环境生物技术是指直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些功能，建立降低或消除污染物的生产工艺或者能够高效净化环境污染．同时又能生产有用物质的工程技术。环境生物技术可分为高、中、低3个层次。

　　1低层次的环境生物技术

　　低层次是指利用天然处理系统进行废物处理的技术．主要包括氧化塘、人工湿地系统和农业生态工程等。其最大的特点是能够最大限度地发挥自然界环境中的生物生态功能．投资运行费用少．易于操作管理，是一种省力、省费用、省能耗的技术。

　　1．1湿地系统

　　湿地污水处理技术从20世纪70年代发展起来的，被认为是控制面源污染的一种低费用、实用有效的方法。湿地系统一般分为天然湿地和人工湿地2种，天然湿地大多要经过改造才能发挥作用。目前应用较为广泛的是人工湿地。人工湿地具有以下优点：(1)氮、磷去除能力强；(2)投资低；(3)处理效果好；(4)操作简单；(5)维护和运行费用低；(6)在湿地内所种植的去除氮、磷能力高、又具有一定经济性的植物，不但可净化废水，又可创造一定的经济效益：(7)对环境进行生物调节：在暴雨期间，人工湿地可输运和存贮大量的雨水．减小雨水对土地的冲刷，并可去除雨水中绝大部分污染物：干旱季节为多种生物提供良好的栖息地。减小雨水对土地的冲刷，并可去除雨水中绝大部分污染物：干旱季节为多种生物提供良好的栖息地。刘文祥(1997)通过研究证明人工湿地工程对农业面源污染物具有较好的净化作用。在正常运行情况下，非点源主要污染物去除率：TN达60％，TP达50％，TDN达40％，TDP达20％，TSS达70％，COD达20％，同时对泥沙等无机物有良好的吸附、沉降作用。

　　1．2人工复合生态床

　　所谓人工复合生态床就是在人工湿地形式的基础上，以如何提高系统负荷。减少占地面积以及填料费用等为目的发展起来的。人工复合生态床选择最佳的植物栽种方式．并在床体内部填充多孔的、有较大比表面积的介质．以改善湿地的水力学性能．为微生物提供更大的附着面积，同时增强系统对污染物。尤其是对氮、磷的去除能力。刘超翔等(2003)用不同深度的人工复合生态床处理滇池地区的农村生活污水．结果表明，在30cm·d_高水力负荷的条件下，深度为60cm的床体对COD、总氮、氨氮和总磷的去除率分别为66．4％、57．7％、78．7％和63．2％tz~。证明人工复合生态床系统在处理农业生活污水中具有广阔的应用前景。

　　1.3生物埂

　　姜达炳等(2004)在三峡库区耕地选择7种不同的生物篱笆，设立小区试验研究生物埂对治理坡耕地水土流失的机理，通过试验得出以下结论：应用生物埂技术可以保持水土，主要是减少土壤中养分的主要载体<0．02mm大小的泥砂颗粒的流失，从而有效地保护了生态环境，增大库区环境容量。

　　1．4植被缓冲带技术

　　缓冲带是一类水土保持和面源污染控制的生物治理措施的总称，全称保护缓冲带，是指利用永久性植被拦截污染物或有害物质的条带状、受保护的土地。广泛应用于坡地水土流失控制、河(沟)道稳定性保护、干旱区风蚀控制、水体质量保护、野生动物生态环境恢复、寒区防雪、城市园林美化等多个领域．主要的设计形式有防风林带、十字网格防风带、草本防风隔栅、水体周边保护带、河谷生态廊道、地头防护带、坡地等高缓冲带、过水草带等多种典型设计。由于缓冲带在转移面源污染方面的有效作用，在美国已被推荐为最优管理模式。

　　陈金林等(2002)通过林带对太湖地区农业面源污染的控制效应进行研究，结果表明：农田与沟渠间的缓冲林带有利于截留和净化土壤径流中的氮、磷等物质，从而在一定程度上控制农业面源污染。杨树生长快、用途广，适于太湖地区营造水环境保护林带。根据缓冲林带模型研究结果，农田与林带宽度比例(100—150)：40或(150-200)：60较为合理，这种模型既能少占耕地，又能净化水质、保护生态环境。

　　董凤丽等(2004)在了解国内外对农业面源污染控制技术研究的基础上，针对上海的农业面源污染状况，采用潜层渗流方式，进行了滨岸缓冲带对农业面源污染氮、磷吸收效果的初步试验研究．证明了滨岸缓冲带可以在很大程度上减少营养物向附近水源的扩散，从而在源头上减少面源污染营养物质的产生．为在上海郊区使用缓冲带技术有效地控制农业面源污染提供科学依据。

　　2中层次的环境生物技术

　　中层次是以废物的生物处理为主要内容．既包括传统的生物处理技术．如废水处理的活性污泥法、生物膜法等，也包括在新的理论和技术支撑下开发出的废物强化处理技术和工艺，如生物流化床，生物强化技术等。是目前废物生物处理中应用最广泛的技术。

　　2．1堆肥化

　　堆肥化就是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，有控制地促进可被微生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。通过堆肥处理，不仅有效地解决固体废弃物的出路．解决环境污染和垃圾无害化的问题．同时也为农业生产提供了适用的腐殖土，从而维系自然界良性的物质循环。堆肥化的产物称为堆肥。堆肥是一种深褐色、质地松散、有泥土味的物质，其主要成分是腐殖质，氮、磷和钾的含量一般在0．4％～1．6％、O．1％-0．4％和O．2％～0．6％。这种物质的养料价值不高，但却是一种极好的土壤调节剂和改良剂。Liuxz等(1996)研究了利用垃圾堆肥来降解农药的可能性，结果表明当垃圾堆肥的施用量达到20％~40％的时候，在温室里经过4个星期或实验室条件下经过16个星期，85％的氟乐灵，100％的丙草安和79％的胺硝草都能够被降解：实验

　　结果同时显示：垃圾堆肥施用量与农药污染土壤的修复作用具有相关性。因此．堆肥不但可以减少生活垃圾造成的面源污染，还是处理农药污染的一种经济有效的方法。

　　2．2沼气技术

　　发展以沼气为纽带的庭院式生态农业模式．将种植业、养殖业与沼气使用相结合以获得最佳的生态效应与经济效应，能有效地缓解农村人、畜禽粪尿给农村生态环境造成的压力。同时，沼渣和沼液还可以还田，能明显改善土壤结构，提高土壤肥力，减少由于施用化肥而造成的污染。另外，沼气发酵残留物还是一种很好的生物农药，能有效地防治农作物病虫害，并且不会像化学农药那样在环境中残留，污染环境。现已探明沼气发酵残留物对小麦、豆类和蔬菜蚜虫等14种农作物虫害和甘薯软腐病、小麦全蚀病、小麦赤霉病、玉米大小斑病等26种病害均有明显的防治效果。

　　2．3应用光合细菌减少农业面源污染

　　光合细菌(以下简称PSB)是一类以光为能源、以CO：和有机物作为碳源，以有机物、硫化氢、氨等作为供氢体而进行繁殖的原核生物的总称。由于PSB独特的生理生化特性使其在防治农业面源污染中具有广泛的应用前景。

　　(1)PsB可以作为生物肥料。由于大多PSB都具有生物固氮的能力，因此能提高土壤的肥力、促进植株生长、降低土壤氮素的流失和污染、减少氮肥的施用量：

　　(2)PSB可以作为生物农药。因为PSB中含有抗细菌、抗病毒的物质，这些物质能钝化病原体的致病力、提高作物的抗病力，从而减少化学农药的施用量；

　　(3)PsB还可以作为一种清洁的具有生物活性的饲料添加剂。由于其富含蛋白质、辅酶Q10、多种维生素、抗病毒物质和生长促进因子．因此作为饲料添加剂可以促进畜禽生长并且增加禽畜的免疫力和抗病力。

　　(4)PsB还可以用来处理养殖业的废水。上海交通大学用PSB处理畜禽粪尿废水已经取得了成功。试验表明，将粗滤后的牛粪尿稀释液用PSB处理后．BOD降解率达93％，将经PSB处理过的废液再经过生物氧化法处理，BOD可降至30mg·L-1。达到国家排放标准。另有数据表明，直接用PSB处理猪场污水，一个月后BOD降低了36．4％，ss降低了68．87％t91。

　　(5)PsB可以用来处理水产养殖的废水。PSB对各种有机物质、胺、氨、硫化氢等具有极强的利用能力，能有效降低这些物质在水中的浓度，自然净化已经被污染的水体。中国水产科学院的试验表明，PSB能使水体中的NH3-N、H2S含量降低50％1)2上，DO提高14％~85％，oH值升高0．15~1．01。

　　2．4微生物发酵剂

　　戴丽等(2002)在滇池应用专门选择的复合微生物发酵剂处理农村可利用固体废物制造高效活性有机肥．不但可以科学合理地解决农村可利用固体废物的资源化问题，而且在保证农作物产量和品质的同时，还可以减少化肥施用量，改良土壤，减少了氮、磷的流失量。该类型复合微生物发酵剂是经过先进的微生物工程技术研制的高科技产品。其微生物菌种均来源于大自然，从优质的耕作土壤和森林土壤中采集而来。此类微生物复合发酵剂中的微生物菌群依功能分为八大类群：固氮菌群、硝化菌群、解磷菌群、酵母菌群、乳酸菌群、光合菌群、放线菌群和生长菌群。这类高科技肥料能大幅度降低堆肥的时间，将堆肥时间从常规堆肥耗时60～90d左右降低到7～30d左右，从而减少堆肥的占地面积，操作较为简单实用。在日本和台湾经过多年的实际应用证明此类微生物复合菌群发酵生产的活性有机肥是一类集肥效、作物生长刺激剂、农药为一体的高科技产品，有利于减少目前存在于农村的面源污染，发展可持续农业。

　　2．5SC27土壤微生物增肥剂

　　由澳大利亚珀斯生物遗传实验室研制的SC27土壤微生物增肥剂(以下简称SC27)，含有27种高活性的土壤微生物，包括磷细菌、固氮细菌、硝化细菌和纤维素降解细菌及刺激作物生长的各种微生物。该肥料近年来在美国、加拿大、新西兰等国广泛使用，反映良好。使用SC27可提高化肥肥效，减少化肥用量，改良土壤环境，防治面源污染。1998年嘉兴、杭州等地进行了SC27在蔬菜上的试验．证明了SC27具有极佳的防治农业面源污染的效果。

　　3高层次的环境生物技术

　　高层次是指以基因工程为主导的近代污染防治生物技术，包括构建降解杀虫剂、除草剂、多环芳烃化合物等高效基因工程菌。创造抗污染型转基因植物等。是解决目前出现的严重且复杂的环境问题的强有力的手段。

　　利用生物杂交、生物遗传技术培养出高产、抗病、固氮的作物，可以减少化肥、农药的施用；另外，还可以通过杂交育种技术培养具有特殊降解、吸收能力的植物、微生物等，利用它们吸收过滤地表径流、净化污水。由浙江大学核农所育成的抗螟虫转基因水稻于2002年在浙江上虞区试种取得了较大成功。这种水稻不仅抗螟虫、不需要施用农药，而且产量高、米质好，受到包括国际水稻所在内的国内外一致好评。另外，还有一些国内育成的抗水稻白叶枯病品种等，都对减少化学农药的施用量、防治面源污染具有较好的作用。

　　农业环境与发展，2005（4）

　　刘建敏1．陈玉成1，2(1．西南农业大学资源环境学院，重庆400716；2．重庆市农业资源环境重点实验室，重庆400716)