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第38章 太空药物被寄予希望

健康长寿甚至长生不老是古往今来多少人的美好愿望。尤其是当人得了疾病甚至是不治之症的时候,都非常希望能找到灵丹妙药,以尽早摆脱病痛的折磨或者战胜死神的威胁。

但现实是,由于技术、工艺等各方面的原因,灵丹妙药并不好制。航天飞船太空培育菌种在这方面给了我们很好的启示。

根据有关的科学实验。如果我们把制药的大环境换到太空里,有些棘手的生物工艺难题,就能得到迎刃而解。因为在失重的空间环境中,细胞和小球都不会沉降到容器的底部,因此细胞可以安然地悬浮在培养介质中,永远保持旺盛的活力。根据这一点,只要各方面辅助技术成熟,我们就可以通过太空制药生产出大量的、地球上难以制成的生物制剂,然后运回地球,以治疗地球人的一些顽症。

失重环境的一项重要应用就是生物物质的分离和提纯。例如,生物学家和医药学家们最感兴趣的电泳技术将在未来太空城的制药厂里发挥出举足轻重的作用。

电泳技术是将质量和电荷的比值不同的粒子在电场中分离的一种方法。利用这种方法既可能分离不同组分的混合物,又可以分离细胞和蛋白质,甚至可望从“衰老”的细胞中分离出“年青”的细胞,或者从含有癌细胞的细胞中分离出“健康”的细胞。

因为在地面上的电泳分离过程中,不论多么小的粒子都同时受到电场力和重力的沉淀作用。在电力使细胞或它们的培养介质受热时,将同时发生对流和沉淀作用。如果重力大于电场力,沉淀就起主要作用,反之,对流将起主要作用。但无论沉淀还是对流都会使本来已经分离的组分重新混合,从而大大降低了电泳分离的效率。所以在地面上,电泳技术很难发挥出有效的作用。然而,在失重的太空环境下,上述弊病就不复存在了。

“阿波罗一联盟”号飞船在进行联合飞行时曾进行过电泳分离试验,试验结果表明,在失重环境下可以从大约5%的肾细胞中分离出尿激素。据计算,其分离效率要比地球上的高6~一10倍,而且质量极好。这种尿激素是溶解血栓或凝血的一种特效药。将来,如果能在太空城中投入批量生产,仅美国一个国家,每年至少可以使5万人免死于凝血症。

航天飞机投入正式使用之后,美国和西欧的一些工业公司计划在航天飞机携带的空间实验室里进一步进行电泳技术试验。试验的第一个目标就是从血浆中分离出激素、酶和蛋白质。美国一位从事空间生物制品研究的专家威斯指出,在空间中利用电泳技术生产血浆蛋白的效率要比地球上的高700倍。

在太空制药厂里制取骨胶原也是大有可为的。这种骨胶原是形成肌腱、神经、皮肤、骨骼和血管的基础。从人体组织中提取或复制的骨胶原,可以作为治疗创伤或烧伤的人造皮肤和人造角膜或有助于进行心血管和整形手术的其他薄膜。

目前美国巴蒂尔实验室正在研究骨胶原的制造工艺。但在地球上,这种骨胶原是很难生产的,特别是在复制过程中由于重力的作用,蛋白质纤维容易固着,从而导致骨胶原的凝胶体成为一种质量不均匀的结构。而在空间的失重条件下却很容易制取质量极优的骨胶原。

如今,越来越多的医学突破,直接受益于太空科技所取得的成果,我国作为航天大国在太空制药方面也取得了明显成就。

自1987年第一种他汀类药物在美国上市以来,他汀就成为治疗心脑血管疾病最有效的药物。但该药也有引起人体转氨酶升高、损伤肝脏、抗氧化能力下降等副作用。

北京东方红航天生物技术有限公司提供的天曲母菌,1999年在“神舟一号”飞船上进行了搭载实验、绕地飞行14圈后,通过太空诱变,发现其中的他汀成分含量比地面提高一倍多,同时成功解决了地面无法做到的他汀与硒的复合问题,形成天然他汀与硒的复合物富硒他汀。富硒他汀既能降低血脂,又能保护肝脏,为广大心脑血管患者康复提供了保证。

目前,全世界每年死于心脑血管病的人数为1500万,患有此类疾病的人更多。我国是心脑血管疾病第一大国,每年有300万人死于此病。有人预测,如果这300万患者服用太空研制的富硒他汀类药物,那么将有100万人的生命得到延续。这些仅仅是开始,相信太空制药的应用范围绝不仅限于此。让我们共同期待太空制药治愈越来越多顽疾的明天吧!

蚯蚓吞垃圾环保新方法

我国的垃圾处理迫在眉稍眉睫。据统计,全国380多座城市中,有三分之二2/3已陷于垃圾山的重围。

更为严重的是,这些垃圾中含有大量的致病细菌。如果任其扩散,人类的健康将会受到严重的威胁。

我国城市生活垃圾主要有以下几大类:纸、塑料、布、橡胶、木料、金属、石砂及厨房垃圾(包括炉灰和残剩的动植物等),而这些生活垃圾中的有用之物多被拾破烂者捡出换钱了,剩下的主要是不能换钱的厨房垃圾和少量不好收集的碎纸塑料等。所以,最终需要处理的城市垃圾主要是厨房垃圾。

在目前的技术条件下,我国城市垃圾有81.5%可得到处理,其中主要是以卫生填埋为主,再辅以堆肥和焚烧。这几种垃圾处理方法都存在着一定的弊端。卫生填埋法占地大、投资大,建一个卫生填埋厂一般前期投资在两亿元以上,而使用期仅十四年左右;焚烧法虽可烧垃圾发电,但投入的资金更大,且产生的大量"二恶英"等毒气严重污染大气;堆肥法虽具有资源化、无污染等特点,但兴建成本也相当高昂,如一个日处理400吨有机垃圾的堆肥厂投资动辄就上亿元。

让蚯蚓来处理垃圾绝对是一个环保的好方法。这并非突发奇想,从21世纪70年代开始,人们就展开了用蚯蚓处理垃圾的研究,澳大利亚人在2000年的悉尼奥运会上也成功地做到了这一点。160万条蚯蚓曾为奥运村的垃圾处理立下了汗马功劳。悉尼还动用数千万条蚯蚓清除全城垃圾,再将垃圾转化为高质量的肥料。

美国1982年建立的一个蚯蚓养殖厂,可处理100万城市人口的城市生活垃圾;加拿大1985年建立的一个蚯蚓饲养厂,每周可处理75万吨城市垃圾;日本的许多家庭都利用蚯蚓来消灭每日产生的生活垃圾。

蚯蚓可大量吞食垃圾中的有机物,如饭菜、纸张等。一个3口之家一天产生的生活垃圾,几千条成年蚯蚓可将其全部“消耗”。蚯蚓吃垃圾的同时会产生无味、无害、高效的多功能生物肥料。蚓肥用于花卉,可明显延长花期,使花更鲜艳;用于果蔬生产,不仅可提高产量,而且可提高品质和贮藏时间。

通过蚯蚓吞食分解垃圾中的有机质,城市产生的大量生活垃圾将轻而易举地被“消化”掉90%以上。”而且蚯蚓吃过的蚓粪是优质的生物有机肥,从而实现垃圾的资源化。”可谓是一举两得。

在国内,对适宜处理生活垃圾的蚯蚓种“太平2号”的全面研究已经有几十年的历史,一些成果已经经过国家鉴定验收,并投入使用。尽快实现蚯蚓处理垃圾的产业化,是大量城市生活垃圾实现回收利用目标的必经之路。

利用蚯蚓处理城市垃圾,还是一个新生事物,有许多问题还有待于我们进一步研究解决。就目前的情况来看,最突出的是解决蚯蚓大规模处理垃圾所需要的配套工艺。在垃圾的预处理阶段,需要有一定的垃圾堆放场所和运输工具。为了减轻劳动强度,提高工作效率,还需要一定的机械、设备及工具。

相信在不久的将来,这些问题都会得到有利的解决。到那时,蚯蚓处理垃圾就能够配合其它技术在城市建设中形成良性循环的生态系统。我们的城市环境也必将更将美好。

微生物厕所显环保神威

吃、喝、拉、撒、睡是任何一个人都不可省略的基本生活内容。这其中“拉”的问题跟环保息息相关。处理好“拉”的问题在现在的环保风大行其道的新世纪更是迫在眉睫。

我们都知道,传统的厕所主要靠水冲洗,然后再通过设置在地下的三格化粪池对粪便进行发酵分解处理,这不但处理时间长,需30天以上,而且在发酵过程中会产生氨气和二氧化碳,影响周边空气质量。一个五蹲位的公共厕所一年需冲洗水2000吨。

随着世界各国人们环保意识的增强,科学家们对环保科技新产品的研发脚步也越来越快了。这其中,环保厕所作为绿色生活中不可缺少的一部分,越来越受到人们的重视,人们希望拥有节能环保、无污染的厕所。因此,开发新型的环保厕所势在必行,并有极大的发展空间。

鉴于此,各国科学家都对新型厕所的研发投入了巨大的精力。经过多年潜心研制与投入,一种免水冲、不排放、无污染的生物环保厕所终于成功与世人见面了。微生物生态环保厕所的闪亮登场标志着公厕在无害化的微生物处理领域取得了革命性成果。

这种新型微生物厕所的技术与工艺水平都处于国内领先、国际先进水平。它从各个方面迎合了社会的需求。

据介绍,它能直接将人的排泄物及生活垃圾通过微生物降解进行彻底消化。“聪明厕所”里的复合活性菌泥可以将粪便分解、消化,将其转化成沼气、二氧化碳和水,然后消毒灭菌,最后作为粪便循环冲洗水被再次利用。免水冲、无污染。可以说,这是它们最引人注目的“聪明”之处。

而且,这种厕所具有非常好的经济效益。因为它无需水冲,所以与一座两个蹲位的普通水冲公厕相比,一座厕所一年就能够节省水资源1000余吨,这些水可提供10平方米以上绿化面积的灌溉。而且它每年可节约清运、处理等费用10000余元。另外,它附带的管理间,还可以安排一名下岗工人。在创收的同时还带动了就业。

另外,这种厕所体积小,安装简便,可以随处安放,不受场地的限制。这极大的满足了城市建设对公测灵活性的需求。可应用于广大城镇、风景名胜区、城市广场、公园、居住小区、车站、港口等。

难得的是,这种公厕的外观设计也脱离了传统厕所的死板印象,颇具景观效应,可提升城市、旅游景区文明、环保形象。尤其适合旅游胜地推广采用。

最后要说的是这种新型厕所的最大好处——免除污染。一个人每天排出的排泄物可污染10吨清洁的水体,一座普通厕所一天以100人计,可污染1000吨清洁水,用此环保厕所,一年可至少少污染36万吨清洁水。经厕所处理留下的固化物仅占整个粪便固化物的2%,一般只需6个月清理一次。

该环保厕所可以采用电脑来“打扫清理”,电脑按照固定程序进行自动化管理,还可通过联网进行远程监控。

据介绍,第一座“聪明厕所”被命名为“诸葛明庐”号,既取其“聪明”之意,还给厕所赋予了一种文化内涵。“聪明厕所”的最独特之处在于它符合了网络时代的潮流,任何人都可以在网上查看“聪明厕所”的内部情况,在“聪明厕所”的控制室里,有一个网络端口,只要将其端口接到电话上,就可以知道厕所里是否有人、工作状态是否正常。

在环保理念的感召下,环保科技不断推出新产品。从蚯蚓处理垃圾到“聪明厕所”,在科技的力量下,我们生活的各个方面都在逐步迈向清洁、无污染。

不是每个人都是科学家,都能够用科技之力改造生活。但我们同住地球村,我们有责任也有义务在享受科技环保成果的同时,从小事做起,譬如做好垃圾的分类丢弃。相信美好家园会在大家的共同努力之下离我们近一点更近一点。

细菌清洁剂——小细菌清洁大河道

每天清晨我们都可以看到环卫工人劳作的身影,原本脏兮兮的路面在他们那一双勤劳的手和灵活的工具下很容易就变清洁了。可是,再看看我们的护城河,漂浮物可以由清洁船打捞上来,可要想把浑水变清,把恶臭驱散好像就不是那么容易了。

近年来,我国污水处理厂建设取得飞速发展,但是因为管网配套不够完善、运营费用不足等原因,部分污水处理厂处在闲置状态。

污水、废水的处理方法可按其作用方式分为四大类,即物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法。

物理处理法,顾名思义就是通过物理作用来处理污水,以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质(包括油膜和油珠),常用的有重力分离法、离心分离法、过滤法等。化学处理法指的是向污水中投加某种化学物质,利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质,常用的有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原(包括电解)法等。将物理和化学方法结合起来就是物理化学法,这种方法是利用物理化学作用去除废水中的污染物质,主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等。生物处理法,是通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质,可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。

这其中,生物处理法是最先进也是最有开发前途的,比如现在已经发明了细菌清洁法。

2006年6月的一天,一支由细菌组成的河道清洁队伍正式上岗了。

它们面对的是两条受沿河工业企业所排废水污染的河流。放眼望去,两条河全河段沉水植物基本绝迹,水已经变黑、发臭。两河周边住着2万多居民,深受其害。

在一年左右时间里,“细菌清洁工”不负众望,使南方的两条受污染河流回复了原本的清洁面貌。河水水体不再像从前那么黑臭,大片河水都是浅绿色的,河里还游动着鱼虾,水质指标测试结果达到近五类水平。

人工清理城市河道中的垃圾很费劲。但是如果引进“细菌清洁工”,不仅省力,而且花费也省下不少。细菌家族中还有一名杰出成员叫地杆菌,这些只有千分之一毫米长的清洁工挥舞着细长的“毛发”,能把溶解在水里的铀(一种放射性元素)清除掉。这意味着,这类细菌有潜力用于河道和海洋中核污染的生物治理。

简单说来,“细菌清洁工”的两大法宝是生物降解和水生植物吸收。

科学家们先从当地河水中提取能分解氮、磷等有机污染物的土著细菌进行培养,再把细菌播撒回水中,土著细菌就可以提高污染物降解速度,同时不会对水体产生新污染。

另有专家经过反复研究,终于筛选到了一种特殊的细菌,采用一种特别的培养基去除其中的氨氮,在生产流程中使活菌数达到10亿个/克以上,这一指标至少是目前国际最高指标的2倍。

将拇指大小的二三片片剂投入千余平方米的鱼塘,10~20小时以后水面便开始变得清澈透明,并且,它还能杀灭水中的霉菌、阿米巴虫、卵囊、芽孢等细菌、真菌、病毒。这就是用于鱼塘的。

按此思路,专家又分别找到了治理景观水、工业污水、生活污水、综合污水的菌种,均完成了治污试验与菌种的工业化生产。

由专家指导建设的小型综合污水处理设施,结构简单,造价低廉。处理后的水无异味,清澈透明,达到了国家一级排放标准。更让人意想不到的是,用这种菌治理污水极少产生污泥。据称,这些特殊菌种在污水中或吞噬污染物,或与污染物发生作用后生成气体进入空中。

这种神奇的活菌生物净化剂,目前在国内已推广100余万亩水面用于清理养殖水域。并已出口到新加坡、马来西亚、泰国等地。而用于治污的活菌生物净化剂也在加紧生产。

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