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生物化工前景范文1
關鍵詞：汞；遷移轉化；環境污染；生物毒性效應
中圖分類號：X50
文獻標識碼：A文章編號：16749944（2016）12005903
1引言
汞在自然界中分布極廣，幾乎所有的礦物中都含有汞。由于其分布范圍較廣，對環境和人體造成的危害大，并且具有極強的遷移性，因此汞污染的防治是世界污染物防治的重要課題。汞被聯合國環境規劃署列為全球性污染物，是除了溫室氣體外唯一一種對全球范圍產生影響的化學物質，具有跨國污染的屬性，已成為全球廣泛關注的環境污染物之一[1]?；诖?，對于汞的理化性質，汞污染的來源，汞在環境中的遷移轉化以及汞污染對生物體造成的毒害性這幾個方面進行了解很有必要。
2汞元素的理化性質
汞是比較穩定的重金屬元素，能夠以游離態存在于自然界中，是在室溫下唯一的液體金屬。汞易與金、銀、鈉和鉀等幾乎所有的普通金屬形成合金，稱為汞齊[2]。汞的熔點低，為-38.8 ℃。汞在融化時，即開始有蒸發，故在0 ℃時就有一定的汞蒸汽，溫度越高，汞蒸汽釋放的越多，因此具有較大的揮發性，汞蒸汽無色無味但是有很大的毒性。汞的沸點高，為365.58 ℃。汞是一種可以在生物體內積累的有毒重金屬元素，無機汞和有機汞均能夠在生物體內積累，通過生物體內積累和食物鏈能大大提高汞的危害性[2]。汞在自然界中以金屬汞、無機汞和有機汞的形式存在。無機汞主要以游離態Hg2+和Hg+形式為主，有機汞包括甲基汞、二甲汞、苯基汞和甲氧基乙基汞等。
3汞污染的主要來源
工業革命以來，隨著工業的飛速發展，以及人們對礦產資源的大量開采和利用，一些重金屬元素在不同的領域都得到了廣泛的應用。汞在工業、醫藥、農業和日常生活中應用十分廣泛，從而使大量汞由于人類活動而進入環境，隨著大氣和洋流運動，汞污染遍及全球[3]。
3.1土壤汞污染的來源
土壤中汞的來源是多方面的，主要的污染來自工業污染、農業污染及某些自然因素。如圖1所示。
3.2大氣汞污染的來源
大氣汞污染的來源包括自然來源和人類活動，如圖2所示。自然源是大氣重要來源，研究指出，全球汞礦化帶等土壤汞相對富集區域的汞釋放是非常重要的大氣汞釋放源。而我國西南及東南地區則正好分布在環太平洋汞礦化帶上。[4]其中有色金屬礦石含有少量的汞，但不易回收，因此在提煉礦石回收其他金屬時，生成的含有汞元素的氣體隨之排放到大氣中，使空氣中的汞含量增加，造成大氣污染。我國又是一個燃煤大國，燃煤過程中所釋放的汞使大氣中汞濃度大大增加。此外，燃燒礦物燃料也是大氣中汞污染的重要來源。
水體中汞的來源主要是化工生產中汞的排放，其中又以氯堿工業、汞化合物的合成與使用造成的水體汞污染最為嚴重。
4汞在環境中的遷移轉化
4.1汞在水中的遷移轉化
由于汞在自然水體中具有極強的遷移性，汞會隨著水體的流動被帶到其他的區域，造成污染。汞在水體中的遷移轉化，具體表現在以下幾點。
4.1.1汞的氣態遷移
汞在水體中的氣態遷移涉及到汞的氣化作用、還原作用以及二甲基化作用。此時汞轉變為揮發態汞（Hg0、（CH3）2Hg等）而進入大氣中[5]。
當天然水體中含氧量減少時，水體氧化還原電位降低，因而汞易被水中有機質、微生物或其他還原劑還原為Hg，即以汞的氣態由水體散逸到大氣中。當天然水體中含汞量稍高，pH≥7時，水中汞可在厭氧微生物的作用下生成（CH3）2Hg。由于（CH3）2Hg在水中溶解度很小，所以很容易散逸到大氣中。
4.1.2汞的水遷移
自然水體中除溶解態汞外，還存在著絡合態汞。自然水體中常見的無機配位體Cl-、OH-對汞有絡合作用。汞在富氧的淡水中主要以Hg（OH）2和Hg（Cl）2形式存在，在海水中主要以HgCl-8和HgCl2-4存在。絡合物的形成成為汞能隨水流遷移的重要因素之一[5]。Hg2+與水中可溶性有機物中配位體結合，將導致汞穩定地以絡合物形式存在于水相中，因此汞可以隨水流入海洋。
由于水體中的懸浮物和底質對汞有強烈的吸附作用，水中懸浮物則能大量攝取溶解性汞，從而束縛了汞的自由活動能力，當地質因素或環境化學因素改變而導致懸浮物沉降時，則汞也隨之沉降，這時水中汞遷移到沉積物中。同時，底質沉積物中的化學物質也同樣吸附水中Hg2+，若Hg2+被沉積物吸附固定，水中汞也向沉積物中轉移。汞在自然水體中的循環如圖3所示。
4.1.3汞的生物遷移
水體中汞的生物遷移主要是指無機汞向甲基汞的轉變，由于甲基汞具有較強的毒性，受其親脂性能影響，水體中的微生物會吸收甲基汞，微生物又是水產品的主要食物，受到污染的微生物被水中魚類吞食后，魚類會受到汞污染，人食用了汞污染的魚肉，也會造成人體汞污染，這種連鎖反應通過食物鏈的積累和轉化直接威脅到人類的健康與安全。因此，汞的生物遷移過程，實際上主要是甲基汞的遷移與累積過程，這與無機汞在氣、水中遷移完全不同，它是一種危害人體健康與威脅人類安全的生物地球化學流遷移。水體中汞的生物遷移如圖4所示。
4.2汞在土壤中的遷移轉化
土壤對汞的吸收能力很強，這是因為土壤疏松的空間給汞物質的沉淀提供了環境，另外黏土中的礦物質也對汞具有一定的吸附作用，因此，進入土壤的汞容易累積和擴散從而污染周邊環境并不易清除。
土壤中一價汞與二價汞離子之間可以發生化學轉化，從而轉化為金屬汞，由于汞的揮發性而向大氣中遷移。
土壤中的汞化合物還可以轉化成甲基汞。土壤中的甲基汞通過吸收轉移而進入各種農作物、肉類和蛋類中并積累，食用后進入人體造成危害。土壤中的有機汞也可自行揮發，致使汞由土壤向大氣遷移。
5汞的生物效應
5.1汞對動植物的生物效應
動物實驗表明，狗吸入濃度為15～20 mg/m3的汞蒸汽，每日8 h，1～3 d內出現急性中毒，表現為嘔吐、腹瀉、四肢無力等。兔吸入29 mg/m3的汞蒸汽1 h，于顯微鏡下可見腦、腎、心、肺的輕微損傷；吸入汞蒸汽超過4 h，則可出現嚴重的病變，引起急性中毒。有機汞對動物的毒性一般比無機汞大。給大鼠飼以40×10-6的氯化甲基汞，7 d后出現中毒癥狀，30 d內100 %死亡。
汞作為一種有毒性金屬元素，對植物的危害主要表現在對植物造成的中毒性反應，其外在表現為，受汞污染或者慢性中毒的植物，其葉子、花瓣、莖稈呈現棕色或者黑色，受污染嚴重的植物還會出現植株萎縮，葉片花瓣脫落死亡的現象。以蠶豆為例，當蠶豆被汞污染時，在污染較為輕微的時候，葉子會出現黑色的圓形斑點，隨著污染的加劇，葉面完全變黑最終脫落，而且莖稈也會隨之枯萎。
5.2汞對人體的生物效應
人體吸收汞及其化合物主要有三種途徑：一是食用了受汞等重金屬污染的食物，食物經腸道壁吸收后導致汞污染；二是皮膚接觸汞或者含有汞的化學物質，經皮膚滲透或者通過人體傷口浸入，血液中含有了汞的成分對人體造成污染；第三是含有汞的蒸汽或者粉塵經呼吸道進入人體造成的污染。汞進入人體后，可引起神經系統、肝、腎、肺等部位發生病變，而且還可以通過母嬰傳播方式影響下一代，可致畸形或癡呆等嚴重疾病[6]。
人體一旦受到汞的污染，就會通過人體的消化、呼吸、血液循環三種方式侵入人體的肝臟、脾腎等器官，導致人體出現慢性中毒的癥狀。由于汞在人體內排泄不暢，最先損壞的就是人的腎臟，引發腎功能的紊亂，腎臟的壞死等，同時汞對人體消化系統的殺傷力也很大，汞含量超標就會導致人體中毒死亡。
化妝品是女性比較熱寵的消費產品，然而化妝品中的重金屬元素應該引起廣大愛美女性的注意。以汞為例，含有汞物質的化妝品長期和人體接觸，輕者導致皮膚腫痛、發紅，重者導致汞物質侵入人體血液，直接導致身體諸多不適，例如乏力、消化不良，而且對人的骨骼牙齒產生重要影響，如牙疼、掉牙，骨質疏等，最嚴重的時候還能使神經紊亂，腎臟損傷從而導致死亡。
汞一旦引發人體中毒反應，主要表現的癥狀是四肢乏力，情緒易怒，抽筋酸痛，視力減退，味覺消退，消化吸收功能紊亂等癥狀。
6汞污染的防治
汞污染的防治重點是整治工業排放，從節能減排理念的要求出發，通過改善工藝操作流程和優化產業結構升級，提高資源的利用效率，減少汞制劑的使用和排放，重點是加強環境監測和治理，形成預防、監控、回收利用治理體系，減少工業生產中汞的污染。
6.1環境中汞污染的防治
排入環境中的汞，大部分沉積于江河湖海的底部，所以在沉積物中含有較高的濃度，成為環境二次汞污染源。對于這類汞污染，可以采用疏浚法、覆蓋法以及將汞轉化為難溶化合物等方法來進行處理。對于含汞廢水的處理可以采用化學沉淀法、活性炭吸附法、汞齊提取法等處理。但必須指出，不管采用何種方法去除汞，都只能改變其存在形態和轉移其存在位置，而其固有毒性并未消除，因此在對汞進行處理時還要與汞的回收利用相結合。
6.2工業造成的汞污染的防治
工業應用中汞的污染治理，必須采取事前、事中、事后全程監控，從根源上減少汞的污染。首先，對使用汞作為原料生產的產品，必須制定行業用汞標準，嚴格控制汞的用量，加大科技投入，尋求替代產品；其次，在產品生產過程中，國家環保部門應做好汞污染監督工作，發現超量使用、排放的企業，應立即要求停產整改；最后，提高汞資源的循環利用，對汞污染的廢物應進行安全處理，防止汞的二次污染。
6.3政府應加大對化妝品生產、銷售的管理力度
近年來，針對一些化妝品汞含量嚴重超標的狀況，政府等有關部門應采取積極有效的措施，對化妝品生產、銷售企業進行專項整治工作，采取對化妝品生產企業進行普查和專項監督抽查等措施，重點組織開展化妝品執法檢查。
參考文獻：
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生物化工前景范文2
生物化學工程（又叫生化工程或生物化工）是化學工程與生物技術相結合的產物。生物化工是生物技術的重要分支。與傳統化學工業相比，生物化工有某些突出特點：①主要以可再生資源作原料；②反應條件溫和，多為常溫、常壓、能耗低、選擇性好、效率高的生產過程；③環境污染較少；④投資較小；⑤能生產目前不能生產的或用化學法生產較困難的性能優異的產品。由于這些特點，生物化工已成為化工領域重點發展的行業。
1.世界生物化工行業的現狀
生物化工發展至今已經歷了半個多世紀，最早主要是生產抗生素；隨后，是為氨基酸發酵、舀體激素的生物轉化、維生素的生物法生產、單細胞蛋白生產及淀粉糖生產等工業化服務。自20世紀80年代起，隨著現代生物技術的興起，生物化工又利用重組微生物、動植物細胞大規模培養等手段生產藥用多肽、蛋白、疫苗、干擾素等。而且，生物化工的應用已涉及到人民生活的方方面面，包括農業生產、化輕原料生產、醫藥衛生、食品、環境保護、資源和能源的開發等各領域。隨著生物化工上游技術——生物工程技術的進步以及化學工程、信息技術（IT）和生物信息學（bioinformatics）等學科技術的發展，生物化工將迎來又一個嶄新的發展時期。
生物化工行業經過50多年的發展，已形成了一個完整的工業體系，整個行業也出現了一些新的發展態勢。下面簡要描述生物化工行業的現狀。
1．1工業結構
由于生物化工涉及面廣，涉及的行業多，所以從事生物化工的企業較多。據報道，90年代中期，美國生物化工企業有：000多家，西歐有580多家，日本有300多家。近年來，雖然由于行業競爭日趨激烈，生物化工企業有較大幅度減少，但與生命科學（主要指醫藥和農業生化技術）諸侯割據的局面相比，生物化工行業依然是百花齊放，百家爭鳴。既有象諾華、捷利康等從事生命科學的世界性大公司，也有象DSM、諾和諾德等大型的精細化工公司，當然也有在某一方面有專長的小公司如Altus等。而且，由于世界大公司正把注意力向生命科學部分轉移，生物化工行業百花齊放的局面在很長一段時間內不會有什么改變。
1．2產品結構
傳統的生物化工行業主要是指抗生素（如青霉素等）、食品（如酒精、味精等）等行業，而在目前，它已幾乎滲透到人民生活的各方面如醫藥、保健、農業、環境、能源、材料等。同時，生物化工產品也得到了極大的拓展：醫藥方面有各種新型抗生素、干擾素、胰島素、生長激素、各種生長因子、疫苗等；氨基酸和多肽方面有賴氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、脯氨酸等以及各種多肽；酶制劑有160多種，主要有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、青霉素酶、過氧化氫酶等；生物農藥有Bt、春日霉素、多氧霉素、井崗霉素等；有機酸有檸檬酸、乳酸、蘋果酸、衣康酸、延胡索酸、已二酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亞麻酸、透明質酸等。還有微生物法1，3．丙二醇、丙烯酞胺等。
目前，全球生物化工年銷售額在400億美元左右，每年約以7％～8％的速率增長。從產品結構來看，生物化工領域生產規模范圍極廣，市場年需求量僅為千克級的干擾素、促紅細胞生長素等昂貴產品（價格可達數萬美元／g）與年需求量逾萬噸的抗生素、酶、食品與飼料添加劑、日用與農業生化制品等低價位產品（部分價格不到：美元／g）幾乎平分秋色。高價位的產品市場份額在50％～60％，低價位的產品市場份額在40％～50％。而且，根據近年來生物化工的發展趨勢及人們對醫藥衛生的重視來看，高價位產品的發展速率高于低價位產品。
1．3技術水平
生物化工經過80年代以后的蓬勃發展，不僅整個行業技術水平有大幅度提高，而且許多新技術也得到廣泛應用。
1．3．1發酵工程技術已見成效
據估計，全球發酵產品的市場有120～130億美元，其中抗生素占46％，氨基酸占16.3％，有機酸占13．2％，酶占10％，其它占14．5％。發酵產品市場的增大與發酵技術的進步分不開?，F代生物技術的進展推動了發酵工業的發展，發酵工業的收率和純度都比過去有了極大的提高。目前世界最大的串聯發酵裝置已達75m＼許多公司對發酵工藝進行了調整，從而降低了生產成本。如ADM（ArcherDanie1sMid1and）和Cargill公司在20世紀90年代初對其發酵裝置進行改造，將以碳水化合物為原料的生產工藝改為以玉米粉為原料，從而降低了生產成本，ADM公司生產的賴氨酸成本比原先降低了一半。
1．3．2酶工程技術有了長足的進步
酶工程技術包括酶源開發、酶制劑生產、酶分離提純和固定化技術、酶反應器與酶的應用。目前世界酶制劑從酶源開發到酶的應用都已進入了良性發展階段，各階段生產企業和用戶關系密切，合作廣泛。據報道，1998年全球工業酶制劑的銷售額為13億美元，預計到2010年將增長到30億美元，每年以6．5％的速率增長。其中食用酶占40％，洗滌用酶占33％，其它（主要是紡織、造紙和飼料等用酶）占27％。
1．3．3分離與純化技術也有很大進步
影響生化產品價格的因素，首當其沖的是分離與純化過程，其費用通常占生產成本的50％～70％，有的甚至高達90％。分離步驟多、耗時長，往往成為制約生產的“瓶頸”。尋求經濟適用的分離純化技術，已成為生物化工領域的熱點。已大規模應用的分離純化技術有：雙水相革取、新型電泳分離、大規模制備色譜、膜分離等。
1．3．4上游技術廣泛應用于下游生產
利用基因工程技術，不但成倍地提高了酶的活力，而且還可以將生物酶基因克隆到微生物中，構建基因菌產生酶。利用基因工程，使多種淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、氨基酸合成途徑的關鍵酶得到改造、克隆，使酶的催化活性、穩定性得到提高，氨基酸合成的代謝流得以拓寬，產量提高。隨著基因重組技術的發展，被稱為第二代基因工程的蛋白質工程發展迅速，顯示出巨大潛力和光輝前景。利用蛋白質工程，將可以生產具有特定氨基酸順序、高級結構、理化性質和生理功能的新型蛋白質，可以定向改造酶的性能，從而生產出新型生化產品。
1．3．5新技術在生物化工中也得到了極大的應用
比如，在超臨界液體狀態下進行酶反應，從而大大降低酶反應過程的傳質阻力，提高酶反應速率。超臨界C02無毒、不可燃、化學情性、易與反應底物分離。利用超臨界CO2取代有機溶劑進行酶反應，具有極大的發展潛力。又比如，微膠羹技術已被廣泛用于動物細胞的大規模培養、細胞和酶的固定化以及蛋白質等物質的分離方面。
2．世界生物化工行業的發展趨勢
2．1工業結構
行業與行業間的劃分將日趨模糊，企業間的合作將加大。目前，許多從事醫藥、農業、環境、能源等方面生產的企業，正在從事生物化工生產。特別是某些從事傳統化工行業的生產廠家，也紛紛涉足生物化工領域。如杜邦公司，長期以來主要從事有機化工和聚合材料的生產，現在正加大生物化工的開發力度，已開發成功了生物法生產1,3-丙二醇工藝，并正在開發用改性大腸桿菌生產己二酸工藝。DSM公司以前主要從事抗菌素方面的生產，現也加大了生物化工的投資力度。
由于生物化工涉及面廣，許多生化公司都有自己的專長，它們之間為了商業利益的合作也非?；钴S。此外，隨著從事傳統行業的生產廠家的加入，由于技術與生產方面的原因，它們與從事生物化工開發與生產的企業合作也很頻繁。所有這一切，都使生物化工行業的合作越來越廣泛。如杜邦公司與杰寧科樂公司合作開發用生物法生產1，）丙二醇，進一步生產PTT樹脂。荷蘭的Purac公司與美國Cagill公司合資建設年產3．4萬tL。乳酸裝置，并計劃進一步發展到6．8萬V入DSM公司與美國Maxygen公司簽定了三年的研究合同，以利用Maxygen的
DNA重排和分子培養技術，開發在7一ADCA和其它青霉素生產中使用的酶和菌種。
2．2產品結構
生物化工產品正向專業化、高科技含量、高附加值方向發展。傳統的低價位產品受到冷落，而高價位產品如生化藥物、保健品、生化催化劑等則備受青睞。許多公司為了追求較高利潤，都將低附加值的產品剝離。如日本武田藥品工業公司不再生產味精，轉而生產其它高附加值的調味品如肌甘酸二鈉（IMP）和鳥甘酸二鈉（GwtP）。另外，生物化工將涉足它以前很少涉足的領域如高分子材料和表面活性劑等。
生化藥物由于附加值高而成為今后生物化工領域發展的重點。1997年生化藥物市場銷售額達130億美元，其中細胞分裂素80億美元，激素30億美元，其它20億美元；就具體藥物而論，促紅細胞生長素35億美元，人胰島素18億美元，粒性白細胞克隆刺激因子16億美元，人生長激素15億美元，小干擾素11億美元。預計今后其市場銷售額還將以8％的速率增長。
在氨基酸方面，雖然用于藥物合成氨基酸的量相對較小，但其發展潛力很大。據報道，500種主要藥物中，有18％含有氨基酸或其衍生物的合成。在藥物合成中，使用最廣泛的是L。脯氨酸、r苯甘氨酸和r對羥基苯甘氨酸。L。脯氨酸用于血管緊張素轉化酶（ACE）的合成，匹苯甘氨酸和r對羥基苯甘氨酸用于抗生素的合成。另外，多肽也是今后的發展重點之一。多肽是指有2以上氨基酸用肽鍵組成的化合物，在臨床上使用非常廣泛，主要用于治療癌癥、HIV病毒和兔疫系統功能減退、對傳統抗生素產生抗體的感染以及疫苗等。全球合成多肽原藥的產量在100kg左右，但銷售額達2．5億～3億美元，而做成制劑的銷售額則達25億～30億美元。多肽原藥需求量的年增長率在10％以上。
碳水化合物方面，用于臨床的碳水化合物受到人們越來越多的關注。但是，用于臨床的碳水化合物結構復雜，如一對單糖，其不同的化學鍵就多達22種。因此，用化學法合成復雜的碳水化合物比較困難，難以實現工業化，而用酶法合成則是一條切實可行的途徑。
作為生化催化劑的酶，也將是今后發展的重點。1997年，生化用催化劑銷售額約1．3億美元，在過去的3～5年間，每年增長速率在8％～9％，預計在未來的3～5年間，將以同樣速度增長。生化催化劑主要用于手性藥物的合成。當前，手性藥物已成為國際新藥研究與開發的新方向之一。
1997年手性藥物制劑世界市場的銷售額為879億美元，占藥品市場的28．3％，到2000年將達到900億美元。在未來的25年內，約有一半的手性藥物要通過生化催化合成，因此，生化催化劑無論從需求量和需求種類來看，都具有很大的發展潛力。
生化表面活性劑由于具有無毒、生物降解性好等優點，今后可能成為表面活性劑的升級換代產品，但目前還處于探索階段。
生物化工在高分子材料、特殊化學品、生物晶片、環保等方面也將有極大的發展潛力。
2．3技術水平
不斷提高菌株活力、發酵水平、生化反應過程、分離純化水平，依然是生物化工面臨的課題。
在菌種開發方面，由于從20世紀70年代以來從自然界中篩選菌種以獲得新的代謝產物的機會明顯減少，人們便考慮利用已知菌種經適當改變其代謝特性后生產新的產品。如日本協和發酵公司已成功地把生產谷氨酸的菌種改為生產色氨酸。
在生化反應器方面，反應器放大一直是一個老大難的問題。因此，利用計算機技術對整個生化反應過程進行數字化處理，從而優化反應過程，是今后的發展方向之一。
在分離純化方面，親和層析受到廣泛重視，并有人研制了一種綜合專家系統軟件包，可在幾分鐘內告知對方被分離物系的分離方法和順序，以便根據產品所需進行取舍。
另外，在生化過程的在線檢測和控制方面，利用生物傳感器和計算機監控，依然是今后的發展方向。
在酶催化反應中將發展有機溶劑中的催化反應。
生物上游技術的發展，將對生物化工產生深遠影響。人們對從病毒、細菌、植物、動物到人類基因組順序測定工作十分重視，并在此基礎上形成了基因許多產品一哄而上，盲目上馬，遍地開花，最終形成惡性競爭，許多企業破產倒閉。在競爭中生存下來的企業，也是元氣大傷，難以進一步組織技術改造。如僅江蘇省停產的發酵生產線就多達上百條。另外，行業內企業間的生產水平相差懸殊，企業技術裝備水平達到20世紀80年代以后國際先進水平的僅占20％～30％，多數處于20世紀60～70年代水平。
二是產品結構不合理，品種單一，低檔次產品重復生產，不能適應需求。在我國高檔的醫藥生化產品如激素、生長因子、干擾素、藥用多肽等，有的產量很小，有的沒有生產，因此每年都需進口。
三是在生產技術上，工藝、設備不配套，上下游技術不配套，產物的收得率低。我國雖然某些產品如檸檬酸、乳酸等發酵水平較高，但大多數產品的收率都低于國外，酶制劑的活力也明顯低于國外，生化反應器和分離純化技術更是落后國外15～20年。每年都要花費大量資金從國外進口生物反應器、細胞破碎機、分離純化設備及分離介質、生物傳感器和計算機監控設備。
四是有些產品投入產出比達15／＝以上，造成嚴重的資源浪費和環境污染。
五是基礎研究薄弱，技術創新能力不強，企業的技術開發、技術吸收能力差，生產發展多數依靠傳統的夕蜒型、粗放型擴大投資的增長模式，效益低、市場競爭力低。
3．2建議針對我國生物化工行業存在的問題，筆者有以下建議：
3．2．1擴大經濟規模，提高競爭力要鼓勵建設大型的生物化工企業集團公司，使之集科研、開發、生產、銷售干一體。尤其要培育一批科技創新型企業。同時，也要鼓勵在某些方面有一定特色的小型技術創新型生化公司的發展，并淘汰一批生產規模小、生產技術落后、沒有市場競爭力的企業，從整體上優化我國生物化工的產業結構。
3．2．2調整產品結構要發展高檔產品，如高檔醫藥生化產品、功能性食品及添加劑（主要有低熱值、低膽固醇、低脂肪、提高免疫功能、抗炎、抗癌等產品）、生化催化劑等。另外，也應發展眾多精細化工產品及用化學法無法生產或很難生產的產品，如微生物多糖、生物色素、工業酶制劑、甜味劑、表面活性劑、高分子材料等。版權所有
3．2．3節約有限資源，強化環境保護在生化生產組學（genomics）。近年來又在信息學（informatics）的基礎上建立了生物信息學（bioinformatics）。信息學的內容包括信息科學十生物技術十生物工程十生物動力學等的綜合信息系統?？梢灶A見，基因組學和生物信息學在生物化工中應用的商業前景極為可觀。
另外，其它行業的新技術如分子蒸餾技術、組合化學（combinatoricalchemistry）等，也將在生物化工中得到應用。
3.我國生物化工的發層現狀及建議
3．1發展現狀
我國生物化工行業經過長期發展，已有一定基礎。特別是改革開放以后，生物化工的發展進入了一個嶄新的階段。目前生物化工產品也涉及醫藥、保健、農藥、食品與飼料、有機酸等各個方面。
在醫藥方面，抗生素得到迅猛發展61998年我國抗生素的產量達到33486h青霉素的產量居世界首位。其它生化藥物中，初步形成產業化規模的有干擾素、白細胞介素。2、乙型肝炎工程疫苗。
在農藥方面，生物農藥品種達12種，主要有蘇云金桿菌、井崗霉素、赤霉素等。其中，井崗霉素的產量居世界第一位。
在食品與飼料方面，作為三大發酵制品的味精、檸檬酸、酶制劑的產量也有很大的增加／1998年味精產量從1990年的22．3萬、增加到56．4萬一檸檬酸產量從1990年的6．13萬、增加到56．4萬一酶制劑從1990年的8．5萬t增加到24萬t。酵母及淀粉糖的產量也有明顯增加。我國的味精生產和消費居世界第一，檸檬酸的生產和出口也居世界第一。另外，1998年乳酸的產量在1．5萬t左右，賴氨酸的產量在2萬t左右，卜蘋果酸的產量在6000t。
在有機酸方面，衣康酸的產量達5000乙我國開發的生物法長鏈二元酸工藝居世界領先地位，目前生產能力達500Va以上，并有數家企業有建設長鏈二元酸生產裝置的意向。
在保健品方面，我國已能用生物法生產多種氨基酸、維生素和核酸等。另外，我國生物法丙烯酞胺的生產能力達到2萬V山與日本同處于世界領先地位。
但是與發達國家相比，我國生物化工行業存在著許多問題：
一是我國的生物化工產業主要以醫藥、輕工、食品業為主。部分企業對生物化工產品大都是精細化工產品這一點了解不夠，加之行業規范也不夠，導致過程中，應選擇合適的原料，以降低成本與消耗，并加強廢物處理，減少環境污染。
3．2．4提高生產技術水平，特別是下游技術水平因為我國生物技術上游技術水平與國外相差僅3～5年，而下游技術水平則比國外相差15年以上，改造傳統發酵產品生產技術，不斷提高發酵法產品的生產技術水平，開發生物反應器，提高我國生物化工產品分離和提純技術，大規模開發生物化工裝備等應首先提上議事日程。另外，還應積極采用微生物法代替化學法，開發基礎化工新產品的工業化生產技術。
3．2．5加強產學研結合，注重上下游結合國內生物化工技術力量分散，為了做到優勢互補，應加強產學研結合。另外在生物化工生產過程中遇到的很多問題，都是由于上、下游結合不夠緊密而影響技術經濟指標。因此，在人力和財力的投入上，應考慮上下游結合，以加快生物化工產業的發展。
生物化工前景范文3
關鍵詞：應用型本科院校；生物工程專業；吉林省生物產業需求對接；協同創新；人才培養
中圖分類號：Q819 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170631079
隨著我國經濟結構及人才需求模式的改變，國家對高等教育戰略方針進行了修訂。根據學校類別，將傳統的“象牙塔”式高等教育細化為“研究型本科院校”和“應用型本科院?！?[1]。其中“應用型本科院?！币耘囵B適應社會需要的技能型人才為主。
1 本校生物工程專業人才培養與吉林省產業需求存在問題
生物工程專業是我國繼生物技術和生物科學專業之后開始招生的生命科學專業，是21世紀迅速發展起來的一門新興學科。1998年教育部布的全國本科專業目錄中，將生化工程、微生物工程、發酵工程等專業歸為到生物工程專業。由于該專業具有典型“工程”性決定其專業特征為工科專業，所以學生培養模式與生命科學領域的其它專業具有明顯區別――該專業以培養應用型、產業化人才為主[2]。本科畢業從事非對口工作在吉林省地方院校及新建本科院校所開設生物工程專業中較為常見。根據學院多年就業跟蹤調查顯示，本校生物工程專業畢業生（考研生除外）僅有1/3從事本專業，且大多從事層次較低的技術工作；1/3畢業生從事醫藥銷售等生命科學相關工作；1/3畢業生放棄本專業。企業普遍反映，入職畢業生實踐能力滯后于理論能力，必須在“師傅”的帶領下，經過實踐學習才能獨立勝任專業技術崗位，增加了企業運行成本。
隨著國家政策與吉林省經濟發展和轉型，吉林省生物產業發展迅速，生物產業涵蓋醫藥、化工、檢驗、食品、環保等領域。已擁有長春生物制品研究所、修正藥業、通化東寶等生物醫藥研發和生產企業。2016年1―6月，全省生物醫藥完成工業總產值同比增長7.4%[3]。
此外，吉林省在生物化工，特別是“玉米化工”領域具有廣闊發展前景?，F已具有大成集團、吉林燃料乙醇、中糧能源生化、松原吉安生化等龍頭企業，打造吉林玉米生物化工材料基地，基本建成中國玉米生物化工材料示范基地。預計到2020年，吉林省生物質經濟形態基本確立，生物質經濟總產值達到5000億元（包括玉米深加工產業），使生物質產業成為吉林省具有核心競爭力的新的主導產業[4]。
應用型本科院校辦學宗旨為服務地方經濟發展，根據吉林省生物產業發展情況可預見未來吉林省將大量需要生物工程專業人才。但由于應用本科院校生物工程專業存在專業建設調整滯后、專業與產業不對接等問題，暫時無法滿足就業單位的要求。所以，吉林農業科技學院生物工程學院生物工程系從人才培養方案、課程配置、授課內容、校企合作、教師培訓方面進行改革，以滿足人才培養與產業對接的需求，促進吉林省生物產業發展。
2 根據市場需求，修訂人才培養方案
隨著吉林省經濟轉型和生物產業的發展，吉林省急需大量應用型生物人才。因此生物工程系決定一改過去的“精英式”人才培養模式，轉換為“應用型”人才培養模式。學院組織生物工程專業骨干教師深入長春金賽藥業有限責任公司、長春長生生物科技股份有限公司、吉林省輝南長龍藥業股份有限公司、吉林燃料乙醇有限責任公司、大成生化科技集團有限公司等多家企業進行調研，并同職業研發專家和行業技術專家共同制訂人才培養方案。在原有“生物制藥”教學模塊的基礎上，增加“生物化工”部分。降低英語、數學等公共基礎課學時，增加實踐教學、教學實習學時，提高學生實踐操作時間及動手能力（表1）。此外增加學生在企業的生產實習時間，使學生在校內所學在企業進行檢驗。對于新增加的“生物化工”部分，系部教師根據企業一線情況增加發酵工程、生物制品工藝學等課程實踐教學學時。使學生在有限的學時內，掌握基礎技術的操作要領。
3 根據企業需求，重新規劃課程配置
根據多年企業用人情況反饋顯示，應屆畢業生具有一定的實踐操作技能，但不具備畢業入廠即工作的能力。同時用人單位反映，學生的專業知識扎實，但對于行業新進展了解不多。因此，本專業重新規劃課程配置。降低專業課理論學時，將其中“深、難”部分作為自學內容（對于考研同學，如需學習，教師可課下輔導）；對于酶工程、發酵工程、細胞工程、生物制品工藝學等課程，增加前沿知識介紹（為了節省課堂時間，可讓學生課下準備，課上討論）；增設“生物制藥”、“生物質能”等專題內容，進一步增加學生對生物工程應用進展了解；此外，在增加實驗教學基礎上，進行實驗課程整合，不但可以使學生掌握多門課程的實踐技能，還能使學生綜合運用多課程實踐技能。實驗課的整合，更加貼近生產一線的應用。
4 提高應用能力，修改授課內容
“應用型”人才培養模式主要內容即提高學生的應用能力，使學生適應企業生產的需求。為此，生物工程專業教師在重新規劃課程配置基礎上，修改授課內容。在具體教學中，增加應用能力培養部分，即采取部分“反轉課堂”模式，提出問題讓學生根據所學解決問題，在課堂進行集體討論，確定最佳解決方案。此外，教師在授課過程中，結合企業調研過程中所遇到的問題及應用技術最新動態，適當調整授課內容，摒棄過去“一本教案講一生”的教學情況，做到在有限的學時內，盡可能多的講授實踐技能。同時教師在實踐教學中，增加學生自主設計實驗部分，進一步提高學生對所學知識的應用能力。
生物化工前景范文4
【關鍵詞】化工產業；經濟競爭力；產業融合
一、引言
化工產業是國民經濟的支柱產業和基礎產業，吉林省由于具備良好的自然資源優勢，化工產業發展早，起點高。隨著工業轉型升級的步伐不斷加快，要求化工產業必須加快調整和升級，大力發展高端化學品和化工新材料，以滿足戰略性新興產業和相關產業的更高需求。當前我國居民收入水平不斷提高，消費需求、不斷發生變化，同時，隨著城鎮化步伐的加快，也形成了對生產資料的巨大需求，對化工產業發展的帶動更是不言而喻。面對蓬勃的市場機遇，吉林省化工產業表現了怎樣的經濟業績是本文關注的重點。
二、吉林省化工產業經濟競爭力測度
（一）經濟效益測度
衡量產業整體發展水平的兩個重要指標分別是工業總產值及產業的盈利能力，即利潤總額。通過吉林省2008-2016年統計年鑒數據整理，發現在石油加工、煉焦及核燃料加工業，化學原料及化學制品制造業，醫藥制造業，化學纖維制造業，橡膠和塑料制品業這五類化工企業中，化學原料及化學制品制造業約占行業整體的56%，是吉林省化工產業中最重要的一部分，其次是醫藥制造業，而其他化學纖維制造業、塑料制品和橡膠制品占比則都非常低。從工業總產值增長情況來看，化學纖維制造與化學原料及化學制品制造業的增長速度低于該行業的平均水平，而醫藥制造業的增長較快。另一方面，我們主要從成本費用利潤率、總資產貢獻率以及成本費用利潤率三個指標來衡量產業的生產效率。結果顯示，醫藥制造業與石油加工、煉焦行業和化學原料及化學制品制造業的全員勞動生產率較高，明顯高于行業平均水平，但與之相反的成本費用利潤率卻非常低，這說明是有加工、煉焦和化學原料及化學制品制造業的生產和管理水平較低，勞動強度較大。
（二）經濟貢獻測度
產業的貢獻大小，在很大程度上取決于該產業在工業中比重的大小，那些占比較大的產業，更容易對整體經濟的走勢以及利稅產生足夠的影響。吉林省化工產業總產值約占整個工業總產值的15%-19%，從2007年開始這一比重逐年下降，到2011年略有回升，這一變化說明我省化工產業的貢獻及重要性有下降的趨勢。而化工產業的利稅占比明顯小于工業總產值占比，說明行業的盈利能力較低，缺乏市場競爭力。但衡量一個產業發展的價值，除了經濟指標以外，其社會貢獻或社會影響也是必須要關注的問題，所以選取了就業人數（人）這一指標，來考察吉林省化工產業的社會影響。數據分析結果顯示，其中化學原料及化學制品制造業就業人數占化工產業整體就業人數的45%，其次是醫藥制造業占36%，化學原料及化學制品制造業的就業人數歷年變化不大，而醫藥制造業的就業人數則有明顯上升的趨勢，并在2011年超過了化學原料及化學制品制造業。
（三）市場化能力測度
市場化能力考查的是產品在市場中的競爭力水平和市場對產品的認可度，選取了化工工業銷售產值和產品銷售率來衡量該產業的銷售能力，用港澳臺及外商資本及出貨值來衡量該產業的融資及對外貿易能力。在化工產業中，吉林省的化學原料及化學制品制造業的銷售產值指標最為突出，并且在2007年到2013年間，每年都保持了一定比例的增長，尤其是2011年和2013年增長幅度較大。但是化工產業在吉林省整體工業銷售產值的比重一直下降，這說明化工產業銷售產值的增速不夠，導致這樣的結果，有可能是受銷售水平，產品競爭力的限制，也可能是受規模和資金的限制，產能不足。從融資及對外貿易角度看，吉林省化工產業的港澳臺及外商資本主要集中在化學原料及化學制品制造業和醫藥制造業，化工產業的外商投資約占外商投資工業的10%左右，具有一定的融資渠道多元化的能力。另一方面，相比其工業產值占比，化工產業的外商投資額度占工業總體的比重略低，尤其是核心的化學原料及化學制品制造業的融資能力要更低一些，糾其原因還是該產業的盈利能力偏低。
綜上所述，以化學原料及化學制品制造業為主導的吉林化工產業，其經濟競爭力存在的核心問題就是產品利潤偏低，產業盈利能力較差。其根本原因在于缺乏能夠為產業發展帶來利潤的特色產品。作為傳統工業，大而全的發展模式，在充分的市場競爭下，必將導致利潤微薄，而發展塑造產業特色，則可在最大限度節約成本的前提下，創造可觀的利潤。目前吉林省化工產業的管理及生產依舊停留在比較粗放的階段，勞動效率較低，成本控制不嚴，也在一定程度上蒸發了產業利潤，所以也應當成為化工產業發展中亟待解決的問題。
三、吉林省化工產業經濟競爭力的比較研究
（一）全國與吉林省化工產業經濟競爭力的比較
在分析吉林省化工產業經濟競爭力的基本情況的基礎上，進一步與全國化工產業整體情況進行對比，更有利于明確其化工產業經濟競爭力的水平與層次。通過對比吉林省與全國化工產業內部結構狀況，結果發現，吉林省化工產業的結構與全國差異不大，但化學原料及化學制品制造業的以及醫藥制造業的占比更高，結構層次更高、更合理，具備一定的發展和競爭的優勢。另外，與全國化工產業的總利潤相比，吉林省化工產業的利潤情況明顯低于全國，盈利能力較低，成本費用較高。
（二）吉林省化工產業與其他支柱型產業的比較
與吉林省其他支柱型產業對比發現，吉林省化工產業產值基本與農業產值持平，是僅次于交通設備制造業的工業產業，該產業的發展及其利稅影響著全省工業的整體走勢，對于全省經濟發展的影響不容忽視。同時，吉林省化工產業作為傳統核心a業，吸納了大量的勞動力，承擔著穩定社會經濟環境的重要責任，影響面廣，地位更是舉足輕重。另一方面，吉林省交通設備制造業的發展在近年取得了較大的成就，但現有的資料及數據，并沒有顯現出我省化工產業與交通設備制造業之間的相互關聯，究其原因還是我省的化工產品與交通設備制造業的原材料之間缺乏有效的轉化環節，在這個環節上缺投資、缺企業、缺引導。
四、提升吉林省化工產業經濟競爭力的對策建議
（一）明確有所為有所不為的產業發展方向
依據吉林省的產業基礎，在產業方向上，吉林省應該在繼續重點發展石油化工的基礎上，向生物化工和煤化工滲透，逐漸形成石油化工、生物化工、煤化工“三條主線”共同發展的化工產業模式，把以石油化工為依托，不斷向生物化工和煤化工領域延伸，作為今后一段時期的主要發展方向。在產品方向上，加強與汽車等其他產業的融合，促進和帶動區域相關產業和經濟的發展，提高抗風險能力和競爭力。重點發展資源轉化水平高、生產工藝先進、產品附加值高、市場前景好的高端石化產品。同時，堅持高端化、差別化、低碳清潔和安全的發展觀，優化調整結構，提高發展質量和效益，逐漸做大石化總量。
（二）推進重點項目建設，實現化工產業升級
依托吉林石化等大型化工企業，加快推進結構調整和布局優化，進一步優化資源配置，做大做強化工主導產品，堅持高端化、差別化，提高資源加工深度和利用效率。以做精做強為目標，布局重點項目，實現產業升級。
（三）優化產業集群發展，創建國家級化工園區
進一步加強、完善以吉林石化、吉林化纖和吉林燃料乙醇為中心的吉林化學工業循環經濟示范園，擴大規模經濟效益，形成中央骨干企業與地方企業集聚的態勢，優化產業集群發展，是增加產業產值和利潤，提升產業競爭力的重要途徑。力爭將吉林化工園區建成以現代石油化工、化工新材料為核心，以精細化工、生物化工、新能源和汽車配套化學品為特色，以產業共生、物質循環、資源高效利用為特征，生產技術國際領先，管理模式世界一流，具有較強輻射能力和競爭力的現代化工生產基地。
生物化工前景范文5
河南財鑫集團有限公司（以下簡稱河南財鑫集團）組建于2001年2月8日，現為國家級農業產業化龍頭企業，全國農產品加工示范企業，河南省百強企業之一，河南省高新技術企業和河南省農業產業化重點龍頭企業。近年來，河南財鑫集團充分利用本地資源，大力發展農業種植和農產品加工業，通過良種推廣和基地建設，形成穩定的“公司+基地+農戶”的經營格局。通過龍頭企業規范化經營管理，靠合同、利益目標將公司與分散的農戶聯系起來，建立了自己原料生產基地，確保了原料供給，增加了當地農民收入，推動了農業結構調整。
鄲城財鑫糖業有限責任公司是河南財鑫集團主要子公司，為河南省最大的淀粉糖生產企業，河南省農業產業化重點龍頭企業，國家級“質量安全、信譽保障綠色放心食品企業”，并被河南省有關部門認定為循環經濟發展的典型。主要產品類型包括淀粉、高麥芽糖、麥芽糊精、結晶葡萄糖等?，F有職工1280多人，其中技術人員436人，并建有“省級功能性淀粉糖研發中心”和“國家玉米加工研發技術專業分中心”，具有較強的科研開發能力。
近年來，公司根據淀粉深加工行業發展趨勢，與國內大專院校和科研院所合作，不斷加大科技研發投入，發展功能性食品、糖醇類產品，拉長上游、下游產業鏈條，開發出市場前景好、產品附加值高的生物化工產品，銷售市場也由單一的食品行業向醫藥、化工多行業領域拓展。這些新型的功能性食品符合當前人們對于食品的綠色、健康和保健等方面的需求，不僅提高了人們的生活質量，也為企業帶來了新的利潤增長點。
生物化工前景范文6
關鍵詞：設施蔬菜；番茄晚疫??；高效；低毒；農藥
自1993年以來，平涼市塑料大棚、日光溫室等設施蔬菜生產發展很快，2008年種植面積已達4.02萬hm2。設施蔬菜由于其高溫、高濕的生態條件，一些病害極易暴發成災，給生產造成極大損失[1-4]。盲目用藥又常導致產品農藥殘留超標，引發質量安全問題。為此，筆者針對番茄晚疫病Phytophthora infestans（Mont）病害進行了化學防治用藥篩選試驗，以期篩選出適于防治該病的高效、低毒農藥，以利于指導設施蔬菜生產。
1 材料和方法
1.1 試驗地概況
試驗于2009年9－11月在崆峒區清街蔬菜示范園區進行。選擇園區內發生番茄晚疫病的田塊，試驗地定在4號棚和89號棚。棚內病害為中度發生，試驗田按常規管理。
1.2 試驗材料
1.2.1 供試藥劑
（1）72%番茄早疫晚疫絕可濕性粉劑800倍液（河南安陽市全豐農藥化工有限責任公司）；
（2）80%大生M-45可濕性粉劑500倍液（美國陶氏益農公司）；
（3）50%速克靈可濕性粉劑2 000倍液（廣州市中龍化工有限公司）；
（4）25%多菌靈可濕性粉劑500倍液（山東神星農藥有限公司）；
（5）80%疫病殺星可濕性粉劑800倍液（河北威遠生物化工股份有限公司）；
（6）清水（CK）。
1.2.2 供試品種
中雜8號番茄，寶冠3號番茄。
1.3 試驗方法
1.3.1 試驗設計
試驗設6個處理，以清水為對照。每個處理3壟，折合小區面積33.5 m2，重復3次，隨機排列。每個重復隨機取5點，每點掛牌3株，進行病情系統調查。
發病前期用手壓式噴霧器葉面噴藥，共噴藥3次，間隔7 d。每次噴藥前1 d、后3 d調查病葉（果），然后按表1病情分級標準記載發病情況。
病情指數按式（1）計算，防治效果按式（2）計算。
公式（2）中：CK0：空白對照區施藥前病指；CK1：空白對照區施藥后病指；PT0：藥劑處理區施藥前病指；PT1：藥劑處理區施藥后病指。
1.3.2 統計分析
對病害防治效果調查結果進行方差分析，并用新復極差測驗（Duncan）做多重比較。
2 結果與分析
試驗結果如表2所示，番茄晚疫病防治效果較好的是：72%番茄早疫晚疫絕WP 800倍液的防效為91.59%，80%大生M-45WP 500倍液防效為84.36%。對試驗數據進行統計分析表明，區組間差異不顯著（F=2.26＜F0.05=4.10），處理間差異極顯著（F=300.60＞F0.01=5.64）（見表3）。對各處理防效的多重比較結果表明，72%番茄早疫晚疫絕WP 800倍液與80%大生M-45WP 500倍液之間差異顯著，與50%速克靈WP 2 000倍液、25%多菌靈WP 400倍液、清水（CK）差異極顯著；80%大生M-45 WP 500倍液與80%疫病殺星WP 800倍液差異不顯著，與25%多菌靈WP 400倍液與50%速克靈WP 2 000倍液、清水（CK）差異極顯著（見表2）。
3 小結
72%番茄早疫晚疫絕WP 800倍液、80%疫病殺星WP 800倍液和80%大生M-45WP 500倍液對番茄晚疫病具有良好的防治效果，且都屬于低毒生物農藥，具有很好的推廣應用前景。
參考文獻
[1] 張躍進.農作物有害生物測報技術手冊[M].北京:中國農業出版社,2006.
[2] 夏冰,馮曉東.馬鈴薯晚疫病監測預警技術研究[J].中國植保導刊,2010(7):35-38.
