Биотехнология должна помочь сельскому хозяйству получить продукты питания с минимальным применением средств химизации. На основе генетической и клеточной инженерии необходимо создать высокоурожайные, болезнестойкие сорта культурных растений, что позволит исключить ядохимикаты. Важное место здесь отводится клеточной инженерии и меристемной технологии. На основе достижений современной генетики и биотехнологии представляется возможным изменить потребительские свойства сельскохозяйственных продуктов с тем, чтобы отпала необходимость применять для корма животных и птицы различные добавки химического или микробного синтеза (кормовые дрожжи, лизин, витамины и др.), производство которых связано с определенной экологической опасностью. В качестве примера можно привести создание высоколизинового сорта ячменя в Дании (1995). Этот ячмень содержит 6 г/кг лизина (против 3,8 г/кг в обычном ячмене).

Следует расширить производство бактериальных удобрений (особенно нитрагина), биологических средств борьбы с болезнями растений и их вредителями, биологических консервантов кормов.

Для повышения плодородия почвы необходимо применять органические удобрения, компосты и обезвреженные путем метанового брожения жидкие отходы животноводческих ферм.

Биотехнология должна создать рациональные и безвредные для человека и среды процессы конверсии продуктов сельского хозяйства в более ценные товарные формы. То же касается химического сырья, которое можно превращать в биологически безвредные формы.

Биотехнология призвана сыграть значительную роль при создании безотходных технологий и, конечно, при разработке различных схем очистки производственных стоков и твердых отходов.

Однако нельзя забывать, что биотехнологические производства сами по себе могут быть опасными как для обслуживающего персонала, так и для потребителей продукции.

Достижения современной биологии дают новые эффективные средства индикации биологического загрязнения окружающей среды. Необходимо отметить методы, основанные на использовании моноклинальных антител, или иммуноферментные, а также электроды с иммобилизованными ферментами. Посредниками для индикации определенных соединений в воде или почве могут быть различные биологические объекты, которые аккумулируют эти вещества. Например, в печени рыбы накапливаются пестициды, тяжелые металлы, сбрасываемые в водоем, где обитает такой посредник.

Предприятия микробиологической промышленности по действующим в России правилам должны обеспечить такую обработку стоков, чтобы они отвечали установленным нормам.

Основные биотехнологические методы, которые могут быть применены для оздоровления и защиты окружающей среды, в том числе для обеспечения экологически чистого производства на самих биотехнологических предприятиях, представлены в таблице.

Биотехнологические методы защиты окружающей среды

Метод	Сфера применения или субстрат	Сущность метода
Создание безотходных технологических процессов	Народное хозяйство	Получение из отходов полезных продуктов или обезвреживание их
Создание препаратов для борьбы с возбудителями болезней человека и животных	Здравоохранение и ветеринария	Средства для диагностики, иммуностимуляторы, вакцины, антибиотики и др.
Создание растений, устойчивых к болезням и вредителям	Сельское хозяйство	Получение методами генетической и клеточной инженерии культурных растений, при возделывании которых отпадает необходимость использования ядохимикатов как средств борьбы против вредителей и болезней
Биологические методы борьбы с болезнями и вредителями растений	Сельское и лесное хозяйство	Специальные микробиологические или другие биологические препараты селективно уничтожают вредных насекомых, грызунов или возбудителей болезней
Бактериальные удобрения и стимуляторы роста растений. Создание культурных растений, способных фиксировать атмосферный азот без участия микроорганизмов	Сельское хозяйство	Перенос методами генетической инженерии в геном растений генов от микроорганизмов, определяющих фиксацию азота. Усиление биологической фиксации атмосферного азота, мобилизации фосфора; ускорение роста органов растений; снижение потребности в минеральных удобрениях
Аэробная биологическая очистка стоков	Коммунальные и производственные сточные воды	В аэротенках спонтанная микрофлора в присутствии кислорода утилизирует органические вещества стоков и накапливается биомасса – активный ил.
Аэробная биологическая очистка стоков	Коммунальные и производственные сточные воды	В метантенках анаэробная микрофлора утилизирует органические вещества, в том числе активного ила, полученного после аэробной обработки с образованием биогаза (95 % от переработанного органического вещества)
Селективная утилизация индивидуальных химических соединений стоков	Промышленные стоки	Специально адаптированные культуры микроорганизмов обычно в иммобилизованном виде утилизируют определенные вредные вещества (фенол, кислоты и др.)
Управляемое компостирование твердых отходов	Сельское хозяйство, городские свалки	При аэрации твердых отходов ускоренно происходит микробная деструкция части компонентов субстрата с образованием компоста
Детоксикация почвы от пестицидов и других химических загрязнений	Почва	Промыванием почвы и микробиологической обработкой промывных вод достигается утилизация вредных соединений, накапливающихся в почве при химизации сельскохозяйственного производства
Биосорбция металлов	Сточные воды	В специальных биофильтрах микроорганизмы селективно сорбируют из сточных вод определенные металлы, в том числе радиоактивные
Диагностика степени загрязнения среды	Сточные воды, почва, воздух	При помощи моноклональных антител или иммуноферментного анализа определяют присутствие вирусов и бактерий. При помощи ферментов контролируют присутствие в среде определенных веществ

Экологическая биотехнология бурно развивается, появляются системы для утилизации органических и неорганических веществ, загрязняющих среду и попадающих в нее с жидкими и газовыми выбросами. В аэробных и анаэробных условиях обычно с помощью иммобилизованных культур микроорганизмов в жидких стоках разрушают большое количество органических соединений. Примером может быть окисление сульфидов до сульфатов в жидких стоках аутотрофными бактериями Thiobacillus denitrificans. Процесс происходит в анаэробном биофильтре.

Учеными-биотехнологами разработана также биотехнологическая система для окисления металлов в грязеобразной среде с содержанием сухого вещества 10–30 %. Так, бактерии рода Leptespirillum окисляют ртуть, серебро, молибден, селен и др. Достаточно широко практикуют денитрификацию стоков, биологическую утилизацию фосфора и удаление из стоков углеводородов нефти.