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导读
在人类繁衍至今的地球上，大多数物种正遭受着气候变化的影响 。微生物支持所有高等营 养生 命形式的存在。为了 了解地球上的人类和其他生命形式（包括那些我们尚未发现的）如何能够抵御人为的气候变化--重要的是纳入对微生物的了解。我们不仅应该了解微生物如何影响气候变化（包括温室气体的生产和消耗），还应该
核心作用以及其在全球范围内的重要性。它提醒人们 ，气候变化的影响将在很大程度上取决于微生物的 响应，而微生物的响应对于实现环境可持续发展的未来至关重要。
论文ID
原名： Scientists’ warning to humanity: microorganisms and climate change
译名： 科学家对人类的警告：微生物与气候变化
期刊： Nature Reviews Microbiology
IF： 34.648
DOI：
发表时间： 2019年
通信作者： Ricardo Cavicchioli
通信作者单位： 新南威尔士大学（The University of New South Wales）
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综述内容
2 海洋生物群
海洋生物占地球表面的70%，从沿海河口，红树林和珊瑚礁到公海（图1）。 温度 上升不仅会影响 生物过程 ，还会降低水的密度，导致分层和环流现象的发生，从而影响生物的扩散以及营养物质的运输。 降水，盐度和风也影响分层 ，混合以及环流。来自空气、河流和河口流动的养分输入同样会对微生物的组成和功能造成影响，而气候变化会影响所有这些物理因素。
海洋环境中除了数量庞大的海洋微生物外，还发挥着重要的生态系统功能。海洋微生物通过碳和氮的固定，使有机物矿化，形成海洋食物网以及全球碳和氮循环的基础。颗粒有机物中碳的沉积以及其固定到海洋沉积物中过程是大气中螯合CO 2 的关键长期机制。因此，通过矿化和海底储藏碳氮的释放之间的平衡决定了气候变化。除了变暖（由于大气中CO 2 浓度的增加，增强了温室效应），海洋环境自工业化前以来酸化了约0.1个pH单位，预计到本世纪末还会进一步减少0.3-0.4个单位。因此有必要了解海洋生物将做出何种响应。 温室气体浓度升高对海洋温度，酸化，分层，混合，温盐环流，养分供应，辐射和极端天气事件的影响会对海洋微生物菌群产生重大环境影响，这些影响包括生产力，海洋食物网，海底碳排放和固定等方面。
2.1 微生物影响气候变化
海洋浮游植物只占全球植物生物量的1%，但却完成了全球一半的光合作用（CO2 的固定以及OO 2 的产生）。与陆生植物相比，海洋浮游植物分布范围更广，受季节变化的影响较小，周转率更快。因此，浮游植物在全球范围内对气候变化反应迅速。太阳辐射、温度和淡水向地表水输入的增加加强了海洋分层，从而减少了营养物质从深水到地表水的输送，降低了初级生产力。相反，CO 2 含量的升高，在营养成分不受限制的情况下，可以增加浮游植物的初级生产力。一些研究表明，在过去的一个世纪里，全球海洋浮游植物的总体密度有所下降，但由于数据获得的有限性、分析方法的差异等多方面原因，这些结论需要进一步考证。也有研究发现全球海洋浮游植物产量增加以及特定区域或特定浮游植物群的变化。全球海水冰面积的下降，导致更高的光渗透率和潜在的更多初级生产；然而，对于可变混合模式、养分供给变化以及极地地区的生产力趋势影响的预测效应相存在矛盾的现象。这强调了收集关于浮游植物生产和微生物群落组成的 长期数据 的必要性。
除了海洋浮游植物对CO 2 固定的贡献外，化学自养古菌和细菌同样可以在深水黑暗条件下以及极地冬季期间在表层进行CO 2 的固定。海底产甲烷菌和甲烷氧化菌是CH 4 的重要生产者和消费者，但它们对这种温室气体大气通量的影响尚不确定。海洋病毒、嗜细菌细菌以及真核食草动物也是微生物食物网的重要组成部分。气候变化对捕食者-被捕食者的相互作用的影响，包括病毒-宿主的相互作用，可以影响全球生物地球化学循环。
气溶胶影响云的形成，从而影响阳光照射和降水，但它们影响气候的程度和方式仍不确定。海洋气溶胶由海盐、非海盐硫酸盐和有机分子的复杂混合物组成，可以作为云凝结的核，影响辐射平衡，从而影响气候。了解海洋浮游植物对气溶胶的贡献方式，可以更好地预测不断变化的海洋环境将如何影响云层和对气候的反馈。此外，大气本身含有大约10 22 个微生物细胞，确定大气微生物生长和形成聚集体的能力对于评估它们对气候的影响具有重要价值。
植物生长的沿海生境对于碳的固定具有十分重要的意义，人类活动，包括人为的气候变化，在过去的50年里使这些栖息地减少了25-50%，海洋捕食者的数量减少了高达90%。基于微生物活动决定了有多少碳被再矿化并释放为CO2 和CHCH 4 ，同时考虑到如此广泛的环境扰动，因此这些扰动对微生物群落的影响同样需要进一步评估。
2.2 气候变化对微生物的影响
气候变化扰乱了物种之间的相互作用，迫使物种适应、迁移或被其他物种取代或灭绝。 海洋变暖、酸化、富营养化和过度使用（例如捕鱼、 旅游 ）共同导致珊瑚礁的衰退，并可能导致生态系统的改变 。一般来说，微生物比宏观生物更容易分散。然而，许多微生物物种存在生物地理差异，扩散、生活方式和环境因素强烈影响群落组成和功能。海洋酸化使海洋微生物的pH条件远远超出其 历史 范围，从而影响到其胞内pH水平。不善于调节体内pH值的物种会受到更大的影响，许多环境和生理因素影响微生物在其本土环境中的反应和整体竞争力。例如， 温度 升高会 增加 真核浮游植物的蛋白质合成 ，同时 降低细胞核糖体浓度 。由于真核浮游植物的生物量为~1 Gt C，核糖体富含磷酸盐，气候变化引起的氮磷比的改变将影响全球海洋的资源分配。海洋变暖被认为有利于较小的浮游生物而不是较大的浮游生物，改变了生物地球化学通量。 海洋温度升高、酸化和营养供应减少预计将增加浮游植物细胞外溶解有机质的释放，微生物食物网络的变化可能导致微生物产量增加，而牺牲更高的营养水平 。温度升高还可以缓解铁对固氮蓝藻的限制，对未来变暖海洋的食物网提供的新氮来源具有潜在的深远影响。需要认真注意如何量化和解释环境微生物对生态系统变化和与气候变化相关的压力的响应。因此，关键问题仍然是关于菌群转移的功能后果，例如碳再矿化与碳固存的变化，以及与养分循环之间的关系。
3 陆生生物
陆地生物量是海洋生物量的100倍，其中陆地植物约占全球一半的净初级生产力。土壤储存了约2万亿吨的有机碳，其数量远高于大气和植被中碳的总和。陆地环境中的微生物总数与海洋环境中的总数相似。土壤微生物调节储藏在土壤中以及释放到大气中的有机碳的数量，并通过提供调节生产力的多种营养元素间接地影响植物和土壤中的碳储存。
植物通过光合作用吸收大气中的CO 2 ，并产生有机质；相反，植物的自养呼吸和微生物的异养呼吸将CO 2 释放回大气中。温度影响这些过程之间的动态平衡，从而影响陆地生物圈捕获、储存人为碳排放的能力（图1）。而气候变暖可能加速碳的排放。森林覆盖陆地面积的30%，占陆地初级生产力的50%，对人为排放的CO 2 的固存率高达25%。永久冻土中的有机物质中碳的积累远超过呼吸所损失的，创造了最大的陆地碳汇。但由于气候变暖预计将使永久冻土减少28-53%，从而使大型碳库可用于微生物呼吸以及温室气体排放。
通过对表层土壤（10cm）和以及深层土壤（100cm）剖面进行对比评估发现，气候变暖会增加碳向大气中的排放。有关不同土壤地点之间碳损失的差异的进一步解释需要更多的预测变量。然而，来自全球对变暖反应的评估的预测表明，气候变暖条件下，陆地碳损失产生了积极的反馈，加速了气候变化的速度，特别是在寒冷和温带地区（这些地区储存全球大部分土壤碳）。
3.1 微生物对气候变化的影响
CO 2 含量的升高，提高了初级生产力，增加了植物凋落物含量，促进了微生物对凋落物的分解从而导致更高的碳排放。温度的影响不仅是微生物反应速率的动力学效应，也是植物输入刺激微生物生长的结果。一些固有的环境因素（如微生物群落组成、枯木密度、氮素可获得性和水分）影响微生物活动，这就需要通过地球系统模型对气候变暖所造成的土壤碳损失进行预测，以纳入对生态系统过程的控制。在这方面，植物养分的可获得性影响森林的净碳平衡，营养贫乏的森林比营养丰富的森林释放更多的碳。植物将约50%的固定的碳释放到土壤中，供微生物生长。分泌物除了被微生物利用作为能源外，还可以破坏矿物-有机体的结合，从微生物呼吸利用的矿物中释放出有机化合物，增加碳排放。这些植物-矿物质相互作用的相关性说明了在评估气候变化的影响时，除了生物相互作用（植物-微生物）之外，生物-非生物相互作用的重要性。
土壤有机质用于微生物降解还是长期储存取决于许多环境因素，包括土壤矿物特征、酸度、氧化还原状态、水的有效性、气候等方面。有机物的性质，特别是基质的复杂性，同样会影响微生物的分解。此外，不同土壤类型中微生物获取有机质的能力具有差异性。如果将可获得性考虑在内，预计大气中CO 2 含量的增加将促进微生物的分解能力，这会使得土壤中有机碳的留存量降低。升高的CO 2 浓度增强了植物和微生物之间对氮的竞争。食草动物会影响土壤中的有机质含量，从而影响微生物的生物量和活性。气候变化可以减少食草动物，导致全球氮和碳循环的总体变化，从而减少陆地碳的固定。有害动物（例如蚯蚓）通过间接影响植物（例如，增加土壤肥力）和土壤微生物来影响温室气体排放。蚯蚓肠道中的厌氧环境含有执行反硝化并产生NO2 的微生物。蚯蚓提高了土壤肥力，它们的存在可以导致温室气体净排放，尽管温度升高和降雨量减少对有害生物摄食和微生物呼吸的综合影响可能会减少排放。
在泥炭地，抗腐烂的枯枝落叶等会抑制微生物分解，同时水饱和度限制了氧的交换，促进了厌氧菌的生长以及CO2 和CHCH 4 的释放。植物凋落物组成和相关微生物过程的变化（例如，减少对氮的固定化和增强的异养呼吸）正在将泥炭地从碳汇转变为碳源。永久冻土的融化使得微生物可以分解先前冻结的碳，释放CO2 和CHCH 4 。永久冻土的融化导致了水饱和土壤的增加，这促进了产甲烷菌和一系列微生物产生CH 4 和CO 2 。据预测，到本世纪末，缺氧环境的碳排放将比好氧环境的排放在更大程度上驱动气候变化。
3.2 气候变化对微生物的影响
气候的改变可以直接（例如季节性和温度）或间接（例如植物组成、植物凋落物和根系分泌物）影响微生物群落的结构和多样性。土壤微生物多样性影响植物多样性，对包括碳循环在内的生态系统功能很重要。短期实验室模拟变暖以及长期（50多年）自然地热变暖最初都促进了土壤微生物的生长和呼吸，导致CO 2 净释放，随着基质的耗尽，导致生物量减少，微生物活性降低。这意味着微生物群落不容易适应高温，由此产生的对反应速率和底物损耗的影响减少了碳的整体损耗。相比之下，一项长达10年的研究发现，土壤群落能够通过改变基质使用的模式以适应升高的温度，从而减少碳的损失。在年平均温度范围超过20 C的森林土壤中也发现了细菌和真菌群落的实质性变化。
微生物生长对温度的响应是复杂多变的。微生物生长效率是衡量微生物如何有效地将有机物转化为生物量的指标，效率较低意味着更多的碳被释放到大气中。一项为期一周的实验室研究发现，温度升高导致微生物周转率增加，但微生物生长效率没有变化，同时该研究预测，气候变暖将促进土壤中的碳积累。一项长达18年的实地研究发现，土壤温度越高，微生物的效率就会降低，在这段时间结束时，不易分解的底物的分解会增加，同时土壤碳的净损失也会增加。
气候变化通过温度、降水、土壤性质和植物输入等几个相互关联的因素直接或间接地影响微生物群落及其功能。由于沙漠中的土壤微生物受到碳的限制，植物增加的碳输入促进了含氮化合物的转化，微生物生物量，多样性，酶活性以及对复杂有机物的利用。虽然这些变化可能会增强呼吸作用和土壤中碳的净损失，但干旱和半干旱地区具有的特点可能意味着它们可以起到碳汇的作用。为了更好地了解地上植物生物量对CO 2 水平和季节性降水的响应，我们仍需增加对微生物群落响应以及功能的了解。
气候变化同样也使湖泊、海水等环境中富营养化的频率、强度和持续时间增加。水华蓝藻能够产生各种神经毒素、肝毒素和皮毒素，危害鸟类和哺乳动物的 健康 。有毒蓝藻目前已造成了包括中国太湖在内的全世界多个地区严重的水质问题。气候变化直接和间接地有利于蓝藻的生长，许多形成水华的蓝藻可以在相对较高的温度下生长。与此同时，湖泊和水库热分层的增加使浮力蓝藻能够向上漂浮并形成密集的表面水华，这使它们能够更好地获得光，更加具有选择性优势。目前实验室和原位实验都证明了有害的蓝藻 Microcystis 属具有适应高CO 2 的能力。因此，气候变化和CO 2 含量的增加预计会影响蓝藻水华的菌株组成。
4 农业
根据世界银行表明（世界银行关于农业用地的数据），近40%的陆地环境专门用于农业。这一比例在未来预计有可能增加，这将导致土壤中碳、氮和磷以及其他养分的循环发生重大变化。此外，这些变化与生物多样性的丧失息息相关。增加对使用植物和动物相关的微生物的了解，以提高农业可持续性发展，减轻气候变化对粮食生产的影响，但这样做需要更好地了解微生物对气候变化的响应。
4.1 微生物对气候变化的影响
甲烷菌在自然和人工厌氧环境中产生甲烷，此外还有与化石燃料相关的人为甲烷的排放（图2）。近年来（2014-2017）大气CH 4 水平显著升高，但其背后的原因尚不清楚。尽管 水稻 仅覆盖了10%的可用耕地，但却养活了全球一半的人口，同样，稻田也贡献了农业20%的CH 4 排放的。据预测，到本世纪末，人为气候变化将使水稻生产产生的CH 4 排放量翻一番。 反刍动物 是人为CH 4 排放的最大单一来源，反刍动物肉类生产所产生的碳排放比植物高蛋白食物生产的碳排放高19-48倍；即使是非反刍动物肉类生产所产生的CH 4 也比植物高蛋白食物生产的碳排放高出3-10倍。 化石燃料 的燃烧和化肥的使用大大增加了环境中可利用氮含量，扰乱了全球生物地球化学过程，威胁到生态系统的可持续发展。农业是温室气体NO2 的最大排放者，NO2 通过微生物氧化和氮的还原而释放。气候变化扰乱了微生物氮转化（分解、矿化、硝化、反硝化和固定）和N 2 O的释放速率。迫切需要了解气候变化和其他人类活动对氮化合物微生物转化的影响。
4.2 气候变化对微生物的影响
升温和干旱强烈地影响着作物的生长。以真菌为基础的土壤食物网在广泛管理的农业（例如牧场）中很常见，而以细菌为基础的食物网通常出现在集约化系统中，但与后者相比，前者更能适应干旱环境。对全球范围内的表层土进行评估发现， 土壤真菌和细菌占据了特定的生态位，并且对降水和土壤pH的响应不同，这表明气候变化将对它们的丰度、多样性和功能产生不同的影响 。预计由于气候变化而增加的干旱会导致全球旱地中细菌和真菌的多样性和丰度的减少，这种减少将进一步降低微生物群落的整体功能，从而限制了它们支持植物生长的能力。
气候变化和富营养化（由于化肥的施用）对微生物竞争力的综合影响存在不可预测的影响。例如，营养丰富通常有利于有害的藻类繁殖，但在相对较深的Zurich湖中观察到了不同的结果。
5 感染性疾病
气候变化影响着海洋和陆地生物群中疾病的发生和传播（图3），这取决于不同的 社会 经济、环境和宿主病原体特有的因素。了解疾病的传播和设计有效的控制策略需要充分了解病原体、及其传播媒介和宿主的生态学，以及扩散和环境因素（表1）。例如，海洋酸化还可能直接导致鱼类等有机体的组织损伤，潜在地导致免疫系统减弱，从而创造细菌入侵的机会。对于农作物来说，当人们考虑对病原体的响应时，包括CO 2 水平、气候变化、植物与病原体的相互作用在内的不同相互作用的因素都是重要的。不同的的微生物能够引起不同的植物疾病，进而影响作物生产，导致饥荒，并威胁粮食安全。病原体的传播和疾病的出现是通过物种的运输和引进来促进的，并受天气对扩散的影响和生长环境条件的影响。
表1 病原体对气候和环境因素的传播响应。
气候变化可以通过改变宿主和寄生虫的适应来增加疾病风险。对于外温动物（如两栖动物），温度可以通过扰乱免疫反应，从而增加感染的易感性。每月和每天不可预测的环境温度波动增加了古巴树蛙对病原菊苣真菌 Batrachochytrium dendrobatidis 的敏感性。温度升高对感染的影响与真菌在纯培养中生长能力下降形成对比，说明在评估气候变化的相关性时，更应该注重于评估宿主-病原体的反应（而不是从分离微生物的生长速率研究中推断）。气候变化预计会增加一些人类病原体对抗生素的耐药率。2013-2015年的数据表明，日最低温度提高10 C，将导致 Escherichia coli ， Klebsiella pneumoniae 以及 Staphylococcus aureus 的抗生素耐药率增加2-4%。潜在的潜在机制包括：高温促进抗药性可遗传因子的水平基因转移，以及提高病原体生长率，促进环境的持久性、携带和传播等。
食源性、气源性、水源性和其他环境病原体可能易受气候变化的影响（表1）。对于媒介传播的疾病，气候变化将影响媒介的分布，从而影响疾病传播的范围，以及媒介传播病原体的效率。许多传染病，包括几种媒介传播疾病和水传播疾病，都受到大规模气候现象（如ENSO）造成的气候变化的强烈影响，这种现象每隔几年就会破坏全球约三分之二地区的正常降雨模式和温度变化。据报道，与ENSO有关的疾病有疟疾、登革热、齐卡病毒病、霍乱、鼠疫、非洲马病和许多其他重要的人类和动物性疾病。
尽管已经在自然和实验室条件下，微生物种群的适应机制已有研究，但与动物（包括人类）和植物相比，微生物物种适应当地环境的研究较少。与植物和动物相关的病毒、细菌和真菌病原体以影响生态系统功能、影响人类 健康 和粮食安全的方式适应非生物和生物因素。病原农业真菌的适应模式很好地说明了微生物活动与人类活动之间的循环反馈。“农业适应”病原体引起流行病的可能性比自然产生的菌株更高，这会对作物生产构成更大的威胁。真菌病原体通过进化以适应更高的温度来增强它们入侵新的栖息地的能力，这使真菌病原体对自然和农业生态系统构成的威胁更加复杂。
6 微生物减缓气候变化
增加对微生物相互作用的了解将有助于设计缓解和控制气候变化及其影响的措施。例如，了解蚊子如何对Wolbachia细菌（节肢动物的一种常见共生体）作出反应，通过将Wolbachia引入埃及伊蚊种群并将其释放到环境中，从而减少了寨卡病毒、登革热和基孔肯雅病毒的传播。在农业方面，了解将NO2 还原为无害N 2 的微生物的生态生理学的进展为减少排放提供了选择。生物炭是广泛和间接减轻气候变化微生物影响的农业解决方案的一个例子。生物炭是通过限制氧条件下生物质的热化学转化而产生的，其可以通过减少微生物矿化和减少根系分泌物对矿物释放有机物的影响，从而促进植物的生长，减少碳的释放，从而改善有机质的存留。
微生物生物技术可以为可持续发展提供解决方案，微生物技术同样为实现联合国17个可持续发展目标中的许多目标提供了实用的解决方案（化学品、材料、能源和补救措施），解决贫困、饥饿、 健康 、清洁水、清洁能源、经济增长、产业创新、可持续发展等问题。毫无疑问，通过提高公众对全球变暖中微生物的主要作用的认识，即通过实现 社会 的微生物学素养，无疑会促进对此类行动的支持。
7 总结
微生物对固碳做出了重大贡献，特别是海洋浮游植物，它们固定的净CO 2 与陆地植物一样多。因此，影响海洋微生物光合作用和随后在深水中储存固定碳的环境变化对全球碳循环具有重要意义。微生物还通过异养呼吸（CO 2 ）、产甲烷（CH 4 ）和反硝化（N 2 O）等作用对温室气体排放做出重大贡献。许多因素影响微生物温室气体捕获与排放的平衡，包括生物群落、当地环境、食物网的相互作用和反应，特别是人为气候变化和其他人类活动。 直接影响微生物的人类活动包括温室气体排放、污染、农业活动以及人口增长，这些活动促进了气候变化、污染、农业活动以及疾病传播 。人类活动改变了碳固定与释放的比率，将加速气候变化的速度。相比之下，微生物也提供了重要的机会，可以通过改善农业、生产生物燃料和修复污染来补救人为问题。
为了理解可控范围内小规模相互作用的微生物多样性和活动如何转化为大系统通量，重要的是将研究结果从个体扩展到群落，再到整个生态系统。为了了解世界各地不同地点的生物地球化学循环和气候变化反馈，我们需要关于推动物质循环的生物（包括人类、植物和微生物）以及调节这些生物活动的环境条件（包括气候、土壤理化特性、地形、海洋温度、光和混合）的定量信息。
现存的生命经过了数十亿年的进化，产生了巨大的生物多样性，而微生物多样性与宏观生命相比实际上是无限的。 由于人类活动的影响，宏观生物的生物多样性正在迅速下降 ，这表明动植物物种的宿主特异性微生物的生物多样性也将减少。然而，与宏观生物相比，人类 对微生物与人为气候变化之间的联系所知甚少 。我们可以认识到微生物对气候变化的影响，以及气候变化对微生物的影响，但我们对生态系统的了解并不全面，因此，在解释人为气候变化对生物系统造成的影响方面仍存在挑战。由于人类的活动，正导致气候变化，这对全球生态系统的正常行驶功能造成影响。在海洋和陆地生物群落中，微生物驱动的温室气体排放的增加，并积极地反馈给气候变化。忽视微生物群落对气候变化的作用、影响和反馈反应可能导致会导致对人类的发展造成威胁。目前迫切需要立即、持续和协调一致的努力，明确将微生物纳入研究、技术开发以及政策和管理决策当中。
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50、气象因素与发热伴血小板减少综合征关联研究
生物技术毕业论文选题
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[12]基于CRISPR的生物分析化学技术
[13]生物信息技术在微生物研究中的应用
[14]高等工科院校创新型生物科技人才培养的探索与实践
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土壤重金属污染治理的策略与技术论文
在学习、工作生活中，大家都不可避免地会接触到论文吧，论文是学术界进行成果交流的工具。相信许多人会觉得论文很难写吧，以下是我为大家收集的土壤重金属污染治理的策略与技术论文，欢迎大家分享。
摘要：
在我国社会经济快速发展的背景下，土壤污染问题十分严重，严重影响了人民群众的生命健康安全。为此在新时期要高度重视土壤重金属污染的有效治理，避免土壤结构被大量破坏造成土壤中的矿物质流失。通过对土壤重金属污染治理的原因和问题进行分析，制定科学高效的应对措施，保证土壤重金属污染治理的整体水平全面提高，确保土壤重金属污染治理的效率大幅度提高，保护土壤生态，为社会经济可持续发展做出重要贡献。
关键词:
士壤重金属污染;治理问题:对策
引言：
土壤作为社会发展重要基础，必须要高度重视对土壤生态环境的妥善保护与科学处理。重金属作为土壤环境最重要的指标，由于受到工业农业的快速发展，土壤中的重金属物质含量显着超标，对于整个土壤的破坏十分明显，严重影响了土壤安全，在新时期需要重点关注土壤重金属物质，并采取有效的处理措施，减少土壤重金属造成的破坏与损伤，确保土壤重金属得到有效控制。
1、土壤重金属危害
重金属是指通过自然环境难以有效降解的各种物质。包括铅汞等，这些重金属物质如果进入到人体会引发重金属中毒，对人体造成明显损伤，而在土壤和水源中会大量淤积，也会导致水生动物和植物的生长发育受限，不利于生态环境土壤污染的农田，如果种植农作物也会造成大量的重金属进入农作物内部，植物中含有大量重金属就会通过饮食进入人体而导致食品安全问题[1]。土壤重金属污染越来越严重，对人们的生活造成巨大的威胁。为此要有效处理重金属污染，降低土壤中重金属含量。
2、土壤重金属污染主要成因
目前对于土壤重金属污染的成因主要包括自然因素和人为因素两方面，其中自然因素是指在自然环境中发生的火山爆发和土壤自身形成的因素，而人为因素则涉及工业农业交通等多个领域，也是造成土壤重金属污染的关键因素。例如在干旱地区为了提高农作物的产量解决缺水问题，往往会采取大面积灌溉的方式造成土壤养分流失，或者在灌溉中所使用的水资源受到污染，导致金属含量超标等，必然会使土壤出现金属污染问题，此外在工业领域不断发展的背景下，金属冶炼对社会发展具有十分重要的作用，但在冶炼过程中也会产生大量的重金属废水，如果没有对重金属进行妥善无害化处理，而直接排放到自然环境中，会造成土壤的重金属污染[2]。在城市发展中人们的生活水平日益提高，汽车保有量显着增多，而车辆也会生成大量汽车尾气，这些汽车尾气会直接污染大气，经过雨水冲刷会导致重金属污染物渗入到土壤内部。
还有部分有机肥料来自城市建筑垃圾、河道淤泥等，这些原材料本身富含大量重金属元素。在进入到土壤后也会造成土壤重金属含量显着升高，对土壤结构造成破坏。我国地形复杂，面积范围广大，土壤种类丰富，这也使得土壤污染问题存在明显的区域性差异，在农业发达的西北地区具有良好的土壤环境，而在中南地区由于工业密集，所以土壤污染问题严重。在发达地区为了提高农作物，往往会使用大量的化肥农药，这样就会造成农业用地日积月累受到严重的污染，致使蔬菜粮食存在农药残留，而且农业用地污染问题大部分都以有机或无机复合为主，造成土壤无法复原。当土壤受到重金属污染以后，基本无法恢复，土壤之中也会富含大量的胶体致使重金属物质不断富集，长此以往重金属污染也会日益严重，在人类正常的生活与工作中，耕地的酸碱值会发生明显变化，而且化学反应也会使重金属的离子价态和形态会发生明显的变化，而且大多数的土壤重金属污染，无法通过人类的感官进行准确识别，往往需要经过长时间的沉淀以后才能发现，这样也就造成土壤重金属污染难治理难度不断增加。
3、土壤重金属污染的主要治理策略
目前在土壤污染防治中，需要高度重视对土壤环境的妥善监测，通过对土壤中的重金属指标进行快速准确监测，能够判断土壤内部重金属富集的具体情况，为此有关部门要高度重视。建设土壤监测监管机制，采取相应的设备，对土壤的组成成分进行全面分析，提高土壤检测数据的科学性，例如成立土壤监测部门，按照专业的监管机制，安排专业人员对土壤相关数据进行全方面检测，确保土壤环境得到妥善处理，在土壤数据监测完毕后，还要将有关数据上传至监管部门，明确各个地区土壤的重金属含量，确保土壤重金属污染得到有效控制，一旦发现异常超标情况，则需要采取科学的解决，确保土壤重金属物质处理的效率全面提升，满足土壤重金属污染监测的实际需求。由于我国对土壤污染防治工作开展的时间比较晚，为此在新时期要积极加强土壤污染的有效预防，制定高效目标，坚持以预防为主，保护优先，树立完善的风险监管意识，从而确保土壤污染治理的.整体水平全面提升[3]。
要主动采取分级风险管控措施探索土壤重金属污染治理的全新方案，提高控制管理的水平，同时要做好技术调查，在全国范围内对土壤污染的具体状况进行准确的排查，保证土壤污染问题得到清晰有效的控制与解决，建立土壤重金属污染相关信息化平台（表1），实现资源共享，通过设立全国规模的土壤污染监测管理网络，保证对土壤污染监测点覆盖到市县级，做到监管数据实时更新。确保土壤管理的效率全面提升。要逐步建立污染土地目录或者土地使用污染目录，严格控制土壤的实际使用途径。加强监管存量，对源头严格防控，有效提高农业污染的监督管理力度。要坚决从源头加强土壤保护，避免土地随意滥用。
表1基于GIS系统土壤环境风险控制管理体系
4、土壤重金属污染治理的主要技术
4.1、生物治理
当前的土壤生物治理可以通过植物微生物等手段减少土壤重金属含量或降低其毒性。在植物治理中，需要积极培育能够吸附重金属物质的植物，有效去除土壤中的大量重金属物质。这种方案成本低廉，技艺简单，具有大范围推广应用的实际意义。另外可以通过微生物对土壤进行改良，但这种技术对微生物要求比较高，而且治理周期比较长，还会存在一定的风险问题[4]。
4.2、化学防治
化学防治可以通过重金属改良剂，根据不同的金属特点采取相应的化学反应，确保对重金属进行有效抑制，使这些潜藏在土壤中的重金属能够快速凝聚，减轻土壤对重金属吸收，避免造成恶劣影响。还可以直接使用金属拮抗剂，因为金属之间存在许多的相互作用，金属的特性也并不会对人体造成明显的伤害，通过化学防治可以通过有益金属对重金属相互作用产生拮抗性，减轻重金属的活跃度[5]。
4.3、生态修复技术
在农业生态修复中通过农艺修复或生态修复等不同的方法，可以保证土壤中的水分含量，耕作制度得到有效控制，技术人员可以通过对土壤中的水分进行控制，有效改善土壤的pH，而且有部分重金属在氧化还原下会不断迁移发生变化，此外造成土壤氧化还原的主要因素在于水含量增多，所以在修复的过程中要加强对水含量的有效调控，增强氧化还原整体效能，避免重金属的快速迁移，促进土壤修复的整体质量水平全面提高。生态修复能够对土壤的水分肥力进行快速还原，改善当地的环境气候条件，有效控制重金属污染物所处的环境介质。在土壤重金属污染治理时，生态修复技术的效率比较缓慢，在短时间内并不能看到显着的效果。
4.4、工程治理技术
工程治理技术能够通过工程机械理论，加强对污染土地治理。目前常用工程治理技术包括换土法、克土法以及深耕翻土法等，是指被污染的土壤中增加干净土壤，并且快速将被污染土壤与外界隔离，减少土壤中的重金属污染物浓度。换土法则是直接将被污染的土壤快速挖掘，并搬运别处进行妥善处置，换上干净土壤。深耕翻地法是利用机械，使上部重金属污染物迅速向下部翻转，保证表土表面重金属污染浓度降低。在运用工程治理技术中，需要根据不同的技术要求选择科学的治理方法，通常污染程度比较轻的土地可以采用深耕翻土法，污染程度比较重的则需要采用换土法以及克土法，需要注意的是，在采用换土法时对被挖出的污染土壤要及时进行处理，避免对环境造成二次污染。
4.5、联合修复技术
由于土壤重金属污染物的成分多样化，不同地区的污染类型，污染程度也各不相同，凭借单一的技术很难达到预期的修复效果，为此要积极针对土壤重金属污染的具体情况，采取联合修复的方式，通过对植物和微生物联合物理和化学联合等多样化的修复手段，能够促进土壤恢复效果，减轻土壤受污染的程度[6]。
4.6、改良剂改性修复
改良剂改性修复，主要是在重金属污染土壤中加入固定配方的改良剂，使改良剂与重金属之间出现明显的吸附作用、抗结作用以及氧化还原作用，但这样的技术最终造成土壤重金属污染物活性显着下降。石灰石、碳酸钙、硅酸盐等各种改良剂相互作用还能够促进土壤的养分得到显着变化。
5、结束语
我国目前土壤重金属污染问题十分严重，而且防治工作起步晚、技术落后，给土壤重金属污染防控造成严峻挑战。针对污染物有效防治采取相应的措施加以治理，确保土壤重金属污染物的改良效果全面提高，促进我国土壤资源的安全。
参考文献
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论文英文摘要 随着经济的快速发展,工农业废水和城市生活污水的大量排放,土壤和水源中重金属的积累不断加剧,严重污染了自然水体,从而对动植物及环境造成有害的影响,重金属已经成为地下水重要的污染物之一,因此目前国内外学者对重金属排除和回收方面的研究日益受到重视,并进行了大量的研究。目前,去除工业废水中的重金属的方法有化学、物理、物理-化学和生物方法。物理或化学法去除工业废水中的重金属十分有效,但是成本高、能耗大、易造成二次污染。生物法主要是利用了植物和微生物材料对重金属盐离子的吸附、积累作用,其特点主要是二次污染风险小、成本低廉。本论文针对上述问题,采用价格低廉、处理痕量离子时效果好,且易再生等优点的大型真菌为载体或吸附剂,通过对重金属的吸附特性研究,确定用于治理重金属污染的可行性,为治理大规模的环境污染奠定基础。本文利用大型真菌子实体作为生物吸附剂,去除水体中低浓度的Cu2+、Zn2+、Mn2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+六种重金属离子,对几种野生菌子实体吸附重金属离子进行比较研究,并对几种食用菌的吸附特性进行研究,探讨了食用菌及野生菌作为吸附剂对Cu2+、Zn2+、Mn2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+吸附的影响因子,并确...
农业非点源氮磷对地表水环境的污染及防治摘要 农业非点源氮磷引起地表水体中营养物质含量不断增加，造成地表水体的水质恶化。提出了对农业氮磷污染源的控制措施及对污染水体的治理措施。关键词：农业非点源 氮 磷 地表水1 污染概况由于农业生产中化学品的大量使用以及畜禽、水产养殖规模的不断扩大，农业非点源氮磷已日益成为地表水环境的重要污染因素。山东南四湖来自农田径流的氮磷分别占到总负荷的35%～68%[1]。太湖、滇池和巢湖农业非点源污染物对总氮的贡献率分别为59%、33%和63%，对总磷的贡献率分别为30%、41%和73%〔2〕。氮磷注入地表水体后，会造成水体不同程度的营养化。由于氮磷是植物生长的营养元素，水体中氮磷含量的大量增加，势必引起水生生物和某些藻类的过度生长和繁殖，从而造成水体中溶解氧含量下降，引发水生动物和水生植物的大量死亡，而腐败的生物体又会加剧水体的污染。在我国的各大湖泊中，巢湖、太湖、滇池等水体由于受农业氮磷污染的影响，已处于较严重的富营养化状态。以太湖为例，目前太湖97%面积的水体已呈中度富营养化状态，过量施肥、施肥结构不合理（苏南太湖地区缺钾）以及农田排水直接进入湖中等一系列因素，加剧了太湖的富营养化〔4〕。农业非点源污染物氮磷的主要来源有2个：(1) 农田径流近年来，农业生产活动中农药、化肥的施用量不断增加。由于化肥、农药的利用率仅为20%～30%[3]，土壤表面及耕作层内的大量未被作物吸收利用的氮磷会通过农田排水、地表径流等方式进入并污染地表水体。(2) 养殖废水随着养殖业的迅速发展，大规模养殖场不断涌现。据调查，畜禽饲料中，有70%的氮通过粪便排泄。畜禽养殖过程中，粪便30%左右流失，尿液有60%流失，冲洗水有80%以上流失〔4〕。大量未经处理的畜禽粪便、尿液、残余饲料、场地冲洗水进入地表水体。对于水产养殖，由于鱼虾粪便、残余饵料中含有大量的氮磷污染物，因此它们对水体的影响也不容忽视。2 控制措施根据氮磷的主要来源，控制农业非点源氮磷污染的主要措施可以分为2个方面：(1) 减少土壤及养殖废水中氮磷的流失，阻断损失途径；(2) 采取措施治理水体中氮磷污染。减少农田的氮磷损失，控制氮磷对水环境污染的首要措施是设法将潜在污染物保留在原地，提高肥料利用率，最大限度地减少农田回归水中氮磷的含量，从而也就减少了进入地表水的氮磷总量。而对养殖污染的控制措施则主要是畜禽粪便的综合利用以及合理的饵料投放。2.1土壤中氮磷流失的控制2.1.1改进施肥技术一般而言，为减少化肥的挥发及受降水、灌溉的冲刷作用，宜相应增加施肥深度。据报道，氮肥在稻田表面撒施，利用率为30%～50%，而深施后利用率可提高到50%～80%[5]。另外，要合理安排施肥时间，尽可能在作物的需肥高峰期施肥，少量频施，以提高作物对肥料的利用率，减少土壤中残余养分含量。2.1.2 优化肥料结构单一施用氮肥会造成土壤中硝酸盐氮的积累，而选择氮磷钾合理配施的配方施肥则可以在提高作物产量的同时有效降低土壤中硝酸盐氮的含量。另外，钾氮配施可以减少氮的渗漏损失，主要原因是配施增加了作物对氮的利用[6]。2.1.3 采用缓释及膜技术大多数肥料，尤其是铵类氮肥，均为速效肥，具有易分解、易挥发、易损失的特点。而缓释肥则能使肥料在作物整个生长期内缓慢释放，减少了不必要的损失。利用膜物质来抑制水稻田氨的挥发，可以减少氮素的损失。据报道，该方法可使氮肥的利用率提高6.5%～11.6%[7]。因此，合理地采用缓释及膜技术，可以减少氮磷的损失。2.1.4 加强侵蚀控制侵蚀控制可以减少表土及氮磷污染物的流失。利用植被对裸露地面的表面覆盖，可以削减雨水冲击作用，减少侵蚀；利用植被系带可以有效地沉淀和拦截地表径流污染物。2.1.5 改进灌溉技术传统的灌溉方式主要为以“浇地”为主的漫灌，这不但浪费了大量的水资源，而且会将土壤中大量未被作物利用的氮磷带走，降低了氮磷的利用效率，污染了地表水环境。采用先进的喷灌、滴灌、雾灌等“浇作物”的灌溉技术，可以大大提高灌溉用水以及氮磷的利用效率。2.2 畜禽粪便污染及水产养殖污染的控制2.2.1畜禽粪便污染的控制解决养殖业污染问题，要坚持减量化、无害化、资源化的原则。要及时清扫畜禽栏舍内的粪尿，清理干净后再行冲洗。同时要及时清扫养殖场，防止粪便散落。对畜禽粪便的处理，可以采用厌氧发酵，既可节能，还可获得沼气。另外，也可以将粪便制作成有机肥料，用于农业生产。2.2.2水产养殖污染的控制对于网箱养鱼，应合理选择布设位置，合理设置网箱间距。根据经验，为加速水体中氮磷等污染物的稀释扩散，防止局部污染物浓度过高，网箱最好应布设在水的深度及流速较大处，并且网箱之间应有一定的间隔，以保持水流的畅通，使污染物能及时被带走。饵料要根据鱼虾的实际需要量投放，防止过量投放饵料，而且在网箱下面应设置可截留残余饵料的设施。3 氮磷污染水体的治理水环境受到来自农业非点源的氮磷污染后，在积极控制污染源的基础上，要抓紧做好受污染水域的治理工作。3.1 化学法除磷杀藻对受农业非点源氮磷污染严重或产生富营养化的水域，目前常用的除藻方法是化学法[8]。可以向水面喷洒硫酸铜，杀死漂浮藻类；也可向水体投放一定量的化学物质（如石灰），通过凝聚沉淀达到除磷的目的。3.2 生物载体去除海洋赤潮藻利用生物材料作生物吸附处理含铜离子的工业废水[9],然后将这种吸附铜离子的生物载体投放至海水中，缓慢释放出来铜离子杀灭赤潮生物。4 参考文献1 徐谦.我国化肥非点源污染状况综述.农村生态环境，1996，12(2)：39～43.2 刘鸿志,陈永清.我国重点湖泊的水环境管理现状. 环境保护，1998，(12)：9～10.3 朱兆良.我国土壤供氮和化肥去向研究的进展.土壤，1985，17(2)：2～9.4 吕耀.农业生态系统中氮素造成的非点源污染.农业生态环境保护，1998,17(1)：35～39.5 卢增兰主编.土壤肥料科学.北京,农业出版社，1990，157.6 马茂桐.钾氮配施对土壤氮渗漏的影响.土壤.1999，(3)：168.7 许前欣,赵振达,李振云.稻田水面分子膜对提高氮肥利用率的研究.农业环境保护，1998，17(5)：216～218，221.8 俞志明，邹景忠，马锡年，等.治理赤潮的化学方法.海洋与湖沼，1993，24(3)：314～318.9 林荣根，周俊良，黄朋林.螺旋藻吸附水溶液中铜离子的初步研究.海洋环境科学，1998，17(2)：8～11.
滇池污染治理工作若干问题的思考 摘要：介绍了滇池污染治理工作的现状和国外治理富营养化湖泊的 先进经验，提出了治理滇池污染的对策：只要政府重视，提高全民环保意识，措施得力，方 法对头，加大环境治理的投入，滇池治理在短期内得到根本性改观是完全可以实现的。 关键词：富营养化；污染治理；水环境 滇池位于昆明市西南，属金沙江水系，总容水量15.7×10８m３，流域面积2 855 km2，接纳盘龙江、宝象河、马料河、落龙河、捞鱼河等20多条河流，年来水量约7×10８m3，最大水深8 m，平均水深5m。 改革开放20年来，昆明市的国民经济、城市规模、人口数量、生活水平有了很大的提高和发展，经济的高速发展伴随着水环境质量状况不断恶化的情况也表现得十分突出。经济发展初期，人们集中力量发展生产，对经济快速发展给水环境造成的影响和破坏虽有所认识，但限于资金短缺，加之主客观因素的影响，不能集中较大的力量对污水进行及时有效的处理。1990年以前，昆明市甚至没有一座城市污水处理厂，工业废水有的没有经过任何处理 就直接排放水体，有的虽有处理设施，但运转不正常，形同虚设。 昆明市西南的滇池位于城市下游地带，整个城市地形呈南高北低态势，城市污水和雨水 排入滇池后通过海口流入普渡河，汇入金沙江。滇池在生态系统相对稳定时期，水质呈黄色、淡黄色，透明度约为1～1.5m。过去，昆明市受城市规模、工业生产、人口数量及生活水平的限制，排放的污染负荷没有超过滇池水体的自净能力，滇池得以维持生态平衡。随着生产和生活用水量的迅猛增加，城市排出的工业废水和生活污水的污染负荷大幅度增加，这种生态平衡关系已经被严重破坏，这是造成滇池水质严重污染和恶化的根本原因。 1 治理滇池污染的对策 近年来滇池水体中的氮、磷严重超标，水体富营养化严重，油绿色的湖面上水葫芦横生，汇入滇池支流的水质已经发黑变臭，滇池已达Ⅴ类水体。目前，排入水体的总污染量还没有得 到根本控制，排放量大于治理量，滇池及其水系的生态平衡没有根本好转。要使滇池水体在 短期内恢复至Ⅱ类水质标准，难度相当大。滇池已被国务院列入全国重点治理的湖泊，省、市政府高度重视滇池的治理工作，已经投入50多亿元巨额资金，采取包括打通 西园隧洞及疏挖草海底泥、投药杀藻等一系列措施根治滇池。经过多年的努力，昆明市已建 成四座城市污水处理厂，污水处理能力达到36.5×10４m3/d，城市污水处理率达6 0%以上，滇池流域内的工业废水在1999年5月1日实现了达标排放，滇池综合治理工作已经取得了明显成效。 但是，滇池治理工作是一项复杂的系统工程，要使滇池水质得到根本好转，水质得以变清，还需大量的工作，任务相当艰巨。必须动员全社会的力量，标本兼治，先治本后治标， 同时采取各种处理措施和办法，加大管理监督和执法力度，各项工作多管齐下，才能够 在比较短的时间内使滇池水质得到根本性的改观，恢复滇池的生态平衡。 ①首先要截断污染滇池的根源。从滇池及其流域的生态和环境考虑，所有工业废水和生活污水必须经过处理达标后再排放。工业废水污染物质成分非常复杂，难于用单一的处理工艺进行处理，必须分门别类，有针对性地进行专门工艺处理。各种工业废水不能混合后再处理，污水应在出厂前进行达标处理后再进入城市排水系统。 ②加紧进行城市排水系统的建设。昆明市的城市污水处理厂设计规模已达全市污水量的80%，这在全国是比较高的。但城市排水管渠的总长度数量有限，城市排水设施普及率还不高，许多污水经过化粪池的简单处理后就近排入河道。目前，昆明市城市排水管渠多数为合流制，雨季污水和雨水混为一体，污水处理厂难以将混合污水全部进行处理，造成部分污水未经处理就直接排入水体，形成污染。为了保护水体，必须有计划地逐步将合流制改建为分流制，实现清污分流。因此，城市排水系统的 新建和现有排水系统的改进与扩建工作，以及污水厂的建设任务等都是极其繁重的。 ③加强现有污水处理设施的运行管理，提高污水处理效率和运行管理水平，始终保证污水厂满负荷运行，是当前做好滇池保护工作的重要措施之一。由于长期以来人们重生产、轻环保， 许多工业废水处理设施虽然已经建成投产，但多数运行不正常，废水处理设施没有得到充分利用。加强现有污水处理设施的运行管理，充分发挥现有污水处理厂的处理能力，建立考核、监督管理机制，将现在按污水厂设计规模拨付运行管理费用改为按实际处理污水量拨付经费，考核单位处理成本费用，以提高污水处理效率和处理能力。建立水质水量监测统计报告等一系列的工作制度都是保护滇池切实可行的措施办法。 ④在保证滇池水体总量平稳的前提下，应充分发挥滇池北岸截污工程和西园隧洞工程的作用，及时将排入滇池草海的污水短路排放，减少对滇池的污染。 ⑤滇池湖面的蓝藻和漂浮污染物质可采用机械方法进行表面抽吸、排出，有利于空气中的氧转移到水中，加快水体的自然净化过程，同时滇池湖面的外观也将有较大改善。 /'P ⑥为加快滇池恢复生态平衡的速度，可采用气浮工艺对滇池水进行循环处理，即将滇池水 提升到处理厂，投加混凝剂后，通过气浮工艺处理后，又排入滇池。处理厂设在滇池边，水泵 扬程短，常年运行费用较低。现阶段可利用昆明市自来水总公司三水厂现闲置的气浮设备 进行处理，只需对气浮池后的管道工艺和出水管道进行局部改造后就能运行，既现实又可行 。 g_$?:*"\`wfy*3=LO-t{b[5SToM= )5lk毕业论文范文XLZ#F]4 IZ '=N_7=yWq$C$H� ⑦在滇池北岸的局部区域设置生物防护带，利用微生物降解水中的有机物，达到净化水 的作用。在这方面，昆明市自来水总公司已做了一些有益的尝试，取得了一些经验，值得借 鉴。 ⑧认真做好滇池流域面源污染的综合治理工作。这项工作涉及面广、难度大、周期长。但 面源污染的治理工作关系到整个滇池流域环境生态的恢复，关系流域内水源地的取水卫生安全 。根据昆明市环境科研所的调查结果，滇池面源污染占入湖总污染的负荷比重较大，主要污染因子的入湖量：总氮为2 955T/A，总磷为417T/A，分别占滇池总污染负荷的33%和41%。 面源的发生过程包含三个子过程：产流、汇流过程，土壤侵蚀过程和营养盐流失过程。根据现 有的研究成果，按滇池流域的地质和水利条件，可将流域内的营养盐发生量分为三大区域 ：①湖滨平坝区。这一区域一般是粮食、蔬菜、果品比较集中的农业区，其氮、磷的发生量占到全流域的6%和7%，大都弥漫性进入滇池水域。采取以控制蔬菜地和村落污水为主，用沉淀池工程和湿地工程技术，在田间排水；在有空地的村落可用新型稳定塘处理工艺，其中湿地技术去除污染物高达80%以上。②台地、岗地、丘陵区。该区域水土流失最为严重，也是面 源营养盐发生量的主要地区，氮、磷发生量分别占全流域发生量的49%和43%。解决的办法是实施小流域综合治理工程技术，如采用生物工程和土石工程相结合，除磷效果达40%至60%。 ③各入湖河上游分水岭山区。这一区域农田较少，森林覆盖较好，氮、磷发生量分别占全 流域总量的46%至52%，一般经上游水库的降解净水，剩余部分进入滇池的比例不大。水系上游山区重点在保护现有植被、大力营造水源涵养林，要特别重视滇池附近山地森林、植被的恢复工作。 论文滇池污染治理工作若干问题的思考来自免费论文网 2 国外治理富营养化湖泊经验介绍 2.1 澳大利亚新南威尔士州 1991—1993年，全州共发生162次水华(水体富营养化造成藻类大面积繁殖的现象)，其中84次对水的用途造成不良影响，尤其是1991年底在达令河系发生世界上有记录以来最大规模 的蓝绿藻水体，绵延1000KM以上。 治理措施： ①减少进入水体营养物的数量，加强水污染防治和管理对策的研究。 A.控制城市和农村点源污染的工程和管理措施有：提高污水处理水平(排水系统清、污分流 ，改扩建以提高现有污水厂除氮、磷效率及扩大处理规模)；鼓励使用无磷或低磷洗涤剂； 污水(经处理)灌溉；生活污水和河水的除磷处理；污水停留(氧化)池的改造等。 B.控制面源污染的对策：保护流域内植被；城区多种草植树，帮助滤去地表径流污染物；根据气候、土壤特点和作物需求，确定适宜的化肥使用时间、方法和数量；利用河边的绿化带作 为土地利用和水系间的缓冲和过滤带；改变和改善化粪池的位置、设计和作用。 C.营养物污染管理规划，确定水体营养物的环境负荷和减少营养物排放量方案。 D.建立流域污染控制示范工程。示范工程中有人工湿池、河岸绿化缓冲带和高效污水处理厂。 ②水华的控制和管理对策 A.对水量进行调节和分配。 B.其他物理措施：水库管理，采用机械搅动和曝气破坏水体分层，增加水体流动性；机械收获蓝绿藻(但效果不大)。 C.化学措施：采用杀藻剂、除藻剂仅作为应急措施，因不能有效地控制水质富营养化可能会造成新的公害。 D.生物措施：人们认为大麦杆腐烂分解过程产生的有机物质能杀灭或抑制蓝绿藻，但实验 结果表明效果不大；另外，日本科学家发现一种学名叫“水网藻”的网片状或网袋形绿藻，据说繁殖很快，大量吸收水中氮和磷，从而抑制了其他藻的生长，达到以藻治藻的目的。水网藻收获后可加工成优质饲料，深圳东深供水工程管理局与暨南大学水生生物研究所合作开展“水网藻去氮、磷实验”，并在深圳水库进行了中试，结果表明该方案对净化水质是可行的。 2.2 日本琵琶湖的水源保护和治理 琵琶湖是日本最大的湖泊，也是日本近畿地区的主要饮用水源。50、60年代日本经济高 速发展，污水排入琵琶湖，导致富营养化，严重威胁着当地人民的身体健康。当地政府经多年努力，终于使琵琶湖水质得到了改善，让当地群众喝上了放心水。他们的做法主要是通过研究、立法、宣教、规划、资金补助、改造制水设备等措施，恢复了琵琶湖的良性循环 2.2.1 污染源防治对策 工业废水 主要以1979年10月制订的《富营养化防治条例》为依据，其中“废水排放规则”一章中规定：企、事业单位向公共水域排放的废水中氮、磷的含量必须遵守，并填写责任书。若废水不 符合排放标准，可以下达禁令。这样做大幅度地削减了工厂排放的污染负荷。 生活污水 《条例》中规定：“任何人不得再使用含磷洗涤剂”，并“严禁赠送、擅自销售含磷洗涤剂”。在1990年7月制订的《滋贺县生活污水对策推行纲要》中对生活污水的治理提出三项保证措施： ①健全下水道等设施 推广粪便和生活污水合并处理的方法。这种处理方法与粪便单独处理、生活污水直接排放的 方法相比，其排放的BOD量可降低8倍。 ②着力减少生活污水中的污染物质 普通家庭在洗水池的流水口处镶进粗网滤器或使用三角过滤器皿，截留菜屑及剩菜、剩饭 ，回收后作为有效的肥料。 ③建设清洁美丽的人工小溪。 农业污水 主要依据水质污染防治及滋贺县制订的条例对畜牧业、水产业、农业施肥方式及田间管理制 定了具体的措施。 2.2.2 琵琶湖的综合开发 综合开发以“保护”、“养育”、“活用”为基础，水质保护是其中最主要的目标。 2.2.3 湖泊水质保护计划 日本政府于1984年制订了湖泊水质保护特别措施法，于1987年3月又制订并实施了《琵琶湖 的水质保护计划》，1992年3月对此计划再次修订。该计划把防污、治污同综合开发有机地 结合起来，突出水保护这个最高目标。 3 结语 应当强调指出，在发展经济的时候，必须注意环境保护，否则，生态环境遭到破坏后再来抓 环境保护，不仅人民遭受损失，而且要花费更多的财力、物力，这是一些西方工业发达国家 已经产生过的经验教训。同时也应看到，只要注意并采取强有力的措施，控制和解决环境 污染问题是不难实现的。例如，日本在1955—1970年只追求工业发展，忽视环境保护，终于造成了全国性的难以控制的“爆炸性公害”。日本政府从1970年开始决心解决环境污染问题 ，用了5～7年的时间，使环境污染基本得到治理和控制，环境状况有了显著改善，99.95%的水域已达到了保护人民健康的水质标准。从国内外环境治理的经验来看，只要政府重视，提高全民的环保意识，措施得力，方法对头，加大环境治理的投入，滇池治理在短期内得到根本性改 观是完全可以实现的。作者单位：昆明市自来水总公司。求采纳
据联合国环境规划署等机构对全球水质监测的报告，目前全世界约有30％～40％的湖泊水库出现富营养化的现象。在我国，长江、淮河、太湖、巢湖等很多江河湖泊都不同程度地存在富营养化问题。所谓富营养化，是指水中氮、磷、碳等营养物质过剩而导致水生植物过度繁殖，使水体透明度下降，O2含量下降，鱼虾死亡，饮水源恶化。据专家对巢湖水污染的调查，水中的磷含易超过标准的3.4倍，而含磷量的增加皆源于含磷的洗衣粉。南京玄武湖水中的磷70.8％来自生活污水；太湖蓝藻爆发，主要原因之一也因为洗衣粉的排入，使水中含磷量剧增。洗衣粉本是清洁之物，如今却成了污染的元凶。我国自1999年1月1日起，在太湖流域地区禁止使用含磷洗衣粉，这是为什么呢？原来含磷洗衣粉是一种去污能力强的化学合成洗涤剂，也是一种有毒有害的化合物。它不仅对环境造成污染，也影响人体健康。含磷洗衣粉含有三聚磷酸钠、硅酸钠、表面活性剂、荧光增白剂等物质。磷是藻类植物生长的营养素之一。三聚磷酸钠严重污染水源后，可使江河湖泊的含磷量增加，导致水的富营养化，水质恶化浑浊，水生生物难以生存，人也不能饮用这种污染水。三聚磷酸钠和硅酸钠对皮肤有强烈的刺激作用。表面活性剂有较强的脱脂作用，用洗衣粉搓洗衣服时，皮肤表面的油脂被洗掉，使皮肤的屏障作用遭到破坏，就会引起皮肤干燥、皲裂、脱皮或皮肤炎症。荧光增白剂能使人体细胞发生突变，诱发癌症，还能影响人的生殖能力等。如果用含磷洗衣粉来洗餐具、水果或蔬菜，人就会吃进残留在上面的洗衣粉，其有毒有害物质在体内长期累积，会诱发肝癌。为解决水体富营养化的问题，发达国家早在20世纪80年代就提出了洗涤剂无磷化的新概念，并制定了相应法规，对洗涤剂的含磷量进行限制和禁止。目前加拿大、瑞典、日本均制定了严格的法律，使洗涤剂无磷化达到100％。我国是一个洗涤剂生产大国，年产合成洗涤剂近300万吨。这些洗涤剂一般都含有三聚磷酸钠，按现有标准计算，每年有50万吨磷酸盐流入江河湖海。环保专家认为，对磷污染问题寄希望于事后治理不符合我国国情。对污水进行脱磷处理在技术上十分困难，世界上只有少数国家建立了少量的三级污水处理厂，可以基本除去水中的磷，但成本巨大。我国目前连一级污水处理系统都还远远没有普及，奢谈通过污水脱磷处理来减轻磷污染是不现实的。解决水体富营养化的根本途径在于减少磷的排放。令人欣慰的是，国家有关部门已经认识到了问题的严重性，加快了推广无磷洗衣粉的步伐。近年来，国家先后发布了一系列的标准，引导科研单位和生产企业研究开发低磷、无磷洗涤剂。环保部门也在洗涤剂产品中开始进行环保标志认证工作，希望通过它来引导消费者购买无磷洗涤用品，最终带动产业向有利于环境保护的方向发展。越来越多的企业看好无磷洗涤剂的市场前景，纷纷推出新一代无磷产品，去年我国无磷洗涤剂产量已达9.5万吨。无磷洗涤剂具有浓缩、低泡、易溶解、易漂洗的特点，最重要的是它具有无磷、无毒、无公害、不污染水源、水域的特异优势，是对控制水体富营养化最实际的支持。
农业非点源氮磷对地表水环境的污染及防治摘要 农业非点源氮磷引起地表水体中营养物质含量不断增加，造成地表水体的水质恶化。提出了对农业氮磷污染源的控制措施及对污染水体的治理措施。关键词：农业非点源 氮 磷 地表水1 污染概况由于农业生产中化学品的大量使用以及畜禽、水产养殖规模的不断扩大，农业非点源氮磷已日益成为地表水环境的重要污染因素。山东南四湖来自农田径流的氮磷分别占到总负荷的35%～68%[1]。太湖、滇池和巢湖农业非点源污染物对总氮的贡献率分别为59%、33%和63%，对总磷的贡献率分别为30%、41%和73%〔2〕。氮磷注入地表水体后，会造成水体不同程度的营养化。由于氮磷是植物生长的营养元素，水体中氮磷含量的大量增加，势必引起水生生物和某些藻类的过度生长和繁殖，从而造成水体中溶解氧含量下降，引发水生动物和水生植物的大量死亡，而腐败的生物体又会加剧水体的污染。在我国的各大湖泊中，巢湖、太湖、滇池等水体由于受农业氮磷污染的影响，已处于较严重的富营养化状态。以太湖为例，目前太湖97%面积的水体已呈中度富营养化状态，过量施肥、施肥结构不合理（苏南太湖地区缺钾）以及农田排水直接进入湖中等一系列因素，加剧了太湖的富营养化〔4〕。农业非点源污染物氮磷的主要来源有2个：(1) 农田径流近年来，农业生产活动中农药、化肥的施用量不断增加。由于化肥、农药的利用率仅为20%～30%[3]，土壤表面及耕作层内的大量未被作物吸收利用的氮磷会通过农田排水、地表径流等方式进入并污染地表水体。(2) 养殖废水随着养殖业的迅速发展，大规模养殖场不断涌现。据调查，畜禽饲料中，有70%的氮通过粪便排泄。畜禽养殖过程中，粪便30%左右流失，尿液有60%流失，冲洗水有80%以上流失〔4〕。大量未经处理的畜禽粪便、尿液、残余饲料、场地冲洗水进入地表水体。对于水产养殖，由于鱼虾粪便、残余饵料中含有大量的氮磷污染物，因此它们对水体的影响也不容忽视。2 控制措施根据氮磷的主要来源，控制农业非点源氮磷污染的主要措施可以分为2个方面：(1) 减少土壤及养殖废水中氮磷的流失，阻断损失途径；(2) 采取措施治理水体中氮磷污染。减少农田的氮磷损失，控制氮磷对水环境污染的首要措施是设法将潜在污染物保留在原地，提高肥料利用率，最大限度地减少农田回归水中氮磷的含量，从而也就减少了进入地表水的氮磷总量。而对养殖污染的控制措施则主要是畜禽粪便的综合利用以及合理的饵料投放。2.1土壤中氮磷流失的控制2.1.1改进施肥技术一般而言，为减少化肥的挥发及受降水、灌溉的冲刷作用，宜相应增加施肥深度。据报道，氮肥在稻田表面撒施，利用率为30%～50%，而深施后利用率可提高到50%～80%[5]。另外，要合理安排施肥时间，尽可能在作物的需肥高峰期施肥，少量频施，以提高作物对肥料的利用率，减少土壤中残余养分含量。2.1.2 优化肥料结构单一施用氮肥会造成土壤中硝酸盐氮的积累，而选择氮磷钾合理配施的配方施肥则可以在提高作物产量的同时有效降低土壤中硝酸盐氮的含量。另外，钾氮配施可以减少氮的渗漏损失，主要原因是配施增加了作物对氮的利用[6]。2.1.3 采用缓释及膜技术大多数肥料，尤其是铵类氮肥，均为速效肥，具有易分解、易挥发、易损失的特点。而缓释肥则能使肥料在作物整个生长期内缓慢释放，减少了不必要的损失。利用膜物质来抑制水稻田氨的挥发，可以减少氮素的损失。据报道，该方法可使氮肥的利用率提高6.5%～11.6%[7]。因此，合理地采用缓释及膜技术，可以减少氮磷的损失。2.1.4 加强侵蚀控制侵蚀控制可以减少表土及氮磷污染物的流失。利用植被对裸露地面的表面覆盖，可以削减雨水冲击作用，减少侵蚀；利用植被系带可以有效地沉淀和拦截地表径流污染物。2.1.5 改进灌溉技术传统的灌溉方式主要为以“浇地”为主的漫灌，这不但浪费了大量的水资源，而且会将土壤中大量未被作物利用的氮磷带走，降低了氮磷的利用效率，污染了地表水环境。采用先进的喷灌、滴灌、雾灌等“浇作物”的灌溉技术，可以大大提高灌溉用水以及氮磷的利用效率。2.2 畜禽粪便污染及水产养殖污染的控制2.2.1畜禽粪便污染的控制解决养殖业污染问题，要坚持减量化、无害化、资源化的原则。要及时清扫畜禽栏舍内的粪尿，清理干净后再行冲洗。同时要及时清扫养殖场，防止粪便散落。对畜禽粪便的处理，可以采用厌氧发酵，既可节能，还可获得沼气。另外，也可以将粪便制作成有机肥料，用于农业生产。2.2.2水产养殖污染的控制对于网箱养鱼，应合理选择布设位置，合理设置网箱间距。根据经验，为加速水体中氮磷等污染物的稀释扩散，防止局部污染物浓度过高，网箱最好应布设在水的深度及流速较大处，并且网箱之间应有一定的间隔，以保持水流的畅通，使污染物能及时被带走。饵料要根据鱼虾的实际需要量投放，防止过量投放饵料，而且在网箱下面应设置可截留残余饵料的设施。3 氮磷污染水体的治理水环境受到来自农业非点源的氮磷污染后，在积极控制污染源的基础上，要抓紧做好受污染水域的治理工作。3.1 化学法除磷杀藻对受农业非点源氮磷污染严重或产生富营养化的水域，目前常用的除藻方法是化学法[8]。可以向水面喷洒硫酸铜，杀死漂浮藻类；也可向水体投放一定量的化学物质（如石灰），通过凝聚沉淀达到除磷的目的。3.2 生物载体去除海洋赤潮藻利用生物材料作生物吸附处理含铜离子的工业废水[9],然后将这种吸附铜离子的生物载体投放至海水中，缓慢释放出来铜离子杀灭赤潮生物。4 参考文献1 徐谦.我国化肥非点源污染状况综述.农村生态环境，1996，12(2)：39～43.2 刘鸿志,陈永清.我国重点湖泊的水环境管理现状. 环境保护，1998，(12)：9～10.3 朱兆良.我国土壤供氮和化肥去向研究的进展.土壤，1985，17(2)：2～9.4 吕耀.农业生态系统中氮素造成的非点源污染.农业生态环境保护，1998,17(1)：35～39.5 卢增兰主编.土壤肥料科学.北京,农业出版社，1990，157.6 马茂桐.钾氮配施对土壤氮渗漏的影响.土壤.1999，(3)：168.7 许前欣,赵振达,李振云.稻田水面分子膜对提高氮肥利用率的研究.农业环境保护，1998，17(5)：216～218，221.8 俞志明，邹景忠，马锡年，等.治理赤潮的化学方法.海洋与湖沼，1993，24(3)：314～318.9 林荣根，周俊良，黄朋林.螺旋藻吸附水溶液中铜离子的初步研究.海洋环境科学，1998，17(2)：8～11.
一、生物学科研论文需要含有以下内容
（1）前言：阐述研究的目的，说明为什么做这个研究？
（2）材料与方法：细致表达怎么做这个研究？
（3）结果与分析：通过研究获得了哪些证据？这些证据说明了什么问题？
（4）讨论：通过研究得出了什么结论？结论有什么价值？
为了方便读者检索和阅读，科研论文还需要有合适的题目、作者、单位、摘要、关键词、参考文献等方面的内容。下面就各部分的写作方法和功能进行简要说明。 二、题目
1、论文题目应以最恰当、最简明的词语反映论文最重要的特定内容。中文文题一般不超过20个汉字。尽可能不设副标题。文题用词应有助于选定关键词和编制题录、索引，不使用非公知公认的缩略语、字符、代号等。一般来说，标题是在论文完成之后，在统观全文的基础上提炼出来的。 题目切忌太泛、太繁。
2、一般使用充分反映论文主要内容的词语，不使用具有主、谓、宾结构的完整语句，不用标点。
三、摘要
1、摘要是科研论文全文的缩写版，因此也应包含有文中的四个要素，即研究的目的、方法、结果和结论。摘要应具有独立性和自含性，是一篇完整的短文，可以独立使用和引用，读者不阅读全文就能获得必要的信息。摘要是在文章主体完成的基础上提炼而成。
2、中文摘要一般250~400字，中英文摘要的主要内容应一致。一般采用第三人称的写法，不列图表，不引用文献，不加评论和解释；应着重反映新内容和作者特别强调的观点，不必列出本学科已成为常识的内容。摘要中使用英文缩略语，应于首次使用时著名其中文全称；英文摘要中的缩略语，应于首次使用时将其英文全称注出。
3、摘要中各要素的写法：
（1）目的：简要说明研究的目的，表明研究的范围和重要性；
（2）方法：简要说明基本设计，使用的材料与方法，如何分组对照，研究范围及精确程度，如何经过统计学处理；
（3）结果：简要列出主要结果和数据，特别是新发现。叙述要具体、准确。给出具体的检验数值；
（4）结论：简要说明经验、论证取得的正确观点及其理论价值或应用价值。
初学写作的同学，建议先将目的、方法、结果和结论几个部分用提纲分别列出，待思路清晰、内容明确后，再重新组织语言用段落的形式表达。
四、关键词
论著一般要有3~5个关键词，应反映全文最主要的内容。中英文关键词要一致，均不用缩写。
五、前言
1、前言的主要表达内容是告诉读者为什么要选这个研究主题，并把研究的意义论述清楚。选题的理由有很多，包括研究对象的价值，所研究的对象存在什么问题没有解决，或者有什么问题值得去解决，别人对这个问题做了什么研究，还存在哪些需要进一步解决的问题，或者是所研究的问题能解决什么问题，包括方法、应用或理论等。
2、因此，在概述时就要包括以下内容：研究的背景、目的、研究思路、理论依据等，有的研究还应说明该研究开始的年月。
3、前言的写作要点时要注意阐述问题的逻辑性，将所要陈述的理由逐条提出，渐渐深入，充分向读者展示所选课题的必要性。
4、在表达方式上应开门见山，简要、清楚，不要涉及本研究中的数据或结论。未经检索，前言中不可写“国内未曾报道”等字样，也不可自我评价“达到XX水平”或“填补XX空白”等。比较短的论文可以只用小段文字起前言作用。
六、材料与方法
1、材料与方法部分要向读者介绍你是怎么对所选课题进行研究，包括怎样处理材料，用到了哪些实验方法，怎样对所获得的数据进行分析等。在这部分内容中要详细介绍研究材料（包括对照组）的选择、基本情况和来源。
2、对研究中所采用的方法及观察指标逐一介绍，属于创造的方法应详细叙述“方法”的细节，以备他人重复。改进的方法应详细叙述改进之处，并以引用文献的方式给出原方法的出处。完全使用他人方法，应以引用文献的方式给出方法的出处，说明统计方法及其选择的依据。不要描述使用方法的工作原理。 材料与方法部分的写作要点是：表达细致、清晰，方法可靠。
七、结果与分析
1、结果与分析部分是呈现出通过研究获得的实验数据，并对这些数据进行分析说明，通过对数据进行推论得出结论。结果与分析是论文的核心部分，是一篇论文是否具有创新性和价值的具体体现。
2、在这部分，通过将研究过程中所得的各种资料和数据进行必要的统计学处理，然后用文字和图表加以表述，在进行分析和归纳，推论出相应的结论。结果的叙述要客观、真实和准确，简洁明了，重点突出，层次分明，不应与讨论内容混淆。
3、在写作时，切忌对所获得的未经统计处理的原始数据和盘托出，表达时要注意有一定的逻辑性，不要将各种数据杂乱无章地堆砌在一起。
八、讨论
1、讨论部分包含几个要素：本研究获得了什么结论，解决了什么问题，或者有什么创新性的发现。应着重讨论研究中的新发现及从中得出的结论，包括发现的意义及其限度，以及对进一步研究的启示。
2、若不能导出结论，也可进行必要的讨论，提出建议、设想、改进的意见或需要解决的问题。应将研究结果与其他有关的研究相联系，并将本研究的结论与目的相关联。写作时注意不要重述已在前言和结果中详述过的数据或资料，不要过多罗列文献，避免做不成熟的主观推断，最好留有余地。不要列入图表。
九、参考文献
1、标注参考文献可以反映论文的科学依据，体现尊重他人研究成果的态度，并向读者提供有关信息。参考文献必须是作者亲自阅读过的、主要的、发表于正式出版物上的原始文献。文内引用时，按文献出现的先后顺序用阿拉伯数字连续编码；图中引用时，按其在全文中出现的顺序编号，音问标注在图题或注释中；表中引用时，在表中依次标注。
2、文后参考文献的顺序按文中引用的顺序依次排列。外国人名姓在前，名缩写在后。中文刊名写全称，外文刊名采用美国国立医学图书馆编印的Index Medicus中列出的刊名缩写形式。
生物学（Biology），简称生物，是自然科学六大基础学科之一。研究生物的结构、功能、发生和发展的规律。以及生物与周围环境的关系等的科学。生物学源自博物学，经历实验生物学、分子生物学而进入了系统生物学时期。
生物与人类生活的许多方面都有着非常密切的关系。生物学作为一门基础科学，传统上一直是农学和医学的基础，涉及种植业、畜牧业、渔业、医疗、制药、卫生等等方面。随着生物学理论与方法的不断发展，它的应用领域不断扩大。生物学的影响已突破上述传统的领域，而扩展到食品、化工、环境保护、能源和冶金工业等等方面。如果考虑到仿生学，它还影响到电子技术和信息技术。
人口、食物、环境、能源问题是当前举世瞩目的全球性问题。世界人口每年的增长率约20%，大约每过35年，人口就会增加一倍。地球上的人口正以前所未有的速度激增着。人口问题是一个社会问题，也是一个生态学问题。人们必须对人类及环境的错综复杂的关系进行周密的定量的研究，才能对地球、对人类的命运有一个清醒的认识，从而学会自己控制自己，使人口数量维持在一个合理的数字上。在这方面生物学应该而且可能做出自己的贡献。内分泌学和生殖生物学的成就导致口服避孕药的发明，已促进了计划生育在世界范围内的推广。在人口问题中，除了数量激增以外，遗传病也严重威胁人口质量。一些资料表明，新生儿中各种遗传病患者所占的比例在 3%～10.5%之间。在中国的部分山区，智力不全者占2%～3%，个别地区达10%以上。揭示产生遗传病的原因，找到控制和征服遗传病的途径无疑是生物学又一重要任务。进行家系分析以确定患者是否患有遗传病，对患者提出有益的遗传指导和劝告；通过对胎儿的脱屑细胞进行染色体分析和各种酶的生化分析，以诊断未来的婴儿是否有先天性遗传性疾病。这些方法都能避免或减少患有遗传病婴儿的出生，以减轻家庭和社会的沉重负担。将基因工程应用于遗传病的治疗称为基因治疗，在实验动物上对几种遗传病的基因治疗已取得一些进展。随着基因工程技术的发展，基因治疗将为控制和治疗人类遗传病开辟广阔的前景。
和人口问题密切相关的是食物问题。食物匮乏是发展中国家长期以来未能解决的严重问题，当前世界上有几亿人口处于营养不良状态。到21世纪初，粮食生产至少每年要增长3%～8%才能使食物短缺状况有所改善。人类食物的最终来源是植物的光合作用，但在陆地上扩大农业生产的土地面积是有限的，增加食物产量的主要道路是改进植物本身。过去，在发展科学的农业和“绿色革命”方面，生物学已做出巨大的贡献。今天，人类在一定限度内定向改造植物，用基因工程、细胞工程培育优质、高产、抗旱、抗寒、抗涝、抗盐碱、抗病虫害的优良品种已经不是不切实际的遐想。植物基因工程一些关键技术已经有所突破，得到了一些转基因植物。此外，利用富含蛋白质的藻类、细菌或真菌，进行大规模培养，并从中获得单细胞蛋白质。由于成功地利用了基因工程并取得了大规模连续发酵工程的技术经验，单细胞蛋白技术已经取得了重大突破。氨基酸是蛋白质的单体，植物蛋白往往缺少某几种人体必需的氨基酸，如果在食品中添加某种氨基酸，将会大大提高植物蛋白的生物学价值。用微生物发酵、固定化细胞或固定化酶技产氨基酸，已经逐步形成比较完整的体系，可以预料，氨基酸生产将在营养不良问题上发挥日益重要的作用。现代生物学成就和食品工业相结合，已使食品工业成为新兴的产业而蓬勃地发展起来。
20世纪生态学关于人与自然关系的研究，唤醒人类重视赖以生存的生态环境。工业废水、废气和固体废物的大量排放，农用杀虫剂、除莠剂的广泛使用，使大面积的土地和水域受到污染，威胁着人类生产和生活。这就要求人们更深入地研究生物圈中物质和能的循环的生态学规律，并在人类的经济生活以及其他社会生活中，正确的运用这些规律，使生物能够更好地为人类服务。现代生物学证明，微生物所具有的生物催化活性是极为广泛的，利用富集培养法几乎可以找到降解任何一种含毒有机化合物的微生物，利用基因工程等技术还可以不断提高它们的降解作用。因此，有降解作用的微生物及其酶制剂就成为消除污染的有力手段。利用微生物防治害虫，以部分代替严重污染的有机杀虫剂也是大有前途的。在农业中尽快使用生物防治、生物固氮等新技术，改变农业过分依赖石油化工的局面，这是关系到恢复自然生态平衡的大事，也是农业发展的大势所趋。大量消耗资源的传统农业必将向以生物科学和技术为基础的生态农业转变
全世界的化工能源（石油、煤等）贮备总是有限的，总有一天会枯竭。因此，自然界中可再生的生物资源(生物量) 又重新被人所重视。自然界中的生物量大多是纤维素、半纤维素、木质素。将化学的、物理的和生物学的方法结合起来加工，就可以把纤维素转化为酒精，用作能源。有人估计，到20世纪末全世界的汽车约有35%将使用生物量（酒精）。沼气是利用生物量开发能源的另一产品。中国和印度利用农村废料进行厌氧发酵产生沼气已作出显著成绩。世界上已经出现了利用固相化细胞技术的工业化沼气厌氧反应器。一些单细胞藻类中含有与原油结构类似的油类，而且可高达总重的70%，这是另一个引人注目的可再生的生物能源。太阳能是人类可以利用的最强大的能源，而生物的光合作用则是将太阳能固定下来的最主要的途径，可以预测，利用生物学的理论和方法解决能源问题是大有希望的。
此外，对人口、食物、环境、能源等问题进行综合研究，开创各种综合解决这些问题的方法的农业生态工程的兴起，最终将发展新的、大规模的近代化农业。
上面的叙述，仅就人口、食物、环境、能源问题和生物学的关系而言，也还是很不充分的。但由此可以看到，生物学的发展和人类的未来息息相关。
初中生物教学论文：让学生动起来要：“活动化教学”具有源远流长的理论和实践基础。但大都冠以“课外”前提。如何在生物学科课堂教学中开展活动化教学，给学生提供参与课堂教学的机会，同时为学生创造自我实现的条件，从而激发了学生主体积极性，让学生在活动中学，在快乐中学，有利于提高生物课堂教学质量，培养学生知识、技能、情感等综合素质，促进学生的全面发展。如何实现生物课堂教学活动化？我校生物科组教师对此进行了专题研究与实践，通过在教学设计与实施中抓住活动中的“动点”,设计好“动法”，“激活”学生，取得了良好的教学效果。 关键词：初中生物 课堂 活动化教学 动点 动法 存在问题 生物活动教学是指在初中生物课堂的教学过程中，建构一些既具有教育性、创造性、实践性，又具有生活性、趣味性的学生主体活动，让学生在活动中学习，在快乐中学习，以提高学生整体素质全面提高为目的的一种新型的教学观和教学形式。 1、生物学科课堂教学活动化的必要性 “活动教学”具有源远流长的理论和实践基础。国外早期可追溯到卢梭的“自然教育论”以及后来杜威提出的“学校及生活”、“从做中学”的教育思想。国内从两千多年前荀子的“不闻不若闻之，闻之不若见之，见之不若知之，知之不若行之，学至于行之而止矣。”，到陶行知先生的“教学做合一”，都十分强调充分调动学生的多种感官让学生动起来，让教与学达到最好效果。 我国的活动教学先后在课外活动、活动课、活动、活动类课程、科学探究课、研究性学习、综合实践等活动课程中得到充分体现和发展。但在具体学科教学过程中，这方面的研究比较欠缺。因此，初中生物课堂教学中如何设计相关的教学活动，使学生在快乐中学习，积极主动地去学习，生动活泼地去探索，积极热情地去交往，是初中生物教师面临的一个新课题。 生物学科课堂教学活动化是新课程改革的需要。我国义务教育新一轮课程改革的基本理念是改变人才培养模式，倡导探究性学习，实现学生学习方式的根本变革。“充分调动、发挥学生自主、探究、合作的学习方式”成为本次课程与教学改革的核心任务。学习方式的转变离不开教学方式的改革。教学方式的改革必须实现三大转变：教学内容从过去的以教材为中心的单一书本知识转变为以教材为轴线，以活动为纽带，与现实生活紧密联系的多元化的教学内容；教学方法从以知识量为目标，讲授为基本方法的填鸭式教学转变为以能力为目标，以活动为基本方法，集中表现为“做中学”的开放式教学；教师的角色也由知识的传授者转变为学生自主、探究、合作学习活动的设计者和组织者。实现上述三个转变的核心，是能否有效地将“活动”引入课堂，让学生真正动起来。因此，“活动化教学”是实施新课程学科课堂教学较为适宜的教学方式。 生物学科课堂教学活动化也是生物学科本身教学特点的需要。生物学本身就是一们实验性科学，大量的实验、观察、操作、思考、探究，讨论意味着生物学习过程的活动性，学生要获得生物学知识，既要动手，还要动脑。活动寓生物学知识于学习，探究于游戏之中，既体现生物学知识的科学性，又符合学生认知发展规律，故能大大激发学生学习生命科学的兴趣。 生物学科课堂教学活动化还是初中学生心理发展的需要。初中学生活泼、好动、好奇心强，喜欢探索，不满足。“好动与不满足是进步的第一必需品。”活动符合他们的兴趣和动机，也可为学生个性的发展提供广阔的空间。 2、生物学科课堂教学活动化的研究实施 谈到“活动”，人们普遍想到学科课堂以外，冠以“课外”前提。即使是生物课堂中活动，为了赶进度，许多学校也多是延续到课外，学生自行开展，教学质量难以控制。我们应该让生物课堂教学也“活动”起来，进行课堂教学活动化研究，让学生用“动”的方法学习，在“动”中学，解放学生头脑、双手、眼睛、思维、空间，使我们的课堂真正成为学生主体的课堂。那么如何实现生物课堂教学活动化？我校生物科组教师对此进行了专题研究与实践，取得了良好的教学效果。我们认为，实现生物课堂教学活动化关键是：在教学设计与实施中一定要抓住活动中的“动点”,设计好“动法”，“激活”学生。 2．1 寻找“动点” 2．1．1 “科学、人文”的氛围有利于激发学生的“动点”。“科学、人文”的学习氛围即民主、和谐、平等、合作的师生关系。给学生提供参与课堂教学的机会，为学生创造自我实现的条件是主体发展的前提。让学生享受到学习快乐，从而激发学生主体积极性,激发学生“动点”。如在探究《人的反应速度》时，我首先在前面表演了抛接硬币，一个、两个、三个，其中我有成功、也偶尔有失败。成功时，同学们为我鼓掌，失败为我叹息。此时，师生的关系已经拉近，在不知不觉中已激发了学生“动点”，当我刚停下，许多同学争着“试一试”。当即请两位同学上台比赛。课堂气氛一下活跃起来。此时自然引出课题，再顺势启发：反应速度还与哪些因素有关？你想探究反应速度在哪方面的问题？学生：“反应速度与人的性别有没有关？”“反应速度与人的高矮有没有关？”“反应速度与人的注意力有关吗？”“反应速度与心理素质有关？”“反应速度与手指长短有没有关？”等等，全班一下提出了39个不同的问题。人文、民主、平等的学习氛围，放飞学生心灵，学生的创造性思维得到极大发展。紧接着我鼓励大家以四人小组为单位选定探究课题，设计实验方案，开展探究实验。整节课大家在快乐活动中积极主动地学习。 2．1．2 从学生的生活中挖掘“动点”。学生的生活与经验是接受教育、学习理解的基础，所以，要通过日常生活中具体的经验来学习，使教育与学生的生活密切相关。生物学本身就是一门生活中的科学。在教学中充分考虑学生的身心发展特点，结合他们的生活经验和已有知识设计富有情趣和意义的活动，使他们有更多的机会从周围熟悉的事物中学习和理解生物知识，学会生活。如在讲《鸟与空中飞行生活相适应特点》时，折纸飞机是大家从小就玩的游戏，但要折得好，飞得远也不容易，有一定技巧。课堂上通过折纸飞机比赛，看谁的纸飞机飞的最高最远，研究分析飞得高远的原因：纸材质轻还是重；纸大小；飞机翅膀大或小；机头折法……最后引导得出纸飞机要飞得远，必须解决“三个力”：重力、阻力、动力。那“鸟是怎样解决空中飞行的这三个力？”引导大家分析讨论课本中资料，总结得出鸟适于与飞行生活相适应的特点，水到渠成。又如许多同学家养有宠物，如何解决宠物随地大小便？同学们根据经验，提出了多种解决方法，促进了对条件反射的理解。此外，利用学生关注和社会正发生的热点问题，学习相关的知识，也是调动学生学习兴奋性、激发“动点”的有效方法。如2003年我国非典的流行为我们在讲初中生物传染病和免疫提供活生生的情景和材料。总之，现实生活为生物课堂教学提供了最丰富的活动内容。只要留心，你就会发现无处不有丰富的教育环境与教育资源。2．1．3 创设生动的教学活动情景，激发“动点”。俗话说，良好的开端是成功的一半。如果我们能在活动的起始阶段多着笔墨，多动脑筋，使创设的教学活动情景具有针对性、趣味性、创造性，活动中常会起到意想不到的效果。如每节课，我会更改电脑桌面背景，将生物科技成果与生物科学家作为桌面，通过猜一猜、听一听、讲一讲，动一动活动，极大吸引学生兴趣，调动学习积极性，而且有利于培养学生的创新思维，引发很多疑问，让学生真正动起来，课堂也真正活起来。此外，我们还充分利用媒体资源，教师课前收集大量科技录象片：如基因、克隆人、病毒、试管婴儿、吸烟、吸毒的危害、人体奥秘等等，穿插在相关的课堂教学中，也为生物活动教学开展、激发学生学习兴趣，实现教学目标，提供了条件。 2．2 设计“动法”。 初中生物课堂活动教学旨在让学生生动活泼、愉快学习，德、智、体协调发展。根据初中生物教材内容、教学目的及初中生的心理特点，我们在初中生物课堂教学中主要设计以下几类活动： 2．2．1 游戏类。人们对喜欢的东西学得最快。学生对于游戏有很强烈的兴趣。陶行知说：“学生有了兴味，就会用全副精力去做事。所以，学与乐是不可分离的。”游戏活动能充分调动学生的情感因素，使其思维和情感需求得到和谐发展，在游戏中，学生快乐学习，快乐发展。教学中我们常采用拼图游戏、竞猜游戏、填字游戏、角色扮演游戏等。如我们采用人体骨骼拼图，消化系统拼图；编制食物网和“一个也不能少”，跟我做生态球，猫和老鼠、听声音比赛，神经调节系列活动等等。通过各种活动，变具体为抽象，寓知识于游戏中，极大激发学生兴趣和参与欲望，充分调动每位学生学习积极性，促进人人动手、个个动脑，个个动起来。每次教师走进教室，学生就会上前追问，今天做什么活动？如在介绍《生态系统》一节时，我们设计两个学生参与活动：《编制食物链和食物网》，《一个也不能少》。如讲到生态平衡时我们设计了活动《一个也不能少》。事先编制好一个网，请10位同学出来分别代表生态系统中的各种成分，其中一个代表人类。让人坐在网中间，其他同学将他抬起来代表生态系统中其他成员支撑着人。当人类破坏某一环境因素如使水污染，同学分析水污染会导致其他相继污染。当说到某因素污染，代表相应的成分的同学就离开，同学一个一个离开，坐在中间的人受到的威胁越来越大，也越来越紧张，越来越害怕自己掉下来。通过学生自己体会，让他们真正感受到生态系统的各种成员是相互依存，相互影响的；人类如果不遵照客观规律，按规律办事，破坏环境，最终会遭到环境的报复影响人类自己的生存；生态系统中的成分一个也不能少，保护环境人人有责。又如：在初一《营养物质》的教学中，我们设计了《医生与病人》的游戏活动，“医生”背对黑板，“病人”面向黑板。当教师投影出某种营养物质缺乏的疾病名称，“病人”说出该病的主要症状，请“医生”诊断，并提出合理建议。课堂气氛非常好，同学们踊跃参加。通过医生与病人的扮演活动，同学们轻松、愉快地掌握了所学知识。 2．2．2 制作类。前苏联教育家苏霍姆林斯基曾经说过：“儿童的智慧在他的手指尖上。”意思是说，儿童多动手操作会促进智力的发展。从脑的结构看，人的大脑皮层的各种感觉和运动部位中，管手的部位所占面积很大，所以手的运动能使大脑的很大区域得到训练。俗话说：心灵手巧。训练手就是训练脑，“十指连心”手巧才会促进心灵。在课堂上，我们设计许多制作活动,如：细胞模型、人体骨骼模型、耳模型、骨骼肌在运动中的协调作用的模型制作，环境污染课件、手抄报等等，培养学生动手动脑的习惯，同时也充分挖掘学生的创造潜能。如在学习生态系统时，我们设计《跟我做生态球》的活动，目的在使学生在制作“生态球”及观察中认识生态系统和生态平衡的真正含义。通过实验和观察提高学生学习生态环境知识的兴趣，培养实验能力、观察能力和思维能力，树立环境观念，提高环境意识。首先，老师通过展示各种各样的生态球图片和自制生态球，吸引学生兴趣，再利用FLASH 动画引导学生分析瓶中生态系统组成成分，通过讨论、提出假设、设计方案、制做生态球，观察、记录，分析讨论。每个学生都积极参与其中，学生思维活跃，气氛热烈。如果没有学生的主动参与、直接体验与感悟，是难以充分发挥活动教学的特殊功能与价值的。 2．2．3 探究实验类。如光对鼠妇生活的影响，种子结构和成分的探究，种子萌发的条件探究、探测脉搏与运动关系，探究反应速度……。如在探究鱼鳍作用、观察鱼呼吸时，我们没有完全照搬教材，在实验材料、教学方法等方面都根据实际作了相应改变。在课堂上，给予学生极大的自由空间，教师只适当介绍实验内容、目的，实验器材、提出纪律要求，然后让学生根据所给材料自己设计方案，自己开展实验。实验时，因为当时季节问题，鲫鱼比较少，价格较贵，所以我们选用小金鱼，实验时发现金鱼比鲫鱼灵活很多，在观察红墨水从口入从鳃出的时候，按照教材方法将红墨水滴在鱼嘴前方时，整杯水马上变红，无法观察水进出的方向。怎么办？当时教师做了适当引导：“你们可以抓住鱼直接滴在口中观察，也可以尝试在不伤害小鱼生命情况下采用其他方法”。最后每个小组都找到相应方法观察到红墨水从口入从鳃出现象。 方法一：“让鱼在染了红墨水的烧杯里游一会，再放回清水。”；方法二：“将鱼放在桌上蜡盘，因为蜡盘面积大，水浅 ”；方法三：“用手挡住鱼不让游动”；方法四：“用桌上绑鱼鳍的塑料片拦住鱼”；方法五：“用手抓住鱼，直接往鱼口滴墨水”；方法六：“减少水，使鱼游速减慢”。并且对老师介绍的方法提出建议，认为直接滴墨水方法太粗鲁，容易伤害小鱼。学生的创造潜能是巨大的。开放性的活动为学生创造力培养提供自由空间。不仅培养了学生的动手能力，积极观察、思考能力、合作精神，同时也培养了学生珍惜生命的良好品德以及不盲从，敢于向老师、权威挑战的科学探究的精神。 2．2．4 设计与创作类：我们开展了生物园设计、宠物条件反射建立设计，新的动物运动方式设计与制作、动物通讯方式探究方案设计、营养食谱设计…… 此外还有调查、分析讨论等等。 以上的各种活动过程需经历亲身实践，记录数据，分析归纳，得出结论等综合过程，眼、脑、手、全身并用才能完成。其中动手实践是个核心环节，体现了活动的本质特点，离开这一环节即失去了活动的特点。 总之，课程中生物学科的价值不只体现在它的结论中，更在于它的发现和发展过程之中。知识永远是一条河流，它在不断地演变、充实和发展。在帮助学生学习和继承人类优秀文化遗产的同时，更要帮助其学习和获得镌刻在其中的情意、态度和认知能力。这些仅靠接受和记忆学习都是不能获得的，只有通过对科学发现过程的亲身直接体验才能获得。而学生只有在实践中才能真正体验学习的过程、学习的价值，才能养成探索，追求真理的顽强精神，才能使学习成为人的生活有机的一部分。教学中通过设计丰富多彩的活动，引导学生积极用眼、用口、用脑，在活动中启动多种感官去获得直接经验，让学生在实践和体验中独立思考，提高解决问题的能力。活动化教学，激发学生学习兴趣，培养学生能力，真正减轻了学生学习负担。作为非中考科目，学生学得轻松，乐学、爱学。 3．存在问题 3．1 课堂组织。生物课堂活动化教学，有效地促进学生学习的积极性和主动性，激发学生学习潜能，扩大了学生的创新思维，发散思维，活动中学生情绪激昂，教师如组织不当，容易出现为了活动而活动，忽视学习目标思维内化活动。要做到形、神结合，形散而神不散。师生需要默契，老师更需要有较强组织能力。不是每个老师都能很好地控制。 3．2 课堂评价。由于不同班级，不同学生，自主学习能力存在一定差异，兴趣爱好也有差异，从而导致在生物课堂活动化教学具体实施过程中，教学进度与产生效果产生一定差异。因此，在活动中如何及时、科学地评价课堂活动化教学效果，具有一定困难。 3．3 教师的知识与能力。生物课堂教学内容是丰富多彩的，具有很强的时代性的，因此活动形式应该具有多样性，老师应该具备渊博的知识和不断进取的精神。但是对于新课程，教师普遍缺乏相关的教学经验和资料，在教学活动设计中会遇到很大困难，深感自己知识和能力严重不足，故往往会需要花很多精力和时间去搜集资料，不断学习，给自己充电。 参考资料： 1、《我国活动教育的回顾与前瞻（代序）》全国活动课程与活动教学专业委员会主任委员吴惠青 2、《愉快教育》基础教育课程改革教师通识培训书系。 3、《生物新课程标准解读》 4、《活动教学》基础教育课程改革教师通识培训书系。
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