Следующая серия биотехнологий
природоохранительного плана направлена
на очистку земель и водоемов
от загрязнений нефтью. Последние
занимают большие площади вокруг
отработавших нефтепромыслов и
превращают в безжизненный субстрат
бывшие плодородные почвы. Нередко
загрязнения углеводородами связаны
с авариями на танкерах, когда
нефтью заливаются акватория
и берега рек. Для разработки
штаммов-деструкторов, способных разлагать
массивные скопления нефтепродуктов,
используют методологию генной
инженерии. Так, например, у псевдомонад
обнаружены плазмиды биодеградации, определяющие
способность этих бактерий утилизировать
толуол, нафталин, а также расти в экстремальных
условиях. Созданные микробные сообщества
ремедиаторов, содержащих рекомбинантные
плазмиды биодеградации, и соответствующие
биотехнологии решают уже сегодня проблемы
охраны окружающей среды, а также позволяют
разработать безотходные технологии во
многих областях промышленности.
Известно, что потребление
энергетических ресурсов во всем
мире намного превосходит процессы
восстановления запасов полезных
горючих ископаемых в земных
недрах. Все ускоряющиеся темпы
развития цивилизации приводят
к истощению энергетического
потенциала. Понятно, что необходимы
поиски новых нетрадиционных
решений. Мощный потенциальный
источник энергии - это биомасса
зеленых растений, которые являются
консервантами солнечной энергии.
Растительный покров Земли составляет
более 1800 млрд т сухого вещества, что
энергетически эквивалентно 30 " 1021 Дж
и соответствует запасам энергии всех
полезных ископаемых. При этом леса составляют
68% биомассы, травяные, то есть ежегодно
возобновляемые, экосистемы - 16, а возделываемые
земли - только 8%. Всего 2% биомассы растений
используется для пищи человека и на корм
животных, остальное количество в 20 раз
превышает годовое потребление энергии
полезных ископаемых. Иными словами, конверсия
растительной биомассы в энергию может
помочь решить энергетические проблемы.
Известно, что значительную долю энергетического
потенциала растительной биомассы используют
путем непосредственного сжигания дров,
древесного угля, сухого навоза. Однако
такое использование малоэффективно,
так как при этом реализуется только 10%
энергозапасов, окружающая среда загрязняется
дымом, в атмосфере накапливается СO2 .
Конверсия биомассы в биогаз и биоэтанол
дает возможность реализовать 50-80 % потенциальной
энергии, без загрязнения атмосферы и
практически без каких-либо отходов (отходы
служат высококачественным удобрением).
В получении биогаза (CH4 / СО2 = 2/1) из отходов
сельского хозяйства пионером является
Индия, где в настоящее время функционирует
около 1 млн установок для получения газа,
который используется для отопления домов,
теплиц и т.п. Основным продуцентом здесь
являются метаногенные бактерии. В Китае
функционирует более 70 млн малых метантенков,
которые служат основным источником энергии
в сельской местности и удовлетворяют
нужды 70% крестьянских семей, где биогаз
используют для приготовления пищи.
Впервые идея применения
этанола для энергетических целей
возникла в 1975 году в Бразилии,
а к 1997 году было сэкономлено
35,6 млрд долларов на уменьшении экспорта
нефти. Затем подобная программа была
разработана в 1978 году в США и в 1998 году
в Канаде. Биоэтанол используется в качестве
моторного топлива либо в чистом виде,
либо с добавлением бензина, например
газохол содержит 10% этанола, биодизель
- 15, газолин - 24%. Масштабы производства
этанола в качестве топлива с каждым годом
увеличиваются. Правительство США в 2000
году выделило 242 млн долларов на научные
исследования в этой области, а к 2010 году
утроит объемы производства биотехнологической
продукции для энергетических нужд.
В заключение следует
отметить, что, по оценкам экспертов,
в ближайшие годы биотехнология
обеспечит прирост сельскохозяйственной
продукции на 15-20%. Биосистемы получения
энергии смогут обеспечить 10-15% производства
энергии в таких странах, как
США, Канада, и составят основу
энергетики в Бразилии, Китае,
Индии, на Филиппинах. Природоохранные
технологии уже сегодня позволяют
эффективно очищать сточные воды
химических производств и проводить
биоремедиацию земель и акваторий, залитых
нефтью. Здравоохранение получит эффективные
противоопухолевые и противовирусные
средства, нейротропные препараты, вакцины
нового поколения, а также методы диагностики
генетических заболеваний. Важно отметить,
что биотехнологическая промышленность
относится к самым наукоемким отраслям
в мире.