问题，需要依赖生物技术的发展和应用。基于此，作为高新技术重要组成部分的生a物技术，正受到世界各国政府和社会各界的重视，全球性的生物技术热由此形成。化工学院生物工程专业自2000年成立以来，虽经历一段时间的快速发展，但目前仍存在着师资力量相对薄弱、发展定位不清等问题。本文试图通过构建特色专业人才培养体系、整合教学资源、实践教学模式改革等方式来形成特色明显的产、学、研相结合的教学体系，提升本专业的办学优势。该研究也可为其他矿业类综合性高校生物工程专业办学提供思路和参考。

一、生物工程的学科概况

生物工程是一个新兴学科，它以人类生物产品需求为导向，融合生物学、化学、物理学和工程学的理论和方法，系统性地设计、优化和改造生物体系与功能，着重解决生命科学研究成果产业化所面临的技术与工程问题，以推动生物产业健康发展。

生物工程因其独特的研究对象而有别于其相关学科，其具有以下特点。一是借助于工程学技术，以生命科学研究成果为对象、以实现成果转化和应用为基本任务，从而使该学科具有明显的工程产业特征。二是通过基于生物学原理的创造和设计，紧密结合工程学的技术手段，大规模的生产出各种对人类有益的生物产品，具有应用技能与理论设计、创造融合互生的学科特质。三是该学科在当代科学技术发展中广泛融合生命科学、化学以及物理学理论和工程技术问题，是基础科学与工程技术交叉最具特征的学科之一。

生物工程产业随着20世纪40年代起抗生素、氨基酸、有机酸等的工业化生产而逐步形成，早期以发酵产业为主。自20世纪70年代基因重组技术和以单克隆抗体技术为代表的现代生物技术的形成，为解决随之产生的工程与技术问题，生物工程进入了一个新的阶段，逐渐形成了微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程等研究理论与方法，于是生物工程成为了一门独立的学科，并随着生命科学的发展而迅速发展。生物工程正在成为发展最快、应用最广、潜力最大、竞争最为激烈的领域之一，也是最有希望孕育关键性突破的学科之一。而生物工程产业作为一个正在崛起的主导性产业，已成为产业结构调整的战略重点和新的经济增长点，将成为我国赶超世界发达国家生产力水平，实现后发优势和跨越式发展最有前途、最有希望的领域。

二、生物工程的学科内涵

生物工程学科的核心是研究和开发基于生物学理论基础上的系统工程技术问题。本学科的主要特征是利用细胞或酶特有的代谢和转化特性进行物质的加工与转化，运用现代生物技术对生物体与生物分子进行改造，建立优化的生物过程与工艺实现先进生物制造。

细胞培养与代谢工程、生物催化与转化工程、合成生物技术与系统生物工程、生物药物与材料工程、生物资源与环境工程等高新生物工程技术已成为推动世界新技术革命的重要力量。随着基因药物、基因治疗、转基因作物、生物材料、生物能源、生物矿物技术等一大批高科技含量的产品在市场显露出强大生命力，生物工程产生了巨大的社会效益和商业价值。

三、矿大生物工程专业的学科发展现状

矿大生物工程专业十多年来始终以跟踪生命科学与技术国际前沿和适应市场经济需要为基准，随着学科的发展，专业的内涵从传统发酵工程拓展到了生物工程的整个领域，通过学科交叉形成了以生物工程上游、中游与下游技术紧密结合为主要特征的工业生物技术专业特色。

该专业存在的不足是，在矿业类综合性高校中，生物工程专业还属于非优势专业，且存在着师资条件相对薄弱以及发展定位不清等问题;其专业课设置不是很合理，生物技术专业课及化学、化工知识学习深度均有限，本科毕业生胜任未来工作所需的科目较多，学业较重，要想学好学精需投入大量精力;本科毕业工作前景不是十分明朗，相关就业领域要求较高学历，故多数毕业生选择进一步深造学习，就业者一般从事层次较低的传统生物技术工作或转行从事其他工作。

四、提升矿业类生物工程专业优势的方法分析

矿大生物工程专业可依托学校的国家级洁净能源中心、低碳能源研究院及生物工程硕士学科点，以培养学生实践能力和创新精神为核心，形成学科建设―专业建设―课程建设相互促进的格局，逐步将中国矿业生物工程专业建设成为“紧密结合区域经济建设及矿区生态服务建设，培养高素质应用型生物工程产业人才”的特色鲜明的本科专业，加强对周边院校生物工程专业的示范引导作用，吸引更多国内高水平的生物工程专业人才来本专业任教，形成区域产业人才培养的孵化器。

（一）构建特色专业人才培养体系

生物工程专业是在化学、化工、药学、环境科学、生物冶金、生物脱硫和工程学基础上发展起来的新兴交叉学科，具有综合性、实践性强等特点。在课程体系的建设过程中应重点做好以下几方面的工作。

1.完善具有鲜明特色、科学的人才培养方案。通过与本专业属地矿业生物技术企业的结合，在培养目标方面充分考虑矿业生物技术企业快速发展的实际需求，使培养方案具有一定的前瞻性，突出人才的专业特色培养。

2.生物工程专业还应紧密结合华东区域经济发展及属地矿业生物技术公司发展的特点。生物工程专业还应结合中国矿业大学的校情，考虑周边矿业生物技术企业发展的需要，设置一些相关课程服务于矿物生物技术的设计与改造;矿物生物分析、矿物生物处理技术;矿区环境生物修复;矿区废弃物的生物转化与循环利用、生物能源的开发以及这几个层次的技术在许多矿业问题中同时交叉应用。

3.建立矿业大学特有的学生培养成熟度能力模型，客观评价学生综合素质。

4.构建毕业生质量评价监控体系，实施综合评价。建立健全毕业生跟踪机制，与企业共同寻找理论教学与工程实际应用的结合点，完善毕业生的质量监控体系。

（二）形成一支综合素质高，学术水平高的教师队伍

生物工程专业应努力建造一支结构合理、学术水平较高、工程能力较强的教师队伍。可借鉴矿大化工学院过程控制专业的成功办学经验，多方面整合生工教师队伍。

1.将低碳能源研究院的一些教师纳入生工教师队伍中来，因为其研究内容切合生物工程发展的最新状况。根据生工能源的发展方向，可将其聘为生工的名誉教师，负责讲授新技术和创新研究的一些课程，从而壮大教师队伍，强化学术交流，增强生工专业学生的自豪感。

2.融合环测学院环境工程的一些教师，尤其是负责讲授环境微生物学的一些教师，可邀请他们为生物工程专业的学生授课，也可将其纳入生物工程的名誉教师。这样既能壮大教师队伍，又不会造成成本开支的大幅上升，师生比才会趋于合理。

3.联系南京某高校的大牌教授，聘请他们为我院荣誉教授。多数矿大生物工程专业的教师与南京某高校教师渊源颇深，学术交流来往密切，可聘请在业内影响较大的资深教授作为生工专业的荣誉教授，定期为生物工程专业学生来校讲学，强化学术交流氛围。

（三）构建新型实践教学体系

实习是实践教学体系及高校人才培养计划中的重要组成部分，是提高人才培养质量和促进理论与实践相结合的重要实践教学环节，同时也是推进素质教育、培养学生创新精神、提高学生实践能力的重要过程。通过实习，可以使学生获得生产实践知识和技能，巩固所学理论知识并使其与生产实践相结合，培养学生团结协作，不断提高学生分析和解决问题及独立工作的能力。为进一步加强对实习教学工作的组织领导和科学化管理，不断提高实习教学质量，学校大幅度地提高了认识实习、生产实习、毕业实习及其他各类教学实习的经费。

1.实习应体现“就地就近、互惠互利、专业对口、相对稳定”的原则，探索学院与实习单位建立“实习-见习-就业”的校企合作模式。

2.实践教学体系还应形成“基础―综合―设计―创新”逐步推进、“启发―引导―讨论”和“发现―论证―研究”方法结合的实践教学新模式;构建“实验―实践―实习”相互补充、“课内―课外、校内―校外、教学―科研”相结合的实践教学方法。

3.努力寻找生物工程专业建设与区域经济发展、矿区经济发展相结合的切入点，提出“寓教于研，以研促教，研教融贯，教研相长”的理念，形成校内外基地互补、产学研基地结合的实践教学基地新模式，强化了学生工程实践能力。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 马越，廖俊杰.现代生物技术概论[M].北京：中国轻工业出版社，2007.

[2] 国务院学位办提供的《一级学科》和《博士、硕士学位基本要求》征求意见稿[Z].学位办[2012]54号.

篇6

一、我国生态环境现状 二、现代生物技术与环境保护

现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。首先,生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。其次,利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底的手段。再次,生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理以及有毒有害物质的无害化处理等各个方面。

三、现代生物技术在环境保护中的应用

(一)污水的生物净化

污水中的有毒物质其成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。

(二)污染土壤的生物修复

重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀,防止水土流失。

(三)白色污染的消除

废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌;另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造,此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-羟基烷酸(PHAs),研究人员正设法构建出自溶性PHAs生产菌种,即将PHAs重组菌进行发酵,在积累大量的PHAs后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,PHAs析出,以简化胞内产物PHAs的提取过程,降低提取成本。

篇7

关键词：微生物发酵工程；保健功能；营养

前言

光合菌、酵母菌、益生菌等多种微生物均为有益微生物，结合发酵工程技术，将其应用在食品生产中，能够为人类提供多种口感特别、营养且具有不同保健功能的食品，不仅可以促进生产工业的发展，也为丰富人们的饮食与提升生活质量作出了重要贡献[1]。

1 微生物发酵食品的优点

相关研究显示，采用微生物工程发酵技术生产的发酵食品具有多种优点，可以提升普通食品的营养价值和保健功能[2]。第一，部分微生物可合成维生素B，而后者为人体所需的微量元素，食物经过发酵后维生素B含量会明显增加，比如常见的酸奶、牛奶等。第二，发酵技术可使微生物分泌植酸酶物质，可将豆类食品中的植酸以及其他矿物质转化成生物活性形式，提高铬、锌、铁及钙等微量元素的保留率和利用率。第三，利用微生物发酵技术可增强食物蛋白质的可吸收消化率，提高食物的营养价值。第四，发酵技术能使微生物中的活性因子最大限度地分解出来，使食物吸收率进一步提高。第五，普通食品在经过微生物发酵后有益菌的含量会明显增加，而后者可抑制人体有害菌的生成，改善肠道功能。第六，部分微生物发酵食品还具有抗癌、抗衰老、降血压等功效，如酸奶、醋等。

2 各类常见发酵食品及其营养和保健功能

2.1 发酵乳制品

乳酸菌是一种对人体肠道有积极作用的有益菌，发酵乳制品是以乳液作原料，采用发酵技术制成的，具有适口性好、易消化、营养丰富以及易保藏等多个优点。参与乳制品发酵的微生物除了乳酸细菌之外，还有霉菌和酵母菌等，比如沙门柏干酪与蓝色干酪等酸奶油就又沙门柏青梅、娄地青霉等参与发酵。发酵乳豆制品、酸豆奶、酸奶等发酵乳制品均富含乳酸菌成分，食用后可增加体内乳酸菌，并对有害菌有良好的抑制作用，因此对人体有益，是一种营养价值高、口感独特、价格实惠的食品[3]。除了可调节肠道功能之外，发酵乳制品还可改善肝脏功能、降脂、预防便秘、增强免疫力，经常食用还可改善精神衰弱、入睡艰难的精神症状。

2.2 发酵豆制品

大豆的蛋白质成分含油量高达40.00%，还含有铁、钙、核黄酸、硫胺素、氨基酸等多种人体所需的多种元素，豆奶、豆乳等豆类发酵食品均是以大豆作原料，并利用微生物发酵技术使大豆发酵制作而成。在发酵的过程中，大豆含有的部分蛋白质物质受到微生物蛋白酶作用而发生分解，从而增加发酵品的水溶性氮，软化大豆，既可以将食物原有的活性成分最大限度地保留下来，又可以将豆类自身的腥味、胀气因子等分解掉，因此不仅营养美味，发酵后的豆类所游离出的核黄素、谷氨酸等成分还具有提高记忆功能、抗衰老等功效。发酵豆乳具有调节血脂、降血压的保健功能，因为发酵豆乳中含有豆固醇，且富含大豆异黄酮类成分，而不含胆固醇，另外还含有γ-氨基丁酸和ACE抑制肽等可降血压的成分，因此可以很好地调节血清胆固醇、改善血压，预防动脉硬化、脑溢血等心血管疾病。

2.3 面类发酵食品

馒头、面包类食物是全国各地人们喜食的食物之一，尤其在以面食为主食的北方地区。馒头、面包的制作主要是利用酵母菌使面粉发酵，再通过合理的原料配比和蒸煮而成，口感好且易于保存与携带[4]。除此之外，馒头、面包也具有丰富的营养和良好的保健功能，例如胚芽面包有利于肠胃功能的修复，糙米面包有利于心脏病、糖尿病以及肥胖症等病人病情的改善，因为微生物发酵食品经过发酵会将自身的部分碳水化合物消耗掉，这样食品所含能量也会减少，因此有助于减肥，如果在面包中国加入藻类，还可促进血循环。酵母的抗氧能力很强，对肝脏有良好的保护作用，还含有铬、硒等具有抗肿瘤、抗衰老的矿物质，面类食品经发酵后可分解植酸，从而增加铁、镁、钙等元素的可吸收性，增强人体免疫功能。

2.4 发酵风味调味品

风味调味品使人们的饮食更加的多样化，利用发酵技术生产风味调味品可以最大限度不留食物原有的生物类黄酮、膳食纤维、多糖等有益活性成分，同时还可分解掉低聚糖、豆腥味、胀气因子等对人体不利的成分。比如豆瓣酱、美容醋、保健酱油、腐乳、纳豆、黄酱、豆豉等，既开胃、易于消化，又具有抗衰老、增强记忆、抗血栓等功效。

2.5 微生物多糖

自上世纪80年代起就有多种微生物多糖以剂、稳定剂、成膜剂、增稳剂、乳化剂、悬浮剂、胶凝剂、增稠剂等形式应用在各类食品工业生产中，并且品种在不断的增加。我国工业生产中目前常见的微生物多糖有短梗霉多糖、食用菌多糖、右旋糖酐、热凝多糖、黄原胶、小核菌葡聚糖等，经过微生物发酵技术深层发酵可生产出猴头菇多糖、香菇多糖、银耳多糖、金针菇多糖、银耳多糖等多种品种，能够增强人体体液免疫及细胞免疫功能，提升抗病菌感染、抗肿瘤、抗病毒等能力，在保健食品研发与生产中得到了广泛的应用。

2.6 发酵茶

发酵茶是在制作茶叶的过程中添加微生物发酵工序制成的，分为轻发酵（未经历发酵过程）、半发酵（发酵程度在21.00～70.00%之间）、全发酵（发酵程度100.00%）以及后发酵（在制茶工序末端添加发酵工序）四种类型。利用微生物发酵技术制茶能够分解、减少茶内的茶多酚物质，增加茶多酚氧化物，因此不仅可以减小胃部受茶多酚的刺激影响还可以养胃，比如乌茶、红茶等。此外，茶叶含有的维生素、咖啡碱等物质能够促进脂肪的氧化，起到减肥的功效。

2.7 酒饮料

我国的酿酒工艺流传已久，现代酿酒业已发展为我国经济重要支柱产业，利用微生物发酵技术能够丰富酿酒品种，提升口感。比如药酒、奶酒、黄酒、白酒、露酒、果酒、啤酒等，不仅香味十足，口感佳，而且还具有杀菌开胃、镇静安神、消炎散瘀、活血、延年益寿等多种独特的功效。

2.8 发酵肉制品

在制作肉类食品时采用微生物发酵技术可改变食物口感，提升营养价值，比如腊肉、生火腿、发酵香肠等均为肉制品经过发酵制成，不会破坏食物的营养成分，而且风味独特，更易携带和保存。微生物发酵技术可分解肉类食品中的蛋白质，将其转化为氨基酸，增加氨基酸，从而更利于人体对蛋白质的吸收和消化，还可以增加人体必要的双歧杆菌素、维生素，极大地增强了肉制品的保健功能与营养，此外还可以减少食物中亚硝酸盐残余，起到防癌的功效。

3 结束语

随着时代的发展，健康成为人们越来越关注的问题，人们的饮食观念也由过去的吃饱变为吃得健康，健康饮食成为社会重要话题之一。微生物发酵工程技术的应用不仅可以最大限度地保留食物原有的营养成分，改变口感，而且还增加了食物的保健功效，不仅使现代饮食更加丰富，而且对人们的身体健康起到积极的作用。

参考文献

[1]藤晖，曾新安，蔡锦林.现酵工程技术在食品开发中的应用[J].2016（3）：7-10.

[2]薄慧，王晖.生物工程技术在食品工业领域中的应用[J].

篇8

    论文摘要:本工程采用总承包模式施工,主要目的是对城市某区域污水进行治理,承包人利用某市水污染源调查成果作为工作底图,进行排水管网检测、清障、修补测、修复、设计及改造,完善管网以提高污水管网服务能力。由于需要对排水管网进行检测、修复和建设,在项目实施过程中会遇到排水管道内存在有毒有害气体,交通干道的车辆对施工产生干扰等安全隐患,因此本项目的开展一定要注意安全生产管理。

    一、安全生产管理体系

    为加强项目的安全管理,成立以项目经理为组长的安全领导小组,对项目的安全管理工作进行组织、监督、检查;项目安全领导小组成员包括:项目副经理、项目总工、项目安全员、各专业组长等。本项目实行安全生产三级管理,即;一级管理由项目负责人负责,二级管理由专职安全员负责,三级管理由班组长负责。按照本单位安全生产规定要求,落实各级管理人员和操作人员的安全生产责任制,做到纵向到底、横向到边,各自做好本岗位的安全工作。本项目在开工前,由项目经理部编制实施性安全技术施工组织设计,确保施工安全。实行逐级安全技术交底制,由经理部组织有关人员进行详细安全技术交底,凡参加安全技术交底的人员要履行签字手续,并保存资料。项目经理部专职安全员对安全技术措施的执行情况进行监督检查,并做好记录。

    项目经理作为项目安全生产的第一责任人,负责整个项目工程施工全过程的安全管理工作,并定期向公司安全管理部门报告项目安全生产情况和存在问题以及解决办法。项目专职安全员协助项目经理做好项目的安全管理工作,负责项目的日常安全巡视检查,并定期向项目经理汇报检查结果,监督安全隐患整改情况,做好安全检查整改记录。物探、测量、建设施工、内业各专业负责人负责各自专业的安全工作。各作业组长对本班组安全负责,保证按照各单位的《安全管理手册》要求、业主的安全规定以及测区所在地政府的安全规定进行施工。安全生产领导小组应对重点岗位,重点环节的安全管理工作实行全方位、全过程监控。公司定期进行检查、指导,坚持安全工作以预防为主,杜绝一切重大安全事故的发生。

    二、项目施工前的安全准备工作和安全技术措施

    该工程有涉及范围广,存在不安全因素多,因在施工前需要做好收集资料、现场踏勘、编写测区技术设计书、技术交底、仪器检验等准备工作。同样,项目安全工作也必须做好施工前的安全准备,包括签订安全生产管理协议、制定项目安全技术措施、做好安全技术交底以及安全教育培训等安全基础工作,配备齐全安全防护和个人劳动防护用品也是施工前的安全准备工作之一。安全教育培训包括对临时雇用人员的教育培训。参考以往项目的安全工作经验,通过对本项目可能存在的危险源、危害因素的综合分析,针对该项目情况制定安全技术措施。

    1、保护工程附近建筑物和财产的安全

    各项维修工程进场施工前,使用探测仪器或与产权部门沟通了解查明施工区域及影响范围内的管线、水利设施、道路、铁路、河道、树木、光缆及其他设施情况,施工时采取必要的有效的保护。在靠近上述公用设施处进行开挖、拆除作业时,事先通知当地有关产权管理部门,在产权部门的代表在场时进行作业。

    2、在挖方及拆除作业时,采取支撑、沉陷位移监测、加密支护等防护措施,以防塌方造成对附近建筑物和财产的损害。

    3、作业时间超过半小时、一个月以下,在机动车或非机动车上的养护维修施工应按照有关规定,施工采用半通透式围栏进行连续围蔽,设置明显的交通警示牌及导向标志,路口设置醒目的警示标志,夜间张挂警示红灯。

    4、如遇交通流量高峰,做好协助交警疏导交通的工作。

    5、如遇紧急抢险抢修,必须在出现险情的现场设立抢险警示标志,并按要求进行现场围闭,并做好行人、行车的疏导、劝解工作。

    6、遇到特殊气候条件影响时,应做好防台风、防洪工作,制定完整的防备措施计划,并在三防机构统一指挥下进行抢险救援工作。

    7、管理人员一律佩证上岗,佩证内容有姓名、职务和本人相片,安全员的佩证为红色以示醒目。

    8、建立安全小组,对不安全因素进行分析研究,找到切实可行的安全措施,克服不安全因素和隐患。所有安全措施中使用的标志牌包括:警告与危险标志、安全与控制标志、指路标志与标准的道路标志。所有的标志的尺寸、颜色、文字与架设地点,均应经监理工程师认可。

    9、安全事故的处理,在发生危害本单位人自己安全或公众安全事故时,本单位有关人员一定要采取必要的抢救措施,并立即报告监理工程师和业主。在监理工程师视察了事故现场并提出处理意见后,本单位有关人员应按照监理工程师批示消除事故产生的危害和影响,查明事故责任及原因并恢复作业。

    三、管线探测作业危险源(点)辨识与防范措施

    1、交通道路上作业。存在危险因素有测站周围未放置安全警示标志或测站设于机动车道上,正确的防范措施交通道路上作业时必须按规定摆放警示标志,施工人员必须穿反光衣、戴反光帽;非特殊需要禁止测站设于交通道路上,特殊情况需有人指挥。

    2、井下作业。在单人作业,没进行氧气浓度和有毒气体检测,没戴防护用品时,很容易引发窒息、中毒等事故,因此在下井作业时工作人员必须按井下探测安全操作规程作业,每天出测前都要交代井下作业要求;打开井盖未做保护,下井未带安全,无人看护,未及时将井盖复位时,很容易引发坠落和物体打击事故,正确防范措施应打开的检测井必须有人看管或加防护,作业完成后及时将井盖复位,下井必须戴安全帽,井口做好防护。

    3、高压电线电缆附近。存在危险因素有工具或身体与线缆距离超过安全标准,碰到电缆破损处,使用金属插钎,正确防范措施应工具或身体与线缆保持安全距离,注意电缆破损处,杜绝使用金属插钎探。

    4、易燃气体、液体管道。存在危险因素有违章使用电法作业,违章用火或吸烟,正确防范措施应加强机械班组人员监督教育,严禁在可燃气等易燃、易爆管道上充电、进行直接法或充电作业,严禁对电力线缆、光缆及塑料管道使用钎探。

    四、项目施工过程中的安全制度与安全操作规程的执行

    1、检查安全制度和责任制落实的情况

    管网巡查检测与施工建设,这两项工作的作业环境多变,在交通道路上施工的情况较多,安全隐患也较大。贯彻落实安全制度、履行安全职责是此阶段贯彻始终的工作,前面提到的安全制度和岗位职责不能光是写在纸上,挂在墙上,而是要在整个施工过程中落实和执行。落实的情况如何,需要通过全面认真地进行安全检查予以检验。安全检查应做到:公司定期、不定期对项目进行检查,督导;项目每月开展一、二次安全生产检查,班组每周开展一次安全生产检查,做到隐患及早发现,及时整改;各级检查及整改措施要有记录。

    2、通过具体的安全措施保证安全操作规程的执行

    1)作业人员,必须熟悉工作岗位的安全保护规定,外业施工中,穿戴安全警示服和号帽,作业地点设置醒目警示牌,遵守交通规则。

    2)进入深井、人防工程应先进行通风和含氧量、有害及可燃气体的浓度测定试验并做好防护措施。

    3)作业人员配绝缘、防砸、防穿刺鞋、手套及其他防护工具。

    4)夜间作业时,应配备照明设备,打开窨井时,在井口应有安全照明设施,并设警示灯和警示桩等标志。

    5)工作中按操作规定施工,注意对管线的保护。

    6)为保证安全、文明施工,当遇到特别的作业条件时(如天气恶劣、交通堵塞)外业应调整施工安排,防止发生事故。

    7)发生人身伤害事故时,要立即将受伤人员送到附近医院急救,保护好现场,及时向上级部门报告。

    五、高度重视安全培训教育安全培训教育

    项目人员(含临时用工)安全培训教育率必须达到100%,教育内容包括法律法规、公司安全制度、岗位安全职责、管线探测工程施工特点及可能存在的危险源辨识和事故预防措施、同行业发生安全事故的案例分析。教育重点应该放在安全操作规程的学习掌握上,尤其是对临时用工要突出做好安全技术交底。

    六、强化员工安全意识,严格监督劳动防护用品的配备与使用

    做好安全防护用品和劳动保护用品的准备,是项目开工前安全准备工作的一项重要内容。配备合格并正确使用安全防护用品和劳动保护用品是防止事故发生的最后一道防线,项目必须予以高度重视,切不能图省钱,不配或不用防护用品和劳动保护用品,因小失大,造成事故的发生。

    参考文献:

    1.广州市现状污水管网查漏补缺合同

    2.广州市现状排水管网查漏补缺项目实施方案

    3.广州市污水现状摸查与连接项目安全指引

    4.广东省有限空间危险作业安全管理规程

篇9

关键词：植物工S；人工光源；组成要素；固定资产；运行成本；经济效益；商业模式

随着世界人口的不断增长，农产品需求数量的逐年上升和资源与环境问题的日益突出，迫切需要发展生产环境可控的设施农业。植物工厂作为一种颠覆传统农业种植的全新方式，不受土地、气候等自然条件的限制和影响，可完全按照计划、精准定时、定量生产出无污染的种苗及蔬菜、花卉等作物，受到了前所未有的关注[1]。植物工厂是由计算机对作物生育过程的温度、湿度、光照、CO2浓度、营养液等环境要素进行自动控制，周年连续生产的高效工厂化农业系统；是集生物技术、设施园艺技术、植物生理、植物栽培工程、现代装备工程、环控信息技术的高科技产业[2]，对解决世界资源、环境问题，保障食品安全，提高农业资源利用率，减缓农业环境污染等方面具有重要的战略意义和实用价值。因此，植物工厂被认为是未来解决资源紧缺、新生代劳动力不足、食物需求不断上升等问题的重要途径，也是未来航天工程、月球和其他星球探索过程中实现食物自给的重要手段[3]。

日本千叶大学的古在丰树教授把植物工厂分为3种类型，即人工光型、阳光型、阳光和人工光混合型。本文所讨论的植物工厂是指人工光植物工厂或称为密闭型植物工厂，是完全使用人工光源，具有环境高度可控，多层立体培养，工业化、标准化、周年生产等特点。人工光植物工厂作为环境因子控制精度最高的设施园艺典范，多年来一直被国际公认为是设施园艺的最高级发展阶段，是衡量一个国家农业高技术发展水平的重要标志之一[2]。

目前世界上对植物工厂关注度比较高的国家和地区有日本、韩国、新加坡、北欧及中国台湾等，当然科技巨头美国也在相关领域投入技术研发。日本是目前在植物工厂发展方面处于领先的国家，为摆脱土地对发展的限制，打造不依赖土地的生产方式，同时也为缓解农业劳动人口数量减少及日趋老龄化的冲击，开发与大都市空间相适应的新鲜农产品供应体系。日本政府从 2008 年开始启动植物工厂发展计划，由农林水产省出资

1 000 亿日元、经济贸易工业省出资500 亿日元补助科研单位、企业和农户，5 a间新增了100 多座植物工厂[4]，并在全国建立了多处示范型植物工厂基地， 供研究、示范、推广应用等。日本国内的日立和三菱等重工企业在政策的大量刺激下也开始投入重金研发。到2016年3月， 日本的人工光植物工厂已发展到246个，其中 30%盈利、50%持平、 20%亏损经营，涉及植物种类不仅有生菜、菠菜、冰草等叶菜，还有草莓、药草和种苗等。2000年后，我国植物工厂产业蓬勃发展，仅2016年上半年投入运行的人工光植物工厂就有20座以上，但是，我国植物工厂规模普遍偏小（多小于200 m2），生产植物以叶菜为主，环控技术装备水平参差不齐，以示范展示性和研究性植物工厂居多，商业化运行的植物工厂较少，亟待大力推进。

植物工厂作为一种技术高度密集、资源高效利用的现代农业生产方式，具有产量高、土地利用率高、产品安全无污染、自动化程度高等突出优势，目前在国内外具有广泛的应用需求。然而植物工厂的推广应用也面临着诸多问题，如成本过高、能耗较大、经济效益欠佳等。能耗和运行成本过高的问题已成为制约植物工厂推广的一大“瓶颈”[4～6]。而对于经济和消费结构相对落后的国家来说，纯生产型植物工厂企业盈利前景还不够明朗，仍然有很长的一段路要走。迄今，植物工厂与其出产的蔬菜仍被认为是“贵族蔬菜”，很难普及。除了缺乏销售渠道外，主要的原因在于相对高昂的售价。因此，很有必要对植物工厂的成本和经济效益作一个综合的分析。

1 植物工厂的基本组成要素和生产成本构成

人工光植物工厂是密闭式的系统，不受或很少受外界气候变化的影响，其植物产量和质量主要取决于环境调控与管理技术的整体水平。因此，植物工厂必须具有“工厂”的基本属性，要求植物生长发育的环境因子、水肥供给等均可全程自动化调控，并具有一定的植物生产流程的空间自动管理功能，可实现植物工厂化、规模化高效生产。人工光植物工厂的基本组成要素和生产成本主要由以下部分构成。

1.1 植物工厂的基本组成要素和固定资产投资

①厂房基本建设 人工光植物工厂要求保温、密闭、洁净，一般由栽培车间、作业室、贮藏室、控制室、更衣室等房间构成。为了室内气温波动最小化以及防止出现结露，常采用不透光的绝热材料作为围护结构。对于寒冷地区来说，还应隔断地面的传热。人工光植物工厂围护结构的传热系数为0.1～0.2 W/（m2・K）；栽培室的换气次数为0.01～0.02 次/h [7]。植物工厂实行高度保温和密闭不只是为了防止室外的昆虫、微生物以及小动物进入室内，减少室内水蒸气和热量散失，同时也是为了防止室内CO2 流失到室外（ 室外大气的CO2 浓度仅有400 μmol/mol）。植物工厂的护结构设计、功能分区、密闭性都很重要，直接关系到植物工厂初装成本、运行成本及能耗，也关系着生产效率。植物工厂厂房基本建设包括采用保温防火材料（例如彩钢板）搭建各生产车间，并进行墙壁及地面的保温及防菌处理。为了保证产品安全和操作人员的健康，应选择环保、不产生挥发性气体的建筑材料。

②立体多层栽培系统 立体多层栽培系统包括栽培架、栽培床或苗床、栽培板、穴盘等；利用立体多层栽培系统可以实现土地的高效利用，栽培层数越多，则土地的利用率越高。如果为栽培架配置高反射材料制作的反射板，栽培床上的光强可以显著提高。例如，白色栽培板的光反射率约为80%，可以有效提高光能的利用率。另外需注意的是，栽培架最顶层应与屋顶保持一定距离（至少30 cm）， 以利于屋顶空气流动，如果栽培车间内的空气流动性能差，会使得栽培车间在垂直方向上出现温差，影响植物生长。

③营养液供给系统 植物工厂大多采用水培或基质栽培方法，如今，以NFT（营养液膜技术）、DFT（深液流技术）或潮汐式灌溉方式为基础的多种立体无土栽培供液系统及其装备已经开发出来，适合叶菜、根茎类植物生产。营养液储存供给系统主要包括营养液贮液装置、循环泵、供液回液管路、过滤装置、杀菌装置（紫外线、臭氧、过滤膜）等。

④CO2供给系统 CO2是植物进行光合作用的最重要的因素之一。为了提高植物的光合作用，促进植株的生长发育，在光期及时补充植物工厂内的CO2是非常必要的。一般情况下，当栽培间内CO2 浓度维持在800～1 000 μmol/mol时，就能有效促进植物的光合作用，获得较高的产量[8]。CO2供给系统包括二氧化碳钢瓶、压力阀、流量计、电磁阀、 供气管道等。

⑤空调通风系统 人工光植物工厂的空调主要用于降温、循环空气、调节湿度等。家用空调的种类和功能都非常完善，可以直接用于植物工厂。植物工厂室内的气温一般控制在20～25℃。但在光期，栽培架内空气温度会高于室内，因此，促进栽培架内的空气流动是必须的，不仅能降低植物栽培层内的温度并调节湿度，而且能有效促进CO2的供给，从而提高植物的光合速率和生长。空调的能耗是人工光植物工厂能耗的一个重要部分，为减少降温耗电量，也可采用风机空调协同降温的方法，又称光温耦合节能调温技术[9]，即当室外温度低于室内温度时，引进室外低温空气进行植物工厂降温，充分利用室外冷源以降低空调能耗并补充CO2。空调通风系统包括空调、风机、通风管道、空气过滤装置、风扇以及空气净化器等。

⑥照明系统 照明系统是人工光植物工厂核心装备。光是植物环境信号和光合作用能量的唯一来源，许多因素都可能导致植物工厂内光环境（光照强度、光照时间、光谱组成、照射方向）不能满足植物生长发育需求，所以光环境的调控非常必要，其光谱组成直接影响着植物的生产效率和品质。荧光灯是传统光源，LED灯是新型光源。LED灯具有荧光灯无法比拟的优势，包括：a.节省能源，与传统的荧光灯相比，可节省50%以上的能源；b.可按植物光合作用和生长发育需求调制光谱，按需用光，生物光效高；c.为冷光源，可贴近植物照射，提高空间利用率；d.环保、长寿命，可用

3万～5万h、体积小、质量轻，适宜植物的工厂化生产。一般而言，栽培床面的光照强度或光合有效光量子密度为100～300 μmol・m-2・s-1， 可根据培养植物的种类对光强的需求来配置。照明系统主要包括光源灯具、悬挂装置、电源、电线、配件等。

⑦湿度控制系统 植物工厂栽培室内空气的相对湿度一般维持在70%～80%。如今工业和民用的加湿设备种类繁多，且功能齐全，只需根据培养植物种类的需求配置。实际上，温度、湿度、气体的流通速度都会影响植物的蒸腾速率和光合作用，例如，当室内气温为20℃，栽培室内空气的相对湿度应维持在80%（饱和蒸汽压差为0.5 kPa）时对植物光合速率比较有利，同时，为了使室内空气分布均匀，即使不降温时，也应将空调设定在送风模式下运行。湿控系统包括加湿器、加湿管道、控制系统等。

⑧自动控制系统 自动控制系统由检测、执行、控制机构组成，控制因子包括温度、湿度、光照、CO2浓度、气流、营养液供给等多种生产要素，在很大程度上控制智能化水平的高低决定着植物工厂的运行效率。智能环境控制以植物生长环境控制为基础，特别需要以环境因子耦合控制下的植物生理响应效应作为依据，需要大量的试验数据， 不同植物种类、不同的生长阶段环境控制的参数不同，需根据实际情况进行调节。在环境控制要素中，最重要的是养分和光照。养分和光照是2个既具有数量属性，又具有质量属性的环境要素，智能控制难度较大，其控制策略具有时间和空间要求，也需要和其他环境要素耦合统筹控制[2]。综合环境调控还包括提高投入资源的利用效率，将植物活体检测信息应用于环境调控以及植物生长速率的检测和控制[7]。自动控制系统包括软件、硬件两部分，硬件包括温度、湿度、光照强度、气流速度、EC、pH、CO2浓度等各种环境因子传感器及PLC控制器、PC机、变送器、摄像机、物联网等。

⑨植物生产空间管控系统 立体多层规模化量产的植物工厂，还需配备植物生产空间管控系统，包括植物移栽定植装置、植物空间水平垂直移动传输设备、光源灯具水平垂直移动传输设备，以及机械化自动升降机、自动收获等生产管理装备等。植物生产空间管控系统是植物工厂规模化生产流水线作业的主体装备，有利于提高生产效率和管控水平，解决植物工厂内病原菌污染、高空作业安全隐患的问题，降低劳动强度和劳动力成本。

1.2 植物工厂的运行成本

①电力消耗 人工光植物工厂的能耗主要包括人工光源（80%）、空调（16%）及营养液循环系统（4%）等[10]。为减少系统的运行费用，在人工光源节能技术基础上，如何减少植物工厂空调的能耗，主要包括采用LED灯，热泵调温技术、光温耦合节能调温技术等。随着LED灯价格的不断下降，越来越多的植物工厂正在选用LED灯作为人工光源。

②人工费 人工费在植物工厂的成本中占20%～30%，而且每年都有上涨趋势。规模越小的植物工厂，人工成本所占的比例就越高，因为难于安装机械化和自动化的处理系统。如今，日本等国不断研发机械化和自动化设备以用及机器人代替人工，以降低劳动力成本。在生产能力超过每天10 000株绿叶菜的大型植物工厂，自动化处理操作成为降低生产成本的关键。自动收集和分析各种数据，包括环境、植物生长、移植、收获、资源消耗和成本、运输和销售等。许多先进的自动化技术正应用于植物工厂中，包括智能机器人、遥感、图像处理、云计算、大数据分析和三维建模等。

③基本材料费 材料包括种子、肥料和培养基质等，种子是最基本的生产资料，种子的种类和质量直接影响植物产品的成本。品种不同，种子价格和发芽率不同。种子的发芽率可通过发芽试验测得，一般种子包装袋上也都有明确标示。种子发芽率越高，则生产成本越低。肥料主要采用杂质少、纯度高的产家生产的肥料。培养基质主要有海绵、岩棉、蛭石、泥炭土、沙等。对于种苗生产来说，还需配备种苗专用穴盘，根据不同的栽培密度采用不同规格的穴盘，如50、72、128、288 穴等。采用不同孔数的穴盘，直接影响穴盘使用量和基质数量。

其他成本还有与生产、销售联系发生的办公管理费、通讯费、交通费等。本文重点讨论直接生产成本和经济效益。

1.3 植物工厂生产成本的构成比例

在日本，设备折旧费约占25%、劳动力占25%、 电力成本占30%、其余成本占20%[11]。图1表示的是日本一个日产7 000株生菜规模的植物工厂的成本构成比例。经济寿命计算折旧，不同国家有所不同，在日本，人工光植物工厂的建筑折旧是15 a，设备是10 a，LED灯5 a。

在中国，对于面积小于200 m2的人工光植物工厂而言，植物工厂设备折旧费约占28%、劳动力占30%、电力成本占30%、其余成本占12%（数据来源于上海离草科技有限公司和嘉兴华斌农业科技有限公司）。经济寿命计算折旧，一般而言，人工光植物工厂的建筑折旧是15 a，设备是8 a，LED灯3 a。

2 植物工厂经济效益分析

理论上，植物工厂立体形式使栽培面积提高了几倍甚至几十倍，由于环境可控，实现了周年不间断栽培，栽培周期缩短、品质提高、植物产量也相应成倍提高。例如生菜30 d就可收获，比大田栽培至少缩短了50%生长周期。尤其是植物工厂还具有观光效益，使植物工厂取得了比传统农业同等面积高出几十倍甚至上百倍的经济效益。然而，植物工厂的发展亦面临诸多问题，需要认真对待，较高的建设成本和运行成本是植物工厂发展的瓶颈。

首先， 植物工厂建设成本高，比日光温室、连栋温室高出很多，一般在6 000元/m2以上，一个200 m2的人工光植物工厂，建设成本在150万元以上。日本则更高，每1 m2都在1.5万元人民币以上。其次，植物工厂运行成本较高，特别是能耗和人工成本高，由于植物工厂采用的是人工光源，能耗问题一直以来都是影响其发展的瓶颈，其中主要的能耗来自于照明（约占80%），另外，环境控制系统运行（空调、气流、营养液供给等）都需要消耗电能；人工方面，自动化程度低，移栽定植、育苗、收获都需要人工。在植物工厂发展处于世界领先水平的日本，生菜生产成本约100日元/100 g，零售价180～200日元/100 g，价格是传统方式种植基地生菜的2倍。在中国台湾，用人工光植物工厂生产1株生菜约70 g的成本是47～56新台币，零售价为81～420新台币[12]（1新台币约合0.213 3元人民币）。

据上海离草科技有限公司提供的数据，1个200 m2小型的植物工厂，栽培架为4层，生产

1 000株水培生菜，每株质量70～80 g，周期30 d，成本如下： 折旧1 650元，营养液、种子（国产种子）、CO2等180元，用电1 750 kW・h（每1 kW・h电以1元计算），人工费1 800元，其他600元，共计5 980元；平均每株生菜的直接生产成本约为6元人民币。所以，1株生菜需卖到10元以上才有盈利。可以看出，200 m2以下小型化的人工光植物工厂，因为其自动化程度低，所以人工费最高，其次是电费和折旧。

显然，目前植物工厂种植出来的蔬菜在价格上不具有市场竞争力，但其销售群体主要为一些对蔬菜品质要求较高的少数群体，暂时不可能取代传统种植基地的蔬菜在市场上的主流地位。

3 提高植物工厂经济效益的对策和途径

植物工厂作为一种新型的农业生产方式，正处于学习和成长阶段，还需要投入更多的关注和研究。 古在丰树[1]教授认为，我们可以通过提高植物工厂的性能来降低生产成本，到2021年电力成本可以下降50%，劳动力成本可以下降50%，初始投资可以减少30%，产品的商业价值提高了30%， 电力照明和空调的成本可以减少约30%。其中，通过使用LED灯可以不断降低生产成本，因为LED灯的成本有望不断下降，甚至低于荧光灯，使用LED灯比荧光灯具有更多优势。

3.1 最初的固定资产投资可以通过良好的设计来减少

植物工厂的设计方面具有很大的潜力，一是设计高效节能的照明系统，增加立体栽培的层数，合理高效运转的生产流程和培养空间，可以节省总成本10%～15%；二是充分利用城市建筑、废弃厂房、仓库、地下空间等闲置空间，进行无尘车间的改造工程，节省巨额新建厂房的投入；三是在设备成本方面，一个植物工厂所需的植物光源较多，而使用自主研发的LED模组以及独特的光配方，无需引进或购买，设备成本可降低30%以上。

3.2 降低电耗的成本

采用LED灯提高光能利用率。LED 光源作为第4代新型半导体固态冷光源，具有光质纯、光效高、波长类型丰富、光强与光质可调控及节能、环保、寿命长等优点，在人工光植物工厂光环境调控方面具有很好的应用前景[13]。据日本未来公司的介绍，在人工光植物工厂中，与使用荧光灯相比，使用LED灯耗电量降低了40%，生菜的收获量提高了50%。近年来，随着我国LED产业的快速发展，LED灯价格不断降低，产品质量在不断提高，因此，电耗的成本有望不断降低。另外，利用波谷错峰补光，种植阴生的植物等，都可大大降低用电成本50%左右。但在植物工厂能耗结构中，照明占据了80%的比例，而能耗在整个植物工厂的成本结构中仍占25%～30%，因此降低能耗任重道远。而且LED光环境调控是个复杂的过程，涉及光质、光强和光周期等的综合调控，其调控直接影响着植物的生产效率及品质，是人工光植物工厂需实现和满足的技术手段，必须进行深入系统的研究。

3.3 降低人工成本

植物工厂要量产和规模化生产，不断提高机械化和自动化水平。我国植物工厂的人工成本比日本高，主要原因其一，植物工厂的规模小，大部分植物工厂的面积都在200 m2左右；其二，机械化和自动化程度低，智能化高精度h境控制是增加植物工厂作物产量、提高品质、降低人工成本的运行能耗的重要因素；另外，开发植物生产空间自动化管控技术装备，优化组合集成系统也是降低人工成本运行能耗的重要措施。全球首个完全自动化的人工光植物工厂由日本SPREAD 公司建设，日产生菜达30 000 株，β-胡萝卜素含量高达2 710 μg/100 g，是普通生菜的11倍 [14]。

3.4 提高产品的商业价值

生产种苗、功能蔬菜、药用植物、珍稀特蔬菜等附加值高的各种保健植物；推进高机能、高附加价值产品的开发；拓展植物工厂生产的植物种类，探明功能性活性物质合成代谢累积的环境调控机制，增加可使用部位生物量和有益化合物的含量[2]。日本利用植物工厂生产种苗就是一个成功的范例，日本的种苗生产企业的专业化程度很高，效益也很好，特别是小型人工光利用型植物工厂在日本应用较多，至2011年，应用数量已达260座，不少农户家都有这种小型的植物种苗工厂。日本还有很多用植物工厂生产高附加值植物的典型范例，日本村上农园株式会社利用人工光型植物工厂进行芽苗菜生产，主要产品包括结球甘蓝、芥菜、花椰菜、白萝卜的芽苗菜等，产品富含萝卜硫素、β-胡萝卜素、维生素C、维生素E 等功能性成分，其中花椰菜芽苗菜因富含萝卜硫素被称为“超级保健品”[14]。日本富士通半导体株式会社利用植物工厂生产用于透析肾脏病患者食用的低钾生菜与菠菜也已经投放市场，其市场价格是普通生菜的3倍以上[15]。日本著名化妆品品牌“资生堂”旗下也有植物工厂培植蔬菜，用作化妆品和药品的原料；以及三安集团植物工厂与中科院植物所专家合作开展了红豆杉、牛耳草、蛇足石杉等多种药材的研发工作，用于治疗多种疾病等。

3.5 良好的商业营销模式

首先，植物工厂是针对都市的，是都市农业重要的组成部分，而不是替代传统温室或开放田地的生产，植物工厂的发展为都市创造了新的市场和商业机会[1]。植物工厂不仅可以生产植物产品，绿化空间，增加室内含氧量，有效吸收室内有害气体，调节空气湿度，还可以体会耕种的乐趣，因此，为了出售植物工厂的所有产品，市场策略比“产品”更重要。北京农众物联科技有限公司位于北京平谷马坊工业园区，该公司采取了完全不一样的运销策略，充分发挥其植物工厂的特征优势，针对都市现代农业服务，在特意化、高附加值、差异化的特需农业产品做文章。公司采用3层立体化的空间利用方式，最下一层为无光暗室，主要培养食用菌；第2层为人工光培养车间，主要培养铁皮石斛、金线莲等药用植物；第3层采用人工光和自然光混合光源，种植特种蔬菜、瓜果、花卉以及家庭设施园艺的展示等。公司的盈利是多方面的，包括植物工厂的产品、阳台菜园、中小学生科普教育、植物工厂的设备和技术输出、观光，因此该公司2015年创造了4亿元的产值。图2是北京农众物联科技有限公司2015年的销售情况（数据由北京农众物联科技有限公司提供），从中可以看出公司的经营模式。

由此可见，植物工厂盈利途径的多样化，植物工厂的市场机会：一是植物工厂设备销售与技术输出，二是植物工厂生产的蔬果作物销售。目前包括日本、中国台湾在内的全球企业在商业模式上进行了大量探索，包括构建多种植物工厂类型、产品、拓展盈利模式等，例如为餐厅、办公室、家庭、医院、社区、学校等提供不同类型的植物工厂，满足不同人群的需求；增加植物工厂生产的植物种类，充分利用植物工厂的多种功能实现可持续盈利。作为一种新兴的产业，植物工厂有相当大的空间来改善生产成本、效率和销售策略，从而获得好的经济效益和可持续发展。

参考文献

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[13] 徐A圆，覃仪，吕蔓芳，等.LED 光源在植物工厂中的应用[J].林业科学，2016（6）：161-170.

篇10

    目前我国工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了国内的生态环境,使得水污染日益加剧。水资源严重短缺,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿吨,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化,每年减少森林面积达2500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。环境是人类和生物赖以生存和发展的各种因素的总和。环境包括自然环境和社会环境。环境与人相互对立又相互制约。环境给人类的生存和发展提供了必要的条件,而人类通过调节自身以适应不断变化的外界环境;同时也不断地改造环境,创造有利于自身生存、发展的环境条件。人类对环境的改造能力越强,环境对人类的作用就越强。人类在改造环境的同时,也将大量的废弃物带给了环境,造成了环境污染,对人体健康产生了不良影响甚至危及生命。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。几大环境问题:一是大气污染对健康的危害,空气污染物在短时间内大量进入人体,会导致急性危害。产生的原因,一种是污染地区的气象条件发生了变化,大量污物积聚在低空,扩散不开;另一种是事故排放使大量有害物质短时间内进入大气,造成严重污染。二是慢性危害:长期生活在低浓度污染的空气环境中,机体可受到慢性潜在性危害,使慢性呼吸系统疾病的发病率增高。如目前吸烟引发肺癌、石棉引起石棉肺、二氧化硅致矽肺等已为人们所共知。三是致癌作用:空气污染物的致癌作用是慢性危害的又一表现,是现代肺癌发病率增高、死亡率增加的重要原因之一。实验证实,有30余种空气污染物具有致癌作用,其中最突出的是多环芳烃化合物,以3,4苯并芘为代表。它是煤炭、石油、天然气、木材等燃烧不完全所形成的一种高活性致癌物,在煤烟、煤焦油、汽车废气、飞机尾气、柏油路灰尘中都能分离出3,4苯并芘。某些元素如砷、铅、镉、铬、铍的致癌性已在动物实验中被证实。

    二、现代生物技术与环境保护

    现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。首先,生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。其次,利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底的手段。再次,生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理以及有毒有害物质的无害化处理等各个方面。

    三、现代生物技术在环境保护中的应用

    (一)污水的生物净化

    污水中的有毒物质其成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。

    (二)污染土壤的生物修复

    重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀,防止水土流失。

    (三)白色污染的消除

    废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌;另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造,此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-羟基烷酸(PHAs),研究人员正设法构建出自溶性PHAs生产菌种,即将PHAs重组菌进行发酵,在积累大量的PHAs后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,PHAs析出,以简化胞内产物PHAs的提取过程,降低提取成本。

篇11

1．1资料来源

取自市2010—2012年农改水（国家监测点）卫生监测资料，共6批次114处456份。每份水样检测感官性状和一般化学指标10项、毒理指标5项、氨氮、微生物指标3项和游离氯等5类20项指标。

1．2评价指标

以耐热大肠菌群作微生物指示菌进行卫生学评价。

1．3数据处理

用EpiInfo3．5版软件作合格率或超标率及2检验、logistic回归等统计分析。

2结果

2．1基本情况

漳平市辖2个街道14个乡镇25个社区（居委会）173个行政村，总人口28．8万，其中农村人口19．6万。2010—2012年共监测14个乡镇和1个街道农改水114处，其水源地面水占90．4％，完全处理、部分处理供水分别占19．3％和78．1％。

2．2卫生质量状况

检测枯、丰水期6批次456份水样，合格率37．3％（95％CI＝32．9％～41．9％），微生物超标率56．4％（95％CI＝51．7％～60．9％），感官性状和一般化学指标超标率26．3％（95％CI＝22．4％～30．7％），其中：浑浊度超标率5．7％（95％CI＝3．8％～8．4％）、pH值超标率21．1％（95％CI＝17．5％～25．1％）；共获得检测数据9120个，总合格率［4］为92．8％（95％CI＝92．3％～93．3％）。

2．3微生物超标“三间”分布

2．3．1年度与水期2010—2012年微生物超标率分别为43．3％（52／120）、61．3％（103／168）、60．7％（102／168），后两年超标率较高（2＝11．248，P＜0．01）。枯、丰水期超标率分别为59．2％（135／228）、53．5％（122／228），差异无统计学意义（2＝1．507，P＞0．05）。

2．3．2区域南、中和北部微生物超标率38．2％（29／76）、59．5％（160／269）和61．3％（68／111），中、北部超标率较高（2＝12．386，P＜0．01）。

2．3．3水源水与水样水源有地下水、溪河水和山涧水，微生物超标率分别为22．2％（16／72）、65．2％（86／132）和61．5％（155／252），地面水（后二者）超标率（62．8％）较高（2＝40．978，P＜0．01）。出厂水超标率52．6％（120／228）与末梢水60．1％（137／228）差异无统计学意义（2＝2．571，P＞0．05）。

2．3．4处理方式完全处理供水微生物超标率17．0％（15／88），部分处理供水65．2％（232／356），未处理83．3％（10／12，趋势2＝70．08，P＜0．01），后二者超标率（65．8％）高得多。

2．3．5浑浊度和pH值浑浊度、pH值超标者，微生物超标率较高，浑浊度超标更明显。不同状态浑浊度与pH值的微生物超标率（n＝456）指标状态份数超标率（％）2值P值浑浊度合格43054．017．75＜0．01超标2696．2pH值合格36051．913．55＜0．01超标9672．92．4Logistic回归分析影响超标率的主要因素：监测年度、区域、水源水、处理方式、水样和浑浊度和pH值，见表2。

3讨论

3．1卫生状况

漳平市2010—2012年农改水卫生合格率37．3％％，微生物超标率56．4％，感官性状和一般化学指标超标率超出20％（浑浊度、pH值超标率分别高于3．5％、15％），表明目前农改水的卫生质量存在较大的安全隐患，应高度重视农改水微生物超标等问题。

3．2影响因素

从“三间”分布看出，除水期外的其他因素对超标率均有影响，超标率虽有受区域地质、水源类型和pH值等因素影响，但最主要原因是占4／5农改水只做部分处理，未能有效落实消毒措施，水质达不到净化与消毒目标，半数以上微生物明显超标、少数浑浊度明显超标，致使卫生合格率低。

3．3卫生管理

现场卫生学调查显示，农村改水工程建设和管理存在以下问题：

①改水工程建设卫生监管与卫生技术指导缺位。

②制水处理工艺未达到卫生学要求。

③运行管理薄弱、卫生管理缺位。

④水源卫生防护社会治理措施乏力。

3．4对策

①把农改水卫生质量要求作为工程建设考核评审主要依据之一。从工程建设的规划、立项、设计、施工、监理和验收等环节入手，落实国家发改委等5部门的《农村饮水安全工程建设管理办法》（《办法》）、CJJ123－2008《镇（乡）村给水工程技术规程》、SL310－2004《村镇供水工程技术规范》，建造合格、卫生、安全的农改水工程。

②加强工程建设卫生监督监测管理。工程立项、建设、监理和验收环节中，按《办法》等要求，主动商同卫生部门参与水源选择、制水工艺、水质监测和水源防护的卫生学审查、评价与监督。卫生部门应遵循《办法》等规定要求主动介入，对不符合卫生要求的工程提出整改意见，并督促整改落实。

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1.国外生物医学工程产业现状概述

生物医学工程产业是目前全球发展最快、贸易往来最活跃的产业之一。20世纪80年代以来，全球生物医学工程产业（医疗器械）销售额年增长率一直保持在水平。BME产品的国际贸易额每年以25%的速度增长，销售利润可达50%以上。因此，美国、日本、德国和法国等发达国家投入了大量人力和财力，发展BME高科技产业，抢占国际市场。全球范围内，BME产业的主要产地在美国、欧洲和日本，美国是最大的生产、使用和出口国，其次是日本、德国和法国。

2.我国生物医学工程产业现状

随着电子技术、计算机技术与生物材料科学的发展及生物医学工程学科的兴起，我国BME工业获得了进一步发展的理论基础和技术源泉，从而带动了整个产业的技术进步和新发展，走上了 BME科技产业的道路，但与国际先进水平的差距依然非常明显，主要表现为民族产业不强，高、精、尖的BME产品依赖进口现象严重，加快了医疗费用的高速膨胀；由于我国BME产品档次低可靠性不高、缺乏创新能力等原因，难与国外产品抗衡；BME产业虽然数量众多、但组织规模不大和产品档次低，难于参与国际竞争。但我国人口众多，BME产品需求量又相当大。所以，发展中国的生物医学工程产业，改革中国的生物医学工程高等教育，已经刻不容缓。

3.生物医学工程产业化与生物医学工程学科教育

工程学突飞发展的今天，生命科学也在迅猛发展，尤其是近年来迅速兴起的生物技术给BME以极大的推动。生物医学工程作为典型的交叉、融合、边缘性的学科，其含义更深更广：不仅是工程学与生命科学、医学的交叉结合，也包括所有其他学科和生命科学、医学的交叉结合；不仅是工程技术的相应理论方法与生物医学中人体结构功能的交叉结合，而且要考虑工程技术的相应理论方法与生物技术的交叉结合。正是由于上述诸学科的相互结合和渗透，BME的研究已经深入到分子医学水平。

可以说有多少理工科分支，就会有多少BME领域，这种多学科的交叉融合涉及到几乎所有的理工学科和所有的生物学和医学分支，没有那一个学者、那一个科研结构可以涉足其全部。而且，BME所指的学科交叉，不是生物医学同那一个工程学科分支的简单结合，而是多学科、广范围、高层次上的融合。随着科学的进一步发展，各类学科都有了迅猛的发展，不断有新技术出现，而且专业基础也在变化，这些发展变化给生物医学工程学带来了新的挑战。我们有必要站在新的高度对生物医学工程学科和教育的一些问题做进一步的探讨和思考。

4.对我国生物医学工程高等教育思考

我国已有的BME专业大致可以分为两类：一类是理工科大学的BME专业，另一类是医学院校的BME专业。理工科大学的BME专业侧重点在于工科，以培养能从事BME研究、开发和生产的高级BME技术人才为主要目标，而医学院校的BME专业则培养能将工程技术与医学密切结合，能为医疗和医学研究部门进行工程技术服务，能从事医院医疗仪器设备的管理与质量保证工作的高级医学工程技术人员为主要培养目标。

生物医学工程学科在我国仅设一级学科，不设二级学科。我国生物医学工程高等教育始于20世纪70年代后期，20多年来，我国生物医学工程学科研究和高等教育已经取得了相当可观的进步，但从总体水平上看，与国外相比仍有相当大的差距。与我国国情和经济发展的需要很不适应，BME专业毕业生的社会需求缺口较大。

4.1 我国生物医学工程高等教育存在的问题

我国生物医学工程学科发展不平衡在研究方面，引进、消化、跟踪研究多，创新性研究较少；理论方法等应用性基础研究多，取得自主知识产权的应用研究较少。在学科建设和发展方面，主要集中在信息技术型生物医学工程学科，对材料技术型生物医学工程学科、生物技术型生物医学工程学科和医疗器械型生物医学工程等学科几乎没有涉足。

专业设置偏、少目前的生物医学工程本科教育的专业设置面比较集中在信息技术型生物医学工程专业，只有个别学校在培养目标中增加生物材料和人工器官方面的内容；各院校的研究生培养（科研方向）基本以生物医学信号的检测处理、医学成像、医学图像处理、医学仪器研究为主，部分涉及到分子电子学、分子光子学、生物力学、生物医学材料、人工器官、组织工程等方向，只有少数大学比较集中在纳米材料、生物医学材料以及人工器官和生物医学图像处理。研究生培养的专业面相比本科生的专业面宽广。

医工结合不突出由于受到认识和理论上的因素、文化心理上的因素、管理体制上的因素以及国家政策上的因素等方面的限制，工程与医学的有机结合在教学上体现的还很不够，综合院校往往具备更深的理工基础而缺乏医学背景，医学院校与临床结合紧密，但工程力量又显得薄弱。虽然近年来，不少医科院校与综合性大学合并，为生物医学工程专业工程背景的教育和研究提供了条件，但由于体制和教育模式的限制，学科的交叉和融合并没有得到根本解决。

专业层次不合理目前我国举办生物医学工程专业教育的各高校，生物医学工程高等教育基本执行以本科教育为主体积极发展研究生教育的方针。然而，由于生物医学工程学科自身的特殊性和学科自身的高度交叉、融合的特点，可以设想，四年制的本科教育又怎能实现真正意义上的医工的交叉融合呢？生物医学工程研究是其产业化的基础，而研究必须通过产业化才能实现为医学服务的目的，但是当前办有生物医学工程专业的大学，很多在基础研究方面并不具备实力，所以对于本科教育而言，其研究和产业化的任务也很难实现。

4.2 我国生物医学工程高等教育改革思考

学科发展与专业设置在欧美一些发达国家，无论本科和研究生教育的学科发展、专业设置以及培养目标都以社会需求为导向，紧密结合生产和科技发展变化的需要，及时调整学科发展方向和专业设置内容。在我国开设生物医学工程专业经验比较成熟的大学往往存在着偏重于理科或医科的现象，没有体现出生物医学工程多学科交叉的特点。所以我国的BME高等教育首先要从社会需求的角度出发，拓展学科建设方向，逐步建立起适合于多学科合作发展的运行模式。其次要充分利用高等院校的科研优势设置课程体系。美国生物医学工程课程特别是专业课程既能体现学科本身涉及面广的特点，又具有相当的灵活性，又能结合科研优势，突出重点，是很值得我们借鉴的。

医工结合与交叉复合型人才培养BME是多学科的交叉学科，专业人员需要同时具备医学和工程技术两类知识和经验靠以往的医生+工程师来组成专业技术人员队伍是无法适应学科发展需要的。所以必须从现在起，特别重视BME教育工作，加强现有专业点的建设，提高教学质量，改革现有教材，制定科学的人才培养计划。首先，各学科的交叉和融合是我们必须牢牢记住的关键点。以医、工、理为基础，为实现多学科的交叉和融合奠定坚实的基础。其次，构建科学的教育体系结构。根据专业设置和学科研究方向确定知识结构的主干，同时注重拓宽知识范围，使学生既能有相应的生物医学工程专业知识又具备在其他领域中发展的基础，从而实现真正意义上的理、工、生物医学的交叉和融合。

积极扩大研究生教育，控制本科生招生数量 目前的生物医学工程本科教育的专业设置主要集中在信息技术型生物医学工程，然而依据生物医学大市场的发展状况来看，虽然信息技术型生物医学工程已经在我国形成规模，但其就业市场还是相对较小，另一方面，由于学校几乎没有针对生物医学工程产业化过程的知识能力进行培养教育，学生个人很难把生物医学工程技术从教室或实验室直接向市场和产业转化。所以，生物医学工程教育的发展应该积极扩大研究生教育，控制本科生招生数量和规模，学制可以考虑为五年，限制或减少专科层次以下的学生在校人数，生物医学工程本科教育的重心应该是为研究生教育打好理工科、生物学和医学基础。

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关键词： 防沙治沙； 林业； 农业； 成绩； 问题

中图分类号： U416文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）07-0016-01

1引言

建立防沙治沙工程，能够保持水土，防止土地荒漠化和沙化，有效防止沙漠化扩展，减少沙尘暴等自然灾害，改善生态环境；能够保护耕地，提高土地质量，增加粮食产量；能够提高农业经济效益，增加农民收入，促进区域经济社会协调发展；能够变沙为宝，发挥风、热资源优势，实行能量转化，提高能源利用率；促进生产方式的转变，调整产业结构，发展观光旅游业、林产品加工业为主的二、三产业；能够满足广大城乡居民日益增长的物质文化生活需要，提高生活质量，加强精神文明建设。是我国经济与社会发展建设的重要内容。

2陕西省“十一五”防沙治沙工程建设成效

防沙治沙工程自2006年实施以来，陕西认真贯彻落实国务院《关于进一步加强防沙治沙工作的决定》精神，坚持科学治沙、综合治沙和依法治沙的方针，统一规划，因地制宜，分步实施，坚持区域防治与重点防治相结合；预防为主，防治结合，综合治理；保护和恢复植被与合理利用自然资源相结合；遵循生态规律，依靠科技进步；改善生态环境与帮助农牧民脱贫致富相结合；国家支持与地方自力更生相结合，政府组织与社会各界参与相结合，鼓励单位、个人承包防治；保障防沙治沙者的合法权益。求真务实，以“质量效益”为中心，坚持求实效、抓质量、强管理，防沙治沙“十一五”中期工程建设任务已全面完成。

2.1防沙治沙面积快速增长

陕西省“十一五”期间治沙任务为58万hm2。按市分：榆林市53.2万hm2，延安市（吴起县）3.15万hm2，渭南市（大荔县）1.65万hm2；按部门分：林业34万hm2，农业15.8万hm2，水利8.2万hm2。截止2009年，共完成防治任务31.1万hm2，占2006-2008年中期计划任务28.32万hm2的110%,占总任务的53.6%。其中：榆林市完成29.78万hm2，占规划任务的56%；延安市完成0.97万hm2，占规划任务的30.8%；渭南市完成0.35万hm2，占规划任务的21.2%。按治理措施分：林业18.08万hm2，水利3.36万hm2，农业9.66万hm2。实施的主要治理工程有退耕还林（草）工程、天然林资源保护工程、“三北”防护林建设四期工程、小型水利水保工程、牧草基地工程、草业及畜牧业重点工程、小流域综合治理工程和无定河流域治理等国家重点工程，共完成任务17.65万hm2。时间要求和治理进度基本处于同步状况。我们采取上下结合、联合检查、年度验收的措施，对2006-2008年间国家重点建设工程实施面积中的56068.5hm2，进行抽样检查，抽样率达32%详见表1。面积核实率连续三年均达到96%以上，平均达到97%以上。

2.2土地沙化治理实现了由“整体恶化”到“整体遏制”的历史性转变

工程建设以来，一直按照因地制宜，科学规划，分步实施的思路，坚持从实际出发，采取分类指导、科学治理的策略，在长城沿线风沙区，注重以预防为先，保护为主，治理流动、半固定沙地为重点，采取乔、灌、草，造、封、飞相结合，营建稳定的防风固沙林带；川滩区，注重以林网营造为先，低产田改造为主，标准化园田建设为重点，采取改良土壤、打井修渠、保护性耕作等措施，建设高产稳产农田；南部黄土覆沙区，以封育为先，造林种草为主，打坝修田为重点，采取综合配套措施，达到治理水土流失效果。通过工程建设沙区生态状况开始向良性方向转变。据全国第三次沙化和荒漠化监测结果显示，1999年至2004年，全省荒漠化、沙化土地面积5年间减少12.57万hm2.

3工程建设存在问题分析

3.1成果巩固形势严峻

一是新造林的管护和抚育措施不力。近年来，沙区新建设的植被刚进入生长阶段，抵御自然灾害和人畜破坏的能力还比较弱，国家在这方面又没有专项投资，必要的管护、抚育措施无法跟上，幼林生长面临严峻考验；二是沙区过去几十年营造的防风固沙林目前大多已进入成过熟期，林地退化老化相当严重，防护功能衰退，近年恢复的植被正处在发育阶段。沙区植物群落整体上稳定性较差，抵御自然灾害能力较低。“十五”期间有3万多公顷有林地退化位疏林地，防护功能严重衰退，植被资源无效消耗严重。目前有20多万公顷残败林急需改造复壮，13.3万hm2多农田牧场防护林网亟待更新提高。三是林地乱开乱占、滥伐盗伐、偷牧乱牧等现象依有发生。

3.2资金投入少、标准低

由于需要治理的沙化土地大多数分布在偏远地方，立地条件差，自然环境恶劣，治理成本相对较大。“十五”以来，国家下达我省防沙治沙专项经费每年仅100多万元，每亩平均投资无区别的都是100元，与治理任务和难度极不相称，难以有效开展防沙治沙工作。地方财政投入不配套，由于沙区的立地条件决定一次造林需三年补植才能达标，而地方配套资金不能落到实处。目前榆林尚有流动沙地8.2万m2，半固定沙地14.6万hm2，沙化耕地4.2万hm2，有近3.3万hm2的土地具有明显沙化趋势。扬沙或沙尘天气时有发生，风沙危害仍未有效控制,个别地方扩展现象依然存在。

3.3开发与治理矛盾突出

一是由于对矿产资源开发缺乏科学规划与合理调控，引起的地表塌陷、耕地损毁、植被枯死、土地再次沙化等地质灾害，导致区域生态形势更加严峻。据卫星图片显示，受煤矿开采影响，毛乌素沙地前缘的神府矿区的沙生植物已大面积枯死；榆林因煤田开发使1.7万hm2植被被毁，2万hm2土地荒漠化；2006年据神木矿管局提供：大柳塔煤矿、榆家梁煤矿共形成采空沉陷面积24.72平方公里，占全县采空沉陷面积的88%，造成大柳塔、中鸡镇、店塔镇、神木镇、永兴办事处等4个乡镇，14个行政村，1801户6194人受灾，损毁水地207.5hm2、旱地1305.2hm2、林草地2403.3hm2，危害房屋787间，损毁倒塌784间；今年5月24日（四月八）榆阳三台界煤矿8hm2多整体塌陷，造成震动相当于3.6级地震，该区域的40多公顷植被现已全部枯死，耕地毁坏。二是水资源不合理利用等问题突出，频繁的人为不合理活动，引起区域性地表塌陷，地下水位下降漏失。20世纪70年代，榆林北部沙区共有湖泊869个，进入20世纪90年代以来，湖泊总数锐减到79个。最大的内陆湖红碱淖水面也由原来的4.47万hm2缩减到现在的2.4万hm2。

参考文献：

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    1.1 水利工程施工应遵循的基本原则

    水利工程建设与生态环境保护相结合;循环再生综合利用;共生互补;合理利用主体空间。这几条原则强调了在施工的同时要兼顾环境不能遭到破坏,并且在建成后的水利工程要与周围环境相协调,也就是要求我们在施工时做到不破坏当地的植被,不破坏生物圈的平衡,尽量少的占用耕地等等。要想做好这些,那就不得不大幅提高工程造价和环境维护费用,虽然从长久考虑这样是划算的,但是在我们国家的综合实力不是很强的现在,做到这些还是很难;有一些时候,权衡的结果就是暂时牺牲一下环境。另外,我们施工队伍的素质和实力良莠不齐,如果施工队伍本身就对破坏环境不以为然,那后果之可怕,可想而知。总之,这几原则要想真真切切的实现,不仅要在执行相关法律法规的力度上有所加强,更要在提高我们工程人员的整体素质和保护环境的意识上下足功夫。

    1.2 水利工程对环境生态的影响(包括正面的和负面的)大体可以总结如下:

    1.2.1 水利工程对水文情势的影响 水利工程必然改变了天然河流的水文特征和结构,这一点体现在水利工程的建设使上游水流速变慢,水深增大等等。这些改变对当地的水体影响很大,例如,水流流速的变缓以及水深的增加都会减弱水利的自净能力;水温德改变会改变水体中各种成分的含量(BOD、微生物等)。而这些改变时很难消除的,只能通过在建设水利工程前的论证分析、理论研究,选择一个能把这些影响降到最低的方案。

    1.2.2 施工时影响土地的利用 在施工过程中,占用了大片的土地,这些土地往往遭到破坏,造成浪费;同时很有可能破坏周围的植物,造成该地的生态破坏。这一点的影响也很难全部消除,我们能做的就是提高施工技术,尽可能的减小这些影响;而在施工的同时,我们要加强对环境的保护,做到一边施工一边保护,不造成工程计划范围外的环境破坏。

    1.2.3 施工废弃物、悬浮物及生活垃圾的影响 在施工过程中,施工产生的各种污染物或多或少都会造成土壤、河流的污染。只要施工人员的素质和环保意识得到保证,这一方面的影响还是不会太严重的。

    1.2.4 破坏原有的生态平衡 建造水利水电工程,尤其是大型的工程,很有可能打破原有水系内的生物生活环境,更严重的可能导致某些物种灭绝,进而破坏食物链,引发瘟疫等一连串不良反应。经过细致、谨慎、科学的提前研究和讨论,是完全可以避免的;关于那些经过前期讨论,得出不适宜当地生态环境的项目,就应该严格的予以否决,不能建造。

    1.2.5 减灾防灾效益 这个方面是建设水利工程的最主要目的。我们之所以建造水利工程,就是希望能通过控制不均匀的天然来水,把丰水年的储存起来,等到枯水年再用,基于这一个目的,我们在前期讨论时,自然要想各种办法将这个效益最大化。

    1.2.6 工程建设的环境效益 想比较与火电站,水电站对环境还是比较“温和”的。综上所述,对生态环境来讲,水利工程的建设总是伴随着危害和效益两个特性的,我们要利用科学的方法,完善的讨论一个方案的危害和效益的大小,尽量放大效益,同时减小危害;但是,对一些严重破坏环境生态的工程项目,无论它的效益有多大,都不应予以建设,在修建的过程中,要严格按照事先的计划建设,不能因一时的方便而有破坏环境的举措。此外,在工程建设完成后,还要设法在第一时间对环境进行修复,尽量减少工程建设的影响。另外,对于那些已经被破坏的环境,我们应该加大科研的力度,争取早日完成修复。除此之外,还应从减少对水的需求上来缓解对水利工程建设需求的急切程度,一次来缓解建设水利工程对环境产生的负面影响。要求城市尽量建设节水型工业,城市居民减少对水的浪费,提高用水的质量,也可以考虑其他获取淡水资源的途径,比如海水淡化等等;农业上,采取滴灌、喷灌技术替代浪费严重的漫灌;对那些重型工业,要尽量提高他们的污水处理水平,保证污水在进入江河时水质达标,减少对有限的水资源的污染。

    2 城市污水处理

    现在城市中对水的污染现象十分严重,污水处理的目的无非就是想法设法将水中有害物质的含量降低到水体的自净能力范围内,这样就不会对水体产生危害,水资源也可以得到循环利用。

    2.1 物理处理方法

    废水的物理处理方法的去除对象是废水中的不溶解的悬浮物质,可以采、离心分离等工艺。相对来说,这一类的方法技术已经比较成熟,应用的范围也已经很广。

    2.2 化学处理方法

    顾名思义,就是在污水中加入一些化学物质,使之与污染物发生化学反应,生成对水体无害的新物质。