- •Введение
- •Определение экомониторинга и его организация
- •Глобальная система экологического мониторинга
- •Государственный экологический мониторинг
- •Общие положения
- •Порядок осуществления государственного экологического мониторинга. Создание и использование государственного фонда данных
- •Перечень видов информации, включаемой в государственный фонд данных государственного экологического мониторинга
- •3.4 Допустимая нагрузка на биосферу и принципы экологического нормирования.
- •3.5 Оценка и прогноз антропогенных изменений состояния экологической среды
- •3.6 Оценка рисков при антропогенно-техногенном воздействии на агросреду
- •3.7 Мониторинг окружающей среды. Классификация мониторинга.
- •3.8 Роль всесторонней оценки окружающей природной среды при взаимодействии общества с природой.
- •Мониторинг в российской федерации
- •4.1 Фоновый мониторинг
- •4.2 Мониторинг источника загрязнения («точечный» мониторинг)
- •4.3 Локальный мониторинг
- •4.4 Региональный мониторинг
- •Биосфера и человек, взаимоотношения организма и среды
- •Теоретические основы экологического мониторинга
- •Методы оценки состояния окружающей среды
- •Технические средства получения и обработки информации
- •Классификация экологического мониторинга
- •Контактные методы наблюдений
- •Дистанционные методы наблюдений
- •Биологические методы наблюдений
- •Мониторинг природоохранной деятельности на биотехнологических предприятиях
- •6.1 Влияние сельского хозяйства на окружающую природную среду
- •6.2 Природоохранная деятельность в агропромышленном комплексе
- •6.3 Характеристика биотехнологических производств и их влияния на среду
- •6.4 Особенности природоохранной деятельности на предприятиях биотехнологического характера
- •Эколого-почвенный мониторинг пахотных земель в центральном черноземье
- •1.1 Экомониторинг плодородия пахотных земель Центрально-Черноземных областей России
- •Методика исследования
- •Результаты экомониторинга плодородия пахотных земель в Центральном Черноземье
- •Заключение
- •Список литературы
6.3 Характеристика биотехнологических производств и их влияния на среду
Производства продукции, основу получения которой составляют процессы, реализуемые различными микроорганизмами, называют биотехнологическими.
Применение микроорганизмов, как способа переработки различных химических соединений и их смесей в разные виды продукции, известно с глубокой древности. Так, дрожжевые грибки использовали в изготовлении хлеба, молочнокислые бактерии — для получения творога, сметаны и других молочнокислых продуктов и т. д. Однако, с современных позиций, получение хлеба, этилового спирта за счет спиртового брожения, уксуса, вина, молочнокислой продукции к биотехнологическим производствам не относят — эту продукцию получают на предприятиях пищевой промышленности. Современный термин «биотехнология» появился в 70-х гг. XX в. Он основан на успехах генетики, а именно — генетической, или генной, инженерии.
Генная инженерия — раздел молекулярной генетики, целенаправленно разрабатывающий создание жизненных форм новых комбинаций генетического материала, который способен размножаться в клетке-хозяине и синтезировать необходимые человеку продукты обмена в форме различных химических соединений.
Принцип генной инженерии состоит в том, что первоначально выделяют рестриктазы — особые ферменты (биокатализаторы белковой природы), которые рассекают молекулу ДНК на строго определенные фрагменты по определенным местам, а затем эти фрагменты «сшиваются» с помощью других ферментов — ДНК-лигаз, в результате чего возникает рекомбинативная ДНК, которая выделяется из исходной системы и внедряется в клетку, называемую клетка-хозяин. В этих клетках рекомбинированная молекула ДНК размножается, на ней синтезируется информационная РНК, а на последней — молекулы белка, которые являются целевым продуктом для конкретного производства.
Процесс получения новых генов и их размножение называется клонированием генов. Его можно осуществлять и механическим дроблением исходной ДНК, однако структурные гены часто получают их синтезом за счет химико-биологических реакций или за счет получения ДНК-копий соответствующих информационных РНК. При клонировании получают «структурные гены», которые несут только информацию о структуре соответствующего белка и не могут функционировать ни в клетке-хозяине, ни в исходной культуре. Функциональные свойства рекомбинированной ДНК (ДНК, содержащей структурный, синтезированный ген) придает вектор, содержащий участки начала синтеза и регуляторные участки молекулы ДНК. Векторы получают из плазмид бактерии кишечной палочки и других бактерий. В качестве клетки-хозяина используют кишечную палочку, дрожжи, животные и растительные клетки.
Известны три пути селекции рекомбинативной ДНК:
Генетический — по маркерам с помощью избирательных сред;
Иммунохимический — используется химико-биологический синтез генов;
Гибридизационный — с меченными ДНК.
В результате процессов, применяемых в генной инженерии, получены клоны многих генов рибосомальных и транспортных РНК, глобин (белок) мыши, кролика, человека, инсулина человека и т. д. Использование генной инженерии в селекции микроорганизмов сделало возможным получение новых штаммов нужных человеку микроорганизмов. Генная инженерия является теоретической основой современных биотехнологических производств.
К биотехнологическим производствам относят крупнотоннажное получение пищевых белков, являющихся кормовыми добавками для животных, различных аминокислот, используемых в медицинских целях, инсулина, пенициллина и других антибиотиков, а также ферментов, гормонов и других биологически активных химических соединений.
Биотехнологически получают иммобилизованные ферменты (энзимы, обладающие повышенной устойчивостью к факторам, изменяющим нативную, т. е. «живую» структуру белковой части молекулы этого фермента). К важнейшим биотехнолгическим производствам относится и получение «биогаза», являющегося энергетическим сырьем, а также осуществление биологической очистки сточных вод.
Как и любые производственные комплексы, биотехнологические производства характеризуются определенными технологическими процессами, реализуемыми на предприятиях. В различных биотехнологических предприятиях используется сырье, получается специфическая готовая продукция и образуются побочные продукты и отходы производства, которые определенным образом воздействуют на природные экологические процессы и здоровье человека. На этих предприятиях применяют транспортные средства для перемещения веществ как на данном предприятии, так и за его пределами, следовательно, следует учитывать их воздействие при оценке влияния данного биотехнологического производственного комплекса на экологические свойства конкретного региона. В характеристику экологического воздействия таких предприятий следует включать и особенности влияния строительного комплекса (при проведении ремонтно-строительных работ), а также предприятий массового питания.