环境生物技术.pptx

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1、（一）环境问题的由来（一）环境问题的由来 1、人与环境：2、环境问题的由来：环境问题可分为两大类，一类是环境污染，另一类是生态破坏。第1页/共109页（二）重大环境问题（二）重大环境问题1、温室效应与气候变暖：2、臭氧层的破坏：3、酸雨：4、有毒物质污染：5、生态环境破坏：第2页/共109页（三）环境问题的实质（三）环境问题的实质 两大类问题均是由于人类活动引起了环境质量下降。第3页/共109页二、环境科学的发展历史二、环境科学的发展历史 环境科学是在环境问题日益严重后产生和发展起来的一门综合性学科，目前此学科的理论和方法仍在发展中。其发展史可分为相关学科的探索和环境学科作为一门综合性学科的形

2、成两个发展阶段。1、相关学科的探索：2、环境科学的形成与发展：第4页/共109页第二节第二节 生物技术的学科体系与发展简史生物技术的学科体系与发展简史 生物技术的概念最初由匈牙利工程师Karl Eveky于1917年提出的，即利用生物将原料转化为产品。1982年国际合作及发展组织的定义：生物技术是应用自然和科学及工程学的原理，依靠微生物、动物、植物体作为反应器，将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术。这一过程称为生物反应过生物反应过程程（bio-process）。一、生物技术的定义一、生物技术的定义第5页/共109页 它包括基因工程、酶工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等技术。1、基因工程

3、：、基因工程：2、酶工程：、酶工程：3、细胞工程：、细胞工程：4、发酵工程：、发酵工程：5、蛋白质工程：、蛋白质工程：第6页/共109页二、生物技术的发展二、生物技术的发展 1、传统生物技术、传统生物技术 2、现代生物技术：、现代生物技术：3、研究内容：、研究内容：第7页/共109页第三节第三节 环境生物技术环境生物技术 一、环境生物技术的基本特征一、环境生物技术的基本特征 发酵工程是生物技术中最早涉足环境保护领域的工程技术。如利用农业废物沤制堆肥，活性污泥法处理废水经过了80年的历程。近80年来现代生物技术的多数内容都已渗入到环境工程领域。第8页/共109页二、环境生物技术的研究内容与层次二

4、、环境生物技术的研究内容与层次 1、环境生物技术涉及的学科：、环境生物技术涉及的学科：2、层次：、层次：3、研究内容：、研究内容：第9页/共109页思考题思考题：1、环境问题是如何产生的？当前存在的环境问、环境问题是如何产生的？当前存在的环境问题有哪些？题有哪些？2、简述生物技术的定义并说明它是有哪几大工、简述生物技术的定义并说明它是有哪几大工程构成的，生物技术的发展经历了几个阶段？程构成的，生物技术的发展经历了几个阶段？3、简述环境生物技术的研究内容与层次。、简述环境生物技术的研究内容与层次。第10页/共109页第二章第二章 环境生物技术的生物学基础环境生物技术的生物学基础 21 微生物学基

5、础知识微生物学基础知识 211微生物的类群 微生物是指形体微小、结构简单，需要借助于显微镜才能看到的一群低等的单细胞或多细胞生物，有的甚至没有细胞结构。微生物的类群比较繁杂，主要包括原核细胞微生物(细菌、放线菌、光合细菌、立克次氏体、衣原体、支原体等)、真核细胞微生物(真菌、霉菌、酵母菌、藻类、原生动物等)以及显微非细胞结构的病毒等。第11页/共109页1原核细胞微生物原核细胞微生物（1）细菌）细菌（2）放线菌）放线菌（3）光合型原核生物）光合型原核生物（4）其他原核生物）其他原核生物 第12页/共109页2真核细胞微生物真核细胞微生物（1）真菌 1）霉菌 2）酵母菌（2）藻类（3）原生动物（

6、4）微型后生动物 第13页/共109页3显微非细胞微生物显微非细胞微生物 第14页/共109页2.1.2 微生物的营养微生物的营养 1、微生物细胞的化学组成、微生物细胞的化学组成 2微生物的营养物质及其生理作用微生物的营养物质及其生理作用 碳源碳源 氮源氮源 无机盐无机盐 水水生长素生长素 第15页/共109页3微生物的营养类型微生物的营养类型微生物的营养类型可分为：微生物的营养类型可分为：光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型光能自养型、光能异养型、化能自养型、化能异养型4类类 第16页/共109页213 微生物的代谢微生物的代谢 第17页/共109页22 酶学基础知识酶学基础知识

7、哪里有生命，哪里就有酶的存在和作用。生物的生哪里有生命，哪里就有酶的存在和作用。生物的生长发育、繁殖、营养物的吸收、遗传、运动，呼吸作用、长发育、繁殖、营养物的吸收、遗传、运动，呼吸作用、光合作用等都是在酶的作用下进行的。酶是传递电子、光合作用等都是在酶的作用下进行的。酶是传递电子、原子或化学基团的生物催化剂。原子或化学基团的生物催化剂。221 酶的分类酶的分类 目前已知的酶多达2200种以上。根据酶所能催化反应的类型，可将酶分成6大类，即氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶、合成酶。第18页/共109页222 酶催化反应的特点酶催化反应的特点 1酶催化反应的共性 2酶催化反应的特性 第

8、19页/共109页223 酶蛋白的结构与功能酶蛋白的结构与功能 1酶蛋白的结构 2酶蛋白结构与功能的关系 第20页/共109页224 酶与细胞的固定化技术酶与细胞的固定化技术 1制备固定化酶的依据 2固定化酶的制备方法 3固定化细胞的技术与特点 4固定化技术在废水处理中的应用(1)污染物处理（2)环境监测 第21页/共109页23 生态学基础知识生态学基础知识 在环境生物技术学科体系中，环境污染和生物修复技术及污染物治理需要运用生态系统的基本原理，或构造人工生态系统达到污染物去除和生物修复的目的，生态恢复技术和生态环境保护更是离不开生态系统的功能和作用。第22页/共109页231 生态系统及其

9、基本特性生态系统及其基本特性 1生态系统的基本概念 生态学概念最早于1866年由德国人海克尔(EHaeckel)提出。现在的简明定义是：生态学是研究生物与环境之间相互关系，以及生物与非生物之间相互关系及其作甩机理的一门科学。2生态系统的组成。3生态系统的基本特点 第23页/共109页232 生态系统的基本结构与主要功能生态系统的基本结构与主要功能 1生态系统的基本结构 2生态系统的主要功能 2.3.3 生物系统的环境功能与自净作用生物系统的环境功能与自净作用 第24页/共109页第三章第三章 环境生物技术的理论基础环境生物技术的理论基础 环境污染物的微生物学处理过程都在反应器生态系环境污染物的

10、微生物学处理过程都在反应器生态系统中进行。在反应器生态系统中，主要有生态计量学、统中进行。在反应器生态系统中，主要有生态计量学、生化反应动力学、生化反应热力学。当反应器生态系统生化反应动力学、生化反应热力学。当反应器生态系统中的反应体系是悬浮液时，还存在流变流体动力学。中的反应体系是悬浮液时，还存在流变流体动力学。第25页/共109页31 生化反应计量学生化反应计量学 311 原子矩阵法 在化学反应过程中，反应物系中各组分量的变化必定服从一定的计量关系。这种化学计量关系是进行反应器物料衡算的基础，对确定反应器的进料配比、产物组成以及工艺流程和化学反应的优化控制等均有重要意义。传统化学计量方法主

11、要有化学计量系数矩阵法和原子矩阵法。对于有微生物参加的生化反应，其计量关系相当复杂，可以用原子矩阵法予以估计和确定。第26页/共109页3.1.2 电子流守恒原理与电子计量学方法电子流守恒原理与电子计量学方法 原子矩阵法虽可以保证生化反应在元素上的平衡并得到反应物与生成物变化量之间的计量关系式，但考虑到生化反应从本质上说是一种氧化还原反应，存在着电子流的传递，因此，应该进一步考虑电子流的平衡。1.生化反应的电子流守恒原理 2.生化反应的电子计量学方法 生化反应由两部分组成，一部分是细胞合成，另一部分是能量代谢。第27页/共109页313 好氧过程的生化反应计量学好氧过程的生化反应计量学 314

12、 厌氧过程的生化反应计量学厌氧过程的生化反应计量学 1有机物的厌氧消化过程 2生物反硝化过程 3.硫酸还原过程 4生物发酵过程 第28页/共109页32 生化反应动力学生化反应动力学 321 反应速度与反应级数 生物化学反应是一种以酶为催化剂的化学反应。它和其他化学反应一样，都在反应器里进行。因此，反应器里反应速度的快慢是极为重要的问题，是生化反应动力学从生化反应工程一开始就受到重视的原因。在生化反应动力学中，首要的任务是确定各种因素(如浓度、温度、催化剂等)对反应速度的影响，其次是研究各种反应的机理。在环境生物技术领域中，生化反应动力学研究的重点是反应速度与环境因素之间的关系。1反应速度 2

13、.反应级数 第29页/共109页322 酶促反应动力学酶促反应动力学 生物化学反应基本上有两种情况。一种是使底物在酶的作用下进行反应，如异构糖的生产、无侧链青霉素的制造、淀粉以及有机垃圾的液化等。另一种是利用细胞中的酶系通过细胞培养过程使培养基中的物质进入细胞进行复杂的生化反应转化成新的细胞及其代谢产物。第30页/共109页1.单底物酶促反应 2、底物抑制酶促反应动力学 3、抑制剂的影响 4双底物酶促反应 第31页/共109页323 分批培养生化反应动力学分批培养生化反应动力学 1细胞生长动力学与Monod方程 细胞的分批培养是一种间歇培养方式。一般经历延迟期、指数生长期、减速期、静止期和衰亡

14、期等阶段 第32页/共109页3.2.4 废水生物处理生化反应动力学废水生物处理生化反应动力学 1.推导废水生物处理教学模式的假设 2.微生物的净增长与底物降解 3.微生物的平均停留时间()6反应器负荷率与 的关系第33页/共109页325 生物膜生化反应动力学生物膜生化反应动力学 1生物膜的特点与增长阶段 按照污水处理生物反应器中微生物的生长状态，污水生物处理可划分为悬浮生长工艺和附着生长工艺，前者是活性污泥法，后者是生物膜法。2.生物膜增长动力学 3底物去除动力学 第34页/共109页3.3 生化反应热力学生化反应热力学 3.3.1 热力学第三定律热力学第三定律 1.吉布斯自由能2.反应方

15、程式的自由能计算 第35页/共109页第四章第四章 环境污染治理基因工程技术环境污染治理基因工程技术 41 细胞学说与分子生物学 411 细胞学说与基因学说 细胞(cell)是生命活动的基本单位。一切有机体均由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位。细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，所以细胞是代谢与功能的基本单位。另外，细胞是有机体生长发育的基础，是遗传的基本单位，具有遗传的全能性。可以说，没有细胞就没有完整的生命。第36页/共109页412遗传的分子基础遗传的分子基础 1遗传学说的3大理论发现 2DNA的分子结构 3.基因的表达与调控 4基因突变 第37页/共109页413 DNA重组技术重

16、组技术 1自然界生物的基因重组 2.DNA重组技术 第38页/共109页42 细胞融合技术与环境污染治理细胞融合技术与环境污染治理 421细胞融合技术 细胞融合技术实际上是原生质体的融合技术。原生质体融合是细胞遗传重组的最简便方法，优点很多，特别是对于不具有结合作用的细胞或对其感受态尚不了解的细胞，只需除去细胞壁，将原生质体融合，便可实现核融合。1原生质体融合的基本过程 2.不同细胞原生质体融合技术的特点 第39页/共109页422细胞融合技术构建环境工程菌举例细胞融合技术构建环境工程菌举例 1纤维素降解菌原生质体融合 2芳香族降解菌的构建 第40页/共109页43 基因工程与环境污染治理基因

17、工程与环境污染治理 基因工程自20世纪70年代诞生以来，得到了迅速发展，其应用领域非常广泛，主要涉及基因工程药物、基因治疗、转基因植物，转基因动物，环境污染治理等。431 环境工程微生物的分子生物学研究 432 环境工程基因工程菌的研究开发 1转移质粒法2改变基因法 433非生物污染物质的基因工程菌开发 第41页/共109页4.4 基因工程技术中的安全性问题基因工程技术中的安全性问题 第42页/共109页第五章第五章 微生物的固定化技术微生物的固定化技术 固定化微生物技术是20世纪60年代开始迅速发展的一项新技术，它是通过采用化学或物理的手段将游离细胞或微生物定位于限定的定向区域内，使其保持活

18、性并可反复利用。该技术在废水处理中应用有以下几个特点：（1）能在生物处理装置内维持高浓度的生物量，提高处理负荷、减少处理装置容积；（2）污泥产量少，易于实现固液分离；（3）可选择性地固定优势菌种，提高降解有机物的降解效率；（4）抗毒物毒性强；（5）对水质及PH的变化有较好的稳定性。第43页/共109页一、细胞固定化技术一、细胞固定化技术 细胞固定化技术是常用的微生物固定化技术，它是将细胞固定在载体上使其高度密集，并保持生物活性功能，在适宜的条件下还可以满足应用需要的生物技术。（一）细胞的固定化方法：无固定分类标准，包括吸附、包埋、交联、截留法。1、吸附固定化法：1）物理吸附法：2）离子结合法：

19、第44页/共109页2、包埋固定化法：3、交联固定法：4、载体截留固定法：第45页/共109页（二）固定化细胞动力学：固定化细胞生长动力学与悬浮（二）固定化细胞动力学：固定化细胞生长动力学与悬浮生长动力学差异较大，主要是由于物质传递现象不同造成生长动力学差异较大，主要是由于物质传递现象不同造成的。的。1、微生物悬浮生长动力学：悬浮生长的培养方式分为间歇培养、补料分批培养和连续培养。1）间歇培养：2）补料分批培养：3）连续培养：2、固定化细胞动力学 1）效率因子：2）固定化细胞稳定动力学：固定化反应系统是多相系统，应包括以下步骤：第46页/共109页基质从流体主体向固定化颗粒表面传递，简称液固传

20、质。基质从外表面向固定化颗粒内表面传递。基质的降解。代谢产物从固定化颗粒的内表面向外表面传递。代谢产物从固定化颗粒的外表向流体主体传递。第47页/共109页（三）细胞固定化的影响因素：细胞、载体、环境三个方面（三）细胞固定化的影响因素：细胞、载体、环境三个方面 1、细胞的影响 2、载体的影响：3、环境的影响 第48页/共109页（四）固定化细胞的性能评价 1、细胞的生物量：2、固定化细胞的活性：第49页/共109页二、固定化生物膜技术二、固定化生物膜技术 当微生物吸附到固体表面上形成小菌落并开始以固着方式生活时，形成了微生物群体组成的粘状物即生物膜（bilfilm），兼有活性污泥法与固定细胞法

21、二者的优点。(一)生物膜固定法 1、载体无机类载体：有机类载体：选择优良载体的原则 2、挂膜方法：第50页/共109页（二）生物膜形成机理：生物膜的积累形成是一系列物（二）生物膜形成机理：生物膜的积累形成是一系列物理、化学、生物过程的综合作用。理、化学、生物过程的综合作用。（三）生物膜的生物相（四）生物膜的除污机理（五）生物膜性能评价：（六）生物膜技术的应用 1、生物膜的活性：2、生物膜的质量：3、生物膜的厚度：4、生物膜结构：第51页/共109页第六章第六章 好氧活性污泥法处理废水好氧活性污泥法处理废水 活性污泥是由细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的具有很强吸附分解有

22、机物能力的絮状体颗粒。而活性污泥法就是以活性污泥为主体的污水生物处理技术。其原理就是通过充分曝气供氧，使大量繁殖的微生物群体悬浮在水中，从而降解污水中的有机污染物；停止曝气时，悬浮微生物絮凝体沉淀并与水分离，使污水得到净化、澄清。第52页/共109页 活性污泥系统主要由活性污泥反应器、曝气池、曝气系统、二沉池、污泥回流系统和污泥排放系统组成。按供氧方式分为鼓风曝气式和机械曝气式两类:一、好氧活性污泥的生物相 好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物与污水中有机和无机固体物混凝交织在一起形成絮状体或称绒粒 第53页/共109页（一）活性污泥中的微生物 1、细菌 2、真菌 3、微型动物

23、 4、微型藻类（二）活性污泥的性质 第54页/共109页二、活性污泥菌胶团的净化反应原理（一）菌胶团的形成 在活性污泥培养早期，可以看到大量新形成的典型菌胶团，呈大型指状、垂丝状、球状蘑菇形，具有很强吸附能力的菌胶团把废水中的杂质和游离细菌等吸附在其上，形成活性污泥的凝絮状。其形成有三种假说：1）荚膜学说 2）PHB学说 3）胞外聚合物学说 菌胶团有以下几个方面的作用：第55页/共109页（二）活性污泥的净化反应原理 1、絮凝吸附作用 1）活性污泥的活性 2）活性污泥的作用 3）影响活性污泥作用的因素：第56页/共109页2、活性污泥中微生物的代谢及其增殖规律 1）污泥中微生物的代谢 2）增殖

24、规律 3、活性污泥的凝聚、沉淀与浓缩 第57页/共109页（三）活性污泥的性能及质量的评价指标（三）活性污泥的性能及质量的评价指标（1）混合液悬浮固体浓度：（2）挥发性悬浮固体浓度（3）污泥沉降比（SV）（4）污泥容积指数 第58页/共109页三、活性污泥反应动力学三、活性污泥反应动力学 活性污泥反应动力学是以酶工程的(Minchaelis-Mentou)和生化工程的（Monod）方程为基础，在20世纪50-60年代发展起来的，通过数学式定量或半定量地揭示活性污泥系统内有机物降解。污泥增长耗氧等作用与各项设计参数、运行参数及环境因素之间的关系对优化工程设计和运行管理有一定指导意义。第59页/共

25、109页(一)劳伦斯-麦卡蒂模式的基础概念 1、微生物比增殖速率和比基质降解率 2、污泥平均停留时间（二）劳伦斯-麦卡蒂模式的基本方程式 第60页/共109页四、活性污泥净化反应的影响因素四、活性污泥净化反应的影响因素（一）营养物质（二）溶解氧（三）PH值（四）温度（五）有毒物质（六）有机负荷率 第61页/共109页五、污泥膨胀的原因与对策五、污泥膨胀的原因与对策（一）污泥膨胀的原因 1、丝状细菌的大量繁殖：2、环境因素的促进作用：1）温度 2）溶解氧 3）PH 3、污水水质的影响 1）可溶性有机物及种类：第62页/共109页2）有机物浓度 高负荷缺氧说：低负荷说：冲击负荷说：3）N、P等营养

26、物质：4）痕量金属：第63页/共109页（二）污泥膨胀的控制方法 1）投加某种物质来增加污泥密度或杀死过量的丝状菌 2）调节废水的营养比例：3）改变曝气池结构 4）改变进水方式和流态：5）控制池内容解氧：6）避免污泥的早期消化：第64页/共109页第七章第七章 厌氧活性污泥法生物处理废水厌氧活性污泥法生物处理废水 厌氧生物处理技术是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下，把有机物转化为无机物和细胞物质的过程，是一种成本很低的废水处理技术，是把废水的处理和能源的回收利用相结合的一种技术。一、厌氧生物处理废水的生物相一、厌氧生物处理废水的生物相 厌氧消化是自然界中富营养化的湖泊和被污染的

27、河底中常见的一种现象，在厌氧环境中必定存在各种厌氧微生物。与好氧反应相比，厌氧反应微生物数量较少，但种类却比较丰富。厌氧生物处理的细菌可分为产酸菌与产甲烷菌两大类。第65页/共109页（一）产酸菌 1、产酸菌的种类：2、产酸菌的形态与性质：（二）产甲烷菌 1、产甲烷菌的种类：2、产甲烷菌的数量：3、产甲烷菌的形态与性质：第66页/共109页（三）厌氧微生物群体间的关系：相互依赖、相互制约（三）厌氧微生物群体间的关系：相互依赖、相互制约 1、产酸菌为产甲烷菌提供生长和产甲烷所需要的基质：2、产酸菌为产甲烷菌创造适宜的厌氧还原条件：3、产酸菌为产甲烷菌清除有毒物质：4、产甲烷菌为产酸菌的生化反应解

28、除反馈抑制：5、产酸菌和产甲烷菌共同维持环境中适宜的PH值：第67页/共109页二、厌氧生物处理废水的净化反应原理二、厌氧生物处理废水的净化反应原理 厌氧生物处理废水其过程分为水解、发酵、产乙酸和产甲烷4个阶段。（一）水解阶段（二）发酵阶段 1、糖的分解：2、氨基酸的分解：3、较高级的脂肪酸遵循氧化机理进行生物降解 第68页/共109页（三）产乙酸阶段：（四）产甲烷阶段：（五）缺氧条件下的其他生物降解作用 1、含硫酸盐或亚硫酸盐废水的厌氧反应器：2、脱氮作用：第69页/共109页三、厌氧处理废水动力学三、厌氧处理废水动力学（一）水解阶段不溶性底物的转化速率（二）溶解性废物的转化速率与细胞产率

29、第70页/共109页四、厌氧处理废水的影响因素四、厌氧处理废水的影响因素（一）温度：（二）PH值（三）营养物与微量元素：（四）有毒物质：（五）氧化还原电位：第71页/共109页五、固定化颗粒污泥的形成机理五、固定化颗粒污泥的形成机理（一）污泥颗粒化污泥颗粒化的定义：在上流式厌氧污泥床(UASB)反应器内，厌氧污泥可以以絮状的聚集体（絮状污泥）或直径0.5-0.6mm的球形、椭圆形颗粒污泥形态存在。1、颗粒污泥：Alphenaar将颗粒污泥定义为具有自我平衡能力的微生物系统。主要特征主要特征是它具有较高的沉降速度和高比产甲烷活性。2、污泥颗粒化：在厌氧反应器内颗粒污泥形成的过程称为污泥的颗粒化

30、第72页/共109页（二）颗粒污泥的性质和基本组成 1、性质：2、组成：（1）无机成分：（2）有机成分：（三）颗粒污泥的微生物相：（四）颗粒污泥的结构：第73页/共109页（五）污泥颗粒化过程 1、颗粒化机理：（1）晶核假说：（2）无机作用假说：（3）胞外聚合物（ECP）假说：（4）选择压学说：第74页/共109页2、颗粒化过程：颗粒化过程是单一分散的厌氧微生物聚集生长成为颗粒污泥的过程，它的持续时间较长且过程复杂。由多个阶段组成：细菌与基体（有机、无机材料）、的吸引粘连，微生物聚集体的形成，成熟污泥的形成等。第75页/共109页（六）影响颗粒污泥形成的因素：主要因素是废水组成和操作 1、负荷

31、 2、水流与产气 3、水力停留时间（HRT）和上流速度 4、悬浮物 5、产酸菌（七）污泥颗粒化的优点 第76页/共109页第八章第八章 环境污染生物修复技术环境污染生物修复技术 81 生物修复技术与生物恢复 811生物修复技术的基本概念 生物修复生物修复(bioremediation)，也称生物整治、生物补救，是指利用微生物、植物或动物，吸收、转化受污染场地(水体、土壤)中的有机污染物或其他污染物，去除其毒性，使受污染场地恢复生态功能的一种生物处理过程。生物恢复生物恢复(biorestoration)是指向受污染场地添加营养物和氧，利用土著微生物分解有害物质的生物修复过程。生物恢复是生物修复方

32、法的一种。第77页/共109页812生物修复技术的分类 大致分为两大类，一是原位生物修复，另一个是异位生物修复。813应用生物修复的条件与优点 1.用生物修复解决受污染场地的污染问题，应具备一定的条件 2.主要优点是 第78页/共109页814生物修复的影响因素与基本措施 1用于生物修复的生物种类在生物修复中起主要作用的是微生物和植物。(1)土著微生物(2)外来微生物(3)基因工程菌(4)植物及超积累植物 第79页/共109页2生物修复的影响因素(1)非生物因素(2)营养物质(3)电子受体(4)复合基质(5)微生物间的协同作用(6)捕食作用(7)植物根系的影响 第80页/共109页3生物修复的

33、基本措施(1)接种微生物或引种超积累植物(2)添加营养物(3)提供电子受体(4)提供共代谢底物以诱导共代谢酶产生(5)添加表面活性剂 第81页/共109页82生物修复技术的主要工艺 生物修复技术的主要工艺可分为2种，即原位处理、异位处理。821原位生物修复工艺 822异位生物修复工艺 第82页/共109页83水体污染的生物修复技术 831地下水污染的特征与危害 1地下水污染物的分布与特征 2地下水污染的危害 832地下水污染的生物修复技术 1地下水生物修复的微生物学原理 2地下水生物修复技术工艺 第83页/共109页833地表水污染的特征与危害 1水体污染物与来源 2地表水污染的特征与危害(1

34、)湖泊水库的污染特征及危害(2)河流污染的特征及危害 第84页/共109页834地表水污染的生物修复技术 1湖泊水库水环境的生物修复技术 水体修复技术可分为4种类型。(1)控制营养物质来源的技术(2)控制藻类和植物的技术(3)水动力学修复技术(4)消除内源污染技术 2河流水体的生物修复技术 第85页/共109页84土壤污染的生物修复技术 841土壤污染的特征与危害 842土壤污染的堆肥法生物修复技术 843土壤污染的植物修复技术 1植物修复技术的方式与特点(1)植物萃取技术(2)植物降解技术(3)植物固定化技术 第86页/共109页2重金属污染土壤的植物修复 3.有机污染物的植物修复（1）有机

35、污染物的直接吸收和降解（2）植物酶的作用（3）根际的生物降解作用 4放射性核素的植物去除 第87页/共109页844土壤中多环芳烃污染的生物修复技术 1土壤中多环芳烃的来源及污染特征 2多环芳烃的降解菌与降解基因 3堆肥法处理土壤中PAH的实验研究 第88页/共109页845土壤中含氯有机物的生物修复技术 1含氯有机物的来源与污染特点 2含氯有机物的生物降解机理 3氯酚类物质的生物降解 4多氯联苯的生物降解研究 5二口恶英的生物降解研究 第89页/共109页85石油污染的生物修复技术石油污染的生物修复技术 1降解石油的微生物 2影响石油降解的因素 3提高石油污染物修复的措施 第90页/共109

36、页第九章第九章 环境生物材料环境生物材料 本章主要介绍生物絮凝剂、可生物降解塑料、生物吸附剂及生物表面活性剂这4大环境生物材料的研究进展及应用。91微生物絮凝剂 911微生物絮凝剂的概念 第91页/共109页絮凝剂无机絮凝剂有机絮凝剂无机低分子絮凝剂无机高分子絮凝剂无机阳离子絮凝剂（如AlCl36H2O）无机阴离子絮凝剂（如CaO）（如PAS、PAC、PAFC）化合物合成高分子絮凝剂天然高絮凝剂阳离子型（如PAM）阴离子型（如聚丙烯酸钠）非离子型（如聚乙烯醇）（如纤维素、淀粉、环糊精）絮凝剂的种类絮凝剂的种类 在水处理工程中，广泛使用的絮凝剂有无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类，如图：第92页/共1

37、09页1微生物絮凝剂的主要成分与性质 2微生物絮凝剂产生菌的分类 第93页/共109页912微生物絮凝剂的产生与分离纯化 1微生物絮凝剂的发酵条件(1)培养基的组成(2)pH(3)温度(4)通气量(5)其他影响因素 第94页/共109页2微生物絮凝剂产生的基因调控 3微生物絮凝剂的分离与纯化 第95页/共109页913微生物絮凝剂的絮凝机理 1“桥联作用”机理 2“类外源絮凝聚素”假说 3“菌丝体外纤维丝”学说 第96页/共109页914微生物絮凝剂的应用 1微生物絮凝剂的絮凝条件(1)微生物絮凝剂分子特性对絮凝活性的影响(2)絮凝条件对絮凝活性的影响 第97页/共109页2.微生物絮凝剂的应

38、用（1）废水悬浮物的处理（2）废水脱色处理（3）乳浊液的油水分离（4）污泥处理（5）畜产废水处理（6）微生物絮凝剂在其他领域中的应用 第98页/共109页915微生物絮凝剂的研究趋势 微生物絮凝剂具有来源广泛、高效、安全、无毒、可生物降解等特点和优点，作为新一代水处理剂将具有广阔的应用前景，值得进一步研究开发。第99页/共109页92可生物降解塑料 可生物降解塑料的种类 塑料是一种密度小、强度高、耐腐蚀、价格低廉，具有广泛用途的材料，普通塑料是以合成树脂为主经化学合成而得。可降解塑料主要包括生物可降解塑料、光降解塑料、光一生物一化学组合可降解塑料、化学可降解塑料等4大类 第100页/共109页

39、93生物吸附剂 931生物吸附剂的种类 1生物吸附的基本概念 2生物吸附剂的种类 932生物吸附剂的制备 1细菌及真菌生物吸附剂的制备 2海藻生物吸附剂的制备 3壳聚糖吸附剂的制备 第101页/共109页933生物吸附剂的吸附机理 934生物吸附剂的应用 第102页/共109页9.4 生物表面活性剂 941 生物表面活性剂及其分类 942生物表面活性剂的性质 943生物表面活性剂的合成 944生物表面活性剂的应用 第103页/共109页第十章第十章 环境污染预防生物技术环境污染预防生物技术 环境污染，无论是水体、大气、土壤还是地下水，都包括预防和治理两个方面。环境污染物(水、气、固、噪声等)的

40、控制也包括预防和处理两个方面。101农药环境污染与生物农药开发概述 1011农药的分类与发展概况 第104页/共109页按主要防治对象分类杀虫剂杀螨剂杀线虫剂除草剂植物生长调节剂杀鼠剂按作用方式分类胃毒性农药触杀性农药内吸性农药薰蒸性农药特异性农药农药矿物源农药化学合成农药生物源农药按来源分类按化合物结构分类无机化合物有机合成农药抗生素天然有机物生物农药有机氮化合物有机磷化合物拟除虫菊酯氨基甲酸酯有机硫化合物酰胺类化合物有机金属化合物酰胺类化合物杂环类化合物苯氧羧酸类酚类化合物脲类化合物醚类化合物酮类化合物三氮苯类二氮苯类苯甲酸类脒类化合物香豆素类化合物其他第105页/共109页1012农药的作用及其对环境的污染 1013生物农药的分类及其特点 第106页/共109页102微生物农药1021细菌杀虫剂 1细菌杀虫剂的种类 2苏云金芽孢杆菌杀虫剂 3球形芽孢杆菌制剂 4日本金龟子芽孢杆菌和缓病芽孢杆菌制剂 第107页/共109页1022病毒杀虫剂 1023真菌杀虫剂 10.2.4线虫杀菌剂 第108页/共109页感谢观看！感谢观看！第109页/共109页