再生資源回收經(jīng)驗(yàn)總結(jié)范文
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篇1
關(guān)鍵詞:鍋爐供暖 節(jié)能 改進(jìn)措施
經(jīng)過改革開放三十年以來的快速發(fā)展,中國能源建設(shè)取得了巨大成就,能源供應(yīng)已經(jīng)從多年的嚴(yán)重短缺,轉(zhuǎn)到總量基本平衡,能夠適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要。煤炭在能源消費(fèi)中占主導(dǎo)地位,我國目前的工業(yè)鍋爐40多萬臺,耗煤3億噸,這就決定了我國的節(jié)能方針的落實(shí)在很大程度上以節(jié)約煤炭為主。本文分析了我國鍋爐供暖節(jié)能的現(xiàn)狀,并提出了相應(yīng)的措施,望大家思考。
一、我國供暖的節(jié)能潛力分析
據(jù)1990年對鍋爐供暖實(shí)際能耗量的調(diào)查,北京市供暖指標(biāo)為24.4kg標(biāo)煤/m2,而發(fā)達(dá)國家供暖耗煤量指標(biāo)為10~6.8kg標(biāo)煤/m2。我國單位面積采暖能耗量為相近氣候下發(fā)達(dá)國家的3倍左右。如果,開展有效的供暖節(jié)能工作,挖掘節(jié)能的潛力,以現(xiàn)有的能源消耗量,將可能使現(xiàn)有供暖的規(guī)模擴(kuò)大三倍.開展供暖節(jié)能工作,充分挖掘供暖節(jié)能的潛力不僅使能源得到合理利用,而且必然會產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益.通過采取節(jié)能措施在同樣的供暖規(guī)模下。挖掘節(jié)能潛力??梢詼p少2/3以上的燃料消耗,減少“三廢”的排出量,必然會減少對環(huán)境的污染,同時也會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。通過改用優(yōu)質(zhì)燃料,解決城市供暖燃煤對大氣污染的問題,有人指出:“要徹底根治煤煙型污染。改變爐窯的燃料結(jié)構(gòu)是最根本的出路”.這種意見固然有一定的道理。但是具有一定的片面性.在目前供暖系統(tǒng)能源有效利用率低,存在大量浪費(fèi)的情況下,單純強(qiáng)調(diào)改變爐窯的燃料結(jié)構(gòu),采用優(yōu)質(zhì)能源。必然會遇到以下問題:一是改不起.現(xiàn)在供暖系統(tǒng)的耗熱指標(biāo)是發(fā)達(dá)國家的三倍,鍋爐平均的實(shí)際負(fù)荷率不到設(shè)計(jì)能力的50%.在這種條件下改變爐窯的燃料結(jié)構(gòu),必然會造成新的大馬拉小車的局面。其后果是大部分單位改不起。改得起的,也會造成新的浪費(fèi):二是用不起。在供暖系統(tǒng)存在大量浪費(fèi)的基礎(chǔ)上,改變爐窯的燃料結(jié)構(gòu)(簡稱改燃),優(yōu)質(zhì)能源的價(jià)格一般為煤的3~4倍以上,必然會使供暖費(fèi)用大幅上漲,而導(dǎo)致用戶無力承擔(dān);三是資源承受不起。在北京、西安等城市,改變爐窯的燃料結(jié)構(gòu)首推為天然氣.我國天然氣的儲量僅占世界總儲量的1%,我國己探明開采天然氣的儲量,相當(dāng)于全世界1995年的實(shí)際開采量.如果我們在能源嚴(yán)重浪費(fèi)的條件下,大量開采.盲目濫用天然氣,其后果不堪設(shè)想.如果在供暖節(jié)能2/3的前提下.改燃煤為燃?xì)饣蚱渌鼉?yōu)質(zhì)能源不僅會把供暖對環(huán)境污染的程度大大降低。保護(hù)資源,同時也會減少供熱部門和用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)因此,節(jié)能是本,改燃是末.要徹底根治煤煙型污染問題,首先搞好供暖節(jié)能,在此基礎(chǔ)上,改燃清潔燃料,才能收到良好效果。
二、目前供暖節(jié)能工作存在的主要問題
1、對國內(nèi)供暖節(jié)能的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和推廣還很不夠。在供暖節(jié)能方面,我國廣大專業(yè)人員在理論方面和在實(shí)踐中。做了大量的工作,總結(jié)和積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。對提高我國的供暖事業(yè)水平做出了貢獻(xiàn)。但對這些經(jīng)驗(yàn)的研究總結(jié)和推廣還不夠。因此,在供暖設(shè)計(jì),管理、運(yùn)行方面雖然有很多理論和經(jīng)驗(yàn),在實(shí)際應(yīng)用中卻不能收到預(yù)期的節(jié)能效果,甚至導(dǎo)致供暖系統(tǒng)整體節(jié)能效果下降。
2、對國外的供暖理論和經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)消化不夠。從第一次世界能源危機(jī)以來。發(fā)達(dá)國家特別是北歐各國的供熱技術(shù)發(fā)展很快,他們把供暖合理用能和保護(hù)環(huán)境有機(jī)結(jié)合起來,通過按熱量計(jì)費(fèi);合理降低室溫(把室溫由24~26℃降到20~22℃);在散熱器上安裝恒溫控制閥控制溫度,提高熱能利用率:加強(qiáng)建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫等措施,使得單位面積采暖能耗下降1/2~2/3。對鍋爐等供暖設(shè)施進(jìn)行節(jié)能改造,提高燃燒效率,節(jié)約了大量能源。
3、我國在供暖能耗、供暖效果,環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益方面與發(fā)達(dá)國家之間存在明顯地差距,這種差距是我們在供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì),施工和經(jīng)營管理方面以及供暖設(shè)備、配件等各個方面差距的綜合表現(xiàn)。對國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。既不能不顧我國的國情,照抄照搬,也不能拒之門外.我們應(yīng)該在認(rèn)真總結(jié)自己經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,有組織、有計(jì)劃地集中系統(tǒng)地研究、學(xué)習(xí),消化國外供暖方面的經(jīng)驗(yàn),使其為我所用。事實(shí)汪明,技術(shù)水平高、管理水平高,辦同樣的事情,不僅質(zhì)量要高,而其綜合經(jīng)濟(jì)效益也必然是好的。
提高對供暖節(jié)能的認(rèn)識,認(rèn)真總結(jié)國內(nèi)供暖節(jié)能的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。探索具有我國特色的供暖節(jié)能的途徑和方法,盡快提高供暖水平.是當(dāng)前一項(xiàng)迫切的任務(wù)。
三、鍋爐供暖節(jié)能技術(shù)改進(jìn)措施
1、對于原始的回收進(jìn)行了初步改進(jìn),變?yōu)閹в袛U(kuò)容器的開式回收系統(tǒng),盡可能利用了冷凝水。但閃蒸存在,水泵汽蝕嚴(yán)重。疏水器損壞嚴(yán)重。
2、用密閉水箱回收系統(tǒng)進(jìn)行回收,雖然解決水泵汽蝕問題,并且不安裝疏水器,但是浪費(fèi)還是較大,且施工量大.于是采用密閉式高溫蒸汽冷凝水回收技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)有效的解決了水泵汽蝕和疏水器損壞闖題的發(fā)生,并且投資小.見效快、施工方便,易于操作。我們目前正在使用。
3、對于上述裝置,經(jīng)過分析,也存有弊端。雖然離心水泵的汽蝕問題解決了,但是增加的噴射增壓泵的汽蝕問題相應(yīng)出現(xiàn)了,并且回收不穩(wěn)定,閃蒸損失出現(xiàn),輸送效率低.
4、采用二環(huán)制供暖,汽—水換熱后再水—水換熱,并且對于最后出來的110℃凝結(jié)水,利用蒸汽為動力,利用氣壓實(shí)現(xiàn)回水。這樣既避免了各種泵的汽蝕又避免了閃蒸現(xiàn)象的發(fā)生。此類回收裝置應(yīng)該是最為理想的。
5、對于鍋爐爐膛的改進(jìn),由于通過熱工測試發(fā)現(xiàn)鍋爐燃燒不充分、過量空氣系數(shù)大、漏風(fēng)嚴(yán)重等問題,于是通過對鍋爐爐膛進(jìn)行充分分析,進(jìn)行改造,利用了炭化硅材料砌筑爐墻增強(qiáng)輻射,并且改變原先爐拱長者不長、低者不低的現(xiàn)象,改進(jìn)了燃燒狀況。通過分析風(fēng)室狀況,改變了風(fēng)室進(jìn)風(fēng)方式,通過兩邊進(jìn)行進(jìn)風(fēng),消除了渦流與配風(fēng)不均的現(xiàn)象。
6、對于節(jié)能,就是通過技術(shù)進(jìn)步來實(shí)現(xiàn)提高能源和資源利用率,不斷在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用新的生產(chǎn)方式和新技術(shù),新工藝、新材料,在以最少的能源和資源的消費(fèi),獲取最大的利用效率和經(jīng)濟(jì)效益的同時,對環(huán)境產(chǎn)生較小的影響,如實(shí)施清潔生產(chǎn)技術(shù)等,并達(dá)到節(jié)約不可再生資源和能源的目的,促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。
四、結(jié)論
總之,提高對供暖節(jié)能的認(rèn)識,認(rèn)真總結(jié)國內(nèi)供暖節(jié)能的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。探索具有我國特色的供暖節(jié)能的途徑和方法,盡快提高供暖水平.是當(dāng)前一項(xiàng)迫切的任務(wù)。
參考文獻(xiàn):
[1]王建國,陸偉靜,劉慶玲.淺論工業(yè)蒸汽鍋爐節(jié)能降耗技術(shù)改造與應(yīng)用[J]. 內(nèi)蒙古環(huán)境保護(hù). 2005(02)
[2]張友誼,劉曉燕.對鍋爐科學(xué)管理節(jié)能降耗的探討[J]. 玻璃. 2008(03)
篇2
一、企業(yè)環(huán)境責(zé)任的法律現(xiàn)狀
現(xiàn)代社會環(huán)境問題日益嚴(yán)峻,環(huán)境保護(hù)要求企業(yè)依法承擔(dān)環(huán)境責(zé)任,要求現(xiàn)代企業(yè)在謀求投資者利益最大化的基礎(chǔ)上,必須考慮增進(jìn)投資者利益以外的環(huán)境公益。為了促使企業(yè)在保護(hù)環(huán)境方面符合國家的要求,我國法律明確規(guī)定了企業(yè)保護(hù)環(huán)境的法律義務(wù)。
1.《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》規(guī)定:“一切單位和個人都有保護(hù)環(huán)境的義務(wù),并有權(quán)對污染和破壞環(huán)境的單位和個人進(jìn)行檢舉和控告”。該法還規(guī)定,“一切企業(yè)、事業(yè)單位的選址、設(shè)計(jì)、建設(shè)和生產(chǎn),都必須充分注意防止對環(huán)境的污染和破壞。在進(jìn)行新建、改建和擴(kuò)建工程時,必須提出環(huán)境影響的報(bào)告書,經(jīng)環(huán)境保護(hù)部門和其他有關(guān)部門審查批準(zhǔn)后才能進(jìn)行設(shè)計(jì);其中防止污染和其他公害的設(shè)施,必須與主體工程同時設(shè)計(jì)、同時施工、同時投產(chǎn);各項(xiàng)有害物質(zhì)的排放必須遵守國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。已經(jīng)對環(huán)境造成污染和其他公害的單位,應(yīng)當(dāng)按照誰污染誰治理的原則,制定規(guī)劃,積極治理。”
2.除了在《環(huán)境保護(hù)法》中對企業(yè)應(yīng)承擔(dān)保護(hù)環(huán)境的義務(wù)以外,我國還頒布了一系列有關(guān)污染防治和自然資源保護(hù)的立法,如《環(huán)境影響評價(jià)法》、《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》、《水污染防治法》、《大氣污染防治法》、《海洋環(huán)境保護(hù)法》、《固體廢物污染環(huán)境防治法》、《環(huán)境噪聲污染防治法》、《水法》、《水土保持法》、《防沙治沙法》等。在這些立法中針對不同的范圍對企業(yè)提出了保護(hù)環(huán)境的要求。如《水污染防治法》第22條規(guī)定:“企業(yè)應(yīng)當(dāng)采用原材料利用效率高、污染物排放量少的清潔生產(chǎn)工藝,并加強(qiáng)管理,減少污染物的產(chǎn)生”。
3.在各項(xiàng)有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律中明確規(guī)定環(huán)境法律責(zé)任主體為“排放污染物的企業(yè)事業(yè)單位”、“造成環(huán)境嚴(yán)重污染的企業(yè)事業(yè)單位”、“排污單位”等,顯然,我國法律規(guī)定防治污染主要是以企業(yè)為法律規(guī)制對象。企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格遵守法律,切實(shí)履行保護(hù)環(huán)境的法律義務(wù)。
二、企業(yè)環(huán)境責(zé)任存在的主要法律問題
我國的環(huán)境保護(hù)立法在企業(yè)承擔(dān)責(zé)任方面的規(guī)定不少,從環(huán)境法基本原則的確立到一些具體原則的設(shè)置,都使企業(yè)應(yīng)當(dāng)承擔(dān)相應(yīng)的保護(hù)環(huán)境的義務(wù),然而,日益嚴(yán)重的環(huán)境問題使我們必須重新審視立法的不足,以期更多的企業(yè)主動承擔(dān)環(huán)境保護(hù)的責(zé)任。
1.《環(huán)境影響評價(jià)法》對法律責(zé)任的規(guī)定不完善,難以實(shí)現(xiàn)預(yù)防為主的環(huán)境保護(hù)原則。預(yù)防為主原則是人類同環(huán)境污染作斗爭的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),在環(huán)境保護(hù)法中確立該原則意義重大。作為預(yù)防為主原則主要支柱的環(huán)境影響評價(jià)制度,我國的《環(huán)境影響評價(jià)法》對此有詳細(xì)規(guī)定。然而,在企業(yè)承擔(dān)的環(huán)境責(zé)任方面,該法僅僅以罰款來彌補(bǔ)環(huán)境損失,并沒有作出“恢復(fù)原狀”的規(guī)定,但對企業(yè)進(jìn)行一定的經(jīng)濟(jì)懲罰僅僅是手段而不是目的。立法中在追究法律責(zé)任時只考慮到經(jīng)濟(jì)懲罰而忽視環(huán)境整治的生態(tài)效益,無法實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)預(yù)防為主的基本原則。
2.企業(yè)合理利用資源缺乏有效的制度約束。合理有效地利用資源是企業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)必須面對的問題,否則可持續(xù)發(fā)展也就無從談起。企業(yè)資源的合理利用包括生產(chǎn)過程中的資源合理利用和廢氣物的回收利用兩個環(huán)節(jié)。我國現(xiàn)行立法所規(guī)定的合理利用資源主要從生產(chǎn)過程中利用的角度出發(fā),如《土地管理法》、《草原法》、《森林法》等都有相關(guān)規(guī)定,但是,這些立法規(guī)定過于原則,且沒有相應(yīng)的法律責(zé)任的約束機(jī)制,因而缺乏操作性。而企業(yè)對廢氣物的回收利用,《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》第26條有規(guī)定,該法第27條和第35條分別規(guī)定了強(qiáng)制回收和利用回收原料的鼓勵措施——減征或者免征增值稅,但是,相應(yīng)的稅費(fèi)征收規(guī)定對此卻不明確。
3.立法對排污收費(fèi)的規(guī)定不合理,難以約束企業(yè)主動采取措施實(shí)施清潔生產(chǎn)。企業(yè)環(huán)境責(zé)任的重要方面是清潔生產(chǎn),而清潔生產(chǎn)是環(huán)境污染防治的核心,要求企業(yè)在材料采購、生產(chǎn)、包裝、銷售等方面減少污染的排放,我國相關(guān)環(huán)境立法對企業(yè)排污的最重要的規(guī)制是排污費(fèi)的收取。排污收費(fèi)制度是我國一項(xiàng)重要的環(huán)保制度,但目前的《排污費(fèi)征收使用管理?xiàng)l例》和《征收排污費(fèi)暫行辦法》的規(guī)定存在排污費(fèi)征收方式不合理、未能確立“排污收費(fèi)、超標(biāo)處罰”的原則等問題,并且在排污費(fèi)征收和使用管理上忽視誘導(dǎo)機(jī)制的作用,使企業(yè)在主動防治污染方面存在制度上的障礙。
三、完善企業(yè)環(huán)境責(zé)任法律制度
企業(yè)環(huán)境責(zé)任體系在法律上的完善方向可以從兩個方面來進(jìn)行,一方面是理論上即立法完善方面,另一方面是實(shí)踐上即救濟(jì)機(jī)制的完善方面。理論聯(lián)系實(shí)踐,實(shí)踐檢驗(yàn)理論,兩個方面相互依賴,缺一不可。
首先,是立法上的相關(guān)完善,對于企業(yè)環(huán)境責(zé)任,在立法上可以從以下幾個方面去完善企業(yè)的環(huán)境責(zé)任法律體系:(1)首先要在憲法層面上明確公眾的環(huán)境權(quán)。把環(huán)境權(quán)作為公民的一項(xiàng)基本權(quán)利,只有法律明文規(guī)定的情況之下,人們才可以拿起法律武器保護(hù)自己的權(quán)利。明確環(huán)境權(quán)是公民的一項(xiàng)基本權(quán)利,法律位階是越高越好,這樣才能夠使該項(xiàng)基本權(quán)利不被下位階的法律、行政法規(guī)以及地方性法規(guī)所規(guī)避。因此,明確公民的環(huán)境權(quán)最好的法律當(dāng)數(shù)憲法,其對于公民環(huán)境權(quán)的規(guī)定是一種宣言性的規(guī)定。(2)完善環(huán)境保護(hù)基本法的相關(guān)規(guī)定。我國目前關(guān)于環(huán)境保護(hù)的法律主要就是《環(huán)境保護(hù)法》以及諸如《水法》等相關(guān)單行法律法規(guī)??陀^地講,目前的法律體系相對來說還是比較完善的,但是,我們不得不看到對于企業(yè)環(huán)境責(zé)任這一部分內(nèi)容無論是在《環(huán)境保護(hù)法》中,還是各個單行法律法規(guī)中,都難以尋覓關(guān)于企業(yè)環(huán)境責(zé)任的相關(guān)規(guī)定。因此,我國目前的一個立法完善方向就是在法律中明確而又詳盡地規(guī)定有關(guān)企業(yè)環(huán)境責(zé)任。作為最主要的污染預(yù)防法律的《環(huán)境影響評價(jià)法》應(yīng)當(dāng)明確企業(yè)承擔(dān)的法律責(zé)任,并增加企業(yè)受到經(jīng)濟(jì)處罰的同時應(yīng)當(dāng)承擔(dān)“恢復(fù)原狀”的法律規(guī)定。此外,在其他相關(guān)的環(huán)境保護(hù)立法中明確企業(yè)的環(huán)境責(zé)任,并建立相應(yīng)的法律約束機(jī)制,以利于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。(3)健全資源利用制度,改革排污收費(fèi)制度。健全企業(yè)資源利用制度,促進(jìn)企業(yè)主動提高資源利用率,推廣應(yīng)用新工藝、新技術(shù)與新設(shè)備,建立資源回收利用制度,鼓勵企業(yè)建設(shè)廢物回用設(shè)施,并給予政策上的扶持和財(cái)政上的補(bǔ)貼,以提高再生資源的利用率,逐步開發(fā)、開放再生資源交易市場。對排污收費(fèi)制度,在強(qiáng)化現(xiàn)有收費(fèi)制度的基礎(chǔ)上,確立“超標(biāo)處罰”的原則,改變排污費(fèi)的使用管理方式,改變現(xiàn)行的無償撥款或貼息貸款給企業(yè)進(jìn)行治污的方式,采用商業(yè)運(yùn)作模式,促使企業(yè)積極防治污染,同時,建立排污權(quán)交易制度,激勵企業(yè)主動減少污染排放量。(4)完善刑法等相關(guān)性法律法規(guī)中關(guān)于企業(yè)環(huán)境責(zé)任的規(guī)定。我國目前刑法中關(guān)于環(huán)境責(zé)任的規(guī)定主要功能還是在于維護(hù)公民的人身和財(cái)產(chǎn)權(quán)益。但是,隨著法律的社會化運(yùn)動的興起,刑法的價(jià)值取向也應(yīng)該適度發(fā)生一些轉(zhuǎn)變。企業(yè)作為一種社會組織體,對于環(huán)境和生態(tài)具有更大的危害性,因此,在刑法中可以考慮規(guī)定環(huán)境危險(xiǎn)犯。這在發(fā)達(dá)國家諸如日本、德國等國家是有類似規(guī)定的。同時,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)密法網(wǎng)擴(kuò)大對環(huán)境的刑法保護(hù),現(xiàn)行刑法中關(guān)于環(huán)境保護(hù)的條文不夠嚴(yán)密,這對于打擊環(huán)境犯罪遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
篇3
[關(guān)鍵詞]中藥資源;中藥資源化學(xué);中藥資源循環(huán)利用
Research on resources chemistry of Chinese medicinal materials and
resources recycling utilization ways and goals and tasks
DUAN Jin-ao*, SU Shu-lan, GUO Sheng, JIANG Shu, LIU Pei, YAN Hui, QIAN Da-wei, ZHU Hua-xu, TANG Yu-ping, WU Qi-nan
(Jiangsu Collaborative Innovation Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization, and National and
Local Collaborative Engineering Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization and Formulae Innovative Medicine,
Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210023, China)
[Abstract]The objects of research on the resources chemistry of Chinese medicinal materials (RCCMM) are promotion of efficient production, rational utilization and improving quality of CMM and natural products. The development of TCM cause depends on the efficient utilization and sustainable development of CMM, hinges on the technologies and methods for using and discovering medicinal biological resources, stand or fall on the extension of industy chains, detailed utilizaion of resource chemical components by multi-way, multi-level. All of these may help to the recycling utilization and sound development of RCMM. In this article, five respects were discussed to the RCCMM researches and resources recycling utilization ways and goals and tasks. First, based on the principle of resource scarcity, discovering or replacing CMM resources, protecting the rare or endangered species or resources. Second, based on the multifunctionality of CMM, realizing the value-added and value compensation, and promoting the utilization efficiency through systermatic and detailed exploitation and utilization. Third, based on the resource conservation and environment-friendly, reducing raw material consumption, lowering cost, promoting recycling utilization and elevating utilization efficiency. Fourth, based on the stratege of turning harm into good, using the invasive alien biological resources by multi-ways and enriching the medicial resources. Fifth, based on the method of structure modification of chemical components, exploring and enhancing the utility value of resouces chemical substances. These data should provide references and attention for improving the utilization efficiency, promoting the development of recycling economy, and changing the mode of economic growth of agriculture and industry of CMM fundamentally.
[Key words]Chinese medicinal material (CMM) resources; resources chemistry of Chinese medicinal materials (RCCMM); recycling utilization of CMM
doi:10.4268/cjcmm20151713
中藥資源是保障國民健康、發(fā)展民族醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展有賴于中藥資源的高效利用和可持續(xù)發(fā)展,有賴于藥用生物資源可利用物質(zhì)、潛在利用價(jià)值的發(fā)現(xiàn)技術(shù)和手段,有賴于中藥資源類群中資源性化學(xué)成分的多途徑、多層次、精細(xì)化利用和產(chǎn)業(yè)鏈的有效延伸,從而實(shí)現(xiàn)其循環(huán)利用的資源化學(xué)研究和資源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的目的,體現(xiàn)資源的可用性、多宜性的本質(zhì)屬性以及資源的經(jīng)濟(jì)、社會及生態(tài)效益。
中藥資源化學(xué)研究的目的是促進(jìn)中藥及天然藥物資源的有效生產(chǎn)、合理利用和產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效。因此,中藥資源化學(xué)的研究思路將圍繞立足于自然資源的稀缺性原則,以尋找發(fā)現(xiàn)或人工生產(chǎn)可替代性資源,保護(hù)珍稀瀕危物種和自然藥用生物資源;立足于中藥資源的多宜性原則,從多途徑多層次挖掘和拓展資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈;立足于資源節(jié)約型原則,提升中藥資源的利用效率和產(chǎn)業(yè)化效益;立足于環(huán)境友好型發(fā)展原則,促進(jìn)中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程綠色發(fā)展;基于化害為利的資源化策略,研究開發(fā)具有藥用價(jià)值的外來入侵生物資源;基于化學(xué)成分結(jié)構(gòu)修飾策略,挖掘和提升中藥資源性化學(xué)物質(zhì)的利用價(jià)值等幾個方面,在藥用生物生理生態(tài)學(xué)、中藥及天然產(chǎn)物化學(xué)、各類分析化學(xué)和生物活性及功效評價(jià)等研究方法的支持下,借助現(xiàn)代生物工程、制藥工程等先進(jìn)制造技術(shù),以推動中藥資源事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。中藥資源化學(xué)及資源循環(huán)利用的研究思路與發(fā)展框架論述如下。
1立足于資源稀缺性原則,尋找發(fā)現(xiàn)或人工生產(chǎn)可替代性資源,保護(hù)珍稀瀕危物種及自然資源
資源的稀缺性是經(jīng)濟(jì)學(xué)概念,它是指在一定時空范圍內(nèi)能夠被人們利用的自然資源是有限的,而人們對物質(zhì)需求欲望是無限的,這兩者矛盾構(gòu)成了資源的稀缺性。這種矛盾的存在是永恒的,而資源稀缺性將推動資源科學(xué)的進(jìn)步,推動資源節(jié)約、資源替代和積極尋求新資源,實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。同時,資源的稀缺性也是資源評價(jià)的重要指標(biāo)。
1.1從近緣植物類群中尋找和發(fā)現(xiàn)替代性中藥資源資源的稀缺性是自然資源的基本屬性。中藥資源的蘊(yùn)藏量是有限的,隨著人口劇增,中藥資源的消耗量增加,其稀缺性日益突出,以致許多中藥資源類群日趨衰減,甚至處于瀕臨滅絕的境地,一些自然選育的優(yōu)良資源種質(zhì)正在逐步消失或流失,成為我國中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展的制約瓶頸之一。為了擴(kuò)大和尋找發(fā)現(xiàn)替代資源和新資源,依據(jù)“近緣植物中含有相似的化學(xué)成分”的植物化學(xué)分類原理<sup>[1]</sup>,運(yùn)用中藥資源化學(xué)研究思路和方法,通過從自然資源近緣生物類群中尋找發(fā)現(xiàn)替代性資源,為珍稀、瀕危、緊缺和高含量、低毒性、高附加值資源性化學(xué)物質(zhì)資源的提供替代或補(bǔ)償,有利于協(xié)調(diào)中藥資源保護(hù)與利用的關(guān)系,有利于促進(jìn)中醫(yī)藥事業(yè)及中藥資源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1.2馴化培育和發(fā)展人工生產(chǎn)以替代和補(bǔ)償自然資源千百年來,中華民族在先賢智慧的指引下不斷認(rèn)識和利用具有藥用價(jià)值的植物、動物、菌物、礦物等自然資源,保障了民眾的健康與繁衍,形成了內(nèi)涵豐富的中醫(yī)藥資源體系。但部分自然資源品種由于生物種質(zhì)或生態(tài)的脆弱性導(dǎo)致種群衰退、種群數(shù)量減少,蘊(yùn)藏量不敷應(yīng)用;有些多年生藥用生物種類則由于形成藥用部位的更替或再生周期長,生物產(chǎn)量難于滿足利用需求;有些則是隨著人口的劇增和中藥工業(yè)快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)需求量激增,出現(xiàn)了竭澤而漁過度利用自然資源的窘境,造成了自然生物的更替周期與利用需求的允收量之間的平衡被打破。迄今,在中藥配方飲片和中成藥生產(chǎn)使用的近千種藥材中,約有30%的種類已由原來依賴于自然資源提供而不得不通過人工馴化、占據(jù)大量農(nóng)田和生產(chǎn)資料發(fā)展種養(yǎng)殖生產(chǎn)以替代和補(bǔ)償資源的短缺,滿足人口健康的需求。因此,通過人為活動影響逐漸將某些野生藥用生物進(jìn)行馴化,實(shí)施家種或家養(yǎng)以獲得所需要的中藥資源原料為人工藥材資源。
隨著社會需求的不斷增加,人工培育藥材資源不僅從種類還是數(shù)量上來看,均呈現(xiàn)出必要性和迫切性。開展變野生種類為家種、家養(yǎng)種類,發(fā)展大規(guī)模的種植和養(yǎng)殖生產(chǎn),以及藥用生物資源的野生撫育等研究,可突破傳統(tǒng)的中藥材生產(chǎn)經(jīng)營模式,促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù),有利于重建或恢復(fù)一些藥用生物資源種群的更替和再生與開發(fā)利用間的平衡,減輕生態(tài)環(huán)境的壓力,緩和人類無限需求與有限資源之間的矛盾,從而推動實(shí)施中藥材規(guī)范化生產(chǎn)及發(fā)展新興的中藥生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化模式。
2立足于資源多宜性原則,通過系統(tǒng)性和精細(xì)化開發(fā)利用,實(shí)現(xiàn)資源價(jià)值增值和價(jià)值補(bǔ)償,提升資源利用效率
中藥資源具有滿足人類多種需求的性能,物質(zhì)的、精神的和生態(tài)的等。由于藥用生物資源種類繁多,藥用部位不同,新陳代謝產(chǎn)物多樣,因而不僅可藥用,也可作為化妝品、保健品、健康食品、調(diào)味品、環(huán)境健康產(chǎn)品、生物農(nóng)藥等資源性產(chǎn)品制造的天然資源原料;中藥和天然藥物資源的開發(fā)也是多層次、多途徑的,可開發(fā)藥物原材料,亦可作為有效部位提取的原料,或作為單體化合物或先導(dǎo)化合物分離以至化合物結(jié)構(gòu)改造與修飾等的重要原料等。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,資源的多宜性特點(diǎn)在不斷擴(kuò)展和延伸,自然資源的價(jià)值和使用價(jià)值也在不斷提高和拓展。
2.1傳統(tǒng)藥材的再認(rèn)識及其新用途、新價(jià)值的發(fā)現(xiàn)由于科技發(fā)展水平和對傳統(tǒng)藥材認(rèn)識的局限性,中藥材的生產(chǎn)與利用較為局限。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和進(jìn)步,對傳統(tǒng)藥材有了更為深入的研究與認(rèn)識。每種中藥資源往往具有多種應(yīng)用用途,既可直接入藥,又能從中提取制藥原料,或有利于保護(hù)環(huán)境和維持生態(tài)平衡。除供藥用外,還可用于食品、保健品、日用化工品、輕工業(yè)產(chǎn)品、農(nóng)林產(chǎn)品、園藝產(chǎn)品等的開發(fā)。藥用動物或植物的不同組織器官及其所含有的資源性化學(xué)成分又往往具有不同臨床功效、生物活性以及多宜性價(jià)值等特點(diǎn)。因此,依據(jù)中藥資源化學(xué)原理和利用策略,開展傳統(tǒng)藥材的再認(rèn)識和新用途、新價(jià)值的發(fā)現(xiàn)研究,提高資源產(chǎn)品的價(jià)值和產(chǎn)業(yè)化效益,延伸和拓展中藥資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈<sup>[2]</sup>。
2.2多途徑開發(fā)利用及多層次精細(xì)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展以消耗中藥資源性原料為特征的中藥資源產(chǎn)業(yè)屬于我國傳統(tǒng)特色經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)范疇,工業(yè)化與現(xiàn)代化基礎(chǔ)較為薄弱。藥材的商品屬性為農(nóng)副產(chǎn)品,未能體現(xiàn)出特色資源的經(jīng)濟(jì)性和稀缺性特征;中藥飲片的商品屬性盡管是藥物,但由于缺乏藥品應(yīng)有的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)內(nèi)涵系統(tǒng)揭示和精細(xì)化的生產(chǎn)制造和價(jià)值展現(xiàn),仍處于低附加值原材料的狀態(tài);以中成藥制劑生產(chǎn)為代表的中藥資源深加工產(chǎn)業(yè)集群近年來得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,占據(jù)我國整個醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)板塊的三分之一,受到了全社會的高度關(guān)注<sup>[3]</sup>。
然而,由于大多數(shù)品種的生產(chǎn)仍在遵循較為落后的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝和標(biāo)準(zhǔn)在進(jìn)行,表現(xiàn)出中藥資源性原料提取過程轉(zhuǎn)化利用效率低下,功效物質(zhì)的轉(zhuǎn)移率不高,導(dǎo)致寶貴的化學(xué)成分隨藥渣的排放進(jìn)入廢棄物環(huán)節(jié)。從中藥資源化學(xué)的認(rèn)識角度,更為重要和迫切需要得到中醫(yī)藥行業(yè)及其資源科學(xué)研究和資源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域關(guān)注的問題是:中藥傳統(tǒng)功效的多元化是先輩們長期臨床實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),每一元功效的實(shí)現(xiàn)均有其相對應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ),這為醫(yī)者處方配伍或是藥者辨識其物質(zhì)與功效之關(guān)聯(lián)帶來了諸多的不確定性和復(fù)雜性。若能集中各方力量和科技資源對常用大宗中藥材的多元功效及其物質(zhì)歸屬進(jìn)行系統(tǒng)研究揭示,將為當(dāng)代社會科學(xué)認(rèn)識和廣泛接受中藥資源性產(chǎn)品提供有力支撐,也將為中藥資源的多途徑開發(fā)和多層次利用提供科學(xué)依據(jù),尤其是可促進(jìn)將一味藥分解轉(zhuǎn)變?yōu)槎辔端帲ㄟ^各自的精細(xì)化利用形成源自單一藥材原料的高附加值產(chǎn)品群,推動中藥資源產(chǎn)業(yè)向著資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、精細(xì)高值型的綠色高效產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型升級。
通過科技創(chuàng)新將有限的藥用生物資源所蘊(yùn)含的資源價(jià)值潛力充分挖掘和釋放出來并有效的轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,延伸資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈,提升資源產(chǎn)業(yè)價(jià)值水平<sup>[4-5]</sup>。
3立足于資源節(jié)約和環(huán)境友好原則,減少資源消耗,促進(jìn)循環(huán)利用,降低資源成本,提升資源利用效益
隨著國內(nèi)外市場對中藥及天然藥物資源性產(chǎn)品的需求量不斷增長,利用資源與節(jié)約資源、保護(hù)資源與開發(fā)資源之間的矛盾日益突出。為了實(shí)現(xiàn)中藥資源的有效供給與可持續(xù)發(fā)展,必然要求人們樹立節(jié)約資源的意識,建立節(jié)約資源的公約,尋求節(jié)約資源的對策,研究節(jié)約資源的途徑和方法,發(fā)展資源節(jié)約型社會。隨著經(jīng)濟(jì)社會轉(zhuǎn)型升級,我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式也在發(fā)生著轉(zhuǎn)變,最終導(dǎo)致循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和綠色產(chǎn)業(yè)的興起。循環(huán)經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵是減量化、資源化和資源的合理開發(fā)利用,綠色產(chǎn)業(yè)是基于可持續(xù)發(fā)展思想的資源利用合理、產(chǎn)品的生產(chǎn)和消費(fèi)過程安全、無污染的產(chǎn)業(yè)。核心內(nèi)容包括在中藥農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中建立生態(tài)中藥農(nóng)業(yè)規(guī)程,減少資源投入、減少廢棄物排放和資源回收利用;在中藥工業(yè)生產(chǎn)過程中推行和逐步實(shí)施工業(yè)廢水的自然處理技術(shù)、水體富營養(yǎng)化的生態(tài)處理工程、固體廢棄物的無害處理以及污染治理生物技術(shù)等綠色企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目的是推動中藥農(nóng)業(yè)、中藥工業(yè)及中藥產(chǎn)品消費(fèi)等產(chǎn)業(yè)鏈在循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念的引領(lǐng)下走向“綠色”和“無害”,促進(jìn)資源節(jié)約和環(huán)境友好型中藥資源產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展<sup>[6]</sup>。
3.1提升資源利用效率,減少資源消耗,節(jié)約土地空間和生產(chǎn)力成本隨著我國人口的不斷膨脹,與人們的生存和健康息息相關(guān)的兩大社會問題將會越來越突出,其根本之道和解決之策就是要擁有充足的土地和空間以生產(chǎn)足夠的糧食和藥物。然而,我國可耕及可開墾的土地面積和水土資源用于糧食生產(chǎn)已顯得捉衿見肘,但現(xiàn)實(shí)問題是由于中藥工業(yè)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展對藥材原料的需求量在大幅攀升,種藥材與種糧食爭奪水土資源的矛盾日益凸顯。如何解決這一戰(zhàn)略難題,那就是通過切實(shí)推進(jìn)中藥材規(guī)范化生產(chǎn)(GAP)以有效提升單位面積的產(chǎn)量和藥材品質(zhì)<sup>[7]</sup>。通過對大宗常用中藥材以生產(chǎn)區(qū)域的科學(xué)規(guī)劃和基地建設(shè),實(shí)施機(jī)械化、規(guī)?;a(chǎn),有效提高生產(chǎn)力水平,真正改變目前千家萬戶、千差萬別的生產(chǎn)方式和產(chǎn)品質(zhì)量,以提升資源的生產(chǎn)效率,節(jié)約寶貴的土地空間。提升中藥資源利用效率,減少資源消耗,節(jié)約土地空間可借助的方法是多元的、創(chuàng)新驅(qū)動的途徑是多樣的。諸如,通過加強(qiáng)合成生物學(xué)、細(xì)胞工程、酶工程等相關(guān)學(xué)科的科學(xué)研究和成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用能力,大力提升和推廣重要資源性產(chǎn)物的工廠化和工業(yè)化生產(chǎn)。
在中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程中,通過現(xiàn)代提取分離、精制純化等工業(yè)技術(shù)集成和材料科學(xué)的有效運(yùn)用,通過深加工過程的工程技術(shù)革新與工藝條件優(yōu)化,通過生物活性系統(tǒng)評價(jià),發(fā)現(xiàn)藥用生物資源的多宜性價(jià)值和新用途,實(shí)現(xiàn)綜合利用,減少資源投入和消耗,降低生產(chǎn)成本,提升資源利用效率,節(jié)約生產(chǎn)力成本<sup>[8]</sup>。通過適宜技術(shù)集成和工藝條件優(yōu)化,促進(jìn)藥材中資源性化學(xué)物質(zhì)的有效轉(zhuǎn)移和得率提高,減少資源投入;通過對藥用生物資源各類資源性化學(xué)物質(zhì)的利用價(jià)值不斷研究發(fā)現(xiàn),以逐步實(shí)現(xiàn)有限資源的多元化、精細(xì)化利用,已成為減少資源消耗、推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推廣模式;通過降低原料成本以提升產(chǎn)品競爭力,實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)<sup>[9]</sup>。
3.2提升資源利用效率,減少資源浪費(fèi),節(jié)約藥材生產(chǎn),促進(jìn)循環(huán)利用通過藥材資源的循環(huán)利用和減量化使用,可有效改善和減少目前通過大量種植生產(chǎn)藥材,再從藥材中提取獲得某一化學(xué)組分或成分而造成巨大浪費(fèi)的線性生產(chǎn)方式,以有效節(jié)約水土資源,實(shí)現(xiàn)資源生產(chǎn)和利用效率的提升,促進(jìn)中藥資源循環(huán)利用和高效經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
傳統(tǒng)中藥材除全草類、昆蟲和小型動物等以全體入藥外,大多藥材是取自于植物或動物體的某一部位或組織器官。植物性藥材多以其根或根及根莖、葉片、花或花序、果實(shí)或種子等;動物性藥材則多用其幼角或骨化角或洞角、骨骼、甲(殼)、皮膚及其衍生組織、臟器組織、分泌物或病理產(chǎn)物等。因此,在藥材生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的非藥用部位或下腳料常被作為廢棄物遺棄或低值化簡單利用。例如,中藥人參的根及根莖為傳統(tǒng)的藥用部位,地上莖葉未被重視和加以有效利用。隨著科學(xué)研究的不斷深入,發(fā)現(xiàn)人參莖葉、花、果序等均含有與人參相似的資源性化學(xué)成分,其藥用或保健價(jià)值均很高。據(jù)此人參各組織部位的資源價(jià)值得到了充分的釋放,人參資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈得到了有效延伸。人參葉作為新增藥材品種也正式被《中國藥典》所收錄<sup>[10]</sup>。
傳統(tǒng)藥材的形成具有動態(tài)性、傳承性的演化特點(diǎn)。面對藥材的生產(chǎn)已從采集于自然資源以滿足行醫(yī)者需要發(fā)展至大面積規(guī)?;耘嗌a(chǎn)和養(yǎng)殖,并延伸形成龐大的中藥資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。在此過程中產(chǎn)生大量的傳統(tǒng)“非藥用部位”被廢棄而導(dǎo)致資源的巨大浪費(fèi)和環(huán)境壓力,針對傳統(tǒng)非藥用部位充分挖掘和發(fā)現(xiàn)其可用性和多宜性價(jià)值,對提高中藥資源利用效率,發(fā)現(xiàn)新用途,實(shí)現(xiàn)物盡其用的目的,具有重要的經(jīng)濟(jì)-社會-生態(tài)效益。近些年來,由于應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對傳統(tǒng)藥用部位及非藥用部位資源性化學(xué)成分的深入研究,對其科學(xué)認(rèn)識及其資源價(jià)值有了新見解和新思路。有些傳統(tǒng)非藥用部位的資源價(jià)值越來越引起人們的高度重視和深入研究,諸如銀杏葉、杜仲葉等逐漸演化為藥用<sup>[11]</sup>,成為中藥體系中的新增品種。
同時,隨著以消耗中藥原料形成的產(chǎn)業(yè)集群不斷擴(kuò)張和日益龐大,中藥資源深加工產(chǎn)業(yè)化過程中產(chǎn)生的廢渣、廢水、廢氣等廢棄物大量排入生態(tài)環(huán)境中造成了一系列的環(huán)境問題。但這些由藥渣、廢水形成的廢棄物是基于該品種生產(chǎn)過程未加以回收利用,或未形成循環(huán)利用的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,未形成有效的再利用資源產(chǎn)業(yè)鏈而言的。就資源學(xué)認(rèn)識角度,廢棄物只是放錯了地方的資源,若能采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的理念,融入現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)要素,發(fā)掘其資源價(jià)值并進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化利用和產(chǎn)業(yè)化開發(fā),這些產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的廢棄物仍然是值得進(jìn)一步開發(fā)利用的可利用資源,需要全社會和相關(guān)行業(yè)加以關(guān)注和投入。
由此表明,隨著社會與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們資源觀念的更新,資源產(chǎn)業(yè)化過程廢棄物的循環(huán)利用將受到全社會的廣泛關(guān)注和有力推動。通過科技創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展,實(shí)現(xiàn)多學(xué)科、多領(lǐng)域適宜技術(shù),尤其是生物工程技術(shù)的集成應(yīng)用,將有效促進(jìn)中藥廢棄物中資源性化學(xué)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移,提升資源利用效率,延伸資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。針對具有一定資源化潛力的中藥廢棄物,可通過微生物、細(xì)胞、酶等生物轉(zhuǎn)化,發(fā)酵轉(zhuǎn)化技術(shù)等<sup>[12-13]</sup>;或可采用提取富集、化學(xué)轉(zhuǎn)化等適宜技術(shù)加工處理,使其轉(zhuǎn)化為利用價(jià)值較高的資源性物質(zhì),以提高產(chǎn)品附加值,充分挖掘中藥廢棄物的資源化潛力;或通過技術(shù)革新或技術(shù)集成,提升資源性物質(zhì)的利用效率等,實(shí)現(xiàn)中藥資源的循環(huán)利用和可持續(xù)發(fā)展<sup>[14]</sup>。通過倡導(dǎo)和推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和生產(chǎn)方式,將可在中藥資源產(chǎn)業(yè)鏈過程中節(jié)約大量的生物資源、水土資源、勞動力資源、環(huán)境成本資源等社會資源和生產(chǎn)力要素,將對我國醫(yī)藥行業(yè)的科技進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益的整體提升起到不可估量的戰(zhàn)略性貢獻(xiàn)<sup>[15-16]</sup>。
4基于化害為利的資源化策略,研究揭示外來入侵生物資源的藥用及多途徑利用價(jià)值并加以有效利用,轉(zhuǎn)化和豐富我國藥物資源體系
外來入侵植物(alien invasive plants)是世界各國資源經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展所面臨的共同問題,是國家貿(mào)易綠色技術(shù)壁壘,是實(shí)現(xiàn)國家生態(tài)安全戰(zhàn)略目標(biāo)的主要障礙<sup>[17-20]</sup>。近年來,隨著我國對外開放及其人員、商貿(mào)、旅游等交流的通道和方式的紛繁復(fù)雜,以不同目的、各種途徑進(jìn)入我國的生物種類與日俱增。據(jù)中國科學(xué)院植物研究所的調(diào)查數(shù)據(jù),我國的外來入侵植物共有107種75屬,其中約有58%是以食用、藥用以及農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)等目的主動引進(jìn)或是被動接受的。這些外來生物資源種群中部分已成為經(jīng)濟(jì)作物得以發(fā)展,產(chǎn)生了一定的資源價(jià)值。許多物種在入境時表現(xiàn)為中性,甚至良性,而當(dāng)它們離開原來的生態(tài)系統(tǒng)后,在新生態(tài)系統(tǒng)中缺少了原系統(tǒng)中其他物種和天敵的制約,表現(xiàn)為生機(jī)盎然,甚至瘋長蔓延成災(zāi),對我國的生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人類健康產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響,迫使人們采用強(qiáng)制清除的手段,或是簡單、低附加值的利用策略。分析表明,部分外來入侵生物在其原產(chǎn)地就具有藥用價(jià)值,或是我國藥用生物資源的近緣種,有的已經(jīng)成為常用藥材。因此基于中藥資源化學(xué)的研究思路和方法,開展其資源化利用研究,不僅可拓寬外來入侵生物治理渠道,降低治理成本,變被動防治為主動利用,實(shí)現(xiàn)其資源化開發(fā),化害為利,變廢為寶<sup>[21]</sup>。
4.1選擇為害嚴(yán)重的生物資源類群,開展系統(tǒng)的資源化學(xué)研究,為開發(fā)利用提供支撐外來入侵生物的資源化可看作一個涉及經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會效益等多個目標(biāo)的連續(xù)過程,在其資源化過程中經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)和環(huán)境效益目標(biāo)之間的權(quán)衡及其動態(tài)演變特性決定著資源化模式及其合理性。因此,依據(jù)外來入侵生物的所含物質(zhì)的化學(xué)組成與資源化潛力,可分門別類制定資源化利用策略。如對外來入侵植物可經(jīng)簡單加工處理實(shí)現(xiàn)飼料化、肥料化、材料化或直接燃燒等方式的粗放低值資源化利用;針對具有一定資源化潛力的外來入侵植物,通過生物轉(zhuǎn)化等適宜技術(shù)加工處理,使其轉(zhuǎn)化為利用價(jià)值較高的資源性化學(xué)物質(zhì),實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)化增效資源化利用;也可利用化學(xué)分離技術(shù)獲得具有潛在開發(fā)價(jià)值的資源性化學(xué)成分,利用現(xiàn)代生物技術(shù)將外來入侵植物資源轉(zhuǎn)化為具有生物功能的資源性化學(xué)物質(zhì),實(shí)現(xiàn)其精細(xì)高值資源化利用。最終實(shí)現(xiàn)對外來入侵植物的分類、系統(tǒng)利用。充分有效地利用入侵植物將其加工轉(zhuǎn)化,不僅對合理利用生產(chǎn)和生活資源、減少環(huán)境污染、改善生態(tài)環(huán)境具有十分重要的影響,而且對能源日益枯竭的今天具有重大意義。
4.2借鑒原產(chǎn)地應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),采用多途徑利用模式,形成特色資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)調(diào)查分析表明,部分外來入侵生物具有一定藥用價(jià)值的記載。因此,可借鑒該物種原產(chǎn)地及其他民族和區(qū)域的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和資源價(jià)值,開展驗(yàn)證性和拓展性研究,將其為我所用,豐富中藥及天然藥物資源寶庫。在闡釋其藥用功效的基礎(chǔ)上,揭示其可利用物質(zhì)及利用途徑,從資源植物、藥材、飲片、提取物、化學(xué)部位、活性化學(xué)成分多個層面實(shí)現(xiàn)其分級利用與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。依據(jù)該植物類群所處的系統(tǒng)分類學(xué)地位,也可通過比較性化學(xué)分析與生物活性評價(jià),以發(fā)現(xiàn)其作為替代資源的可能性和可行性,同時也可定向富集、分離其可利用化學(xué)組分,用于醫(yī)藥產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)提取物及化學(xué)對照物質(zhì)的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。
此外,依據(jù)原產(chǎn)地的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),也可采用生物農(nóng)藥化、飼料化、肥料化、能源化、基質(zhì)化及工業(yè)原料化等若干領(lǐng)域多途徑開發(fā)利用策略,挖掘其在生物農(nóng)藥、天然色素、生物質(zhì)能源、畜牧飼料、纖維材料及生態(tài)治理等方面的資源化潛力,以最終構(gòu)建其資源化系統(tǒng)利用模式,形成基于外來入侵生物治理與利用相結(jié)合的特色資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈<sup>[22-25]</sup>。
5基于化學(xué)成分結(jié)構(gòu)修飾策略,發(fā)掘和提升中藥資源性化學(xué)物質(zhì)的利用價(jià)值和潛在利用價(jià)值
當(dāng)前,人類發(fā)現(xiàn)新天然產(chǎn)物的能力已經(jīng)得到空前提高。然而,在種類和數(shù)量浩瀚如海的已知天然化合物中被人類利用的僅僅是極少部分,絕大多數(shù)天然產(chǎn)物在被發(fā)現(xiàn)之后并未得到有效利用,甚至被束之高閣。因此,基于合成化學(xué)及生物轉(zhuǎn)化技術(shù)已經(jīng)取得的進(jìn)展和科技成果,并結(jié)合中藥資源性化學(xué)成分利用過程中存在的問題,可對已有天然產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾或改造<sup>[26-27]</sup>,挖掘其利用價(jià)值,改善其利用效率,最終提升資源性化學(xué)成分利用價(jià)值和產(chǎn)業(yè)化效益。
5.1提供制藥原料和緊缺、難合成中間體目前,從天然產(chǎn)物中尋找活性先導(dǎo)物進(jìn)而創(chuàng)制新藥仍是全球藥學(xué)工作者孜孜以求的有效途徑之一,并已取得許多重要成果。由于多數(shù)天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,人工合成存在技術(shù)難度大、合成成本高等弊端。因此,基于中藥資源化學(xué)的研究技術(shù)與方法,從中藥資源生物中挖掘可供利用的資源性化學(xué)成分,采用化學(xué)/生物轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,制備成制藥原料或用于人工合成難以制備的醫(yī)藥中間體。如以存在于薯蕷科、百合科、玄參科、菝葜科、蒺藜科和龍舌蘭科等植物中的薯蕷皂苷類化學(xué)成分為原料,經(jīng)水解可制備成用于孕激素等甾體類藥物生產(chǎn)的重要原料,解決了甾體藥物制備過程中甾核結(jié)構(gòu)難以合成的問題。
5.2發(fā)現(xiàn)利用價(jià)值和附加值更高的半合成修飾產(chǎn)物以資源利用價(jià)值為導(dǎo)向,通過對中藥資源生物中的化學(xué)成分進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,使其轉(zhuǎn)化為資源價(jià)值更高的修飾產(chǎn)物,提高其資源效率。如通過結(jié)構(gòu)修飾一方面可使某些資源性化學(xué)成分轉(zhuǎn)化為活性更強(qiáng)或副作用更低的修飾產(chǎn)物;另一方面也可通過結(jié)構(gòu)修飾,改變其理化性質(zhì)進(jìn)而改善其物化穩(wěn)定性以及體內(nèi)動力學(xué)行為,最終達(dá)到增強(qiáng)其成藥性的目的。如以存在于中藥五味子中,具有保肝和降低轉(zhuǎn)氨酶作用的木脂素類資源性化學(xué)成分五味子丙素為原料,通過結(jié)構(gòu)修飾獲得其修飾產(chǎn)物聯(lián)苯雙酯,其活性遠(yuǎn)強(qiáng)于五味子丙素,現(xiàn)已開發(fā)為具有保肝降酶作用的臨床常用藥物;以苦豆子總生物堿為主要原料經(jīng)氧化修飾,使其中含有的苦參堿類資源性化學(xué)成分全部轉(zhuǎn)化為對乙型肝炎病毒活性更強(qiáng)的氧化苦參堿,從而開發(fā)為用于乙型肝炎治療的臨床常用藥物,提高了資源利用效率。此外,存在于中藥千層塔(蛇足石杉Lycopodium serratum)中的石杉堿甲(huperzine A) 為膽堿酯酶抑制劑,用于提高老年性癡呆的認(rèn)知能力,但由于其在體內(nèi)易被質(zhì)子化不利于透過血腦屏障,減少了腦內(nèi)分布影響了生物利用度。目前有研究對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修飾,獲得的修飾產(chǎn)物mimopezil血腦屏障透過率顯著增強(qiáng),進(jìn)入中樞后可水解釋放出原藥石杉堿甲,提高了石杉堿甲的利用效率。利用微生物Streptomyces griseus (ATCC-13273) 對青蒿素等的生物轉(zhuǎn)化研究,得到一個新化合物9α-羥基青蒿素,體外抗瘧實(shí)驗(yàn)表明該化合物具有抗惡性瘧原蟲FCC/HN的活性<sup>[28]</sup>。此外,還可利用微生物假單胞菌B1、毛霉、禾谷鐮刀菌定向的將喜樹堿轉(zhuǎn)化成10-羥基喜樹堿;利用微生物中的脫烷基化酶、羥化酶等使甲氧基喜樹堿、去氧喜樹堿轉(zhuǎn)化成喜樹堿、羥基喜樹堿等。
中藥資源化學(xué)研究思路與中藥資源循環(huán)利用發(fā)展框架見圖1。
6結(jié)語
中藥資源化學(xué)學(xué)科研究服務(wù)于中藥資源生產(chǎn)與利用全過程,以藥用植物、菌物、動物、礦物等再生和非再生資源為研究對象,從中藥資源生產(chǎn)和利用目的出發(fā),研究藥用資源生物體不同生長階段、不同組織器官中次生與初生代謝產(chǎn)物的生合成規(guī)律及其分布特征;研究生態(tài)環(huán)境諸因子影響資源性化學(xué)成分的積累動態(tài)與消長規(guī)律;研究瀕危、珍稀、緊缺中藥資源的替代和補(bǔ)償;挖掘中藥資源的多途徑、多層次、精細(xì)化利用價(jià)值和潛在價(jià)值;研究中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程產(chǎn)生的傳統(tǒng)非藥用部位及深加工產(chǎn)品制造過程產(chǎn)生的固液廢棄物等的循環(huán)利用與產(chǎn)業(yè)化;開展外來入侵藥用生物的轉(zhuǎn)化利用及其產(chǎn)業(yè)化等。其目的是科學(xué)合理的生產(chǎn)和利用中藥資源,經(jīng)濟(jì)有效的延伸和發(fā)展資源經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)中藥資源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
資源循環(huán)利用的核心目的是“變廢物為財(cái)富”。通過提高資源利用效率,從源頭減少廢棄物的排放,實(shí)現(xiàn)物盡其用的目的,構(gòu)建經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與資源、環(huán)境相互協(xié)調(diào)和良性循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系和發(fā)展方式。中藥資源的循環(huán)利用將推進(jìn)我國中藥資源產(chǎn)業(yè)向著節(jié)約資源和環(huán)境友好的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)模式轉(zhuǎn)變和發(fā)展。
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