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生物(生态)恢复(修复)及相应专利技术系列:综述与专利分析方法

供稿人:宋鸿  供稿时间:2005-2-1   关键字:生物恢复  生态恢复  生物修复  生态修复  专利  
污染预防工程、传统环境工程(即“三废治理”)和环境生物(生态)修复工程分别属于污染物控制的产前、产中和产后三个环节,它们共同构成污染控制全过程体系,是可持续发展在环境方面的重要体现。就作为产后环节的生物修复法而言,经过30多年的发展,它已成为环境保护技术的重要组成部分。
 
生物修复是利用生物的生命代谢活动减少存于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化,使污染了的环境能部分或完全恢复到原始状态的过程。它具有投资少、运行费用低、最终产物少等优点,成为环境保护领域的技术增长点,日益受到人们的重视。
生物(生态)恢复(修复)技术的研究重点
生物(生态)恢复(修复)的基础研究始于上世纪70年代,集中在水体、土壤和地下水环境中石油生物降解的实验室研究,80年代以后基础研究的成果被应用于大范围的污染环境治理,并取得了相当的成功:1989年美国环境保护局在阿拉斯加Exxon vadez石油泄漏的生物修复项目中,短时间内消除了污染,治理了环境,为生物修复提供了一个成功的例证;1993年密执安Grayling一个空军基地由柴油贮罐管道破裂造成深层土壤和水体高浓度污染治理工程也令人信服地证明了生物修复技术的成功。
 
生物(生态)恢复(修复)现在已经成为一门应用学科,其内容涉及:(1) 生物生境重建;(2) 土壤恢复、地表固定、表土贮藏、重金属污染土地生物修复等;(3) 植物自然重新定植过程(Recolonization) 及其调控技术;(4) 微生物在恢复生态中的作用;(5)重建生态系统植被动态、外来植物与土著植物竞争关系;(6) 各类生态系统恢复技术。如干旱、沙漠、湿地、水生、矿区生态系统的重建;(7) 恢复区管理与建立技术等。在实践中人们针对不同的实际问题,侧重点有所不同,主要体现在: Remediation;Restoration; Reclamation; Revegetation;Rehabilitation;Ecodevelopment;Ecosystem Reconstruction;Sustainable development;Habitat mitigation 等等。这些概念都包括“恢复与发展”的内涵, 即使原来受到干扰或者损害的生态系统恢复后使其持续发展, 并为人类持续利用。但它们也有所区别。区别如下:
 
Remediation:指生物特别是微生物催化降解有机污染物,从而去除或消除环境污染的一个受控或自发进行的过程。
 
Restoration:指对受到干扰、破坏的生态系统修复使其尽可能恢复到原来的状态。
 
Reclamation:指将被干扰和破坏的生境恢复到使它原来定居的物种能够重新定居, 或者使与原来物种相似的物种能够定居。
 
Rehabilitation:指根据土地利用计划, 将受干扰和破坏的土地恢复到具有生产力的状态, 确保该土地保持稳定的生产状态, 不再造成环境恶化, 并与周围环境的景观(艺术欣赏性)保持一致。
 
Revegatation:是指尽量恢复一个生态系统的任何部分和功能, 或者是恢复到其原来的土地利用类型。比如将一开垦的草场从农田恢复到草地。
生物(生态)恢复(修复)技术发展现状与中国的薄弱点
生物修复目前已成为一种新的可靠的环保技术,已有大量的生物修复资料、参数和各种降解模型以供工程技术人员进行工艺路线选择、实际设计和处理效果评价,专门用于生物修复辅助设计的计算机软件也已问世。生物修复技术被人称之为生物处理技术的一个里程碑,已得到世界环保部门的认可,并已引起工业界的关注。1995年美国生物修复服务和产品全国的营业额达3亿美元,预计平均每年增长15%。关于生物修复技术的学术活动也相当活跃, 1993年4月在美国的圣地亚哥举行的第2次国际讨论会,有26个国家的1100多位代表参加。
 
近30年来,国外对环境生物(生态)修复展开了大量研究,而我国开展相关研究的时间比较短。以专利的申请量为例,受污染土壤的生物修复方面,在美国专利中,仅在B09C1/10国际专利五级分类中就有36篇关于受污染土壤的生物修复,而在中国专利中只有10篇相关专利,且分布在8个专利分类中;污染水体生物修复方面。在美国专利中,以(C02F003/32  or  C02F003/34)and(lake or river)为检索策略,查选到60篇专利,而中国专利中相关的专利仅为29篇,且专利分类号涉及11个。因此我们有必要吸收经验,使我国被干扰和破坏的生态环境恢复到使原来定居的物种能够重新定居、生态系统结构和功能得到恢复。
 
此外,我们还看到,在受污染土壤生物修复的美国专利中,以公司名义申请的量占47%,几乎占总量的一半;在污染水体生物修复的美国专利中,以公司名义申请的量占51%,超过总量的一半。这给我们一个启示:美国的生物修复研究不仅领先于中国,而且被企业界看好,而中国对污染土壤生物修复技术、污染水体生物修复的研究主要集中于国内一些大学、研究所、个人,中国企业介入的较少。因此,面对国内良好的生物修复市场前景,中国的企业应从中寻找与发现商机,而各级政府应注意营造有利于环境保护商业化运作的政策环境。
相关专利检索策略与专利内容说明
本系列文章将围绕水产养殖环境生物修复、污染土壤生物修复、污染水体生物修复、污染土壤和水体修复四个方面,介绍相对应的专利技术,希望能对读者有所启发。文章涉及的一些专利检索方法如下:
 
中国专利检索策略——
 
策略1:(C02F OR B09C)AND(修复 OR 恢复);策略2:(生物 OR 生态)AND(修复 OR 恢复)
 
鉴于国外相应专利非常多,本系列仅以美国专利为例,其检索策略为——
 
策略1:B09C1/10;
 
策略2:(C02F003/32  or  C02F003/34)  and (lake or river)。
 
上述专利分类号含义如下:
 
C02F:水、废水、污水或污泥的处理;
 
C02F003/32:以利用动物或植物为特征的(如藻类)对水、废水或污水进
行生物处理;
 
C02F003/34:以利用微生物为特征的水、废水或污水的生物处理;
 
B09C:污染的土壤的再生;
 
B09C1/10:用微生物方法或利用酶使污染的土壤再生。

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