Основные направления инженерной защиты окружающей среды от загрязнения и других видов антропогенных воздействий — внедрение ресурсосберегающей, безотходной и малоотходной технологий, биотехнология, утилизация и обезвреживание отходов и, главное, — экологизация всего производства, при котором обеспечивалось бы включение всех видов взаимодействия с окружающей средой в естественные циклы круговорота веществ.
Под экологизацией понимают внедрение технологических и других решений, позволяющих наиболее эффективно использовать природные ресурсы и условия без нарушения качества природной среды. Технологические процессы, в которых в полной мере учитываются все взаимодействия с окружающей средой и приняты меры к предотвращению отрицательных последствий, называют: экологизированными. Подобно природной экологической системе, производственный экологизированный процесс, управляемый человеком, должен следовать биосферным законам и в первую очередь закону круговорота веществ.
Под безотходной технологией понимают такой способ производства, который обеспечивает максимально полное использование перерабатываемого сырья и образующихся при этом отходов. Более точным следует считать термин «малоотходная технология», так как в принципе полностью «безотходная» технология невозможна, ибо любая человеческая технология не может не производить отходы, хотя бы в виде энергии. Технологию, позволяющую получить минимум твердых, жидких и газообразных отходов, называют малоотходной, и на современном уровне развития научно-технического прогресса она является наиболее реальной.
Огромное значение для снижения уровня загрязнения окружающей среды, экономии сырья и энергии имеет повторное использование материальных ресурсов, т.е. рециркуляция. Начальным этапом этих комплексных мероприятий, нацеленных на создание в перспективе безотходных технологий, является внедрение оборотных, вплоть до замкнутых, систем водопользования.
В последние годы в экологической науке все больший интерес проявляется к биотехнологическим процессам, основанным на создании необходимых для человека продуктов, явлений и эффектов с помощью микроорганизмов. Применительно к охране окружающей человека природной среды биотехнологию можно рассматривать как разработку и создание биологических объектов, микробных культур, сообществ, их метаболитов и препаратов, путем включения их в естественные круговороты веществ, элементов, энергии и информации (В.П. Журавлев и др., 1995).
Биотехнология нашла широкое применение в охране природной среды, в частности, при разработке методов биологической очистки природных и сточных вод, в утилизации отходов.