第五章生物脱硫技术
主要内容
第一节概述
第二节化石燃料中硫的存在形式
第三节脱硫微生物
第四节微生物脱硫途径及机理
第五节生物脱硫工艺
第六节生物脱硫的工业应用
第一节概述
1、燃料脱硫的迫切性
煤碳和石油中含有无机硫和有机硫两大类含硫化合物，含硫量通常在0.25~7%之间，燃烧后产生二氧化硫，是形成酸雨的主要因素。
什么叫酸雨？平常的雨水呈何性？
酸雨是怎样形成的？
酸雨的定义
「酸雨」，顾名思义，雨是酸的。其正确的名称应为「酸性沉降」，它可分为「湿沉降」与「乾沉降」两大类，前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随著雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面者，后者则是指在不下雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。在化学上定义水之pH值等于七为中性，小於则是酸性。自然大气中含有大量二氧化碳，二氧化碳在常温时溶解於雨水中并达到气液相平衡后，雨水之PH值约为5.6，因此大自然的雨水是酸的；但是，在大自然中，仍存在其他致酸的物质，例如，火山爆发所喷出的硫化氢，海洋所释放出的二甲基硫，高空闪电所导致之氮氧化物等，均会使雨水进一步酸化，而酸硷值会降至 5.0 左右。因此，在1980 年代后期以来，许多国内外（包含环保署研究报告）研究者，已将所谓「酸雨」认知为当雨水酸硷值在 5.0 以下时，即确定受到人为酸性污染物的影响。因此，在环保署研究报告中，已统一雨水酸硷值达5.0以下时，正式定义为「酸雨」。例如，若以环保署台北酸雨监测站1990-1998 年之有效雨水化学分析资料为準，显示约九成降水天数的雨水pH值在5.6 以下，而酸雨发生机率则为七成五左右。
简单的说:任何形式的降水, 包括雪, 雨, 雹或微粒, 他们的含酸度(degree of acidity)高于大自然的正常情况. 这就是酸性沉降.
酸雨的危害
一、人类
酸雨对人类的影响，我們最直接的反应就是会〝禿头〞。此外，酸雨對人类最严重的副作用就是呼吸道方面的问題，例如会引起哮喘、干咳、头痛和眼睛、鼻子、喉咙的過敏。
酸雨的危害——生物
一般说来，酸雨的pH是在皮肤和胃肠系统允许范围内的，对人体不产生直接危害，而是以间接的方法，将河水中有毒全属如汞、铅、铬、铝或铜通过三条途径引入食物链危害人体：(1)酸雨使湖水或河水中的有毒金属化合物如甲基汞沉淀下来，留在饮水中或被鱼吸收，人通过吃鱼受害。
(2)在中和能力弱的土壤中，正常固定在土壤中的金属被酸雨洗涤，流入湖或河中，或渗入含水层，污染饮水水源。
(3)酸性强的饮用水浸蚀容器和管道的金属部分，增加饮水中的金属含量危及人体。如瑞典儿童饮用含铜量高的酸性水质而发生腹泻的症状。美国纽约州和宾夕法尼亚州饮水中的含铅
量已超过安全标准。另外，最近在如里福尼亚州的一次pH值为1.7的酸雾，使30多个跑步者中十多个人当场昏倒。
二、酸雨的危害——水体
1991~1992年在重庆污染重的南山和污染较轻的绍云山地区的一些小池塘中，对水体中的化学成分、浮游生物和底栖生物的现存量，物种数量等方面进行了监测和分析，结果表明，在城区和郊区的酸化小池塘中Al和SO42-的浓度比其它小池塘中要高，与其它小池塘水体相比，酸化小池塘中浮游生物的现存量低，目物种数量少，底栖生物中Oligochaeta的现存量减少，但是Chironomus的现存量增加，由此可见酸化水体对水生生态系统有很大影响，并使其功能造成明显变化。
三、酸雨的危害——建筑
酸雨首先使石灰石或石灰石质的石头(如大理石和粗陶土)受侵蚀，即使在湿度很小时也能如此。酸雨落在哪里，就腐蚀那里的建筑物、纪念碑、塑像、上下水道等。华盛顿附近的林肯纪念像自1992年以来已被酸雨侵蚀掉8毫米的大理石;法国鲁昂教堂表面受浸蚀，雕像的脸已无凹凸感，变成平脸;波兰克拉科夫币石像受到严重浸蚀，致使有的专家提出将其放入博物馆保藏。此外，又如挪威南部的下水道也已遭到酸雨的严重破坏。
四、酸雨的危害——森林
1992~1993年对马尾松针叶林和香樟常绿阔叶林进行了研究。由表看出，南山马尾松林和樟树常绿阔叶林与其他正常的林分相比树林净生产力要低得多，尤其马尾松林更甚。市内真武山马尾松针叶内积蓄S和F的量比郊区绍云山的高出2.3倍，由此可见，市区森林除了SO2外，氟化物对森林衰亡的影响也不容忽视。
树木和土壤
酸雨造成最严重的影响之一是在森林和土壤。酸雨号称“毁林杀手”，它能使森林在短期内枯死，这是因为树木維持生命所必須的鈣和鎂大量流失而枯死。同时连续的酸雨会使土壤酸化而不适宜作物的生长。在酸雨区域内, 湖泊酸化, 渔业减产, 森林衰退, 土壤贫脊, 粮菜减产, 建筑物腐蚀, 文物面目皆非。
酸雨的危害——森林
根据实验室内试验结果，马尾松幼苗在浓度为50ppb的SO2暴露下，十贡生长量就受到明显减少，土壤pH越低影响更甚。
酸雨的危害——农业
科学研究发现,在降水pH值小于4. 5的地区,马尾松林、华山松和冷杉林等会出现大量黄叶并脱落,森林大片死亡。不同树种对酸雨的敏感性和生态效应都存在很大的差异,酸雨对森林的影响在很大程度上是通过土壤的物理化学性质的恶化作用造成的,酸雨进入土壤后改变了土壤理化性质,间接影响植物的生长,如果酸雨直接作用于植物,将会破坏植物形态结构、损伤植物细胞膜、抑制植物代谢功能。此外,酸雨还影响种子的发芽率,研究表明当酸雨pH值<2.0时,种子发芽率急剧下降。此外,由于不同农作物对酸雨敏感程度不同,农作物产量受到的影响程度也存在很大的差别。由酸雨所造成的间接损失可能要比直接损失大的多。
酸雨如何形成的？
自然来源：火山爆发喷出大量硫化物，自然水域释放硫化氢，
动植物分解产生有机酸等都会使雨水的pH值降至5.0左右;
人为来源：
则为工业化后，燃料大量使用，燃烧过程中产生CO、SO2、NOX及悬浮固体物，排放至大气环境中，经光化学反应生成硫酸、硝酸等酸性物质使得雨水的pH值降低，形成酸雨。
化石燃料煤和石油中所含有的有机硫和无机硫是环境的重要污染源
严重性1998年我国有一半以上城市降水pH低于5.6。华中地区酸雨出现频率大于70%，降
水的年均pH低于5.0，酸雨面积占国土面积的30%，是继欧洲、北美后世界第三大中酸雨区。
迫切性随着能源危机的逐步加剧，开采高硫化石燃料成为必然。高硫化石燃料必须预先经过脱硫处理才能进一步使用。
炼油过程中物理和化学的除硫成本大
原油中大多数的H2S是在油井现场的油气分离过程中除去的。
在炼油厂采用催化裂解和加氢脱硫(HDS)过程，加热到350(C后蒸馏除去结合硫，但这些技术需高温、高压，且能耗大。
目前相当多的资金用于石油的物理化学法脱硫上，1993年全世界用于HDS过程的资金达250亿美元。
到下个世纪，随着需求的增加和低硫原油的耗尽，高硫原油将不断增加，因此石油脱硫成为必然。
具体措施：
1、调整能源结构，发展清洁能源。
2、优化能源质量，提高能源利用率，减少燃煤产生的二氧化硫和氮氧化物。
3、加强环境管理，强化环保执法，提高汽车尾气排放标准，严格控制二氧化硫的排放量。
4、研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备：
（1）原煤脱硫技术
（2）改进燃烧技术
（3）对煤燃烧后形成的烟气脱硫
2、脱硫的方法
A、物理、化学方法
又分为燃烧前、燃烧后。
如高温法，高温湿空气法，加氢脱硫法等。
又如燃烧后烟气脱硫技术等。
这些方法的缺点是需要高温、高压，能耗大，设备复杂，脱除率不高，对无机硫效果较好，对有机硫比较差，操作费用也较高。
炼油过程中物理和化学的除硫成本大
原油中大多数的H2S是在油井现场的油气分离过程中除去的。
在炼油厂采用催化裂解和加氢脱硫(HDS)过程，加热到350(C后蒸馏除去结合硫，但这些技术需高温、高压，且能耗大。
目前相当多的资金用于石油的物理化学法脱硫上，1993年全世界用于HDS过程的资金达250亿美元。
到下个世纪，随着需求的增加和低硫原油的耗尽，高硫原油将不断增加，因此石油脱硫成为必然。
B、生物脱硫
生物脱硫(Biodesulfurization,BDS)，包括无机脱硫和有机脱硫，是利用微生物细菌或其酶类使特定的脱硫反应过程加速，释放出硫，并保持烃类不受破坏的一种新脱硫技术。
常温操作（40-60度），常压，可将硫转化可溶性产品；投资少，条件温和，能耗较低，无污染，操作费用低。
C、生物脱硫技术的发展
生物脱硫的概念最早始于上世纪30年代。
1947年Clomer和Hinkle发现氧化亚铁硫杆菌，可以促进煤中黄铁矿氧；
1970s，Kargi发现嗜酸热硫化叶菌，可脱除煤中的10%无机硫；美国天然气研究所发现紫红
红球菌可以二苯并噻吩为生长基质，并且近年来发现有机溶机可加速其降解速率。
我国也有不少这方面的研究，但是总体技术与进展均不如国外发达国家水平。
D、生物脱硫存在的问题
目前石油产品生物脱硫的总除率，对于中度蒸馏石油是30%~70%、柴油是40%~90%、水化处理柴油为65%~70%、轻柴油是20%~60%、原油是25%~60%，还不能满足各种燃料所要达到的含硫水平，有待进一步提高。
第二节化石燃料中硫的存在形式
无机硫主要为含硫化物和硫酸盐，沥青中占6%，低硫煤为1%，高硫煤为6%。
有机硫的成分主要为噻吩类物质，如二苯并噻吩等。
一般以FeS2、DBT、H2S来表征无机硫、有机硫和工业脱除方法。
一、煤中硫的存在形式
二、石油中硫的存在形式
有机硫类型
有机硫化物包括硫醇、硫化物及含硫的杂环化合物如噻吩等，共分为13类,包括176种不同结构，其中噻吩含量最多。
第三节脱硫微生物
一、煤脱硫微生物
煤中有机硫和无机硫的脱除方式及脱硫微生是不同的，按脱硫微生物种类，可分为专性自养微生物、兼性自养微生物和异养微生物。
专性自养微生物是指嗜酸性微生物，主要为氧化亚铁硫杆菌，氧化换硫杆菌，氧化亚铁构端螺旋菌，将这些细菌混合使用，硫的脱除率可达90%。
兼性自养微生物为嗜热微生物，如硫化裂片菌属、酸热硫化裂片菌属、嗜酸硫杆菌等，可耐一定的高温（60-70℃可生长或起作用）。
异养微生物能将DBT和煤中噻吩环上硫脱除，转化为硫酸盐，如假单胞菌属、不动杆菌、根瘤菌、假单胞菌CB1等。
二、石油脱硫微生物
可断裂DBT中C-S键而不改变碳氢结构的玫瑰色红球菌；
可将DBT的C-S切断代谢为2-羟基联苯的红球菌属类，如红球菌属细菌UM3、UM9，红色红球菌属细菌D1和NI-36、棒杆菌属细菌SYI、嗜热菌AII-2、Gordona细菌CYKSI和诺卡氏菌CYKS2等。
第四节微生物脱硫途径及机理
煤和石油都可作为微生物的基质，但煤是固体，而石油和水不互溶，因此生物脱硫必须使微生物有机会能与其紧密接触。
一、无机硫脱除途径
一般认为微生物对黄铁矿脱硫有两个作用：1）微生物的生化反应有助于硫化物在水中的溶解，称为细菌浸出脱硫；2）改变矿物表面性质使黄铁矿溶于水中，称为微生物助浮脱硫。1）微生物浸出脱硫法机制
利用某些嗜酸耐热菌在生长过程消化吸收FeS2等作用，从而促进黄铁矿氧化分解与脱除，硫的脱除率可达90%，但时间较长。
2）微生物助浮脱硫法的原理
将氧化铁硫杆菌应用于煤的浮选体系中，因为微生物的亲水性和微生物的迅速粘附，黄铁矿表面由疏水性变亲水性。因此在煤的浮选过程中，黄铁矿不能附着在空气泡上，而沉降。
二、有机硫脱除途径
大多数微生物对脱除无机硫及非杂环硫较有效，对杂环硫的脱除效果甚微，主要靠微生物中
的酶对C-S键的断裂作用。
理想的脱硫途径是只断裂C-S键，而不断裂C-C键。
三、生物降解有机硫的机理
1、有氧脱硫机理
硫酸盐还原酶可以在无氧条件下一步脱去硫，但是由于对DBT脱硫产率不高，目前还未有应用价值。
在有氧条件下，很多种微生物可选择性地脱除DBT中硫并将其转化为亚硫酸盐和硫酸。
典型的微生物为Rhodococcus IGTS8。
IGTS8脱硫遵循两条不同途径：
A）将DBT过氧化转化为DBT亚砜和DBT砜，再时一步被亚硫酸水解酶转化为HBP和亚硫酸盐；
B）DBT-砜被磺酸水解酶诱导氧化为2-羟基联苯和亚磺酸苯盐后，进一步转化为HBP
2、酶生物催化剂的脱硫机理
天然的红球菌属微生物可以将DBT中硫脱除后，还可脱除4,6-二乙基二苯并噻吩中的硫。但是对其它底物催化活性太小，且稳定性不够。
1999年，美国能源生物系统公司从ATCC53968的基因组中获得了高脱硫速率和硫底物范围较广的新生物催化剂。
多数石油化学过程需要高温高压下进行，一般需要寻找耐高热的酶，且有稳定的延长期才会有效。
第五节生物脱硫工艺
生物法脱除黄铁矿已达中试规模，但是有机硫仍处于实验室阶段。
1、微生物浸出脱硫法
利用微生物的作用把黄铁矿分解为铁离子和硫酸，硫酸溶于水中被排出的脱硫方法。
在欧盟的支持下，意大利人Porto Torres时行了煤生物脱硫的中试实验。采用7个帕丘卡桶反应器，总体积为45m3，处理能力为50Kg/h，得到如下经验：
1）黄铁矿去除率达到90%时所需的时间比实验室小试要短50%；
2）不影响黄铁矿去除一级反应动力学的最大煤浆密度似乎远大于文献报道的值；
3）Thiobacillus ferrooxidans在脱硫过程中没有起到主要作用，混合培养中的Leptospirillum ferrooxidans似乎在细菌浸出硫化物中起更为重要的作用。
一般操作进间1-2周才能使黄铁矿完全溶解。
2、微生物助浮脱硫
浮选法是把煤粉碎成微粒与水混合，在其悬浊液的下面吹进微气泡，使煤和黄铁矿的微粒浮在水中，附着在气泡上。利用微生物对黄铁矿的亲附能力，使黄铁矿表面变成亲水性（几分钟），并从气泡上分离而沉降。
微生物助浮脱硫法要求黄铁矿完全从煤中分离对于细煤粒是有意义的。
目前最好的工艺为浮选柱浮选。浮选剂用量很少。
影响微生物浮选法煤碳脱硫效的主要因素有：煤的粒度，孔隙率和煤浆浓度，溶液中微生物的浓度，微生物与黄铁矿表面接触时间，介质的pH及温度等。
三、生物脱硫反应器
第六节生物脱硫的工业应用
一、工业废气的生物脱硫
常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌、脱氮硫杆菌及排硫硫杆菌等。
原理如下：
厌氧条件下，紫色硫细菌和绿色硫细菌以H2S为供氢体，还原CO2合成细菌细胞，将H2S
氧化成S或硫酸。
二、烟道气微生物脱硫
湿法脱硫是最为成熟的烟道气脱硫方法之一，具有脱硫效率高特点，但是脱硫剂用量大，运行费用高，有二次污染问题。
在生物脱硫过程中，氧化态的污染物如SO2、硫酸盐、亚硫酸盐及硫代硫酸盐经微生物还原作用生成单质硫去除。目前认为有两种方式：一是同化型硫酸盐还原作用，利用微生物把硫酸盐还原成还原态的硫化物，然后再固定到蛋白质当中；另一种是异化型硫酸盐还原作用，是在厌氧条件下将硫酸盐还原成硫化氢的过程
微生物有氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌等。
本法中所使用的微生物为单种或多种无机化能自养型菌，在简单无机盐培养基中生长，不需昂贵的有机养分，依靠氧化Fe2+和SO32-获取能量生长，烟气中的O2、CO2和矿质盐适合细菌生长；并且细菌能适应高浓度的重金属离子和灰分。
生成的稀硫酸及其盐，可根据需要生产硫酸亚铁、硫酸铁、聚合硫酸铁等产品。
三、高硫石油的生物脱硫
四、柴油的生物脱硫
世界上第一套柴油生物脱硫装置建于美国，加工能力为24万T/年，生产清洁柴油，副产联苯磺酸盐。
该工艺采用多级反应器，脱硫反应中，无需从外部补充菌种，生物菌在反应器内不断增殖脱硫，油层与生物催化剂及水层分离，用药品将乳状液破坏后静止分离。
生物脱硫在工业应用方面的研究，主要集中在筛选或培育出高脱除率的微生物、高温下生存的嗜热菌微生物或混合微生物的研究与开发，以提高温度加快反应速率，缩短脱硫反应时间；通过基因工程技术，进一步开发新型的可脱除有机硫的微生物等方面。
生物脱硫技术是实现绿色化学工程的一个有效手段，具有很高的社会效益，有必要深入研究和开发。
关于环境保护的文献综述 摘要：随着人口、工农业生产和科学技术的飞速发展 ,环境和环境问题已越来越引起人们的普遍关注和重视。面对世界范围内的环境危机的严峻挑战 ,开展并加强环境保护工作已迫在眉睫。本文主要介绍了以现代微生物选育及培养技术和新型高效生物反应器为基础的环境生物技术在水污染治理、城市垃圾填埋、工农业污染源等方面的应用，最后还讨论了环境生物技术的应用及发展前景。 关键词：环境生物技术；污染治理；城市垃圾填埋；废水；应用前景；MBR技术；环境保护 前言 环境生物技术(EnvironmentalBiotechnology) 是指直接或间接利用生物的生理活动 ,建立降低或消除污染物的生产工艺 ,或能够高效地净化被污染的环境以及将污染物转化为资源的人工技术，是现代生物技术与环境科学结合产生的一门新兴交叉学科, 是从传统的废水生物处理技术起始, 通过应用现代微生物选育和培养技术和新型高效生物反应器, 而逐步发展起来的一种经济效益和环境效益俱佳的、解决当前日益严重的包括水污染在内的“三废”问题的最有效手段之一。 通常，日常生活中较普遍的污染源就是“三废”。“三废”指的是废水、废气和固体废弃物，这三大污染源严重污染了人类的生存环境。将环境生物技术应用于“三废”问题的治理 ,主要是指利用微生物原理将污染物质进行生物降解和生物转化 ,从而提高环境质量 ,达到环境污染治理的目的。 环境生物技术的起源可以追溯到一百多年前的活性污泥工艺的发展 ,其理论和实用技术在此一百多年来不断发展和进步 ,并得到广泛应用 ,对控制环境污染和改善环境质量起到了重要作用。而从全世界范围来看,环境污染至今还没有得到有效控制,特别是对发展中国家而言。在我国,随着经济的迅猛发展 ,环境污染现状也依然严峻 ,并有加剧的趋势，近年来 ,我国的环境污染治理力度不断加大 ,进入了一个新的高速发展时期 ,对环境污染治理新技术的要求也日益迫切。随着现代生物技术的发展 ,尤其是现代分子生物学技术的出现 ,为环境科学的发展带来了新的机遇。现代环境生物技术就是在这一形势下形成的。它是现代生物技术在环境科学领域中的应用 ,是现代生物技术与环境科学紧密结合而形成的新兴交叉学科 ,是一种经济效益和环境效益俱佳的、解决复杂环境污染问题的有效手段 ,是当代环境科学研究发展的主导方向之一。 目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物，少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术，其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时，最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次转移，因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。特别是现代生物技术的发展，尤其是基因工程、
天然气脱硫工艺介绍公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
天然气脱硫工艺介绍 （1）工程中常用的天然气脱硫方法 天然气脱硫的方法有很多种，习惯上把采用溶液或溶剂做脱硫剂的脱硫方法称为湿法脱硫，采用固体做脱硫剂的脱硫方法称为干法脱硫。 一般的湿法脱硫有化学溶剂法（如醇胺法）、物理溶剂法（如Selexol法、Flour法）、化学-物理溶剂法（如砜胺法）和直接转化法（如矾法、铁法）。常见的干法脱硫有膜分离法、分子筛法、不可再生固定床吸附法和低温分离法等。（2）天然气脱硫方法选用原则 天然气组分、处理量、硫含量、厂站所处自然条件、产品质量要求、运行操作要求等都是天然气脱硫工艺的选择依据。目前，根据国内外工业实践的经验，天然气脱硫脱碳工艺的选择原则可参考以下内容。 ①原料气中含硫量高，处理量大，硫碳比高需要选择性吸收H 2 S同时脱除相 当量的CO 2，原料气压力低，净化气H 2 S要求严格等条件下，可选择醇胺法作为脱 酸工艺。 ②原料气中含有超量的有机硫化物需要脱除，宜选用砜胺法。此外，H 2 S分压高的原料气选用砜胺法时能耗远低于醇胺法。 ③ H 2 S含量较低的原料气中，潜硫量在d～5t/d时可考虑直接转化法，潜硫量低于d的可选用非再生固体脱硫法如固体氧化铁法等。 实践中，往往在选择基本工艺方案之后，根据具体情况进行技术经济比较，最终确定天然气的脱硫脱碳方法。图1 和图2 分别表示了原料气中酸气分压和出口气质量指标对脱硫方案选择的影响。
图1 脱硫方案选择与酸气分压的关系 图2 脱硫方案选择与进、出口气质量指标的关系（3）低含硫量天然气脱硫方案 某项目天然气组分和参数如下： 表1 原料气组分表 表2 原料气工艺参数表
环境保护与生物技术 潘涔轩（中国环境科学研究院生物工程重点实验室） 一、我国环境保护的现状 环境保护已成为当前国际关系、经贸合作中的一个极为重要的问题，也日益严重地影响着我国国民经济的可持续发展。在我国过去几十年的经济发展中，由于忽视了发展中的环境保护，目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控制措施，但环境质量下降的趋势仍在继续。 我国是世界上环境污染最为严重的国家之一，从城市到乡村，我国的大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。贵阳、重庆、北京、兰州等五个城市位于世界十大空气污染最严重的城市中之列，全国600多个城市中、大气质量符合国家一级标准的不足1%。全国范围的酸雨危害的程度和区域日益扩大。全国每年污水排放达360亿吨，仅10%的生活污水和70%的工业废水得到处理，其中约有一半工业污水处理设施的出水达不到国家排放标准。其他未经处理的污水直接排入江河湖海，致使我国的水环境遭受严重污染和破坏。据统计，全国七大水系和内陆河流的110个重点河段中，属4类和5类水体的占39%；城市地面水污染普遍严重，并呈进一步恶化的趋势，136条流经城市的河流中，属4类、5类和超过5类标准的高达76.8%；约50%的城市地下水受到不同程度的污染；全国大淡水湖如滇池、太湖和巢湖等富营养化程度逐年加剧；一些地区的饮用水源受到严重污染，对人民健康造成严重危害。城市垃圾和工业固体废弃物与日俱增，工业废弃物累计堆积量已超过6 6亿吨，占地超过5万公顷，使200多个城市陷入垃圾包围之中。严重的生态破坏，加重了1998年的长江洪水灾难，给人民的生命财产及国民经济造成了严重损失。 当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，环境保护的压力将进一步加重，由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。据中国社会科学院1998年度调查和估计，我国环境污染和生态破坏造成的经济损失每年超过2000亿元人民币。如何在经济高速发展的同时控制环境污染，改善环境质量，以实现社会经济可持续发展之目标是我国目前亟待解决的重要问题。 当今世界各国已普遍接受“可持续发展”这一全新的概念，并围绕它制定和实施本国的环境保护及其相关的产业政策。可持续发展要求在保持经济高速发展的同时，必须保护好人类赖以生存的环境。环境和经济及贸易挂钩是当前国际政治及经济关系发展中的新形势。例如，在日元贷款中，环保贷款已成为非常重要的组成部分。ISO14000系列国际环境管理标准，将要求企业承担相应的环境保护责任，并对达到该标准的企业给予认证。没有得到认证的企业的产品，在出口时将有可能面临被国外政府以未承担环境保护的责任而拒绝进口；同时，国外大型企业也可能因害怕和这些未达到该标准的企业合作而影响其形象，从而中止和这些企业的合作。至2003年，ISO9000系列质量标准将和ISO14000系列环境管理标准统一成一个标准，从而将进一步强化环境保护对企业发展的重要意义。因此，良好的环境保护将加强我国企业的国际竞争力。否则，在当前国际贸易中保护主义盛行的情况下，我国将可能面临因环境问题而被排斥在国际贸易之外的危险。然而，我国现有的环保科技水平仍较低，缺乏可被应用的高科技成果及高技术人才。而可持续发展这一方针的最终实现必须依靠科技进步，特别是高新技术的应用。仅靠传统的污染防治技术和手段，已远远不能满足伴随人类科技进步带来的污染物产生速度和人类对生存环境质量的要求，必须另辟新的途径。20世纪科技进步和社会发展已充分证明了高科技的作用，当前的科索沃战争显示，如要摧毁一座桥梁，过去几百架次飞机也不一定能够成功的事情，而今只需最多两枚导弹即可达到，因此只有发展和掌握高科技技术才能在当今的国际竞争中立于不败。
高考命题热点专项练(二)生命科学与环境保护 1.(2019湖南常德期末)2018年环境日主题确定为“美丽中国,我是行动者”,即希望人们尊重自然,保护自然,像爱护眼睛一样爱护生态环境,像对待生命一样对待生态环境,使我们国家天更蓝、山更绿、水更清、环境更优美。下列有关叙述错误的是() A.低碳生活方式有助于维持生物圈中碳循环的平衡 B.生物多样性的形成过程就是新物种形成的过程 C.合理开发和利用野生资源是对生物多样性保护的有效措施 D.森林具有的保持水土、调节气候等功能体现了生物多样性的间接价值 2.(2019福建漳州质监)人们利用恢复生态学技术改造盐碱化草地,可使重度盐碱化草地恢复至中度盐碱化草地,并最终恢复至轻度盐碱化草地和良好草地,下列有关叙述错误的是() A.改造盐碱化草地的过程中,群落的空间结构也会发生变化 B.生态系统功能的恢复有益于人类与自然的和谐相处 C.在不同阶段种植不同种类的牧草来改善盐碱化草地可提高生物多样性 D.盐碱化草地生态系统中能量循环的速度取决于该生态系统恢复后营养结构的复杂程度 3.(2019山东临沂质检)习总书记指出,“尊重自然、顺应自然、保护自然,坚决筑牢国家生态安全屏障,实现经济效益、社会效益、生态效益相统一”。下列说法错误的是() A.建立植物园、禁止采伐珍稀濒危植物,是保护生物多样性的有效可行措施 B.提高三江源生态系统的抵抗力稳定性,是筑牢国家生态安全屏障的重要举措 C.若人与自然和谐统一,生产者固定的能量便可反复循环利用实现经济循环 D.雾霾天气影响物种生育的温度、光照、pH等环境条件,会破坏生物多样性 4.(2019湖南株洲质检)在退化荒丘上建成的塞罕坝林场是我国荒漠化治理的典范。为更好地管理、利用林木资源,科研人员研究了不同砍伐强度对塞罕坝林场落叶松人工林的林木生物量影响,结果如下表所示。下列相关叙述中错误的是()
生物脱硫技术在石油领域的应用与发展 【摘要】：随着世界各国环保意识的不断提高及对油品含硫量标准规定日趋严格，生物脱硫技术已成为脱硫领域内的研究热点之一。文章主要从生物脱硫分子生物学和嗜热脱硫细菌两个方面介绍了国内外近年来的研究进展。 【关键词】：生物脱硫；4S途径；嗜热脱硫细菌；分子生物学 随着全球工业的迅速发展，人物对燃料的需求不断增加。作为当今世界的主要能源--石油中的硫元素包括有机硫和无机硫两种形式，而以有机硫（硫醇、硫醚、噻吩及其衍生物）为主，石油中通常含0.05%～5%（wt%）的有机硫。石油燃烧产生的SOx向大气排放后不但污染大气，而且形成酸雨对生态系统和土壤都具有严重的破坏作用，另外石油中存在的硫对工厂中的输送管线、泵和炼油设备也具有腐蚀作用。 基于以上问题，各国对油品质量要求越来越高，对其含硫量规定也日趋严格。这迫使政府和石油开采者加大了对石油脱硫技术开发的投入，脱硫技术也就成了近年生物技术领域的研究热点。 1. 脱硫技术及其分类比较 加氢脱硫法（Hydro-desulfurization，简称HDS）是目前大多数炼油厂常用的方法。HDS操作需要在高温高压下进行，对能量需求高，同时释放大量的温室气体，此方法对无机硫和简单的有要硫化物来说是有效的，但对有机硫，特别是含苯环的有机硫化物如苯并噻吩（benzothiophene，简称BT）和二苯并噻吩（dibenzothiophene，简称DBT）及其衍生物的脱除效率较差。 与HDS相比，生物脱硫法（Biodesulfurization，简称BDS）对石油中的BT、DBT等大分子有机硫化物具有较好的脱除效果，且在常温常压下操作，二氧化碳排放量较低，能耗低，因此是一种经济环保的方法。 早期的BDS研究主要集中在脱硫微生物本身特性及其作为生物催化剂脱硫的研究上。二十世纪九十年代后，重点逐渐集中在脱硫微生物的分子生物学研究、嗜热脱硫菌开发和面向工业化的生物脱硫工艺（反应器技术、产品分离技术）的研究上，并都取得了一定的进展。目前许多国家都在研究和开发石油生物脱硫技术，但多数国家都处于起步阶段。 虽然BDS有其独特的优势，但目前所发现的菌株脱硫水平最高只能达到33%左右，还不能满足实际需要。因此人们一方面通过改造脱硫微生物提高脱硫速率和扩大底物范围，另一方面又开发了BDS与HDS串联操作工艺，以将两种方法的优点相结合：当BDS位于HDS上游时可生产有机磺酸盐，并有效改变下游加氢处理装置的性能；位于HDS下游时，可脱除在加氢脱硫处理装置中尚未
现代生物技术在环境保护方面的应用 地质学院勘查技术与工程申玉龙201101171223 摘要：应用现代生物技术进行环境保护拥有许多优点，人们已意识到，现代生物技术的发展，为从根本上解决环境问题提供了希望。 正文：现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20 世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。 目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物，少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术，其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时，最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次转移，因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。特别是现代生物技术的发展，尤其是基因工程、细胞工程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用，大大强化了上述环境生物处理过程，使生物处理具有更高的效率，更低的成本和更好的专一性，为生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。 与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。1 .生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 2. 利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。. 3.生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。 所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。 污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性，通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失。 白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解，估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产，若再连续使用而不采
高中生物《生物科学与社会》第四章生物科学与环境保护苏教版知识点练习 第1题【单选题】 用微生物处理污水，使污水得到净化，下列与这一措施无关的是( ) A、要利用厌氧型微生物 B、要利用需氧型微生物 C、要首先清除污水中个体大的固体污染物 D、污水净化后，应达到国家规定的排放标准 【答案】： 【解析】： 第2题【单选题】 位于某大城市风景区的一个湖泊，由于受到周围环境生活废水的严重污染，出现了"水华"现象。生物科技工作者经过研究发现，在发生"水华"的水域适量放养一种鱼，不仅可以解决"水华"问题，而且可以收获大量的鱼。那么，放养的这种鱼应该是( ) A、捕食浮游植物的链鱼 B、捕食浮游动物的鳙鱼 C、捕食水草的草鱼 D、捕食各种螺狮的青鱼 【答案】： 【解析】： 第3题【单选题】 发菜与下列哪种生物的结构相似( ) A、大豆 B、大肠杆菌
C、线虫 D、酵母菌 【答案】： 【解析】： 第4题【单选题】 在绿色食品中，禁止使用有机磷农药。若长期使用有机磷农药，会随着营养级的升高富集，还会造成水体富营养化，其原因是( ) A、有机磷农药杀死了绝大多数生物，只有藻类繁殖 B、有机磷农药选择了藻类的繁殖 C、有机磷农药分解后，为藻类的繁殖提供了大量的无机磷 D、有机磷对于植物来说，是一种高级肥料 【答案】： 【解析】： 第5题【单选题】 工农业及城市生活污水中含有磷，处理污水时要不要去除磷，以下几种观点你认为正确的是( ) A、磷是生物的营养元素，不必除去 B、含磷的污水是很好的肥料，不必除去 C、过量的含磷污水会导致水体藻类增殖，水质恶化，必须除去 D、磷对人体无害，除去与否无关紧要 【答案】： 【解析】：
（生物科技行业）环境保护 与生物技术
环境保护和生物技术 壹、我国环境保护的现状 环境保护已成为当前国际关系、经贸合作中的壹个极为重要的问题，也日益严重地影响着我国国民经济的可持续发展。在我国过去几十年的经济发展中，由于忽视了发展中的环境保护，目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控制措施，但环境质量下降的趋势仍在继续。 我国是世界上环境污染最为严重的国家之壹，从城市到乡村，我国的大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。贵阳、重庆、北京、兰州等五个城市位于世界十大空气污染最严重的城市中之列，全国600多个城市中、大气质量符合国家壹级标准的不足1%。全国范围的酸雨危害的程度和区域日益扩大。全国每年污水排放达360亿吨，仅10%的生活污水和70%的工业废水得到处理，其中约有壹半工业污水处理设施的出水达不到国家排放标准。其他未经处理的污水直接排入江河湖海，致使我国的水环境遭受严重污染和破坏。据统计，全国七大水系和内陆河流的110个重点河段中，属4类和5类水体的占39%；城市地面水污染普遍严重，且呈进壹步恶化的趋势，136条流经城市的河流中，属4类、5类和超过5类标准的高达76.8%；约50%的城市地下水受到不同程度的污染；全国大淡水湖如滇池、太湖和巢湖等富营养化程度逐年加剧；壹些地区的饮用水源受到严重污染，对人民健康造成严重危害。城市垃圾和工业固体废弃物和日俱增，工业废弃物累计堆积量已超过66亿吨，占地超过5万公顷，使200多个城市陷入垃圾包围之中。严重的生态破坏，加重了1998年的长江洪水灾难，给人民的生命财产及国民经济造成了严重损失。 当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，环境保护的压力将进壹步加重，由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和经济可
生物科学与环境保护 目标的确定 环境和资的问题，与人类的行为紧密相关。本节内容，作为本的结尾，同时，也是本模块学习的结束，应该着意引导学生在本前三节学习内容的基础上，形成有关环境保护和资合理利用的行为和意识。改变人类的行为方式，应该从生产和消费行为两方面着手，而消费行为则会影响，甚至能够决定生产方式。绿色消费的方式，不仅考虑要满足我们这一代人的消费需求、安全和健康需要，还要考虑满足后代的消费需求、安全和健康需要。这种消费方式，是有利于可持续发展的消费方式。因此，首先要让学生明白什么是绿色消费。简述绿色消费的兴起、说出绿色消费的概念是学习本节后续内容的基础。生活中有很多消费行为，哪些是绿色的消费行为呢？尤其是自己有哪些行为和观念还不符合绿色消费？通过让学生评价自己的消费行为，讨论日常生活中有哪些消费行为还不是绿色消费，让学生认同有利于环境保护的消费行为。但是，仅仅是自己做到绿色消费还不够，作为社会的一员，还应承担更多的责任，即让更多的人进行绿色消费。因此，参与“宣传绿色消费观念，倡导绿色消费行为”的活动就很有必要。 --思路
教学实施的程序 前师生搜集有关绿色消费的资料，在网站上建立倡导绿色消费的网页，内容包括：什么是绿色消费、绿色消费的误区、网络自测问卷（中英）、倡导绿色消费的宣言、问题讨论区等。 教学程序 教学活动 教学手段 与方法 预期目的 导言
同学讨论对绿色消费的认识 教师总结，从绿色消费的兴起，引导学习绿色消费的概念 澄清学生对绿色消费的错误认识 通过网络平台，让学生提问，发现学生中对绿色消费的“误区”提出填写绿色消费自测卷的要求
分析调查结果 结束语 师：今天，在我们心中，绿色不仅是由树木花草构成的风景，而且是安全、健康、清洁和环保等美好事物的象征。在商店里，消费者可选购绿色产品和绿色食品。在各种媒体中，以绿为冠的新名词不时扑入眼帘。就连广告用词中，商家也常常大谈“绿色”。很多公司和企业的标志，也设计成双手紧握着绿叶。转眼间，“绿色”充溢于我们的生活，我们似乎进入了一个“绿色时代”。“绿色消费”这一概念离我们的生活似乎越越贴近了。但是，同学们对“绿色消费”了解多少呢？你们
煤的生物脱硫方法概述学校：中国矿业大学 班级： 学号： 姓名： 完成时间：2017.5.15
煤的生物脱硫方法概述 【摘要】本文主要论述了关于煤炭脱硫的生物方法的基本原理，并概述了这种方法在煤炭脱硫中的具体应用，具体分析了生物脱硫的具体方法。 【关键词】煤炭脱硫微生物 【引言】我国基本的资源状况是“富煤、贫油、少气“，煤炭在我国能源结构中占3/4的份额，在未来30年内煤炭仍将是我国主要能源，其中，约有80%的煤炭作为燃料燃烧。我国全硫大于2%的高硫煤储量占煤炭总储量的1/3，每年燃煤所排放的SO2占全国总排放量的90%，约50-70 Mt，对环境造成了严重的污染。煤中硫按赋存状态区分，可分为无机硫和有机硫，通过常规的煤炭分选技术可以脱除煤中90%左右的无机硫，但对于有机硫目前仍没有很好的分选技术。 【正文】 1 煤中硫的形态 煤中硫的形态包括有机硫和无机硫。全硫含量在0.5%以下的煤中硫多以有机硫为主，主要来自于成煤原始植物中的蛋白质；全硫大于2%煤中硫多以无机硫为主，硫酸盐硫的含量在1%-2%。对煤中有机硫的认识至今不够完全，大体上测出以硫醇、硫化物或醚类、含噻吩环的芳香体系、硫醌类、二硫化物或硫蒽类等形式存在。煤中的无机硫主要以硫化矿物形式存在，多为黄铁矿，也有少量的白铁矿、砷黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿；硫酸盐矿物主要是石膏和绿矾。 2燃煤脱硫技术 燃煤脱硫技术分为燃烧前脱硫、燃烧中固硫和燃烧后烟气脱硫。燃烧中固硫加入的固硫添加剂会影响煤的热值并增加煤耗，且高温下易分解为SO2；燃烧后烟气脱硫工艺基建投资及运行成本高；燃前脱硫技术具有低成本、高效率的优势，并可实现在源头治理SO2 燃烧前脱硫技术包括物理法、化学法、生物法。物理法是根据煤和煤中硫物理性质的差异而采取的处理方法，主要是黄铁矿硫；化学法是通过加入可与煤中硫反应的化学物质脱除硫的方法，有机、无机硫均可脱除，能耗大、成本高，甚至会
生物多样性保护策略与可持续发展的关系 生物多样性是指地球上生命形式和生命进程的多样性，包括所有的生物，即动物、植物、 微生物以及它们所拥有的基因和生存环境。生物多样性包含三个层次：物种多样性、遗传基因 多样性和生态系统多样性。它是地球上生命经过几十亿年演化的结果，也是人类赖以生存的物 质基础。发展经济和保护环境、关系到人类的前途和命运,成为全球普遍关注、亟待解决的重大问题。只有有效地保护生态环境,发展绿色经济,进行绿色开发,变掠夺式经济发展模式为可持续发展的经济模式,才是中国经济发展的前途所在。 生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和，包 括数以百万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的 生态系统，是生命系统的基本特征。生命系统是一个等级系统，包括多个层次或水平：基因、 细胞、组织、器官、种群、物种、群落、生态系统、景观。每一个层次都具有丰富的变化，即 都存在着多样性。但在理论与实践上重要且研究较多的主要有基因多样性（或遗传多样性）、 物种多样性、生态系统多样性和景观多样性。现在，人们往往把生物多样性视为生命实体本身， 而不仅仅看作生命系统的重要特征之一。人类文化的多样性也可被认为是生物多样性的一部分。正如遗传多样性和物种多样性一样，人类文化（如游牧生活和移动耕作）的一些特征表现出人 们在特殊环境下生存的策略。同时，与生物多样性的其它方面一样，文化多样性有助于人们适 应不断变化的外界条件。文化多样性表现在语言、宗教信仰、土地管理实践、艺术、音乐、社 会结构、作物选择、膳食以及无数其它的人类社会特征的多样性上。 生物多样性是人类赖以生存的物质基础，其价值可以从下列两个方面得以了解。第一， 直接价值。从生物多样性的野生和驯化的组分中，人类得到了所需的全部食品、许多药物和工 业原料，同时，它在娱乐和旅游中也起着重要的作用；第二，间接价值。间接价值主要与生态 系统的功能有关，通常它并不表现在国家核算体制上，但如果计算出来，它的价值大大超过其 消费和生产性的直接价值。生物多样性的间接价值主要表现在固定太阳能、调节水文学过程、 防止水土流失、调节气候、吸收和分解污染物、贮存营养元素并促进养分循环和维持进化过程 等7个方面。随着时间的推移，生物多样性的最大价值可能在于为人类提供适应当地和全球变 化的机会。生物多样性的未知潜力为人类的生存与发展展示了不可估量的美好前景。 生物多样性受到的威胁 近年来，物种灭绝的加剧，遗传多样性的减少，以及生态系统特别是热带森林的大规模 破坏，引起了国际社会对生物多样性问题的极大关注。生物多样性丧失的直接原因主要有生境 丧失和片段化、外来种的侵入、生物资源的过度开发、环境污染、全球气候变化和工业化的农 业及林业等。但这些还不是问题的根本所在，根源在于人口的剧增和自然资源消耗的高速度、 不断狭窄的农业、林业和渔业的贸易谱、经济系统和政策未能评估环境及其资源的价值、生物 资源利用和保护产生的惠益分配的不均衡、知识及其应用的不充分以及法律和制度的不合理。 总而言之，人类活动是造成生物多样性以空前速度丧失的根本原因。
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 现代生物技术在环境保护中的应用和前景(最新版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
现代生物技术在环境保护中的应用和前景 (最新版) 摘要：针对我国目前生态环境状况，论述了现代生物技术在治理环境污染，保护生态环境中的应用和发展前景。 关键词：现代生物技术生态环境环境保护 1我国生态环境现状 目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半城市缺水，农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难；土壤污染严重，耕地面积锐减，近10年来每年流失的土壤总量达50亿t，土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积下降，草场退化，每年减少森林面积达2500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急
剧上升。因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 2现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。 （1）生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 （2）利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无
第四节环境保护 教学目标 1．了解野生动植物资源与人类的关系以及保护野生动植物资源的重要意义。了解我国野生动植物资源的状况，培养热爱祖国、热爱大自然的情感。 2．了解环境污染的现象以及危害，认识保护环境的必要性、迫切性和长期性。 3．了解我国为保护环境所制定的法律和采取的措施，从小树立环保意识，自觉参加保护环境的各种活动。 重点、难点分析 1．了解我国野生动植物资源的状况以及保护野生动植物资源的重要意义是本节教学的重点。近年来，我国政府重视保护野生动植物资源，各种媒体做了大量的宣传，学生或多或少地对我国野生动植物资源的状况以及保护有了一定的了解。这节课可以在这个基础上较详细地向学生介绍我国野生动植物资源的现状，特别要帮助学生认识保护野生动植物资源的重要意义。野生动植物资源不仅与人类目前的生活和生产活动有密切的关系，还与人类的可持续发展有密切的关系。野生动植物不仅可以丰富美化我们的环境，它们还是人类的朋友。在地球这个大家园中，应该有它们的生存空间和位置。人类应该与野主动植物共同生存。面对目前野生动植物资源种类、数量不断减少的现状，教师在教学过程中要帮助学生建立宣传、保护野生动植物资源是我们每个人的责任的意识。 2．环境污染的问题也是本节的一个重点，同时还是一个难点。教学中可以结合学生了解的有关环境污染的情况与学生共同分析造成污染原因以及目前环境中存在的一些不正常的自然情况与环境污染的关系，认识国家大力宣传并采取措施治理环境污染的必要性与紧迫性。 教学过程设计 本小结教学可以结合观看有关环境污染的挂图、图片或录像，教师组织学生分几个问题讨论进行。 引言通过学习我们已经知道人类的生活离不开环境，这个环境是由各种生物因素和非生物因素共同组成的。但是长期以来，由于人类对环境资源利用的不合理或者人类生产生活方式的不合理带来了许多环境问题，如生物资源的减少，环境污染等等。因此，我们要保护环境，保护野生动植物资源，防止环境污染成为其中两项及其重要的任务，这已经成为全人类的共识。 －、我国的野生动植物资源： 1．看挂图和图片，观看录像，介绍我国珍稀动植物。
工艺设计说明 1、沼气管道与前部接口 根据PURAC的总体设计，考虑到二期工程的总沼气量需要，从厌氧罐接出的沼气管汇总后将采用DN450管径的沼气输送管，在进入沼气进化系统前设三通，一端接DN300沼气管至沼气火炬，另一端接手动阀门后至沼气净化系统。本方案起始位置自此DN450阀门始。详见场内沼气管网平面布置图及工艺系统图。 2、沼气脱硫工艺设计 厌氧发酵罐刚产出的沼气是含饱和水蒸气的混合气体，其组成绝大部分为气体燃料CH4与CO2外，还含有H2S和悬浮的颗粒状杂质。H2S不仅有毒，而且遇水蒸汽反应后极容易生成有很强腐蚀性的稀硫酸。因此，沼气中过量的H2S 含量会危及发电机组的寿命，因此需进行脱硫净化处理。 本工艺拟采用生物脱硫法对沼气进行脱硫处理。 生物脱硫法是利用微生物的作用，在微氧条件下将H2S氧化成单质硫或亚硫酸的脱硫过程。这种脱硫方法已在欧洲广泛使用，在国内某些工程已有采用，其优点是：不需要催化剂、不需处理化学污泥，产生很少生物污泥、耗能低、去除效率高。脱硫效率稳定，H2S去除率可达90%以上，脱硫成本低，每立方米沼气处理费用小于0.03元，比化学脱硫法成本降低70%以上。 当沼气中进入了一定数量的氧气时，专门的好氧嗜硫细菌（如：丝硫细菌属或硫杆菌属等）可以将沼气中的硫化氢成分氧化成硫元素，并根据环境条件的不同，将其进一步氧化成硫酸。这种反应需要的条件为：氧气、营养液、温度、湿度与生长区域。 在不同的温度下会产生不同的好氧嗜硫菌群，一般认为，在25℃至35℃的温度环境下，好氧嗜硫菌群的生长与活动是最快的，因而在此温度下脱硫效果最高。 反应方程式如下： 2H2S + O2→2H2O +2S 2H2S +3O2→2H2SO3
天津农学院 课程论文（2016—2017学年第一学期） 题目：沼气脱硫技术 课程名称沼气综合利用工程 学生姓名 学号 学院工 专业班级 2013级新能源科学与工程1班成绩评定
摘要 本文简单的介绍了沼气的概念、相关性质以及气体成分，并对其中的硫化S）的过滤原因做了一些说明。简单的综述了近年研究人员开发沼气脱硫氢（H S 方法在干式法、湿法和生物脱硫技术方面所做的研究,从原理及所涉及的反应方程式、一般工艺流程图、优点等方面介绍氧化铁、碱性液体等等比较典型的以及新型的脱硫方法。 关键字：沼气；硫化氢；脱硫
1.引言 沼气是一种可再生的清洁能源，既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源，也可替代煤炭等商品能源，而且能源效率明显高于秸秆、薪柴、煤炭等，因此沼气的利用备受关注。我国作为一个农业大国，每年都会产生大量的农作物秸秆和农产品加工废弃物，这些大量的农业废弃物中蕴含着巨大的沼气资源。同时畜牧业产生的禽畜粪便、工业产生的有机废弃物、城市生活垃圾和城市生活污水均有沼气潜能。对农业、畜牧业、工业、生活中的有机废弃物进行厌氧发酵产沼气时， 因为含硫化合物会被转化为H 2S，所以产生的沼气中都含有H 2 S气体。由于它是 一种腐蚀性很强的化合物，所以对沼气中的H 2 S进行去除是沼气利用的关键环 节。一般而言，沼气中H 2 S的质量浓度在1～12g·m -3之间，由于其受发酵原料和发酵工艺的影响很大，当原料的蛋白质或硫酸盐含量较高时，发酵后沼气中 的H 2 S质量浓度就较大。我国环保标准严格规定，利用沼气发电时，沼气气体中 H 2 S含量不得超过200~300mg·m -3；若将沼气并入燃气管道或作为车载燃料，则 H 2S要小于或等于15 mg·m -3[1]。可看出，沼气中H 2 S的质量浓度远远超过规定 值，所以无论在工业或民用气体中，都必须尽可能的除去。 2.概念介绍 2.1沼气 是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生产的一种混合性可燃气体。 2.2主要成分 其中甲烷（CH 4）占50~70%，其次是二氧化碳（CO 2 ）占30~40%，还有少量的 氮、氢、氧、氨、一氧化碳（CO）和硫化氢（H 2 S）等气体。 2.3物理特性 改气体具有无色、无味、无毒，比空气轻，难溶于水的特性。 2.4 硫化氢（H 2 S） 是无色气体，有类似腐烂臭鸡蛋的恶臭味，剧毒、易溶于水。
微生物对环境保护的作用 通过这学期的环境保护课程的学习，我知道了环境保护对现在我们赖以生存的地球极为重要。 微生物的定义:微生物的生命活动要求一定的外界环境条件，外界环境条件适宜时，微生物进行正常生长繁殖;不适宜时，则会使微生物生长受到抑制或发生变异，甚至死亡。不同的环境因素对微生物的影响不同;同一因素因浓度或作用时间不同，对微生物的影响也不一样;有的因素对某些微生物来讲是必需的，而对另一些微生物又是有害的，如好氧微生物必须在有氧条件下才能生长繁殖，而厌氧微生物在有氧情况下将会受到抑制。在有害因素中，有的起抑制作用;有的表现为杀菌作用。 我国生态环境现状:目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半10城市缺水，农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重，耕地面积锐减，近年来每年流失的土壤总量达50亿t，土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降，草场退化，每年减少森林面积达2500万亩;人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急剧上升。因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 现代生物技术与环境保护:现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪
生物与环境保护教案 教学目标 1．了解森林、草原和野生动植物资源在环境保护中的重要作用以及资源现状和相应的保护措施，认识合理利用资源的重要性；了解我国的自然保护区，理解自然保护区的概念以及建立自然保护区的意义。 2．通过阅读教材和课外查找资料，培养学生自学能力和获取、选择信息的能力；通过对森林、草原和野生动植物资源的重要作用、破坏因素和相应的保护措施的讨论，培养学生的表达能力、交流能力和分析能力。 3．通过了解我国丰富的野生动植物资源，渗透爱国主义教育；通过了解森林、草原和野生动植物资源的重要作用，渗透热爱自然的教育；通过认识保护自然的紧迫性，渗透责任感的教育。 二、重点、难点分析 1．森林、草原和野生动植物资源的重要作用、破坏因素和相应的保护措施，是本节教学内容的重点知识，因为： （1）了解森林、草原和野生动植物资源的重要作用，是进行保护的前提，而只有清楚破坏森林、草原和野生动植物资源的因素，才可以采取相应的保护措施。保护森林、草原和野生动植物资源是自然保护的重要内容。 （2）这部分知识的教学，有利于培养学生的表达能力、交流能力和分析能力。（3）这部分知识内容之中，渗透着热爱祖国、热爱自然的情感教育。 2．自然保护区的概念和建立自然保护区的意义也是本节教学内容的重点知识，因为：自然保护区是国家（或省市）划出的加以保护的区域，用以保护自然和自然资源，特别是保护珍贵稀有的动植物资源，保护代表不同自然地带的自然环境和生态系统等。建立自然保护区，不仅可以保护珍贵稀有的动植物资源，而且能使这些动植物得到良好的繁衍和发展，另外也便于科学家们对于珍贵稀有的动植物资源进行研究，为引种、驯化等提供科学的依据和种源。所以，自然保护区有“资源库”之称，建立自然保护区是自然保护的重要手段。 3．“森林、草原和野生动植物资源的重要作用、破坏因素和相应的保护措施”知识的教学，由于学生对于这部分知识有一些感性的认识，并且理解起来不是很难，造成教学中不容易吸引学生，所以是组织教学的难点。教师可以让学生在预习教材的基础上，组织学生讨论、发表各自的看法，让学生参与教学，调动学生参与教学的兴趣。 三、教学过程设计 （一）、本课题的参考课时为一课时。 （二）、教学思路： 1．上课之前，要求学生预习教材内容，并可根据教材内容作相应的材料扩展，以便正式上课时讨论交流。 2．正式上课时，教师可通过复习生态平衡的概念以及对生态平衡的维持引入新课，提出“环境保护”的课题。同时指出保护环境一方面要防止环境污染，另一方面要对森林、草原和野生动植物资源进行保护。本节课主要研究对森林、草原和野生动植物资源的保护。
沼气生物脱硫工艺 1.生物脱硫工艺原理简介 生物脱硫（BDS）是利用微生物或它所含的酶催化含硫化合物（H2S、有机硫），将其所含硫有机物转化为单质硫S0和微量SO42-的过程。生物脱硫工艺采用新型脱硫菌种，其脱硫效率可高于99.5%，高于一般的生物脱硫技术。 生物脱硫工艺属于分离式生物脱硫工艺，不引进空气、氧气等外源性气体，沼气的热值保持不变，可以用于生活垃圾、餐厨垃圾厌氧消化产生的沼气、天然气、工业废气中H2S的清除。脱硫产物为高纯度的单质硫，可用于制造硫酸、化肥等。 生物脱硫工艺可分为三个单元：①洗涤塔②洗涤液生物再生反应器③单质硫分离器。 在下面的流程图中；碱性的生物洗涤液从洗涤塔顶部喷出，与从洗涤塔底部进入的含硫化合物（主要H2S）气源逆流接触，高效吸收H2S。含有硫化物的富液从洗涤塔底部流入生物再生反应器，通过脱硫微生物的生物处理，完成碱性的生物洗涤液再生。单质硫从单质硫分离器中以颗粒沉淀的方式分离出生物脱硫系统。 生物脱硫工艺法示意图
在洗涤塔中，H2S被生物洗涤液吸收，主要化学反应如下：H2S的吸收：H2S+OH- HS-+H2O；H2S+CO32- HS-+HCO-CO2的吸收：CO2+OH- HCO3 – 生物再生反应器内主要化学反应如下： 单质硫的生成：HS-+1/2O2脱硫微生物 S0+OH- 生物洗涤液的再生：HCO3-+OH- CO32-+H2O 2 .生物脱硫工艺主要特点 脱硫效率高 H2S去除率最高达到99.5％（以上），并可去除其它有机硫化物，如COS。 脱硫成本低 生物脱硫工艺只需一定比例的压缩空气以及补充少量营养液、软化水水、碱液，无须添加昂贵化学试剂。与其它脱硫技术相比，运行成本最低，是传统湿法脱硫（碱液洗涤）、干法（化学氧化）1/10，乃至几十分之一。 脱硫终产品为高纯度单质硫，无二次污染，无须再处理，可直接销售。 沼气热值保持不变 洗涤塔与洗涤液生物再生反应器通过物理的方式隔离，不会向沼气中引入空气或氧气，不会降低沼气的热值。 抗负荷能力强 H2S浓度100～50000ppm之间波动，对整个脱硫系统影响很小。 自动化程度高 通过PLC和在线监测仪表对关键参数监控，全自动运行，无劳动强度。 清洁卫生 整个生物脱硫工艺都在密闭的容器中完成，无恶臭气体、污水泄漏，现场环境清洁卫生。 3. 生物脱硫工艺的优势 以山东某厂沼气处理工艺设计为例，沼气处理量为4000m3/h，设计沼气的压力为3KPa，硫化氢浓度5000ppm，要求脱硫后沼气含硫化氢量的浓度不大于100ppm。对各种脱硫工艺进行比较如下：