Биотехнология

Греческое слово «Bios» означает «жизнь». Биотехнология представляет собой технологическое использование биологических субстанций и процессов человеком. В последнее время как теория, так и практика биотехнологии подверглись дальнейшей диверсификации. Различают три основных направления:

• Красная биотехнология получила свое название по цвету крови. Область ее применения — медицинская диагностика и терапия. Сюда относится, например, выращивание тканей для трансплантации кожи или создание препаратов целевого воздействия, на которые реагируют лишь больные органы. По разряду красной генной инженерии проходит также производство медикаментов на биотехнологической основе. Известный пример — производство инсулина при помощи генно-модифицированных бактерий (раньше необходимый гормон добывался из поджелудочной железы свиньи). Антибиотики, вакцины, протеины и витамины также производятся на основе биотехнологических методов.

• Белая биотехнология — общее понятие для биотехнологических методов, используемых в промышленности, особенно в сфере производственных технологий. Старинный биотехнологический промышленный метод — пивоварение, более новый — использование ферментов в качестве биокатализаторов в химической, фармацевтической и продовольственной отраслях. Катализаторы могут замедлять или ускорять биохимические реакции. Благодаря им процессы, которые традиционно протекают под высоким давлением или при высоких температурах, могут происходить со значительно меньшими энергозатратами. В эту категорию также входит преобразование биомассы в химическое сырье, промышленное волокно или топливо.

• Зеленая биотехнология ставит своей целью улучшение качеств растений. Под этим знаменем шествует и зеленая генная инженерия, которая из всех членов большого биотехнологического семейства вызывает самые ожесточенные споры.

Тем временем диверсификация биотехнологических направлений продолжается. Так, голубая биотехнология занимается морскими организмами, например морскими бактериями и водорослями, которые богаты полезными веществами. Серая биотехнология разрабатывает методы санации почв, очистки сточных вод, переработки мусора. Использование микроорганизмов для деконтаминации почв или очищения сточных вод имеет относительно долгую историю. В очистных сооружениях бактерии использовались еще задолго до того, как появилось понятие «биотехнология». Микроорганизмы применяются для санации зараженных почв вокруг нефтеперерабатывающих и химических заводов тоже не со вчерашнего дня. В ФРГ действует более 70 установок для биологический обработки почв, которые в состоянии очищать до 4 млн т земли в год. Суть в том, что токсичные вещества, поступая в пищу микробам, преобразуются в углекислый газ и воду. Различные способы и сферы их применения описаны в сборнике «Старые грехи и эволюция земель. 2004–2005», изданном Экологическим департаментом земли Северный Рейн — Вестфалия[174].

Зараженные сточные воды промышленных предприятий и хранилищ отходов также можно очищать микробиологическими методами. В Саксонии проводится эксперимент, целью которого является обеззараживание контаминированного ила в русле Белого Эльстера при помощи микроорганизмов и растений, абсорбирующих тяжелые металлы. Ил в данном случае предполагается использовать как естественно-растительный грунт[175].

Серая биотехнология — это классическая технология по установке природоочистных сооружений в конце экологически небезопасного производственного процесса (end of the pipe). Не самое элегантное решение, но необходимое для покрытия старых долгов индустриального общества. Девиз будущего: «Вредные вещества не должны попадать в биосферу». Для этого лучше всего заменять их экологически чистыми веществами и применять соответствующие производственные способы. Именно здесь очень важную роль играет биотехнология, которая позволяет сокращать расход материалов и энергии, заменять ископаемые ресурсы воспроизводимыми, а традиционную триаду (сырье — переработка — отходы) по возможности биологическими безотходными циклами.