通过开发研究，日本在使用蒸发法淡化海水的技术取得了一定的成果。但它具有能耗高的缺点，从而在20世纪70年代后正在推广节能的日本无法广泛使用。但研究成果在海外进行的海水淡化设施建设过程中却得到了应用，特别是对中东地区水资源开发困难而石油资源丰富的国家进行技术援助中得到了应用。
这之后，日本相继开发耗能低的反渗透法。在远离海岸的孤岛及发电厂等水资源开发迫切性高的地区，已经开始应用反渗透法进行海水淡化。电渗析法在处理含盐少的地下水，地表水中得到大量应用。渗透气化法可以利用低的热能获得淡水，因而是可以利用太阳能等新能源以及城市废热等未利用的热源进行海水淡化的方法，是利用能源极其优异的新技术。
1991年全世界约有1600万立方米／天规模的海水淡化设施在运转。这些设施中约有1／3是由日本企业生产的。实际上，日本的海水淡化技术却并未得到广泛应用，原因当然是成本问题。这也是全世界科学家的努力方向。让我们拭目以待更新更优异的新技术的出现。
海洋环境与治理
当今世界面临着人口、资源和环境三大问题。随着地球上陆地资源因加速开发而日渐枯竭，海洋资源的开发、海洋环境的保护与利用已成为世界各国普遍关注的问题。
辽阔广袤的海洋是一个巨大无比的聚宝盆，面积足有3.6亿平方公里，蕴藏着极其丰富的财宝，琳琅满目，令人眼花缭乱。在浩瀚的大海里，生存着无数千姿百态、形形色色的海兽、鱼虾和贝藻；在蔚蓝的海水中，溶解着取之不尽的食盐和各种化学元素；在连绵起伏的海底，埋藏着数量惊人的矿产；那滚滚不息的波涛，永不止息的潮汐，包含着巨大的能量……
然而海洋环境作为生态系统的一部分，同其他环境一样，随着经济的迅速发展，生产力地飞跃提高，受到的破坏日益严重。人们曾长期认为，辽阔的海洋环境具有无限的净化性能，于是无所顾忌地加以使用，或在外海，或在港湾里及海岸附近，向其中乱丢有毒或无毒、含放射性或含石油的各种废弃物。直到近40年来，人们才丢弃了“海洋净化功能无限的”的幻觉，不再视海洋为无边无际的大储库。人类终于明白，海洋的规模和能力都是有限的；并开始理解，人类若想继续享用海洋资源，继续受益于海洋的良好性能，那就应当保护它，使其免受人类自身造成的各种有害影响。
海洋污染
1991年元旦过去没几天，一场举世瞩目的战争终于在海湾地区爆发了。正当战争逐步升级的时候，波斯湾海域也遭受了一场亘古未有的环境灾难。科威特两座油田起火，尤其是伊拉克打开艾哈迈迪运输油泵，每天将10万桶原油倾泻入海，在湾内形成一片长56千米、宽16千米的油膜，几天后溢油量就达到170万吨。而且以每天24千米的速度往南漂移，其规模之大，超过以往世界上任何一次。昔日的蓝天碧海的波斯湾油污一片。据报道，海面浮油层很厚，海水几乎掀不起浪，流起来发出汩汩声，看上去像泥浆。所有的这一切又意味着带来什么后果呢？
石油衍生的各类有机液体因其如下的三种性质而对海洋具有灾难性的影响。一是石油比水轻，漂浮在水面，不会沉入海洋深入；二是石油可以铺展开来，直到形成单分子薄膜，也就是说，少量石油有机液体会扩展成很大的一片。一吨原油大约合1200升，若其铺展厚度约为100埃，覆盖面积可达100多平方公里。所幸地是，实际不会污染如此大的面积，因为原油铺展开来需要时间，其间油层会被分割、拉长，最终遭到破坏；三是有机液体的单分子膜不仅不透水，而且还不透气。若海洋受到石油覆盖，氧气和其他气体就不能再透入其中。
然而，海洋需要呼吸。海水中不仅含有溶解矿物盐类，而且还含有溶解气体。海洋中的CO2和氧气不断与大气层进行交换，使其在海水表层的含量保持在比较稳定的水平上。海洋中浮游植物和陆地植物一样，是靠光合作用生长和繁殖的。一旦海面有油膜存在，阻挡了阳光的透射，浮游植物得不到充足的阳光，而且得不到需要吸收的CO2，将它转为生命物质。浮生植物是各类水生动物（特别是鱼类以及微小的浮游动物）的食物，水生动物需要呼吸，因此需要氧气。
从各方面来讲，海洋生命对保持地球的全面平衡都具有重要的意义。特别是碳、氧循环，意义更为重大。一旦海洋中动植不复存在，这循环就会和氮磷循环一样受到严重干扰，发生根本性的变化，对人类生存必不可少的地球氧气储层以及海洋的自净能力产生灾难性的影响。鱼类是地球上三分之一人口的主要食物，所以最直接的影响自然要涉及到人类的食物供应问题。
了解了这些，我们再来看一下海湾战争期间的景象。海湾的鱼类和其他植物遭到了灭顶之灾，造成200多万只海鸟丧生，当时在电视上经常看到身上沾满污油的海鸥、鸬鹚难逃厄运。科学家们为波斯湾的珍稀动物绿毛龟、草龟和玳瑁龟的命运担忧，为珊瑚礁的生存而焦虑。在海湾沿岸的一些国家的90%的淡水供应靠海水淡化。溢油严重威胁着这一地区的海水淡化工厂。另外，由于部分油膜起火燃烧，空中浓烟笼罩，伊朗南部曾连下两场“黑色黏糊糊的雨”。派往该地区的环境保护专家认为，油污染的后果可能延续20年，有的则认为将达100年之久。
由于战争引起的海洋油污染还可以追溯到两伊战争期间，战争是人类愚昧地自相残杀的同时，也是对环境而进行无知的摧残。另外，近40年来世界还发生了数十起严重的海洋油污事件，同样给海洋造成沉重的负荷。
“托雷·卡尼翁”油轮事件是世界上第一次有详细记载的溢油事件。1967年3月18日，利比里亚油轮在七块石暗礁区因搁浅漏油12.3万吨。在这起灾难中，有25000多只海鸟死亡，50%至90%不能孵化，幼鱼也濒于绝迹。英国生物学家对污染特别严重的马温特海湾进行多次考察，发现大批海洋生物死亡，浅水区鱼类也遭到毁灭性打击，场面令人触目惊心。英法两国使用了十多万吨消油剂，共耗资800万美元，动用了42艘舰船来处理这起溢油事件。
频繁发生的海洋溢油事故，以及它对海洋生物资源、渔业生产、海洋环境所造成的损失和带来的危害，正是大海向人类发出的严重警告。
污染治理生物技术
挪威的“梅加博格”号油轮在墨西哥湾起火爆炸，泄漏的原油在海面上形成长45千米、宽15千米的污染带，美国环保局利用一种细菌来消除油污，一夜之间，该处的溢油完全被清除干净。在这次行动中生物技术大显神威，这种细菌也一鸣惊人，令人刮目相看。原来这是一种依靠吞噬石油来维持生命的细菌，这类细菌数量少而不易取得，最初是由美国科学家在墨西哥海湾海底的沉积物中发现。印度著名的生物工程科学家卡拉互蒂，人工繁殖了这类细菌，该菌在2小时内能使石油分子变成脂酸乳状液，而且不影响水中其他生物的存活。
治理污染的生物技术缩称为环境生物技术，称简EBT。欧共体于20世纪80年代初成立了有关环境生物技术的专门机构，制定战略目标，沟通信息渠道。EBT已成为治理污染和现代生物技术的重要组成部分。
环境生物技术有高、中、低三个层次，相辅相成，各有所长。高新的环境技术层次，知识性强，技术要求先进，应用性强，如基因重组技术、原生质融合技术、质粒育种技术、生物反应技术、DNA扩增技术等。
一、原生质体融合技术
菌体或植物细胞脱去细胞壁后，生成的球形体称为原生质体。原生质体在促溶剂诱导作用下融合成一个新的细胞称为融合子。植物融合子经培养之后发育成完整的植株，与动物细胞融合相比，在本质上是一致的。只不过动物细胞无细胞壁。由原生质体融合技术构建成的杂种细胞，能够从中筛选出具有双亲优势的理想菌株或培育出新的植物品种。与基因工程技术相比、投资少，操作简易，但同样能使基因重组随机进行，有“快速组建”新物种的美称。尽管其有些不尽人意的地方，如由于原生质融合技术不是像基因工程那样把目标集中目的基因上，会使一些不必要的成分带入细胞内而产生非目标的影响，但它仍不失魅力。随着其他生物技术的发展，其不足之处必得到弥补，而优势会得到充分体现。
净化污染的菌种基因在全球分布很广，人类正在应用开发多种生物技术。如开始提到的培育吞噬石油的细菌就是一例。在德国统一后，原民主德国的200万辆旧公共汽车如何处理引起了麻烦。原来这种车的车身是用玻璃钢材料制造，不像一般的金属材料可以回炉重新利用而且也不易锈蚀。为此，柏林生物工程中心培养出一种专门吃掉玻璃钢材料的微生物。原重650千克的车壳结果就变成了10千克重的残余微生物的菌种，这种菌种可作肥料或饲料，可谓两全其美。
二、生物反应技术
生物反应技术又称生物反应器技术。由遗传工程提供的高效处理污染物的菌种，工作时必须有一个可靠的场所，这就是反应器。反应器仿佛是工程菌的家，生产现代化的新型生物反应器，在全世界已形成了一个激烈竞争的市场。
最早用于食品、制药以及精细化工等行业的发酵器就属于生物反应器。根据发酵器的原理人们建立了大规模的现代化废水处器反应器，其特点是容量大、连续运转周期长、性能稳定、净化效率高等。整个处理反应体系可建于一个整体建筑体内，由计算机控制台管理，因而运行时自动化程度高、操作简便。随着计算机技术的发展，现代生物反应器的功能也就越来越强，同时可控参数达上百项。
生物反应器种类多样。生物膜反应就属于其中之一，它的内部带有载体，适合微生物在上面附着生长，构成生物膜。废水流过生物膜时就得到净化处理。生物膜反应器管理方便，运行费用低，占地面积小，剩余污泥量少，虽然其造价较高，但仍独具魅力。针对生物膜反应器处理能力较低的弱点，人们已经开发了新型的生物反应器，使该技术达到一个新的台阶。加拿大的固定——悬浮生长反应器，在固定的载体上有生物量，另外还有非固定的悬浮生物，这样综合了生物膜法和絮体法的长处，能更效地消除废水中的有机物、氮、磷元素，从而避免排放废水对自然水体带来富营养化的危害。
生物膜反应器的共同特点是：反应器内装有比表面积大的载体，促使微生物细胞大量地繁殖，提高体系中的生物量，因为高生物量是处理高效率的前提，而且还能使污染物与微生物充分接触。生物量的代谢可由供气和其他反应条件控制，一般使代谢处于最佳状态。
根据预测，在活性污泥中投加载体，发展既有固定载体，又有活动载体，既有好氧又有厌氧的生物膜反应器，是废水生物处理反应技术的一个新方向。
另外一种气升式反应器，在处理废水生产单细胞蛋白工程中具有优势。它不采用机械搅拌方式混匀反应液和供给氧气，而是直接从反应器下部供气，利用喷射时初速度和液体自身重力的作用，实现处理废液在反应器内外的循环运动。反应器结构简单、建造方便，密封性好不易受外界杂质影响，具有节能性。由于反应中不需机械搅拌，尤其适合单细胞蛋白工程。为了使该技术强化，人们同时设计出不同类型的气升式反应器，以满足处理不同来源废水的需要。气升式生物反应器技术已经为实现淀粉、酿造、食品等工业高浓度有机废水的资源化处理，生产单细胞蛋白的工程创造了有利的条件。由此生产的蛋白质可作为饲料或饲料的原料，提供蛋白质资源。整个反应体系提高了对工业原料的利用率，节约了能源，减轻了对环境的污染，维持了水体的清洁。
三、固定化技术
固定化技术是酶工程中的主体技术之一。学过生物学的朋友都知道酶是一种生物催化剂，它具有高效性、专一性。单一的酶针对特定的污染物有极高的净化效果，正如人体内的活性酶一样。细胞是多酶体系的综合体，但可以有某一种酶占有特别突出的优势。微生物细胞净化污染物就是依靠酶的作用。单一的酶或细胞固定在载体上，不会随废水流失，因而可以最大限度地发挥它们净化污染物的功能。这就是固定化技术的原理和目的，而且这种固定作用可以给基因工程菌和一些其他的危险的遗传工程菌提供安全保障。
美国政府于20世纪80年代末曾专门提供大量经费，研究固定化技术，以清除工业排放废水中的酚污染。利用固定化细胞可使30％氰化物废水降至浓度为1毫克／升。固定化硫磷水解酶可降解72％的对硫磷农药。假单胞菌细胞可效降解苯、酚、甲苯、胺和萘。固定化技术极大地发挥了酶的作用，使酶和细胞寿命延长、提高了净化污染物的效率。
我国在应用固定化技术处理废水方面也取得了一定成就。如清华大学用聚乙烯醇包埋固定系列细菌的细胞，降解40～70毫克／升的直链烷基苯磺酸钠，经过3小时，去除率达90%以上。
构建多功能的高效净化污染物的菌种或发现培育新生物品种，实现废水能源化与资源化，开展遗传学和生态的研究，都是环境生物技术的主要任务。21世纪是一个生命科学的世纪，环境生物技术必将发展壮大，为人类的持续发展做出贡献。
臭氧层现状与控制技术
我们的地球很独特，她一片蔚蓝。环绕地球的气体圈层，由于其微妙的化学与热平衡，生命才得以在地球表面繁衍。在她的表面有一层人类和所有生灵的保护层——臭氧层。这个由臭氧聚成的盾牌虽然单薄、脆弱，却替人们挡住了宇宙射线的死亡之箭。然而，这亿万年形成的盾牌，在近代却被人们无意识的严重破坏。臭氧的破坏直接导致紫外辐射的增加，加剧着传染病和皮肤癌的流行。
臭氧与臭氧层
一、光与分子
大气层的状态是由光与分子的相互作用这种基本物理学现象来决定的。光与分子的相互作用遵从量子物理学的定律，要想说明一切，需要相当复杂的知识。然而，若只是从定性的方面进行探讨，则弄懂这种作用还是很简单的。下面就定性论述一下。
地球大气层中混合有各种气体。这些气体混合体包含着程度不一的多种分子，如氮分子、氧分子（这两种气体占大气层的99.9％）。CO2分子、水分子、臭氧分子和甲烷分子。此外还有一些处于游离状态下的氧原子、氢原子、和惰性气体原子（如Ar）。鉴于气体的基本性质，这些分子可以自由移动，极少相遇和相撞。
