Literature
Home医药经济生物技术环保技术

超级工程菌剂和解毒酶制剂的开发

来源:科技日报
摘要:2005年12月,国家高新技术研究发展计划(863计划)“超级工程菌剂和解毒酶制剂的开发”课题正式通过科技部国家863计划资源环境技术领域“水污染控制技术与治理工程”重大专项组织的专家验收。”乔传令就他们所研究的课题向我做了详细的介绍。乔传令笑着说:“听起来是不是感觉有点绕。”向来数字最能说明问题,话题一开始......

点击显示 收起

        2005年12月,国家高新技术研究发展计划(863计划)“超级工程菌剂和解毒酶制剂的开发”课题正式通过科技部国家863计划资源环境技术领域“水污染控制技术与治理工程”重大专项组织的专家验收。从此,有效控制有机磷的农药废水、垃圾渗滤液等难生物降解物质废水的处理问题进入了一个全新的时代。  

  “我们这个课题是2002年12月开始立项研究的,它属于资源环境技术领域‘水污染控制技术与治理工程’重大专项中的‘水污染控制生物强化技术与物化技术’专题。”乔传令就他们所研究的课题向我做了详细的介绍。  

  乔传令笑着说:“听起来是不是感觉有点绕?其实它们之间的联系可大了。”  

  向来数字最能说明问题,话题一开始,乔传令就给我列举出了几个令人触目惊心的数字,“中国有一句谚语:‘国以民为本、民以食为天、食以安为先’。食品安全是关系人类身体健康和社会稳定的头等大事。我国农产品中的农药残留严重,我国居民在日常膳食中的各类农药摄入量,往往数十倍于美国、日本、欧盟等发达国家,2000年农业部监测发现水果、蔬菜中农药的总检出率32%%,总超标率25%%,其中北京等6大城市蔬菜中农药残留超标率超过50%%。”  

  谈到与老百姓利益切身相关的农药残留污染话题,乔传令收起了笑容,一脸凝重。  



  污水生物处理三要素相互协调方能促进发展  

  “我先给你讲讲污水生物处理过程中的‘三要素’吧。”说起他们的研究项目,乔传令来了兴致。微生物、环境条件(生物反应器)和水质这三个要素相互促进和制约。  

  “水质特性决定了微生物种类,微生物的生长要求生物反应器提供相应的条件,而反应器的内部环境的改善对水质有一定的调节作用,使其有利于微生物降解水中的有机物。”乔传令详细解释道。  

  “那这三要素为什么那么重要呢?”我按捺不住心里的疑问说道。  

  乔传令解答到:“这三个要素形成了一个体系,相互协调适应,则形成良性循环,具有促进作用;反之,则形成恶性循环,会导致污水生物处理系统运行失败。在水质确定之后,关键的问题是微生物与反应器之间的协调。”  

  “我们这个研究就是针对含难降解有毒有害有机污染物工业废水的特点,开发适合于超级工程菌生长和解毒酶制剂反应的新型生物反应器:环流式深床超级工程菌生物反应器和膜-解毒酶-生物反应器。”谈到研究成果,乔传令的眼睛闪过一丝神采。  

  乔传令介绍,这个专题的研究就是以新开发的超级工程菌和解毒酶制剂逐步实现在污水处理中的工业化应用,进一步提高工业废水的达标排放率,降低处理成本,带动该领域的技术提升。  

  “超级工程菌剂和解毒酶制剂的研发有什么意义呢?”我问道。  

  “这个意义太深远了,首先,它对于减少工业废水污染、保护水环境具有重要的意义。通过研究成果的实施,带动我国该领域的技术水平的提升。另一方面,它还有助于拓展分子生物学技术在环境领域的应用范围,带动分子生物学技术的研究与发展。”说到科研成果的重大意义,乔传令略显激动。  



  瞄准潜在需求自主研发废水处理设备  

  “最开始的时候是本着什么目的开始这个领域的研究的呢?”我提出了心中的疑问。  

  “我们最开始就瞄准了该领域的国际前沿以及我国在水污染防治方面的需求。”乔传令说。  

  “科学家们敏锐的观察力和勇于实践的精神着实令人佩服。”我发自内心地说。  

  乔传令淡淡笑了一下,继续介绍道:“在研究过程中,我们研究和开发出了许多具有自主知识产权的高新技术。比如‘一种脱毒工程菌及其应用,一种脱毒工程菌高密度培养生产解毒酶的方法’;‘蔬果专用酯类农药残留降解剂’;‘一种超级工程菌及其表达的解毒酶和其构建方法及应用’;‘折流曝气增压重力出流膜生物反应器污水处理设备’;‘复合式生物反应器废水处理设备’;‘环流式膜生物反应器废水处理设备’。”  

  乔传令一口气就介绍出了六种自主研发的高新技术,让我这个不懂生物工程的“门外汉“着实吃了一惊。  

  “我们自主研发的这些技术,填补了我国用超级工程菌处理难降解有机污染水的空白,用筛选得到的具有高表达活性、环境安全性高、适应性强、生物降解广谱的高效超级工程菌及相关的解毒酶,开发出适合于超级工程菌生长的环流式深床生物反应器,适合于解毒酶反应的膜-解毒酶-生物反应器等集成生物处理新技术,提高了对难降解有毒有害有机污染物的降解能力,拓宽了对有毒有害有机污染物降解谱。”乔传令的话语中透露着自豪感。  

  乔传令接着说道:“使用开发出的以超级工程菌、酶为载体的生物反应器等集成生物处理技术,性能指标高于传统技术的30%%以上。该技术的推广应用可以带动我国水污染控制整体技术水平的提高,通过系统的技术研究开发,实现了水污染治理技术的跨越式发展。”  



  新技术的发展提高污水处理效率  

  “对于这个污水生物处理技术我们还都不太熟悉,它的历史是不是还很短呢?”对于污水生物处理这个概念,记者感觉还很陌生。  

  “那你可错了,污水生物处理技术的研究和应用已有一百多年的历史了,由于其经济性和操作相对简单等优点,目前已成为污水处理的主体技术。污水生物处理技术的核心是微生物,因此,微生物的能力决定了污水处理生物反应器的效率。”乔传令笑着指出了我的错误。  

  她说:“咱们都知道这样一句话,叫‘物竞天择,适者生存’,污水的性质和运行环境与条件决定了反应器内微生物的繁衍种类。随着工业化的发展,污水中的污染物种类越来越多且复杂,许多有机化合物用常规微生物难以降解,因此,污水处理的难度越来越大,对污水处理技术要求也越来越高。”  

  乔传令说,20世纪70年代以来,随着基因工程、克隆技术的发展,生物技术领域出现了飞跃式发展,同时也带动了污水生物处理技术的创新,一些新的反应器和工艺出现,污水生物处理设施的效率得到提高、占地面积减少、投资和运行成本降低。  



  与企业联手使解毒酶发挥功效  

  “我们所研究的环流式深床超级工程菌生物反应器和膜—解毒酶—生物反应器结构紧凑、构造简洁、占地面积小,运行操作与维护简单。与常规生物技术相比,处理含多种成分的高浓度的农药废水、垃圾渗滤液,能有效地将多种有机污染物降解,提高了有机污染物的负荷,减小了反应器的占地面积”乔传令指着手边的一个机器模型给我解释道。  

  乔传令继续说道:“这个机器还有很多优点呢,它可以有效地避免工程菌流失对环境造成潜在的生物安全性问题。另外,本项目的完成,为设计和运行提供了完整的设备设计和运行参数。该技术具有经济性和普适性,因此特别易于推广,具有很强的竞争能力和广阔的应用前景。”  

  “在解毒酶制剂的研究开发方面,我们已经在2003年申报了国家发明专利‘蔬果专用酯类农药残留降解剂’,现在,已经有几家公司正在做调研市场,准备将该专利尽快转化成产品,估计明年就会有产品上市了。”乔传令欣喜地说。  

  “这个‘解毒酶制剂’有什么具体的作用呢?”我问道。

  乔传令解释说:“事实上这种解毒酶制剂是从源头更好地解决了可能被洗到水中去的农药残留的二次污染问题。”  

  乔传令介绍道,目前该课题除了与中美华医联合科技股份有限公司合作转化课题产生的科技成果以外,还与浙江嘉兴科技局合作就解毒酶在水污染处理和水果、蔬菜农药残留清洗剂的开发达成合作意向。  

  “我们的产品能从源头解决治理农药残留对水体的污染和解决水体富营养化的问题,总装备部已经来询问多次,计划订购产出的解毒酶了。所以,我们这个项目的实施将会带来巨大的社会和经济效益。”谈到广阔的市场前景,乔传令的脸上洋溢着幸福的笑容。



果蔬解毒看“我”的

      “我先给你们看看这份资料吧。”乔传令边说边把手里的一份资料递给了我。资料上写道:到2004年,全国废水排放量为482.4亿吨,其中工业废水排放量为221.1亿吨,工业废水排放达标率为90.7%%。”这样的数字的确令人触目惊心。  

  “其实,不能达标排放的主要是高浓度难降解工业废水。因此,我们的研究成果具有很好的社会效益和环境效益。研究成果可实现设备化,对于环保产业的发展具有促进作用。”谈到科研成果对于改善环境的作用,乔传令脸上洋溢着快乐。  



  安全解毒避免二次污染  

  “我国的蔬菜水果的污染问题还是比较严重的,尤其是在北京、天津、上海、广东等大型中心城市问题就更加突出了,根据抽样调查显示,这些大城市的果蔬农残超标率是其周边中小型城镇的两倍!”乔传令边说边指着她电脑上的一页资料给我看。  

  面对这样的事实,身为在为这些大城市生活的市民之一的我,深深感觉到了不安。  

  “我们不是在日常生活中也经常用一些洗涤剂,消毒液等等的产品给要入口的食物消毒吗?市面上也有很多产品标榜自己是农药的克星呀?”我不禁为超级工程菌剂和解毒酶制剂的产品是否有自己的优势而担心。

  乔传令笑笑说:“这个你大可不必担心,因为我们的产品和现行市场上销售的一些洗涤剂之类的产品是有本质的区别的!”  

  乔传令说到了“本质”二字,不禁勾起了我的好奇。仔细聆听其独到之处。  

  “所谓的祛除农药残留的洗涤剂,也许是能够把蔬果上的农药残留除去一部分,但是洗下来的农残等有毒物质并没有被降解,而是被洗到了水中,这样无疑对水源形成了二次污染。有效的从源头上解决水的二次污染问题,这才是重中之重!我们研制的超级工程菌剂和解毒酶制剂产品的安全性是绝对有保障的,不仅不会对水源形成污染,而且对人体没有任何刺激性。”乔传令认真的解释道。  

  “看来这超级工程菌剂和解毒酶制剂的产品的确是有它的过人之处啊!”听了乔传令的讲解我不禁感叹。  



  随时随地享受无毒美味  

  谈到超级工程菌剂和解毒酶制剂的实践应用,乔传令来了精神,她马上拉开抽屉拿出了一包精美的纸巾的递给了我。  

  “产品和纸巾有什么关系吗?”我惊奇而又急切的问道。  

  “当然,这可是我们想出的好法子,解毒酶制剂虽然好用,可以降解掉瓜果蔬菜中的农药残留,可是,咱们总不能到哪儿都端着一盆子放入解毒酶制剂的水泡瓜果吧,于是我们就研究出了这个可行的方法,让解毒酶制剂吸附在纸巾上,这样人们出门或者不方便泡的时候,就可以随时随地的抽出纸巾来擦一下要吃的瓜果,直接就可以吃了。”乔传令说到他们想到的好法子得意极了。  

  “真能实现就太方便了广大老百姓了!不过,这个解毒酶制剂本身对人的身体不会有什么伤害吧?”我提出了心中的忧虑。  

  “这一点你大可放心,解毒酶制剂是可以将有机磷农残降解的,其降解产物我们已经用动物做过很多次实验了,比如蚊子幼虫和金鱼等等,均证实了解毒酶制剂降解后的产物是非常安全的,它的主要成分是蛋白质,人们大可放心食用。”  



  治理污染挽回巨额损失  

  “你们恐怕有所不知,农药残留不仅直接威胁着我国的农副产品,而且威胁着我国农副产品对外的出口市场。全球农药年用量达250万吨,我国年用量约27万吨,由于不合理的使用,特别是滥用、乱用农药,已造成我国水体、土壤和农产品污染严重超标,人畜中毒频频发生等突出的社会和环境问题。”乔传令向我们进一步介绍了污染的危害。  

  “这么严重的危害必定会造成经济上不小的损失吧?”我提出了心中的疑问。  

  乔传令笑笑说:“我先给你来算笔账吧,按每克成本费:实验室1克粗酶原料费2分,预计出厂成本为:4分/克。产业化后的产品处理1吨重度污染水约需20元,处理1吨轻度污染水约需10元。按仅挽回1/4(水源污染给全国造成的经济损失每年达300亿元以上)的经济损失计算,全国每年水源污染可挽回经济损失达75亿元以上。”  

  这个数字的确让人触动,看来我们平时认为只与环境有关的水污染问题,还关系着社会发展和国家的命脉。



乔传令:寒门出孝子  白屋出公卿

        走进乔传令博士的办公室时她正在忙着为刚通过验收的863项目做收尾工作。见我进来,起身相迎。这时,将近1米7的个子凸现出来,短发、利落的穿着,一个标准的“女强人”赫然眼前。

  “您的个子好高啊!”我不禁惊叹。  

  乔传令笑了起来:“说起我这个高个子可是有故事的,1973年我从河南农村来到了天津南开大学,当时家里穷得叮当响,营养自然跟不上,个子也是瘦瘦小小的,后来上大学后,我班里有的同学吃菜不吃肉,就把肉都挑给我吃,营养跟上了,这不,长了个大个子。那时候还老爱管个闲事什么的,看见人家吵架了,我就想上去说他们几句。”  

  吃同学挑出的肉完成大学学业的乔传令,不仅长了个大个头儿,更长了个科学家的好头脑。  

  农家女,读书难。对于乔传令从河南农村的普通农民成长为一名国内国际知名的专家学者的传奇经历,我同每个人都一样的充满了好奇。  

  “我之所以能够上大学,能够走到今天,最需要感谢的就是我的父母。”乔传令放慢了语速。  

  “我至今仍然不能忘记的就是当初我考上了大学,家里连一床褥子都没有,临走的时候,是母亲瞒着我,把父亲唯一的一条棉裤给拆了,这样我有了褥子,但只要一想起父亲那一冬连条棉裤也没有的时候,我的心里真是无限的愧疚。”  

  说到这,乔传令别过了脸,但是仍然止不住泪水夺眶而出,对父亲的无限敬仰与爱都浸在了这让人动容的泪水中。  

  然而,贫困并不能把乔传令打到,反而是父母无私的支持和爱更加激励她在求学的道路上奋勇前行。  

  乔传令坚定地说:“一个人的出身是不可以选择的,但是人生的道路却是可以选择的;世上没有什么救世主,任何机会都只偏爱那些有准备的人。”  

  在乔传令的办公桌上,放着一份她的简历:1989年在联合国教科文组织(UN鄄ESCO)在捷克举办的“现代生物技术和微生物技术长期研究生班”学习,获理学博士学位;1992—1993年荣获首届居里夫人一等奖学金在法国科学院科学与进化研究所做博士后并启动中—欧农业基因工程合作研究项目……  

  辉煌的人生经历跃然纸上,然而乔传令却不以为然。  

  “成绩是属于我们这个团队的,我珍视团队的力量,我们的团队是由分子生物学、细胞工程、生态毒理学、环境工程等多学科的交叉和特长的融合,所以研究结果才真正体现了综合与集成,我也深深地爱着我们这支团队,他们每个人都太可爱了!”说到她的团队,乔传令眼睛闪着奕奕的光彩。  

  说到这,乔传令拿出一张“863计划课题验收结论意见表”,无比自豪的说:“你看,我们这次的‘863’课题‘超级工程菌剂和解毒酶制剂的开发’在验收的时候各位学术界的专家在综合意见一栏里写下了这样一句话‘形成了一支从事超级工程菌剂和解毒霉制剂研发的专业人才队伍。’”  

  “我经常会对自己说,你是从农村出来的,对农民兄弟要多照料。事实上也是这样,我对出生在农民家庭的学生生活上要关照得多,但是对学业要求的标准都是一样的严格!”  

  瞧,这就是她了,乐观、坚韧、果断、多情,把众多性格集于一身的、农民的女儿———乔传令。
作者:
医学百科App—中西医基础知识学习工具
  • 相关内容
  • 近期更新
  • 热文榜
  • 医学百科App—健康测试工具