導語：如何才能寫好一篇可降解塑料的前景，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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[關鍵詞]聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯、淀粉基塑料

中圖分類號：TQ320.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）16-0274-01

傳統塑料主要來自石化資源，因其不易降解和回收利用，給環境造成極大污染，并造成對石化資源的嚴重浪費，尋找非石油基環境友好的材料迫在眉睫，生物可降解塑料是解決這個問題的有效途徑。目前研究最廣泛的可降解塑料有聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯、淀粉基可降解塑料等。

一、聚乳酸（PLA）生物可降解材料

聚乳酸（PLA）是以乳酸為原料制備的高分子材料，具有無毒、無刺激性、強度高、易加工成型和生物相容性好等特點，制品在使用后可完全降解。按單體不同，PLA分為PLLA、PDLA和PDLLA。當前國內外PLA生產企業主要以生產不同規格的PLLA為主。PLLA單獨使用具有熔點低、結晶慢、耐熱性差等缺點，通過與PDLA共混，可形成立構復合體，改善成核、結晶速度，提高材料耐熱性。PLA可用于一次性飯盒以及其他各種食品、飲料外包裝材料；可用于纖維和非織造物等，包括服裝、建筑、農業、林業、造紙、醫用等領域。

聚乳酸是以乳酸單體為原料經過聚合等工藝制備得到的高分子聚合物，制備方法分為一步法和兩步法，一步法難以制備得到高分子量的聚合物，基本無應用價值，目前國內外廠家主要通過兩步法工藝生產聚乳酸。兩步法工藝需經歷中間體丙交酯階段。

聚乳酸主要生產企業：

二、聚丁二酸丁二醇酯 （PBS）生物降解塑料

PBS是以丁二酸與丁二醇為原料制備得到的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，易被自然界的多種微生物或動植物體內的酶分解代謝，是典型的可完全生物降解材料。但PBS的加工溫度較低、黏度低、熔體強度差，難以采用吹塑和流延的方式進行加工。另外PBS制品往往呈一定脆性，應用受限。PbS主要用于包裝、餐具、容器、一次性醫療用品、農業、生物醫用高分子材料等領域。

PBS的聚合前體主要原料為丁二酸；丁二酸的生產主要是通過石化法合成， 目前丁二酸的生物制造技術是國際競爭熱點， PBS（聚丁二酸丁二醇酯）是以丁二酸與丁二醇為原料經過聚合制備得到的高分子聚合物。

PBS主要生產企業：

三、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯（PBAT）生物可降解材料

PBAT是對苯二甲酸丁二酯和己二酸丁二酯的共聚酯。作為一種新型的生物可降解共聚酯，PBAT兼具了芳香族聚酯和脂肪族聚酯的優點，既具有很好的熱性能、機械性能，又具有生物可降解性和加工性，可以用它與脂肪族聚酯 PLA 等共混，來改善脂肪族聚酯的機械和力學性能。PBAT的加工性能與LDPE非常相似，可用LDPE的加工設備吹膜。PBAT主要用作農用地膜、垃圾袋、保鮮膜、堆肥袋、淋膜和餐盒、餐盤、杯子等。

PBAT主要生產企業：

四、淀粉基可降解塑料

淀粉基生物降解塑料是淀粉經過改性、接枝反應后與其他聚合物共混加工而成的一種塑料產品，具有生產成本低、投資少、使用方便、可生物降解的特點。淀粉基熱塑復合材料不僅具備一般高分子材料所共有的基本特性，而且具有完全可降解性，可替代當前廣泛使用的塑料材料。

淀粉基生物降解塑料已有3O年的研發歷史，具有研發歷史久、技術成熟、產業化規模大、市場占有率高、價格較低的特點。淀粉基生物降解材料主要用作包裝材料、防震材料、垃圾袋、地膜、保鮮膜、食品容器、一次性餐具、玩具等。

淀粉基可降解塑料主要生產企業：

五、總結

目前各種生物可降解材料前景較好，但市場開拓、產品成熟度、產品性能開拓、產品應用等方面，需要時間開拓；當前石油價格低、石油基塑料產品價格優勢明顯，生物可降解材料同石油基材料競爭，目前還不具備條件；生物可降解材料的發展，還需要政府政策、稅收優惠、市場等方面的支持；隨著國內外對環保的要求越來越高，可降解材料的相關政策將會越來越好；同時隨著可降解材料生產技術的提升，可降解材料的成本將越來越低。

參考文獻

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關鍵詞：可降解高分子材料；光降解；生物降解；光-生物降解

隨著經濟的發展和人們生活節奏的加快，塑料飯盒、塑料袋等一次性產品開始頻繁出現在人們的日常生活中，它們在給人們的生活帶來便利的同時，也因其非自然降解性造成了極大的環境問題，即“白色污染”。“白色污染”既是一種視覺污染，也會影響土壤、空氣、水體等的質量，因此努力合成并推廣使用可降解高分子材料成為當務之急。按照降解機理，可降解高分子材料可分為光降解高分子材料、生物降解高分子材料和光-生物雙降解高分析材料三大類。

1.光降解高分子材料

光降解高分子材料的特征是含有光敏基團，可吸收紫外線發生光化學反應，在太陽光的照射下，發生分子鏈的斷裂和分解，由大分子變成小分子。

向塑料基體中加入光敏劑是目前使用比較多的制備光降解塑料的方法。光降解引發劑可以是過渡金屬的各種化合物，如：鹵化物、脂肪酸鹽、酯、多核芳香族化合物等。很多學者都發現TiO2對聚丙烯的光降解有明顯的催化作用，等人［1］分析了加有銳鈦礦型納米二氧化鈦的聚丙烯纖維在人工加速紫外光降解和自然光降解過程中拉伸斷裂伸長率和表面形態的變化情況，得出銳鈦礦型納米TiO2可作為聚丙烯的一種高效光敏劑的結論。除了TiO2，還有很多其它光敏劑，如硬脂酸鈰、硬脂酸鐵、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸鐵、硬脂酸錳等均對聚乙烯薄膜有顯著的光敏化作用效果。

在高分子中添加光敏劑制得改性高分子雖然能降解，但只是部分降解，而化學合成的羰基聚合物、Et/CO等，則能完全降解。一氧化碳和烯烴的交替共聚產物——聚酮，因為分子鏈中含有大量以酮形式存在的羰基，容易在紫外光的照射下發生光降解，羰基鍵附近的碳鏈斷裂生成酮類、烯類及一氧化碳等低分子物質并返回到物質循環圈中，不存在環境污染，是一種新型的環境友好材料［2］。且有實驗證明，分子量大、結晶度低的聚酮光降解性能更好。

2.生物降解高分子

生物降解材料包含完全生物降解高分子和生物破壞性高分子，前者是指在微生物作用下，在一定時間內能完全分解成二氧化碳和水的化合物；而后者在微生物作用下，僅能被分解成散落碎片。

2.1 淀粉降解塑料

淀粉是天然高分子化合物，具有可再生、價格便宜、生物降解性等優點，成為近年來研究的熱點。淀粉降解塑料泛指組成中含有淀粉或其衍生物的塑料，發展至今已經過了四個時期：填充型淀粉塑料，光/生物雙降解型塑料，共混型塑料和全淀粉熱塑性塑料。

填充型淀粉塑料一般是烯烴類聚合物中加入廉價的淀粉作為填充劑，其中淀粉含量在10%30%，僅淀粉能降解，被填充的PE、PVC等塑料需要幾百年才能達到完全生物降解。光/生物雙降解型是由光敏劑、淀粉、合成樹脂及少量助劑等制成，其降解機理是先降解的淀粉可使高聚物母體變得疏松，增大表面/體積比，同時光敏劑、促氧劑等物質被光、熱、氧引發，發生光氧化和自氧化作用，導致高聚物分子量下降并被微生物消化［3］。接下來人們發現，通過共混能解決淀粉粘性高、抗濕性低及與一些聚合物不相容等缺點，于是開始將淀粉與聚烯烴類等一些不可降解聚合物混合來提高淀粉的強度，但這類產品不能完全降解；后來便試圖將其與PCL、PEG等可降解聚合物共混，制得了很多可完全降解材料。全淀粉熱塑性塑料含淀粉70%-90%,其余組成是一些可光降解的加工助劑，使用后能在環境中完全降解，但天然淀粉不具有熱塑性，必須先利用物理場作用使其分子結構無序化后才能在塑料機械中加工成型。

2.2 化學合成型生物降解高分子［4］

酯基在自然界中容易被微生物或酶分解，所以常采用含有酯基結構的脂肪族聚酯來合成生物降解高分子材料，工業化的有聚乳酸和聚己內酯。

聚乳酸是以淀粉、糖蜜等為原料，發酵制得的易生物降解的熱塑性材料，因乳酸存在一個羥基和一個羧基，可通過縮聚反應直接轉換成低分子量聚酯，再通過選擇適宜的聚合條件來合成目標分子量的聚合物。聚乳酸具有良好的生物可降解性、相容性、透明性、機械性能及物理性能等，被視為新世紀最有發展前途的新型包裝材料。聚己內酯也是脂肪族聚酯中應用較為廣泛的一種可降解高分子材料，通過己內酯的開環聚合制得，是一種半結晶型聚合物，室溫下為橡膠態，具有很好的柔韌性、加工性和生物相容性，土壤中掩埋一年后能被微生物降解掉95%左右，降解產物是二氧化碳和水，被認為是環境友好包裝材料。

2.3微生物合成的完全生物降解高分子［21-26］

微生物合成高分子材料是通過用葡萄糖或淀粉類喂養，微生物在體內發酵合成的一類有機高分子材料，主要包括微生物多糖、微生物聚酯和聚氨基酸等。

γ-聚谷氨酸就是利用微生物發酵生成的一種多功能生物高分子，具有生物相容性、可降解、無毒副作用等特性，可用于制備高吸水性樹脂,作為一種治療骨質疏松的重要載體、藥物緩釋材料,吸附重金屬等，具有廣泛的應用前景［5］。聚羥基脂肪酸酯是一類由很多細菌在非平衡生長條件（如缺氧、磷等）下合成的線性聚酯，可作為碳源和能源的貯藏性物質，增強細菌的生存能力，在自然界中可被微生物和特定的酶降解為二氧化碳和水，并且具有熱可塑性、生物可再生、生物相容性、光學異構性等，可作為生物醫用材料、日常消費用塑料制品、生物可降解包裝材料、生物能源，已成為可降解生物材料領域研究的熱點。

3.光/生物雙降解高分子材料

顧名思義，光/生物雙降解高分子材料同時具有光、生物雙降解功能，將光降解機理與生物降解機理結合起來，可以使二者優缺點互補，達到更好的降解效果。其制備方法主要是在通用高分子材料中添加光敏劑、自動氧化劑、抗氧劑和生物降解助劑等。目前研究比較多的有淀粉和光敏劑光降解樹脂合成的光/生物雙降解淀粉塑料及可控降解劑共混改性法制得的改性可控光/生物雙降解聚丙烯纖維制品等。光/生物雙降解淀粉塑料前面已提過，此處不再贅述，而可控雙降解聚丙烯纖維制品憑借著其可控降解性、存放性、無毒性等眾多優點，必將具有巨大的發展前景。

4.結語

隨著“白色污染”的日益加重和石油資源的日益枯竭，加大對高分子廢棄物的回收利用率和研制出高效的降解技術都是有效的解決途徑，但只有研究出可自然降解的高分子材料才能從根本上解決這些問題，且光-生物雙降解高分子材料憑借著其獨特的優勢將會成為今后的研究重點之一。(作者單位：鄭州大學材料科學與工程學院)

參考文獻：

［1］ ，嚴玉蓉，趙耀明.納米二氧化鈦催化光降解聚丙烯纖維的研究［J］.合成材料老化與應用，2005,34（1）：8-12.

［2］ 鄒麗萍.綠色高分子材料聚酮的合成研究［D］.昆明：昆明理工大學，2007:1-5.

［3］ 范良兵.淀粉降解塑料的制備及性能的研究［D］.廣東：華南理工大學，2010:1-8.

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關鍵詞：高分子材料 生物質 加工改性

一、生物質高分子材料PHA的概述

近年來，我國對生物可降解高分子材料進行了深入地研究和開發，尤其是聚羥基脂肪酸酯PHA頗受關注。聚羥基脂肪酸酯是細菌胞內合成的一種高分子化合物，在營養不平衡的環境下，細菌把多余的物質轉換為探源和能源的儲備物，同時將水溶性小分子轉換為水不溶性的大分子PHA。PHA因具有某些合成塑料如聚丙烯、聚乙烯的物化特性，又具有獨特的生物可降解行、光學活性、生物兼容性、氣體相隔性以及壓電性等被認為是可替代傳統的由石油合成的、不可降解的塑料，PHA被稱為新型的生物可降解塑料。

PHA結構多樣，且因其自身結構變化擁有較多的新材料性能，所以應用前途比較廣泛。在食品包裝材料、衛生材料、紙涂層材料、光學材料、電子工程材料以及一些一次性用品，如高檔包裝材料、新型醫學材料骨釘、骨板等方面廣泛應用。

PHA由具有光學活性的R構型降級脂肪酸單體組成，是一種線性可降解聚酯，其單體組成對自身的物理性質起決定性作用，常見的PHA材料主要有以下幾種：聚β-羥基丁酸酯（PHB）、聚-3-羥基丁酸-3-羥基戊酸之（PHBV）、聚-3-羥基丁酸-3-羥基己酸酯（PHBHHX）、聚-3-羥基丁酸-4-羥基丁酸酯（P3/4HB）等。

二、聚合物的加工改性

經過高分子材料科學成熟的發展，通過共混、共聚和表面改性等手段對高分子材料進行化學改性或物理改性以此達到提高聚合物某些性能引起了人們廣泛的重視。將不同的聚合物混合，或者將種類相同但相對分子質量不同的聚合物進行混合，或者把聚合物和其他物料相互混合形成新的共混聚合物，通過以上的手段都可以實現聚合物的共混改性，聚合物共混改性后不單單是改變了聚合物的性能，更是開發了新型聚合物材料的嶄新功能，因此，聚合物的共混改性已經發展為當今世界高分子材料工程科學中最為活躍的領域之一。PHB作為PHA中最具代表性的生物塑料，在生活的各個領域都有著廣泛的應用前景，下面以PHB為例，探究一下生物質材料的加工改性。

三、PHB的加工改性研究

1.制備聚合物

1.1制備單端槍擊聚羥基丁酸酯（PHB-OH）

用甲醇打斷大的PHB分子鏈，對PHB片段封端，從而可以制的只有一端含羥基的PHB片段（PHB-OH）。制備方法如下：氯仿作為溶劑，硫酸作為催化劑，將15gPHB溶于150ml的氯仿中，75°C回流30min后，取2.5nl濃硫酸溶于50ml甲醇中，冰浴冷卻之后逐滴地滴加到上述的回流流體中，根據自己需要可以控制回流時間，至設定時間后冷卻至室溫，然后大量蒸餾水洗滌、分液、靜置分層后棄去水層，有機層洗滌兩次后，用無水硫酸鎂干燥過夜，過濾，濾液使用無水甲醇沉淀，減壓過濾，將產物放在40°C的真空烘箱里面干燥48小時以上，即成。

1.2制備不飽和端基低聚物

取1.5g干燥的PHB-OH放在事先干燥好的四口瓶中，加入50ml除水的二氯甲烷和0.2ml的三乙胺，30°C油浴中磁子攪拌，完全溶解后，低價溶有0.3ml的丙烯酰氯的二氯甲烷30ml，繼續反應3小時，過濾沉淀，濾液使用適量飽和的碳酸氫鈉洗滌兩次，使用蒸餾水洗滌三次，然后用無水硫酸鎂干燥過夜，過濾之后的濾液使用甲醇沉淀，減壓過濾，最后產物常溫真空干燥，即成。

2.運用傅里葉變換紅外光譜儀對聚合物材料進行定性表征

對于已經提純過的待測樣品，將其配置成10mg/ml的氯仿溶液，然后滴3滴在KBr鏡片上面，在紅外燈的照射下干燥形成薄膜。之后用Nicolet IR200幸好傅里葉變化紅外光譜儀對其進行32次的掃描，（該儀器分辨力為1cm-1）。觀察得到的紅外圖譜，可以確定待測物中的基因。

3.材料熱學性能測試

聚合材料的熱學性能測試，取少量樣品，通過熱失重分析儀或者示差掃描量熱儀對樣品溫度曲線進行分析。

4.材料的力學性能測試

取少量待測樣品，將其裁剪成啞鈴型樣條，使用CMT4000型號微機控制電子萬能試驗機，移動千分尺，岑亮樣條的寬度、厚度、起始標距，待位移回零之后，在室溫下儀5mm/min進行拉伸，用計算機記錄材料的應力-應變曲線，通過實驗，得到材料彈性模量、拉伸強度以及斷裂伸長率等參數。

5. PHB物理改性研究

使用增塑劑DOS，形成PHB/DOS共混體系。經實驗驗證，共混體系隨著增塑劑DOS的含量增加，材料的拉伸強度和楊氏模量降低，斷裂的伸長率不明顯，當共混體系中DOS含量達到35%時，共混體系的機械性最好，但對于共混體系來說，DOS的增塑效果并不明顯，因此，DOS常作為輔助增塑劑。

使用乙酰檸檬酸三丁酯（ATBC）增塑PHB體系，和DOS對比，ATBC增塑效果較明顯，因為ATBC自身的機型和分子量相對比較小，能很好的茶道PHB的鏈段之間，增加PHB鏈間的距離，減小高分子鏈間產生的相對滑移摩擦力，從而達到較好的增速效果。

四、結語

PHB作為生物質高分子材料PHA的一類，有其顯著的缺點，PHB比較脆，但通過對PHB的加工改性，可以彌補其缺點，更好地發揮它的優勢。本文通過制備共混材料、測試其熱學性和力學性，選取增塑劑材料來改善PHB的熱學性能，以及使用物理方法加工改性材料，上述一系列的加工改性方法表明了，我們可以通過物理的、化學的加工改性方法提高PHA類材料的綜合性能，賦予PHA材料新的使用性能，使其擁有更美好的發展前景。

參考文獻

篇4

關鍵詞: 塑料制品;食品安全;危害

文章編號:1005-6629(2010)08-0066-04 中圖分類號:TQ325.1 文獻標識碼:E

隨著塑料工業的飛速發展,形形的塑料制品充斥了人們的生活,它們由于輕盈,方便,美觀而被人們青睞。但是近年來出現的奶粉包裝袋苯含量超標、食用油塑料桶的增塑劑等事件,在一定程度上造成了人們的恐慌。這是由于塑料制品本身的有害成分和使用不當悄悄地影響了食品的安全從而威脅到人們的健康。

1 食品包裝用塑料的安全問題

1.1相對安全的塑料制品

在用于食品的通用塑料中,由聚乙烯和聚丙烯制造的塑料制品相對安全。

(1)聚乙烯(PolyethylenePE)

聚乙烯是由乙烯單體聚合而成的,其分子式為

,為非極性分子。聚乙烯無味無毒,有良好的耐低溫性、化學穩定性、加工性,但耐熱性不高。它主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。常用的是LDPE,具有橡膠狀的彈性,防濕性好,化學藥品的抵抗性強,在生鮮食品的包裝上廣泛使用,可以作為層壓薄膜的內層材料而使用;MDPE具有耐寒性,所以用于冷凍食品或低溫的生鮮食品上;而HDPE成型為瓶的較多[1]。

(2)聚丙烯(Polypropylene, PP)

聚丙烯是由丙烯單體聚合而成的,其分子式為

,聚丙烯的耐熱性(可達150 ℃)在通用熱塑性塑料中最高[2],但低溫脆性大且耐老化性不好,因此在生產工藝中要加入抗老化劑。它無味無毒,是可進行高溫熱水消毒的少數塑料品種之一。它可用于制作日用品中的微波爐餐具、食品包裝膜等。

上述兩種塑料都是氫飽和的聚烯烴,與其它元素的相容性很差,因此加入的添加劑種類很少。而且其中未完全聚合的單體含量極微,即使有未被聚合的,單體其毒性也非常低,因此使用它們的塑料制品較為安全。但保證安全的前提是要根據它們的性質恰當的使用,如聚乙烯與脂肪烴長期接觸會溶脹或龜裂。我國聚乙烯成型品要符合衛生標準GB9687―1988,聚丙烯成型品要符合衛生標準GB9688―1988。

1.2存在安全隱患的塑料制品

很多塑料制品都存在不安全因素,下面主要介紹幾種常用塑料的安全問題。

(1)聚氯乙烯(Polyving Chloride, PVC)

聚氯乙烯由氯乙烯單體聚合而成,其分子式為

,由于有極性基團―Cl的存在,使分子產生極性,增強了分子間的作用力。強度、硬度、剛度均高于PE,但熱穩定性、耐寒性、 耐老化性較差,只可在-15~60 ℃間使用[2]。 純PVC本身是無毒的,它的安全性問題主要是殘留的氯乙烯單體、 添加劑(如增塑劑和熱穩定劑等)和降解產物溶出造成的食品污染。

殘留的單體氯乙烯在體內可與脫氧核糖核酸(DNA)結合產生毒性,進入體內的氯乙烯主要通過肝微粒體細胞色素P450酶(CYP2E1)進行代謝,中間代謝物氧化氯乙烯(CEO)是雙功能烷化劑,可直接與DNA共價結合,形成DNA加合物,引起DNA堿基配對錯誤,誘導基因突變[3]。氯乙烯毒性主要表現在神經系統、骨骼和肝臟,是一種致癌物質。長期在含氯乙烯環境中工作的人,可出現神經衰弱綜合癥及四肢末端麻木等周圍神經炎癥狀。嚴重者可出現肢端溶骨癥及手指麻木疼痛等雷諾氏綜合癥癥狀。由于氯乙烯的毒性,各國對聚氯乙烯制品中氯乙烯殘留都做了嚴格規定,如中國、日本、英國、美國、法國、荷蘭、德國、意大利、瑞士等國規定應小于1 mg?kg-1; 法國、意大利、瑞士規定聚氯乙烯制品中氯乙烯向食品遷入量應小于0.005 mg?kg-1 [1]。我國還規定聚氯乙烯成型品應符合衛生標準GB9681―1988。

增塑劑主要有鄰苯二甲酸酯類(PAEs)、 己二酸類、環氧類以及磷酸酯。其中PAEs增塑劑都有一定的毒性,而且它與塑料基質之間沒有形成化學共價鍵,因而在接觸到包裝食品中所含的水、油脂時便會溶出,這將嚴重影響到人的生殖系統、免疫系統和神經系統, 并威脅到人的生存。如鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)是有致癌作用的增塑劑,在使用時會釋放到空氣中,干擾人體正常的內分泌功能,改變機體泌尿生殖器發育而引起一系列不良后果[4]。

為了抑制聚氯乙烯的上述熱降解反應,通常加入硬脂酸鉛鹽、鎘鹽等作為熱穩定劑,其毒性較大。鉛主要損害人的神經系統、造血系統、腎臟和消化系統,有致畸、致突變性。鎘經血液轉運至全身,主要分布于肝和腎,它主要損害腎臟、骨骼和消化系統。現各國公認允許用于食品包裝用塑料的熱穩定劑有鈣、鋅、鋰脂肪酸鹽類[5]。

由于聚氯乙烯存在上述種種安全隱患,所以現在我國規定它不得用于制作食品的用具、容器、生產管道和運輸帶等直接接觸食品的包裝材料[1]。

(2)聚苯乙烯(Polystyrene, PS)

聚苯乙烯是以石油為原料制成乙苯,乙苯脫氫精餾后得到苯乙烯,再由苯乙烯聚合而成,分子式為。它無毒無味,但抗沖擊強度低,

易脆裂,不耐高溫。它的安全問題是常殘留有苯乙烯、乙苯、異丙苯、甲苯等揮發性物質,有一定毒性。關于苯乙烯單體的殘留量,美國FDA(食品藥物管理局)規定小于1 %,英國、荷蘭、中國等規定小于0.5 %[6]。我國還規定聚苯乙烯成型品應符合衛生標準GB9689―1988。

(3)聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)

抗沖擊性和透明度,它的耐熱、耐寒性好,使用溫度范圍廣(-130~130 ℃)[2]。

PC可用于制作太空杯、飲用水周轉桶等。但是雙酚A被確認為類雌激素樣物質,長期接觸會對人造成生理功能上的改變。如它可對前列腺的發育產生微小影響,在嬰兒剛剛出生時看不出來。但當嬰兒長大后,就會逐漸出現病癥,如前列腺肥大和前列腺癌[4]。聚碳酸酯的成型品應符合衛生標準GB13118―91。

(4)酚醛樹脂(PF)和氨基樹脂(AF)

以酚類化合物與醛類化合物縮聚而成的樹脂稱為酚醛樹脂,其中主要是苯酚和甲醛的縮聚物,其結構式為:

由于是在催化劑催化下經縮聚反應生成,因此酚醛樹脂中可能存在甲醛和苯酚的殘留物,酚具有凝結組織中蛋白質的作用。氨基樹脂是一種具有氨基官能團的原料(如脲、三聚氰胺)與醛類(主要是甲醛)經縮聚反應而制得的聚合物,主要包括脲-甲醛樹脂(UF)、三聚氰胺-甲醛樹脂(MF)。脲醛樹脂和三聚氰胺制造的食具在使用過程中均能游離出甲醛遷移到食品中。甲醛是細胞原生質毒物,對神經系統、免疫系統、肝臟等都有嚴重毒害,具有致畸、致癌作用。進入人體的甲醛能和蛋白質的氨基結合,使蛋白質變性,擾亂人體細胞代謝[1]。我國規定食品包裝用的三聚氰胺成型品應符合衛生標準GB9690―1988。

為了避免上述種種安全問題,我國對各類食品用塑料及其制品制定了相關的衛生標準,如表1所示。

塑料制品的安全問題除了未聚合的游離單體、降解物質和添加劑等向食品中遷移外,還有印染后有機溶劑向食品的遷移問題。因為塑料是一種高分子聚合材料,聚合物本身不能與染料結合。當油墨快速印制在復合膜、塑料袋上時,需要在油墨中添加甲苯、丁酮、醋酸乙酯、異丙醇等混合溶劑,這樣做有利于稀釋和干燥,卻使包裝袋中殘留大量的苯類物質。苯類溶劑的毒性較大,被美國FDA(食品藥物管理局)列入可致癌化學品,此類溶劑如果滲入皮膚或血管,會隨血液危及人的血球及造血機能,損害人體的神經系統,甚至導致白血病發生[7]。此外還有塑料材料阻隔性差異導致的食品污染問題,塑料包裝表面污染問題以及再生塑料制品的應用問題等。然而塑料制品對食品安全造成的威脅除了本身的安全問題之外,還可能是使用不當造成的。塑料制品往往在盛裝不同食物或處在不同的包裝環境下(如高溫、冷凍、油脂等),也會產生安全隱患,這些均會危害到人體健康。

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2新型安全的塑料

為了從根本上解決塑料制品帶來的食品安全問題,科學家做了各方面的努力,如改善已有塑料性能、開發新產品、運用抗菌技術、多層復合共擠技術和納米技術等。目前,國內外廣泛認可的新型安全的可用于食品包裝的塑料有生物降解塑料、高阻隔性薄膜等。

2.1生物可降解塑料

近年來世界各國都在研制開發安全且環境友好的塑料――生物可降解塑料。完全生物降解塑料可分為三類,一類是微生物降解塑料,這類塑料是微生物以有機物碳源為食物通過發酵合成或利用轉基因植物生產的,可被許多微生物完全降解[8]。聚羥基鏈烷酯(PHAs)是其中一類,聚-3-羥基丁酸酯(PHB)是PHAs的典型代表。這些塑料都具有很好的生物降解性、生物相容性且無毒。如PHB是一種新的塑料替代品,將其用于食品包裝,既能保持水分,阻止氧氣進入,又能降解,減少環境污染[9]。第二類是合成高分子型生物降解塑料,它是指利用化學方法合成制造的生物降解塑料。如聚乳酸(PLA)就是以糖蜜、淀粉等原料發酵制成乳酸,再通過共聚改性等化學手段合成的。其物化性質與聚苯乙烯相似,但它有良好的抗溶劑性、防潮、耐油脂且無毒,可用于加工成薄膜、包裝袋、一次性快餐盒、飲料瓶等。第三類是天然高分子生物降解塑料,它主要利用植物的淀粉、纖維素、半纖維素、甲殼素、大豆蛋白果膠和木質素等制成。淀粉基生物降解塑料可用于制造食品包裝袋和一次性餐具等。

2.2高阻隔性薄膜

高阻隔性薄膜具有阻氧氣、阻水蒸氣、阻油、透明的特性,能夠對食品起到保質、保鮮、保風味以及延長商品貨架壽命等作用。目前常見的高阻隔薄膜材料有PVDC(聚偏二氯乙烯共聚物)、EVOH(聚乙烯―乙烯醇共聚物)、尼龍MXD6(甲胺類聚酰胺)、SiOx鍍膜等。PVDC具有高度阻氧和高度阻濕的性能,且具有良好的柔韌性、低溫熱封性、耐油、耐腐蝕性[10]。它與PS、PP等樹脂的多層共擠出物可用于奶制品、果醬等真空包裝。EVOH既具有乙烯聚合物良好的加工性能又具有聚乙烯醇的高氣體阻隔性,還有優異的透明性、光澤度、耐油性等性能[10],可用于蛋黃醬、番茄醬等食品包裝。SiOx鍍膜材料透明且可用于微波爐中,如GT薄膜,它是以PET膜為基材,在其表面沉淀SiOx蒸汽而形成的一種高阻隔性保鮮膜。它的阻隔性不會因溫度和濕度的變化而改變,能阻止外界異味滲入,有較好的環境適應性,是新型的功能性果蔬包裝材料[11]。此外還有我國自主創新研發的改性聚乙烯醇(PVA)涂布薄膜,它的氣體阻隔性能優異、成本低廉、能較長時間保持食品原味,且可降解無污染,是理想的環保型高阻隔性材料。

2.3其它新型塑料

PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)是一種新型的塑料包裝材料。它的結構與PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)相似,是用萘環代替了PET的苯環。它的熱收縮率低、長期耐熱性好、耐酸耐堿且氣體阻隔性好,對有機溶劑吸附性小,本身游離、析出性也低,有很好的衛生性能,美國FDA已允許它用于食品包裝[12]。它主要用于啤酒包裝和軟飲料包裝。此外,國內外還研制了抗菌塑料、吸氧(吸乙烯)等功能性塑料和納米復合包裝材料等。這些“安全、健康、環保”的新型塑料制成的塑料制品不僅緩解了資源與環境的問題,也給食品安全和人體健康帶來了福音,其應用前景十分可觀。

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篇5

【關鍵詞】PHB；生物降解材料；生物合成；改良；降解

Progress poly β- hydroxybutyric acid biosynthetic material

Miao Piao-piao

（Hebei Zhicheng Construction Co.， Ltd Handan Hebei 056000）

【Abstract】This article focuses on the progress of PHB synthesis， performance improvement， degradation， etc.， and to make future directions.

【Key words】PHB；Biosynthesis；Biodegradable material improvement；Degradation

隨著石油化學工業的發展，化學合成塑料的使用越來越廣泛，作為合成高分子材料，化學合成塑料在自然環境下難以分解，造成了嚴重的“白色污染”。過去對廢舊塑料的處理辦法主要是土埋和焚燒，土埋浪費大量的土地，焚燒則會產生大量的二氧化碳及其它對人有害的氮、硫、磷、鹵素等化合物，助長了溫室效應及酸雨的形成。面對日益嚴峻的資源和環境問題，走可持續發展道路，就要研究開發可自然降解的新材料。PHB是微生物合成型降解材料中的典型代表，具有良好的生物降解性，分解產物可全部為生物利用，目前研究較為深入并初步進入商品化階段。

1. PHB的性質

聚羥基丁酸酯PHB，作為一種天然高分子聚合物，具有生物相容性、生物可降解性、無刺激性、無免疫原性和組織相容性等特殊性能，在組織工程、藥物緩釋控釋系統、骨科以及醫用手術縫合線領域獲得成功的應用。PHB有良好的生物降解性，其分解產物可全部為生物利用，對環境無任何污染；其熔融溫度為175～180℃，是一種可完全分解的熱塑性塑料。它的物理性質和分子結構與聚丙烯（PP）很類似，如摩爾質量、軟化點、結晶度、拉伸強度等，目前主要應用于醫療、工業、包裝、農業等領域。

2. PHB的生物合成

PHB的生物合成途徑有微生物發酵法，轉基因植物法。

2.1 微生物發酵。微生物發酵生產是獲得生物可降解塑料的主要途徑，近30年大量的研究工作集中于發酵工藝的改進和高效菌株的篩選來提高PHA的容積產率和胞內含量。最近利用污水處理系統中的活性污泥合成PHB，大大降低了底物成本且無需滅菌操作，大大降低了成本，吸引了廣泛的關注。

2.1.1 細菌發酵合成PHB工藝改良。到目前為止，已發現100種以上的細菌能夠生產PHB。通常，在自然環境中微生物能儲備干燥菌體質量5%～20%的PHB。在合適的條件，如碳源過量、限制氮、磷等發酵條件下，PHB含量可以達到細胞干重的70%～80%自然界中許多屬、種的細菌在細胞內都能積累PHB顆粒，如產堿桿菌、甲基營養菌及鞘細菌等。于平、勵建榮等在相關研究文獻[1]中指出真養產堿桿菌發酵生產聚β-羥基丁酸（PHB）的最優化培養基組成和培養條件為：葡萄糖4.0%，硫酸銨0.3%，pH7.2，裝液量80mL/250mL，接種量10%，PHB的質量濃度達到最高值0.825g/L，細胞干重為1.734g/L。鞘細菌對環境的適應能力較強，且有研究表明，其細胞內的PHB貯存比例較高。全桂靜和程文輝通過實驗表明：以甘油和蛋白胨為碳源和氮源，適宜條件下100mL發酵液的PHB產量最高可達10.58mg。

2.1.2 篩選高效菌種。國內外對于高效菌種的選育主要有構建基因工程菌法和紫外線誘變法。1987年，吉利亞James Madison大學的Dennis成功地從A.eutrophus中克隆到合成PHB的基因，并轉入E.coil中構建成重組E.coil突變株，其細胞比正常細菌細胞大10倍，該菌株可以直接利用各種碳源，如葡萄糖、蔗糖、乳糖、木糖等廉價底物，進一步降低了成本。奧地利維也納大學在組建工程大腸桿菌的同時引入熱敏噬菌體溶解基因，可使細菌易裂解釋放PHB，這一成果的最大特點是可降低提取成本，為推向市場打下基礎。在國內也有一些紫外誘變法篩選優良菌株的研究，使原始菌株PHB產量得到很大的提高，如國家重點基礎研究發展計劃項目中徐愛玲、張帥等采用紫外線照射和放射性元素鈷60輻射誘變方法，對Acidiphilium cryptum DX1-1進行了誘變改良，誘變后篩選得到的一株菌UV60-3，PHB含量達到28.56g/L，是原菌株的1.45倍，并且可穩定遺傳。對菌株UV60-3積累PHB的碳氮比進行了探索，結果顯示在碳源濃度60g/L，氮源濃度30 g/L，C/N為3.76時PHB含量最高，PHB含量達到30.57g/L。

2.1.3 活性污泥合成PHB。利用活性污泥的混合碳源與微生物群合成PHB 是生物合成PHB 的一條新途徑，既處理了污水，又降低了合成費用，而且得到的產物其性能比單一菌株在純碳源培養得到的PHB要優越。在污水處理過程中，活性污泥微生物常常將可快速降解的碳源物質貯存為PHA，而不是首先將它們用于生物量的增長，因此，可以通過適當的工藝調控將活性污泥馴化為PHA的生產者。日本東京大學的Satoh.H. 研究小組發現采用“微嗜氣2好氣”供氣過程可以提高PHB在污泥中的產量，[4，5]表明了工藝過程、營養組成及條件控制影響PHAs的產率。中國科學院生態環境研究中心曲波、劉俊新在活性污泥合成可生物降解塑料PHB的工藝優化研究中結果中表明――溶解氧（DO）濃度、pH值和底物-生物量比（food-microorganism ratio，F/M）是對PHB生產影響的關鍵參數底物的吸收速率、PHB產率和胞內含量均隨溶解氧濃度的提高而提高，本研究最優操作條件下獲得的PHB 含量已經接近純培養方法所獲得的典型的PHB 含量，展現了活性污泥合成PHB 的應用前景。

2.2 轉基因植物法。由于PHB的高成本生產和生物技術的進步，人們開始將注意力轉移到用轉基因植物來生產PHB，1992年，Poirier首先探討了用植物生產PHB的可行性，在擬南芥細胞質中定向合成PHB但是擬南芥的生長卻受到抑制，把細菌PHB生物合成的途徑定位于質體中，PHB占葉子干重的40%，但發現了植物生長和PHB含量有負關系。John等對用轉基因棉花合成PHB做了嘗試。轉基因棉花纖維的長度，強度都正常，但其絕緣性能卻提高了。熱性能改變很小，可能是因為只有很少量的PHB在纖維細胞的細胞質中（占纖維重的0.34%）王潮崗、胡章立以萊茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）作為受體材料，將合成的相關酶基因phbB和phbC導入衣藻中，實現了PHB在胞質中的合成，但含量較少。

3. PHB性能的改良

PHB是一種全同立構結晶性的聚酯，結晶度高達80%，常溫及玻璃化溫度（4℃）下表現為脆性，耐沖擊性能較差；加工成型只能在190℃附近的一個狹窄的溫度區間內進行，且熔融狀態極不穩定，易發生降解。這些缺點使其無法作為一種實用的塑料使用，同時也限制了在降解材料方面的應用。PHB改性主要體現在增韌和增塑改性，PHB增韌主要通過彈力體、聚乙二醇（PEO）、淀粉等與之共混改性，文獻報道的有效增塑劑有低相對分子質量PEO、檸檬酸三丁（三乙）酯、三乙酸（丁酸）甘油酯、ESO等從改良途徑講主要有物理共混、化學改性、生物改性。

4. PHB的降解

（1）PHB的生物降解歸因于許多細菌和真菌能夠分泌胞外PHB解聚酶PHB在解聚酶的作用下得到3-羥基丁酸，經過三羥基丁酸脫氫酶、乙酰乙酰輔酶和β-酮硫解酶作用下依次得到三羥基丁酸、乙酰乙酰輔酶A、乙酰輔酶A最后進入TCA循環。

（2）國外從60年代陸續開展了有關降解PHB的工作，但絕大部分菌株是近些年來獲得的。1963年Chowdhury首次發現降解PHB的微生物，它們是Bacillus，Seudomonas和Streptomyces，隨后人們陸續動環境中分離出其他一些能降解PHB的微生物類型。直接用從自然界中篩選的菌種產生的PHB降解酶的活性比較低，降解PHB的速度比較緩慢。近幾年有許多學者通過紫外線誘變獲得了高產PHB的菌株。次素琴、陳珊等以降解聚2β羥基丁酸酯（PHB）的青霉（Penicillium sp1）DS9713a為出發菌株，通過紫外線（UV）誘變分生孢子，采用透明圈初篩和搖瓶復篩，獲得酶活高于原始菌株的突變株5株，其中DS9713a-CS01突變株的PHB解聚酶活力高于對照97.42%。中國科學院研究所戴美學等根據苜蓿根瘤菌Rm1021基因組中與Ralstonia eutropha phaZ基因同源部分序列設計1對引物，從S.meliloti基因組中用PCR擴增出835bp phbD基因片段并克隆到載體PGEMR-T Easy上；通過在phbD 基因內插入ΩSmSp和基因置換構建了phbD突變體。該突變體可積累比野生型菌株多1.0～2.6倍的聚羥丁酶。

5. 展望

PHB作為最具代表性的一類生物塑料，具有良好的生物相容性和生物降解性。但是由于其生產菌的產量不高，生產菌在生長過程中所消耗的原料價格較高，天然產物的機械性能差，很多降解菌不能降解胞外的PHB等缺點影響了其使用，近年來，有大量的學者對此進行研究并取得了很大的進展。在能源與經濟、環保相協調的今天，隨著科技的進步，人們環保意識的增強，PHB將就有廣闊的前景。

參考文獻

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[2] 全桂靜、程文輝.鞘細菌液體發酵生產PHB的研究[J].沈陽化工學院學報，2008.22（4）：312～315.

篇6

覆膜農作物收獲以后，地面上的殘膜不及時清理，被風吹起，常使道路、樹木、建筑物及堆砌物旁到處是廢舊地膜，對環境造成嚴重污染，并且這種清理在農村大部分靠手工揀除，而手工揀除廢舊地膜不僅勞動質量差，而且費工費時。因此如何減少農田地膜殘留，保護農田生態環境，就成為一個亟待解決的問題。㈡馬鈴薯深加工造成的環境污染隨著莊浪縣馬鈴薯淀粉加工業的快速發展，莊浪縣經濟社會發展和農民增收也有了長足的進步。但淀粉加工企業布局不合理，水資源浪費嚴重，工業廢水治理研究不夠，造成土地環境嚴重污染，制約了馬鈴薯產業健康發展的同時也嚴重制約了莊浪縣經濟社會的發展。

馬鈴薯深加工過程中產生大量的工業廢水，這種工業廢水是無毒的有機廢水，主要產生于馬鈴薯的洗滌、淀粉乳的提取、淀粉的洗滌等工段。其中清洗馬鈴薯時產生的廢水占總廢水量的70%左右，其主要污染物是泥沙和薯皮等，其中COD濃度為1500毫克/升左右；淀粉乳提取工段產生的廢水（細胞液）占10%左右，污染物濃度較高，COD濃度為35000毫克/升左右；淀粉洗滌工段產生的廢水占20%左右，污染物濃度較低，COD濃度為2500毫克/升左右。據調查，莊浪縣2012年馬鈴薯淀粉加工廢水排放量327萬噸，主要污染物COD排放量為6540噸左右。

目前，受馬鈴薯產量和儲藏技術的限制，馬鈴薯淀粉一般只生產三四個月（當年10、11、12月和翌年1月）。因此，馬鈴薯淀粉加工時產生的工業廢水也在這期間集中排放，莊浪縣的馬鈴薯淀粉加工廢水大部分未經任何處理就直接排放，對環境造成嚴重的污染，主要表現一是馬鈴薯淀粉加工時產生的工業廢水集中排入葫蘆河，產生大量白色泡沫，使河水變濁發黑，散發惡臭，并且廢水中的有機物腐敗變質，降低水體的酸堿值，增大水體礦化度，引起河流下游地下水礦化度、氨、氮和硫化物濃度增大，嚴重時使地下水喪失飲用功能；二是引發跨界污染糾紛，莊浪縣與天水接壤，而天水位于葫蘆河的下游，莊浪縣淀粉加工產生的工業廢水排入葫蘆河后，流經天水，影響下游的飲用水源，對下游的環境造成嚴重的污染。

二、對策與建議

㈠政府高度重視廢舊地膜和馬鈴薯深加工造成的污染首先，對于廢舊地膜對土壤和環境的污染問題，加強學校對學生和農民的宣傳和教育工作，各級政府、各涉農部門都要宣傳引導，引起社會各界的高度重視，采取切實有效的措施解決廢舊地膜的污染問題，搞好廢舊地膜的回收、利用。教育群眾樹立環保意識，積極發動群眾在覆膜作物收獲后及時揀拾廢舊地膜，建立廢舊地膜加工點，進行加工再利用，生產再生塑料制品；規范廢舊物資回收和加工利用體系，建立廢舊地膜回收站，徹底回收廢舊地膜，變廢為寶，變害為利。其次，政府技術部門加強指導。指導將馬鈴薯淀粉加工時產生的工業廢水再次農業利用，做到廢水資源化利用，減輕污染程度。馬鈴薯淀粉加工時產生的工業廢水中含有豐富的淀粉、蛋白質等有機物質，在進入土壤后經發酵變為有機肥料，改善貧瘠的土壤條件。所以環保和農業部門要積極指導農民和企業做好適時、適量、適作物，切實做好淀粉廢水資源化再利用，降低污染，服務農業。

㈡加強對地膜覆蓋栽培技術的研究和可降解膜的使用推廣首先，加強對地膜覆蓋栽培技術的研究，系統研究不同作物，不同生態條件下地膜覆蓋栽培的優化組合，為科學地利用土地、光、熱、水和肥料資源，以及為生產不同類型的塑料薄膜提供理論依據，最大效益地發揮覆膜栽培技術的效益。其次，在強化人們的環保意識、重視和清除使用農膜所帶來的污染，興利除弊的同時，抓好降解塑料地膜的開發應用工作，積極推廣環保型可降解地膜。近年研制成功的草纖維地膜、紙地膜、液態地膜等為解決廢舊地膜污染問題提供了廣闊的發展前景。降解塑料地膜在自然陽光或微生物的作用下可分解成無污染的物質，避免土壤與生態環境的污染。生物農膜是較好的無污染農膜，但由于其薄膜強度不夠或成本較高而難以推廣，應進一步改進和優化生物農膜的性能，逐步降低成本，以利推廣和應用。大力推廣一膜多茬、舊膜覆蓋技術，充分提高舊膜利用率，減少大田用膜總量。

篇7

[關鍵詞]禮品包裝設計 設計創意 印刷工藝 產品打樣 設計元素 區域渠道

禮品包裝是企業商品生產和營銷最重要的環節之一。禮品包裝的產品定位直接關系到商品在市場流通中的價值。企業的禮品在實現銷售的同時，還承擔著如何樹立企業的對外形象和企業品牌價值。隨著市場經濟的深入發展，中高檔禮品在消費市場的競爭更是越演越烈，個別企業開始認識到，商品包裝作為一種視覺傳達的物化元素，決不是一種簡單應付，而是商品附加值的材料體現，也是一般商品和品牌之間的高低較量。當今的禮品商品包裝設計正以其現代簡約的造型成為商品品牌附加值的組成部分。包裝不僅賦予了商品獨特的個性，而且也為商品建立了完美的視覺形象，包裝已經成為中高檔禮品生產廠家和經銷商一種最直接的競銷手段，已成為消費者判斷商品質量優劣的先決條件。隨著國際化趨勢的不斷融入，國際眾多品牌商品被中國消費者認可，禮品已經成為各企事業單位和團體采購的特有商品，獨特的包裝設計應運而生。

包裝設計中首先應該有很強的創意設計方案，然后才是如何生產制作出精美的成品。是否有優秀的造型設計和圖形設計是實現包裝的前提，而印刷、制作工藝與材料是包裝的有力保障，二者必不可少且完美融合才能實現產品價值的最大體現。

一、包裝設計與品牌和銷售的關系

設計師首先應該認識到中高端設計的禮品，使其暢銷并不是企業唯一的目的，同時樹立有個性和影響力的品牌是長遠目標。只有品牌在消費者心中具有了烙印般的記憶，消費者才能成為品牌的忠實粉絲。設計師對禮品包裝內涵的理解遠不是文字條款所能詮注的，設計師進入創作階段，往往會以一種超越常人的心境和情感，以其特有的專業敏感去專研需要包裝的具體產品，找到它與消費者之間的契合點，為它在禮品渠道和打贏一場產品戰——塑造一個能為特殊人群所接納的新生命，這就是設計師心目中的禮品包裝。

包裝最初的功能就是把商品進行包裹，可以起到保護商品的作用，還可以在移動和運輸過程中便于攜帶。包裝設計隨著經濟社會的發展和消費觀念的升級發生了重大的改變，從當初單一的實用功能延展到諸多的營銷層面的功能。對企業來說，通過包裝設計宣傳自身的品牌、提高禮品的競爭力、樹立企業形象等。從消費者角度看，同時還期望得到除對物品消費外的一種心理的審美享受和身份價值的體現。

因此，包裝設計呈現出功能的多樣性，一是產品本身的需要，二是企業通過包裝達到銷售產品的目的，消費者的審美要求和產品使用需求得到滿足，企業的產品銷售和企業形象得到實現。這二者之間從理論上說，彼此是統一的，缺一不可。

品牌和非品牌的區別在于產品的附加值，產品名、標識、外觀造型、平面設計或其總和。各種商品在當下的市場競爭中，有的企業可以沒有自己專屬的基地，可以沒有自己的生產車間，但是仍然能以運營商和商的角色，發現最有價值的禮品進行新的組合，甚至發展成為自己的獨特品牌，未來的企業競爭或將是品牌層次上的競爭。

在消費觀念與行為個性化的今天，已經不再是簡單的大眾化包裝就能步入高端禮品市場，也不是簡單的羅列幾個產品就能突出創意產品，一些企業或許希望能夠借助一定的方法，讓可能雷同的商品以差異化形態展現在顧客眼前，獨特靚麗的包裝設計以其與眾不同的視覺識形象所形成的高度價值評判，能夠幫助這些商品從眾多競爭品牌中脫穎而出，使消費者吸引、閱讀、品味、并產生購買行為，這也是這些商家所追求的價值提升的包裝設計。

（一）包裝的整體外觀是品牌的形象代言

品牌的建立通常是企業系統化策略與長期執行的培育過程，可能是整體系列產品中的某個或某個產品系列起到了關鍵記憶的效果。包裝設計的外觀色彩、包裝造型、所用材料等要素根據設計師的創意與目的有機的組合在一起，在考慮商品特性的基礎上，遵循品牌設計的基本原則，將品牌的視覺符號最大限度的融入到包裝設計中，逐步形成這個品牌的個性，在市場運作過程中被消費者認知，并記住該產品和相應企業。因此，禮品包裝設計就要遵循的以下幾點：

1.打破常規的設計理念。設計并不是企業領導公司的設計師需要怎么做，也不是設計師在電腦上簡單的拼圖游戲，好的設計必須是充分了解市場并超越消費者所想的作品。禮品市場的風云變幻呼喚個性鮮明的企業家，消費者的文化因素需要高端價值的產品與之匹配，這給我們設計師提出了新的機遇和挑戰。

2.產品的包裝設計要能夠充分展示商品及其價值。用攝影的圖片或真實的照片表現產品已經不能在高端的禮品包裝中立足，尋求產品的文化概念解讀和精神境界的品味是比較好的出路。消費者希望我們更多關注的是他們的個性與群體感受、身體的健康、生命的價值、幸福指數的滿意度，并不是能用價值來衡量的，也不是接受的禮物可以隨意遺棄的產品。

3.注重禮品市場產品包裝的特性。我們不能簡單的用某種色調去代表這個品牌的色彩識別性。禮品企業旗下有多個不同功能與內容的產品，那么我們用一種色調去代替所有不同領域、不同產品的功能、不同產品的使用和應用范圍是不可取的，并不能用所謂的創意脫離產品屬性的基本原則，但是可以借鑒國際品牌中產品單品系列的思維，在禮品設計中單品產品系列運用色彩管理系統，增強產品品牌的識別性和記憶度。而眾多產品系列可以通過企業的理念轉化為包裝外觀的整體聯系性、材料的關聯、包裝外觀的關聯、排版的關聯、產品名與logo的識別比例、圖形的設計風格等強調企業品牌形象的整體架構。

（二）好的禮品包裝促進品牌的持續銷售

禮品銷售的好，價值就會體現出來，如果沒有得到市場、消費者和企業的認可，再好的設計就只是陳列在辦工桌上自己欣賞，這就是商業設計。包裝在現場沒有銷售人員的介紹或示范的情況下，消費者也可以憑借包裝的造型、材料、色彩、畫面上的圖文就可以了解商品，選擇自己合適的品牌并進行購買。除了產品本身的功能訴求是消費者所需之外，從銷售渠道著手，在包裝的色彩、平面設計、創意圖形、包裝形式等方面突出品牌的視覺表現力，以區別于同類產品，最終被消費者所購買；從企業品牌市場定位、品牌個性化方面著手，精準分析特定人群，選擇恰當的銷售渠道，從而決定禮品包裝設計風格以突出品牌及利益點等消費者非常關注的重要信息。根據產品價值差異著手，設計有核心競爭力、品質感及美感的包裝。這些因素都是與品牌價值分不開的，是提升品牌美譽度、記憶度和忠誠度的重要手段。

好的產品是商品銷售的主要原因，而好的禮品包裝設計是產生購買的前提條件，能否激發消費者的購買欲望，是評價禮品商品包裝設計成敗的最重要標準之一。消費者的認可與購買是對禮品包裝設計的最大獎勵。要想達到這一目標，需要設計者充分考慮商業、市場、藝術、心理等各方面因素，從消費者的實際需求出發，使商品包裝設計得到越來越多的消費者的接受與認可。設計師必須認識到，包裝設計不是個人的主觀判斷，而是充分了解市場并高于消費者期望的實踐。為了設計出為消費者所普遍接受與認可的商品包裝，設計師必須學習藝術設計學、市場學、銷售學、經濟學、消費心理學、結構材料學、物理學、印刷工藝學等相關知識，拓展、優化自身知識結構。應該對消費者的視覺和心理都形成強大的沖擊力，能夠激起消費者強烈的購買欲望。

（三）產品的包裝是消費者認知品牌的直接體驗

產品的質量已經不是關鍵因素，在包裝設計中，消費者通過體驗包裝設計的每個細節、包括視覺與觸覺的感知、認知、認同，直接影響消費者對產品品質的判斷，而這種判斷會對所屬品牌產生正負效應，要么成為該品牌忠實的顧客，或者厭惡該品牌或該品牌的其他系列產品。

雖然很多的消費者都比較感性，但是出于危機管理的角度，盡量避免對品牌產品產生負效應的環節。如果消費者比較感性，那么這些人群不愿去傾聽其他的解釋與告知，這個跟國內的文化有時間上的關聯，并且很難通過線上線下的有效的渠道方式與消費者進行溝通，我們希望能用成本與利潤的矛盾關系做好高端的禮品包裝設計。

二、禮品包裝設計中的色性管理

色彩有性格之分的，而產品是應人的職業、性別、年齡、消費習慣而生的，人對色彩的注意力要優于對形的注意力。因此，色彩對于包裝設計有著及其重要的作用。商品包裝的色彩設計應當與具體商品的屬性相配合，更人與人的需求相配合。色彩設計應該能使消費者根據包裝的色彩判斷出該產品的內容、特點、性能。在這里需要指出的是，具體運用何種顏色，都應該以符合該產品的內容為基本出發點。

當然，不應該把色彩的理解固定的非常死板，反而在實際中合理運用其相對性。牛奶可以用黑色和白色這兩個極色來做外包裝，只是評論其兩個色彩的對比應用，黑色無法體現食品的食欲感，但是如果用背著背簍的小男孩，面帶笑容、親切可人，形體茁壯健康喜人，遠處是一片天空和草地，黑白相間的斑紋奶牛成片，如此版畫般的黑白表現方式，呈現出牛奶的意境無限、潔凈純真，如此說來包裝設計值得贊賞；蜂蜜的包裝設計沒有用逼真的攝影圖片，而是采用矢量的創意圖形，沒有用六邊形的蜜糖，而是用蜂與花的意境做構圖，沒有用細膩的反光強烈的紙張，而是用原味的草香紙做面材，沒有用亮麗的純色而是用降低飽和度的顏色匹配外表紙張，畫面的靈動，包裝的自然愜意，產品的天然健康也可以體現的淋漓盡致。

總之，產品包裝應當能夠滿足消費者的審美需求，表達消費者的情感心聲。只有用色彩體現和誘發了消費者的美好情感，才可能激發起他們的購買欲望。這些知名的品牌會為自己的品牌做一件事情，那就算是在自己的產品銷售現場安裝隱形攝像機，可以通過全程的攝像統計出流量、經過人群的關注度、接觸產品的幾率、購買產品時所關注的范圍和細節、購買時的語言和表情、銷售數據等等，這個案例可以幫助我們在未來的設計中更加注重、尊重消費者、更理性的設計產品的包裝，因為我們是價值的創造者。

三、優秀的包裝設計需要完美的執行

隨著禮品市場的發展和消費者審美能力的提高，禮品包裝的品質感、整理感越來越被人們重視，而決定包裝裝潢最終效果的卻是印刷。包裝印刷取得較好的效果，必須認真解決好印前制作、印刷過程和印后加工的三大關系。一件成功的包裝設計產品，集中了設計制版、印刷，以及印后加工等步驟，是客戶、設計師、印刷技師材料結構技師集體智慧和辛勤勞動的結晶。因此，要使一件包裝作品達到理想效果，從一開始就必須有總體考慮和全局觀念，不能只注重某一工序，而忽視其他工序，必須以客戶的要求為準則，對每一道工序分別加以調控，從而制定出合理的工藝程序和操作指令，避免出現顧此失彼的現象。

現在很多的企業在與包裝設計師溝通過程中，設計出了滿意的設計稿，因為最初的考慮都是規劃的比較超前。但是在具體實施的過程中為了省錢，在包裝成本上就有所減少，甚至改變其中的材料、更換包裝廠等，導致最初的設計沒有得到很好的應用。

設計師的設計水平也是有差異的。可能在設計方案的時候沒有考慮清楚具體的包裝結構、材料、印刷及特殊工藝，只是為了創意和新意在設計包裝效果圖，如此可能在具體的制作階段增加成本而無法實現設計方案的包裝成品。因此，設計者在設計之前就要考慮采用哪一種印刷方法最適合他的設計要求。例如紙張現在市場上的包裝成型流程分為：設計——制作印刷彩稿——劃分顏色、制版——印刷——表面處理——軋盒——粘合成型，軟包裝一般采用凹版印刷機，瓦楞紙箱一般采用膠版印刷等等，設計師只有了解了這些設備的工藝流程，這樣設計出的包裝產品才能適應人們審美觀點和滿足生產實際及市場的需要。另外一個原因也可能是因為設計師思想意識的忽視，覺得他的工作主要是包裝的設計方案，后期的工作只要交給印刷企業或包裝企業就可以完成了，也不需要跟相關環節的人進行溝通和完善，殊不知包裝設計師的工作是要執行到包裝的成品實現以及對包裝的改進，進而將該款包裝進行批量化的生產。

再一個因素，也是現階段包裝設計過程中的關鍵環節，那就是印刷企業或包裝企業與設計師對接的技師。這個角色師負責包裝設計的整體結構、材料、面材、紙張、特殊工藝、內托等等各個環節的思考者和執行者。他需要了解客戶與設計師的意圖，結合作為技師的專業，提出一些意見，這些意見可能對包裝設計有很多有益之處，提升包裝的整體裝潢效果。也有可能師因為企業業務比較繁忙，不愿意花很多的時間來落實本該自己去做的事情，包裝設計的最終產品可能達不到設計表現的效果。但是這個時候的設計師是非常有責任感的，他需要在客戶和印刷制作企業之間擔負起必要的責任，從設計的經驗和創意角度反向督促這些技師完成包裝設計的最初構想。包裝設計的成品實現的好壞，就像圖形設計師與文案之間的“戀愛”關系談的如火如何，也就是看設計師和技師之間的配合程度如何，有強烈的責任感和對專業的興趣，二者會發揮雙方的優勢，包裝設計的成品會更能達到設計的構想和客戶的期望，反之也然。

在當前的禮品包裝設計中，除了印刷企業和包裝企業懂得包裝材料和結構的專業技師，也有專業包裝設計公司設計師，甚至還有禮品公司的總經理及銷售人員。在我設計的經歷中，既有優秀的包裝設計的方案，也有印刷、包裝公司的技師一起跑遍著名的紙品公司，對新的紙張有最快的了解，比如最近在上海奢侈品展覽會上的觸感膜，這次就用在鮮花提取液的禮品包裝設計中，效果非常好。

然而，我國的包裝設計領域存在很多問題，主要表現為重平面，輕結構；重設計效果圖輕印刷，輕制作工藝等，禮品包裝的市場現狀也是如此，因為禮品包裝設計主要由美術設計人員完成，由于他們是設計專業出身，在材料、結構和加工工藝的認識上有很大局限性；印刷與包裝企業的層次也有高低之分，這些企業的技師對設計的理解也有不同的看法，既然包裝設計必須在生產中可以實現，就需要客戶、設計師、技師三個角色的通力配合才能完成。

（一）、顯示器的呈色原理為色光加色法，采用的是R、G、B三原色，而印刷呈色原理為色料減色法，采用的是C、M、Y、K四種顏色。RGB的色域遠遠超出了CMYK的色域范圍，即RGB色域中的很多顏色在目前是油墨無法再現出來的。所以往往在顯示器上顯示得非常鮮艷，印刷后顏色變暗甚至會變成完全不同的色彩。只有非常專業、資深的印刷界技師可以看一下RGB數碼樣，直接告訴我印刷的具體CMYK數值，可以完成包裝設計的設計效果，并告知采用那些類別的紙張來印刷可以達到預期的效果，這些幾十年的經驗和他們的專業前瞻是一筆寶貴的財富，設計師也可以從中得到迅速的成長。

（二）、深色背景的K值不要大于70%，如果大于這個數值，色彩的傾向性不夠明顯。黑色在印刷中的獨到作用也非常重要，理論上C、M、Y三色疊印可印出黑色，但是細小黑色文字盡量避免使用套印排版，因為有可能由于文字筆畫太細而造成套印不準的現象。在特殊紙張上面，作為背景的底圖可能是一些圖案，之上會有包裝的產品名、企業標志或是必須出現的文字，但是盡量讓產品名和標志位置之下的背景為空白，這樣會有清晰的層次和明顯的視覺中心，否則印刷出來的效果會很混雜，而無法清晰的進行信息識別。

（三）、避免后加工無法順利進行。很多設計師不了解印刷材料、工藝、加工設備，設計包裝作品時往往只從美觀的角度、創意的角度考慮，忽視了后期的加工制作。如沒考慮到印刷后某些紙張出現抽脹等現象，結果造成裁切后原稿內容殘缺或錯位；設計的包裝尺寸在排版時不合適，造成材料浪費或超過設備加工范圍而無法加工；設計圖案未考慮到印后特殊效果的處理，如覆膜、燙印、起凸、裱紙、成型結構等，達不到預期效果。質量控制圖像不清晰不同印刷品對加網線數的要求不同，過高或過低都會出現印刷質量問題。加網線數過高，無法完成網點的復制，易糊版；加網線數過低裝訂，圖像的層次感差，不清晰。

（四）、盡量發揮設計師的創意能力

設計師在包裝設計的行業里，應該是眼界寬闊、敏銳表達、視覺前瞻、審美獨到的專業人士。很多時候并不能為了客戶、市場、消費者而徹底改變或放棄優秀的設計，需要有一定的堅持和說服過程，讓好的包裝設計得到完美實現。在市場經濟中，隨著人民生活水平的迅速提高，社會各界的人員需求已拉開層次，面對禮品市場需要，包裝設計人員要深入研究產品的特性、理解企業的文化、調研消費者的實際需求、充分利用現有資源，利用新材料、新工藝的裝飾效果不斷創造出具有生機和活力的包裝設計。

四、綠色包裝是包裝設計的未來

包裝設計需要用各種材料來實現，而生產這些原材料和印刷制作過程會耗費大量的自然資源，所以商品包裝作為社會經濟活動的重要組成部分就一定會走上可持續發展之路。綠色包裝是指包裝設計既要保證商品的性能完好，又要考慮環保因素，也就是說包裝廢棄物對我們賴以生存的生態環境沒有任何損害。長期以來，由于科技是不斷進步的，也或許某些環節忽視了人與自然的協調發展，在商品包裝中使用了很多容易造成環境污染的包裝材料或包裝工藝，給生態環境或我們自身的健康帶來了潛在的危害，比如說使用不可降解塑料造成的“白色垃圾”成災。在經濟的發展過程中，科技日新月異的發展，制度的不斷完善，我們越來越清晰的認識到綠色環保包裝的重要性和必要性。很多國家已經禁止采用不可降解塑料包裝蔬菜和水果；許多食品開始使用大豆蛋白質包裝膜，該包裝材料能與食品一起烹食，有些冰淇淋商品采用的玉米烘烤包裝杯，既有利于生態環境保護，又深受消費者歡迎。可以想象綠色包裝將成為未來包裝設計的一個有利方向。

篇8

關鍵詞：接枝淀粉　工藝　性能

中國是一個農業大國，其淀粉資源相對比較豐富，因而可為淀粉的改性研究提供豐富而廉價的原材料。淀粉具有良好的環境相容性能，符合當今倡導的環保要求，因而其被改性后可做為紙材料的助劑。

目前，研究最多的是淀粉接枝丙烯酰胺共聚，主要有線形、星形、陽離子、陰離子、兩性離子及疏水締合接枝淀粉絮凝劑等類型。作為天然高分子材料的淀粉，可以通過化學改性賦予其新的獨特的性能，而近年來發展較快的一種重要手段和方法是接枝共聚改性。利用淀粉分子與其他合成高分子化合物的基團發生接枝共聚反應所得到的接枝改性淀粉同時具有天然和合成高分子兩者的優點，并且性能優異，廣泛應用在降解塑料、農業、水處理、紡織、造紙等方面。

一、接枝淀粉的性能

淀粉在適當的催化劑存在下，可與丙烯腈、丙烯酰胺、醋酸乙烯、苯乙烯等不飽和單休進行接枝共聚生成接枝淀粉共聚物。常用的催化體系有過硫酸鉀/硫脲(KPS-KL)、Fe2+/H2O2、硝酸鈰銨等。這種接枝共聚物兼有兩種高分子化合物的特性，既提高了淀粉的使用價值又改善了高分子聚合物的性能。

二、丙烯酸接枝淀粉

1.制備反應機理

2.制備方法

賀倩等[1]用丙烯酸接枝淀粉做為基體，不飽和聚酯酰胺脲樹脂為交聯劑制備出一種可降解的高吸水性樹脂。研究了影響產品吸水率的因素，如：樹脂的吸水速率、交聯劑的加入量、光固化時間。實驗表明，該高吸水性樹脂對不同溶液均具有較好的吸收能力，且吸水速度較快。該高吸水性樹脂的降解是從表面開始，逐漸向里面降解。桂蕾等[2]使用接枝改性的方法制備出了淀粉-丙烯酸接枝共聚物。通過正交試驗得到淀粉接枝物，然后以接枝效果為綜合考察指標，最終確定合成的最佳工藝條件為：淀粉與丙烯酸的質量比為1:1，反應溫度為80℃，反應時間為1.5h，硝酸鈰銨濃度為11mmol/L。在對其進行紅外光譜和X衍射等表征后分析發現，淀粉在接枝后的結晶度減小，吸水率升高。

三、丙烯睛接枝淀

1.制備的反應機理

2.制備方法

楊慶榮等[3]采用硝酸鈰銨為引發劑，把丙烯腈接枝在玉米淀粉上制得高吸水樹脂，通過正交試驗找出最佳工藝條件，最佳工藝條件為：m(淀粉):m(單體)=1:1，m(引發劑):m(單體)=3:100；反應溫度為30℃，反應時間為90min。馮慶梅等[4]使用交聯劑環氧氯丙烷，接枝單體丙烯腈，合成雙變性淀粉離子吸附劑。實驗得反應的最佳工藝條件為：交聯淀粉10g，c(丙烯腈)=0.7595mol/L，c(硝酸鈰銨)0.004mol/L，反應溫度40℃，料液比1.0:10.0，反應時間120min。反應得接枝淀粉皂化的最佳條件為：NaOH濃度1mol/L，皂化時間1h。

四、丙烯酰胺接枝淀粉

1.制備的反應機理

2.制備方法

汪建新等[5]選用Fe2+-H2O2為引發體系，合成了丙烯酰胺與淀粉的接枝共聚物。討論各個因素對接枝共聚反應的影響，通過高嶺土懸浮溶液檢測了接枝共聚物的絮凝性能。結果表明，接枝聚合物絮凝效果最佳時接枝率為85%，且對高嶺土水樣的濁度去除率達到80%。費貴強等[6]在堿性介質中，采用木薯淀粉和丙烯腈做為原料，制備了氰乙基淀粉，并以氰乙基淀粉為基礎制備了丙烯酰胺接枝氰乙基淀粉反應性增干強劑，通過討論合成條件優化合成工藝。實驗表明：當m(丙烯腈)/m(淀粉)=0.3，w(DMC)=15%，w(AM)=50%，w(NAM)=3%，w(KPS)=0.6%，在加入0.4%左右的增干強劑時，紙張環壓強度和抗張強度分別提高37.8%和42.1%。石紅錦[7]研究了玉米淀粉接枝丙烯酰胺制備絮凝劑的工藝過程，并對其測定絮凝性能。實驗表明：接枝反應適宜的原料為玉米淀粉，淀粉和丙烯酰胺的最佳重量比為1:2.75，最佳引發劑濃度為3×10-3mol/L；溫度和pH值對淀粉接枝丙烯酰胺絮凝劑絮凝效果的影響小。

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   一、前期工作情況

   自全市百日招商動員會以來，+++園區在**副市長的帶領下，認真貫徹落實**市長講話精神，全面強化冬季招商引資，努力探尋把冬季變成招商引資旺季的有效招法，積極推介、洽談和引進項目，園區招商引資工作發展態勢良好，成效顯著。

   截止目前，園區“四個一批”項目已經滾動發展到147項，總投資達到321.9億元。同去年年底相比，新增39項。已入區項目68個，總投資達91.62億元。同去年年底相比，新增18項，新增投資18.69億元。68個項目中，投資2億元以上項目17項、投資1億元以上項目7項、投資5000萬元以上項目19項。

   新落戶園區項目中，比較典型的有：臺精數控科技有限公司投資3000萬美元的數控機床項目、華融萬源客車制造有限公司投資2.3億元的航天科技產業化工業園項目、遼寧北方新型包裝材料有限公司投資1億元的高分子塑料包裝項目、蘇州賽力精密工具公司投資8000萬元的超硬磨具項目等。

   我們主要開展了以下幾項工作：

   (一) 走出去，尋找商機。

   年初以來，管委會組織多批次隊伍，以長三角和北京地區為重點，結合+++園區優勢產業和集群發展方向，從對外宣傳、政策制定、發展規劃等方面突出重點，精心包裝與經營，開展招商活動。通過走出去，與北京、上海、南京、無錫、蘇州、昆山等地多家國內外有影響的大企業取得了聯系。目前，北京達涅利集團、蘇州工業園區賽力科技公司、美國聚合全球控股有限公司北京總部、沈陽中溢投資擔保有限公司等多家公司明確表達了投資意向，具體項目正在推進中。其中，蘇州工業園區賽力科技公司投資8000萬元的超硬磨具項目，已于近期通過了市規委會審批，正式落戶園區。

   （二）請進來，有的放矢。

   我們在與外地大企業建立溝通聯絡機制后，認真做好企業發展動向等信息的搜集等基礎工作。同時，結合園區產業和企業發展方向有針對性地開展請進來活動。年初以來，我們先后接待了日本井關農機株氏會社、英國惠豐銀行、羅馬尼亞聯合總會、上海京華投資有限公司、南京中南汽車實業發展有限公司、艾斯卡設斯投資公司等12家企業的40多位客商，其中，日本井關農機株氏會社的水田機械生產線項目、南京中南汽車實業發展有限公司的汽車港項目、中溢投資擔保有限公司的可降解塑料項目已進入實質性洽談推進階段。

   （三）求實效，科學安排。

   管委會以科學的工作態度將重點企業和項目進行了認真梳理，并根據其產業方向、項目體量、實施可能性進行詳細的分門別類。對每個企業和項目管委會都指定專人負責溝通聯系和推進。對重特大項目，我們制定了明確的推進方案，專人負責，緊盯不放，保證項目落到實處，使協議項目盡快轉為合同項目，合同項目能盡快落地實施。

   二、下步工作打算

   （一）明確重點區域。

   我們確定了“三點三線”作為園區開展招商引資的重點區域。三點，指北京、上海、杭州三個城市；三線指滬寧線（沿途城市上海、蘇州、常州、南京），甬溫線（沿途城市寧波、臺州、溫州），廣深線（沿途城市有廣州、東莞、深圳）。我們將圍繞這三點三線，抓住這些地區產業結構調整升級和資本輸出的機遇，主動出擊，開展招商引資工作。

   （二）緊盯重大項目。

   緊盯大財團、大企業、大公司的發展方向和投資動向，對于國內外戰略投資者和極具發展潛力的重大項目，緊盯不放，主動貼進，跟蹤洽談，讓存在投資意向的項目，盯一個成一個。要通過一批投資規模大、經濟效益好、科技含量高、社會牽動強的重大項目落戶園區，提升園區產業檔次，樹立園區對外形象。

   （三）強化集群招商。

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【關鍵詞】環境污染 生物技術 應用 前景

中圖分類號：Q933

1我國生態環境的現狀

我國生態環境污染日趨嚴重，如 “三廢”污染、水體污染、土壤污染、廢棄塑料和農用地膜污染、農用化肥和農藥污染等，造成水資源嚴重短缺，土地荒漠化日益加劇，森林覆蓋率劇減，草場嚴重退化。生態環境的惡化，時刻威脅著人們的生命財產安全，疾病發病率也迅速提高。因此，必須積極發展高新技術，如現代環保生物技術等，采用防治結合的方式，解決當前的環境危機，維護生態平衡，已迫在眉睫。

2環境生物技術簡介

生物技術是建立在生命科學的基礎上，通過直接或間接的方式利用生物或生物有機體的特定部分或某些功能，建立降低或消除污染物的生產工藝或能夠高效凈化環境污染，同時又能生產有用物質的工程技術。主要包括基因工程、細胞工程、酶工程、蛋白質工程、染色體工程、生化工程等。生物技術在環保領域發揮著越來越重要的作用，正衍生出一門新興的學科與技術，即我們所說的“環境生物技術”，亦稱“環境生物工程”。其特點如下：

2.1 實現對污染物的循環利用

對垃圾廢棄物的降解生成的產物或副產物，一般都可重新利用。這樣，可把污染降到最小程度，不僅可解決長期污染的問題，還實現了對固廢的循環利用。

2.2安全可靠、效果明顯

利用發酵工程技術治理，產生的物質基本屬于穩定無害的物質，常見的包括CO2、水、氮氣、甲烷等。并且，多數都是一步到位，無二次污染。因此，該技術既安全、徹底又高效。

2.3簡化流程，節約成本

生物技術是建立在酶促反應基礎上的生物化學過程。酶作為生物催化劑，實質是一種活性蛋白質。一般在常溫常壓或近乎中性的條件下即可發生反應。因此，絕大部分生物治理對環境條件要求不高，并可就地實施。

3.環境生物技術在三廢處理中的應用

3.1在廢水處理方面的應用

廢水中含有許多有毒有害物質，比如，酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇、蛋白質等。廢水生化處理經近百年的發展，現已形成了許多新工藝、新技術。通過生物技術治理廢水，主要借助微生物的降解作用完成。它分為耗氧降解技術與厭氧降解技術兩種。耗氧降解技術又分為：活性污泥法與生物膜法。目前，采用較多的是固定化酶與固定化細胞技術，它屬于酶工程技術。固定化酶又稱為水不溶性酶，是通過物理吸附法或化學鍵合法，導致水溶性酶和固態的不溶性載體結合起來，從而使酶不再溶于水。微生物細胞猶如一個天然的固定化酶反應器。微生物細胞的固定可采用制備固定化酶的方式。對于污水中的多種污染物，均可通過固定化酶或固定化細胞進行治理。國內外有很多這方面的成功案例。

3.2在廢氣凈化方面的應用

廢氣是近年來重要的污染源之一。如何利用生物技術高效凈化廢氣也成為重要的研究課題。目前采用的方法包括生物過濾、生物洗滌、生物吸附和植物修復法等。常用的生物反應器有生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。根據微生物在廢氣處理過程中的具體形式，分為兩大類：生物吸附法與生物過濾法。前者可治理含胺、酚和乙醛等氣體，后者可降解惡臭性廢氣。植物修復技術是把太陽能作為動力，依靠植物的同化作用達到凈化氣體的目的。它屬于一種綠色技術。現在，全球都有很多成功處理廢氣的案例。美國利用微生物作用來凈化工業惡臭氣體，效果明顯，且還不會出現二次異臭。德國與荷蘭利用生物膜過濾技術可除掉超過90%的硫化氫。我國相關學者也在此方面取得了不錯的成果。比如，利用生物膜填料塔處理橡膠再生脫硫過程中產生的低濃度的有機廢氣，經試驗表明，該方法是可行的，若相關條件控制適度，凈化效果顯著，凈化率可超過90%。相比原有的廢氣處理方法，生物技術法有著很多優勢：節約成本、效果好、安全可靠、沒有二次污染等。

3.3在處理固廢方面的應用

工農業生產、城市建設與日常生活都會產生很多固體廢棄物。傳統固體廢棄物的處理方式，不僅浪費資源能源，還會污染環境。利用生物技術處理城市生活垃圾和農業廢棄物，不但可以把這些廢棄物變為優質的有機肥料，實現廢物的資源化，更有利于生態環境的良性循環。常見的處理方式包括衛生填埋、堆肥和發酵制沼氣等。

4.環境生物技術在環境污染修復中的應用

4.1污染土壤的生物修復

隨著農業的發展，各種化學殺蟲劑、農藥被大量使用。而這些農藥很多都會殘留在土壤中，。尤其是那些極難降解的農藥給生態環境造成難以估量的損害。通過相關生物技術處理，可以把這些污染物質進行有效分解，生成水與CO2。不僅不會造成對環境的破壞，還能防止出現二次污染。但是是分解周期較長，不符合農業生產的需求。重金屬屬于土壤污染中重要的污染物。重金屬污染的生物治理機制是：借助生物作用（酶促反應）導致重金屬的化學形態改變，將其固定在土壤中，或減輕其毒性。這樣，可有效制約重金屬在土壤中的移動。通過生物的吸收、代謝作用后，會進一步固定重金屬或減小其毒性，從而凈化土壤。此外，生物修復污染土壤的過程中，還能提高土壤有機物的數量，調動相關微生物的活性，從而優化土壤生態結構。同時，還能強化對土壤的固定作用，避免土壤受到風蝕、水蝕的破壞，預防水土流失。

4.2.水體生物自然凈化技術

環境生物技術中通過植物吸收達到凈化水體與土壤的方法被稱為生物自然凈化技術。分為生物塘與人工濕地兩種。前者把太陽能作為初始能源，利用塘中植物的同化作用將水中的污染物吸收掉，從而凈化水體。生物塘中可栽植的高效凈化植物有水葫蘆、蘆葦、水萵苣等。同時，還應構建集組合曝氣、水生植物、水產養殖一體化復合生態系統，進而提高生物塘的處理能力。后者是通過自然生態系統中的物理、化學、生物等作用達到對水體的凈化作用。由于人工濕地處理系統出水水質較好，可用于飲用水源的處理，并且所需成本也比常規處理方法要低。

4.3白色污染的治理

采用生物技術治理可從兩方面入手，一是篩選具有降解塑料與農用薄膜的微生物，形成高效降解菌。二是分離克隆出帶有降解功能的基因，再將其植入到特定的土壤微生物內，如根瘤菌。這樣，既能發揮兩者各自作用，還有利于加快對塑料垃圾的降解速度。此外，還應重點對預防白色垃圾技術進行攻關與研發。個別微生物可以生成一些高分子化合物，類似于塑料，被稱為聚酯。為進一步節約成本、提高產量，人們正致力于通過DNA重組技術，試圖改造某些微生物。比如，當前一個重點研究課題就是通過微生物發酵生產聚-β羥基烷酸（PHAs），相關研究人員正試圖形成自溶性PHAs生產菌種。通過把PHAs重組菌發酵后，積累數量眾多的PHAs，再添加一些信號物質，從而生成裂解蛋白，然后細胞壁被破壞，PHAs析出。即簡化PHAs的提取流程，達到節約成本的目的。

4.4降解廢水中微量油脂

含油廢水屬于一種量大面廣的污染源。廢水中的少量油脂并不能通過原有的物理或化學方法處理掉。上海交大生命科學技術學院和日本日立化成公司合作，從5種活性污泥或土壤中馴化分離出六種菌，分析了它們在低溫條件下對低濃度植物類油脂的實際降解能力。不同菌的降解能力都各不相同，其中，發現兩種菌的除油效果很好，除油率高達92.80% 和95.49%，相關特性還有待進一步研究。

4.5化學農藥污染的消除

經統計資料顯示，每合成一噸農原藥需消耗3-4噸化工原料，多余的原料作為未反應物或中間副產物隨水排出，每年數百家農藥廠排出的廢水上億噸，危害極大。中科院成都生物所經過反復試驗，終于找到了解決處理農藥（樂果）廢水的方法。他們將高效微生物菌種用于SBR設備處理有機農藥廢水，效果顯著，使有機磷轉化率達96-99%，其技術指標達到了相關排放標準。一般情況下施用的農藥化肥約有80%的殘留，特別是難降解的氯代烴類農藥，給生態系統帶來了極大的滯留危害，必須依賴基因工程構建的高效菌種來進行處理。但要想徹底消除化學農藥的污染，還必須全面推廣生物農藥。生物農藥是指由生物體產生的具有防治病蟲害和除草功能的一大類物質的總稱，大多是生物體的代謝產物，主要有微生物殺蟲劑、農用抗生素制劑和微生物除草劑等。

5.環境生物技術在環境監測方面的應用

應用在環境監測領域的生物技術主要有以下幾種：①監測水質，利用細菌的數量、某些糞便指示菌（大腸埃希氏菌、克霉伯氏菌）等②檢測物質致突變性和致癌性，通常使用鼠傷寒少門氏菌來檢驗。③通過發光細菌對環境中的毒物進行檢測，速度較快。④根據對水中藻類的生長情況測定，對水質進行監測或檢測某些物質的毒性。近年來，國際上在這一領域的重點研究對象包括PCR技術（應用聚合酶式反應技術）、核酸探針、生物傳感器等。PCR技術可用于當前還無法培養的微生物檢測，一般適用于對土壤、水樣、沉積物等環境標本的細胞檢測。

隨著今后技術的不斷完善，對于水質的檢測，核酸探針與PCR技術極有可能取代現在的常規微生物檢測方式。此外，生物酶法具有良好的發展潛力，它適用于快速檢測與現場測定。生物傳感器具體有酶傳感器、微生物傳感器、免疫傳感器，通過酶、微生物、抗原、抗體等生物材料作為分子識別元件，從而把外部對其理化特性的影響轉化為電磁信號。它可用于對特定污染物的快速檢測，并且操作簡便、結果精確。

5環境生物技術現狀及前景展望

5.1現狀

環境生物技術雖有諸多優點，并能有效解決各種污染問題。但實際應用中依然存在種種局限：

①反應速度較慢，并且需要大型的反應器，需占用過多的土地面積。

②對于原水水質有著十分嚴格的標準，不然，不利于微生物的生長。

③運行過程中會發生一些問題，如污泥膨脹或流失，余下的污泥也不易處理。

④通常的微生物也極難解決人工合成物，尤其是難生物降解的污染物。

⑤實驗室有可能泄漏某些活的有害菌體。大規模的微生物應用會給生態環境帶來潛在的風險。

5.2發展前景

5.2.1各種新工藝新方法不斷涌現

比如，國內有關專家利用高效反應器治理印染廢水時，結合三種新技術，以提高生物處理效率。即在厭氧流化床中加入高效的脫色菌，通過聚集-交膠固定法，把脫色菌固定到活性污泥中。再在反應器中加入磁粉以構成穩恒弱磁場，從而對微生物產生正的磁生物效應以加快生化反應速率。此外，還有利用基因工程克隆生物生長基因控制植物生長、構建高效的細菌來治理各種污染問題，以及利用遺傳工程處理農業固廢中難降解的五碳糖等等新技術。

5.2.2綜合利用

為了避免微生物降解污染物后形成二次污染，同時，讓資源得到充分利用，生物治理技術也更趨向綜合性利用，如利用降解后形成的微生物菌體、微生物體內酶、有關代謝產物、或其產生的能源。當前，“沼氣田”發電是比較成熟的生物技術，投資少、成本低、使用管理方便，正受到很多國家的推崇。英國有的污水處理廠采用乳酸細菌降解農用工業垃圾生成乳酸。

5.2.3和其它現代科技有效結合

近年來，現代科技的發展特別是IT技術的快速發展，促使生物治理技術取得了極大的進步。生物處理工藝正實現自動化控制，并且，生物技術方面正積極開展數學模擬研究。據有關報道顯示，目前已研制出電子計算機輔助系統。該系統分為分析程序與處理程序，進一步降低了廢水處理廠設計方面的難度。隨著自控技術的發展，連續性運行的大型氧化溝也隨之產生。

5.2.4重點研究極端微生物與超級工程菌

極端微生物是指在一般生物無法生存的條件下能生存的生物。比如在高溫、高酸、高堿、高壓、高鹽、低溫等極端條件。這類微生物具有特殊的生理機制，有很高的環保應用價值。Whyte等經研究了解到，冷微生物菌株可以使石油烴、十二烷、正十六烷、甲苯、萘等發生礦化。隨著技術的進步，對現有微生物的有效改造，不斷研發出新的具有特殊功能的微生物。通過質粒工程技術，把分別降解芳烴、多環芳烴等的質粒接合到降解酯烴的細菌體內，形成一種“超級菌”。這種細菌在治理石油污染方面有著很好的應用前景，可以把60%的烴分解。同時，相比一般菌種，其幾小時就能達到一般菌種凈化一年左右的效果。

5.2.5轉變觀念，從治理轉向預防

目前，隨著環境問題的日益突出，世界各國都意識到環境保護的重要性。生物技術的發展也會從單純地治理過渡到防治結合，以預防為主，最終實現清潔生產。比如，生產微生物農藥、源于微生物體又能生物降解的表面活性劑等。今后還可應用于諸多領域，如洗滌劑制造、油類回收處理、感光乳劑穩定、植物病害防控、細胞破碎、微生物的快速測定等方面。目前，正嘗試通過基因工程技術把PHBV基因植入某些植物體內，實現從植物體內獲取塑料，從而解決嚴重的塑料污染難題。

5.3.展望

隨著全球環境的日劇惡化，使人類的生存和發展遭到了一場前所未有的挑戰，迫使人們進行一場‘環境革命’來振救人類自己。這場環境革命的意義就像18世紀的工業革命一樣重大，而且需要更深入和徹底。在這場革命中，借助現代生物工程技術解決環境問題，縱然有其巨大的發展潛力與優勢，也還存在諸多局限與不足，所以，面對環境危機日益惡化之勢，不僅要建立健全相應的環境規劃、法規、資金投入等生物技術良性應用環境，鼓勵、資助研發更新更高效的環境生物技術，并使之得到產業化與商品化發展，還要把生物技術和其它各種相關技術有效地結合起來，才能切實有效解決當前困擾世界各國的生存危機的問題。

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