52.Использование достижений биотехнологии в сельском хозяйстве и охране окружающей среды

Защита окружающей среды – это комплексная проблема, которая может быть решена только совместными усилиями специалистов различных отраслей науки и техники. Экобиотехнологические проблемы окружающей среды: переработка отходов, очищение воды, устранение загрязнения среды. Многие из созданных человеком в-в устойчивы и не разлагаются микроорганизмами. Для их утилизации нужны новые технологии. В воде и почве биотрансформация ксенобиотиков идет под воздействием микроорганизмов, и некоторые могут преобразоваться в еще более опасные соединения.

Бытовые и промышленные сточные отходы содержат разнообразные питательные вещества. В сточных водах содержится сложная смесь твердых и растворимых в-в. Переработка сточных вод: 1.Отделение тв влажных конц в-в ( первичная переработка) 2. При вторичной обработке обр акт клеточный ил 3. Полное отделение всех оставшихся примесей (третичная переработка)

Неприятный запах обусловлен разложением белков в анаэробных условиях. Вбытовых сточных водах часто присутствуют и патогенные вирусы, поэтому пищевые трубопроводы должны быть изолированы. Получение экологически чистой энергии одно из направлений экобиотехнологии.

Биогаз — это смесь из 65 % метана, 30 % С02, 1 % сероводорода и незначительных примесей азота, кислорода, водорода и угарного газа. Энергия, заключенная в 28 м 3 биогаза, эквивалентна энергии: 16,8 м 3 природного газа; 20,8 л нефти; 18,4 л дизельного топлива. В основе получения биогаза лежит процесс метанового брожения, или биометаногенез — процесс превращения биомассы в энергию.

В основе получения лежит процесс метанового брожения – биометаногенез – сложный микробный процесс, в котором органическое вещество разлагается в анаэробных условиях до метана и углекислого газа.

Получение биогаза широко распространено в Индии, Китае и Японии. Реактор для переработки может быть непрерывным или полупериодическим. В реакторе остается сапропель – естественное удобрение.

Стадии анаэробного синтеза( используется 190 микроорганизмов) 1. Энзиматический гидролиз белков, липидов, сахаридов. 2. Образование ацетата, может идти 2 путями : ацетогенные организмы, галлоацетатные организмы. 3. Образование метана, который синтезируется через восстановление угл газа, или из метильной группы ацетата.

Энергию можно получать из растений, богатых углеводами, превращая их в спирт (этанол). К ним относятся меласса, картофель, маниок, стебли кукурузы, злаки, топинамбур (земляная груша). Большое количество этанола получают из гидролизатов древесины лиственных пород или из сульфитных щелоков — отходов бумажных фабрик. Полученный спирт можно смешивать с бензином в соотношении 1:9 (или даже 1:4) и заправлять им машины. Рост производства этанола связан с широтой его применения в химической промышленности. Он прекрасный растворитель, антифриз, экстрагент. Этанол служит также субстратом для синтеза многих растворителей, красителей, лекарственных препаратов, смазочных материалов, клеев, моющих средств, пластификаторов, взрывчатых веществ и смол для производства синтетических волокон. Его используют в двигателях внутреннего сгорания либо в безводном виде, либо в форме гидратированного этанола. Среди растений, продуцирующих этиловый спирт, следует выделить маниок, злаки (особенно кукурузу) и топинамбур, у которого запасным углеводом является инулин. Используются также сахарный тростник, ананас, сахарная свекла, сорго, у которых основной углевод — сахароза