绪论思考题
1我国的环境问题主要体现在哪些方面？
主要体现在：水土流失严重、荒漠化加剧；包括淡水在内的许多资源短缺；草原退化严重、沙化和碱化面积逐年增加；濒危野生动物、植物物种增多，生物多样性锐减；自然灾害频繁发生，经济损失重大。2什么是环境生物技术？
广义上讲：凡是涉及环境污染控制的一切与生物技术有关的技术，都可以称为环境生物技术。
严格上讲：环境生物技术指的是直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些机能来降低或消除污染物产生的生产工艺或能高效净化环境污染，同时又能生成有用物质的工程技术。
3环境生物技术划分为几个层次？各层次的内容是什么？是否有明显的界限？
从技术难度和理论深度上环境生物技术一般可划分为三个层次：
第一层次：是指以基因工程为主导的近代污染物防治生物技术。包括构建降解杀虫剂、除草剂、多环芳烃类化合物等高效基因工程学，创造抗污染型转基因植物等。
这个层次是以现代生物技术知识为基础，为寻求快速有效的污染治理与预防途径提供了可能，是解决目前出现的日益严重复杂的环境问题的强有力手段。
第二层次：是以废物的生物处理为主要内容，既包括传统的生物处理技术，如废水的生物处理的活性污泥法、生物膜法等，也包括在新的理论和技术支撑下开发出的废物强化处理技术和工艺，如生物流化床等。这个层次的环境生物技术是当今废物生物处理中应用最广泛的技术，在高新技术不断渗入的过程中，其本身也在不断改进，是目前环境污染治理中的主力军。
第三层次：是指利用天然处理系统进行废物处理的技术，主要包括氧化塘、人工湿地系统和农业生态工程等。这个层次的特点是最大限度地发挥自然界环境中生物生态功能；投资运行费用少，易于操作管理，是一种省力、省费用、省能耗的技术。
在解决实际环境污染问题时，三个层次的技术可能会集于一体，很难有明显的界限。
4环境生物技术主要应用于哪些方面？
环境生物技术的应用主要包括：
生物工程技术在环境污染防治中的应用；废水生物处理技术；
固体有机废物的生物处理技术；大气污染的生物防治技术；
污染环境的生物修复技术；环境污染预防生物技术；环境生物监测技术等。
5环境生物技术最有应用前景的是在哪个领域？
环境生物技术最有应用前景的领域是废物高效生物处理技术、污染事故的现场补救、污染环境的现场修复技术、及可降解材料的生物合成技术。
第一章思考题
酶: 酶是动物、植物、微生物等生物体内自身合成的、参与生化反应、并传递电子、原子和化学集团的生物催化剂。
酶工程：是利用酶的催化作用进行物质转化（合成有用物质，分解有害物质）的技术，是将酶学理论与化工技术结合而形成的新技术。
酶工程包括的内容：酶的生成、酶的分离纯化、酶分子的修饰、酶固定化、酶反应动力学、酶反应器、酶的应用等。
酶的固定化：
固定化酶：是指将酶固定在载体上，在一定的空间范围内进行催化反应的酶（其被限制在一定的空间的同时，又不妨碍底物的自由扩散）。
益处：与游离酶相比固定化酶的优势在于：
热稳定性提高；可以重复使用；
不需要在反应后进行催化物质与反应物质的分离；
能够避免外源微生物对酶的污染和降解。
酶的固定化方法主要有：吸附法、包埋法、结合法、交联法等。
吸附法：采用非水溶性吸附剂，将酶或含酶菌体吸附在其表面，而使酶固定的方法就称为吸附法，为一种物理方法。
可利用的吸附剂有：活性炭、高岭土、氧化铝、硅胶、硅藻土、多孔玻璃、胶原、纤维素、羟基石灰石等。影响酶与吸附剂结合程度的主要因子有：pH值、离子强度、温度、溶剂性质和种类、酶的浓度等。特点：操作简单，条件温和，载体可以重复使用，但是酶与吸附剂吸附不牢固，容易脱落。
包埋法：将酶或酶菌体包埋在凝胶微小格子或半透性的聚合物内，这样的酶固定化方法被称为包埋法。可利用的载体主要有：琼脂、琼脂糖、明胶、树脂等。
特点：不易渗漏，底物分子可以在包埋结构中任意扩散，不足是分子量大的底物在网格中扩散较困难，这种方法不适合大分子底物的测定
结合法：选择适宜的载体，使酶与载体通过共价键或离子键相互结合在一起的固定方法。
特点：采用离子键相结合的方法：其条件温和，操作简便，只需要一定的pH值、温度和离子强度下即可，结合活性损失少，但结合力弱。
采用共价键结合的方法：结合牢固，酶分子不易脱落，载体不易被降解，但是操作麻烦。
交联法：借助功能试剂，使酶结合到惰性载体上。
功能试剂具有2个功能基团：能与酶分子中ε--氨基和α--氮基发生共价交联。
主要的试剂有：戊二醛、双偶氮苯、无水丁烯二酸一乙酸等。
特点：操作简单，结合牢固，不足之处是固定化时需要严格控制pH值。
酶在环境污染治理中的应用: 目前，普遍采用的活性污泥法和生物膜法。
利用酶处理污废水的优点：
能处理难以生物降解的化合物；无论污废水的浓度高或低，都适用酶来处理；操作时，pH值、温度和盐度的范围广泛；不会因为生物物质的聚合而减慢处理速度；处理过程的控制简便易行。
理论上的三大发现：生物的遗传物质DNA的发现，DNA双螺旋结构的发现，遗传信息的传递方式的确定。
技术上的三大发明：工具酶，载体，逆转录酶。
基因工程：将外源基因通过体外重组后，导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译、表达的过程，称为基因工程。
基因工程包括：基因的分离、重组、转移、以及基因在受体细胞内的复制、转录、翻译、表达的全过程。因此，基因工程又称为DNA重组技术。是在分子水平上对基因进行的复杂技术。
基因工程实施的必要条件：工具酶、基因、载体、受体细胞。
基因工程在环境污染治理中的应用：最成熟的最广泛的就是质粒育种技术
质粒：是指在原核微生物中，除染色体外，携带少量遗传基因的环状DNA分子，这个就称为质粒。
经过基因工程重新构建的工程菌表现出的特点是：提高了微生物的降解速率；拓宽了底物的专一性。
基因工程的特点：
DNA分子的新组合是按照工程学的方法设计和操作的；
设计和操作赋予了基因工程跨越天然物种屏障的能力，克服了固有的物种间的限制；
允许并扩大了定向创造新物种的可能性，这是基因工程最大的特点.
微生物细胞工程：是指应用微生物进行细胞水平的研究和生产。
内容包括：各种微生物细胞的培养，遗传性状的改造，微生物细胞的应用。
第二章思考题
1.污染预防的重要性和意义是什么？
主要包括三个方面：尽可能改善燃料结构，减少大气中污染物的排放；
实行水资源的合理利用，提高水的循环利用率，减少废水的排放；
改变传统的生产工业，实行清洁生产。
2.一般将环境中的污染物分为哪几类？
按照污染物所在介质不同，将环境中的污染物分为三类：大气污染物（煤烟型污染，酸沉降，光化学烟雾污染）,水体中的污染物,土壤中污染物
3.概述大气、土壤、水体中主要的污染物。
大气中主要污染物：烟尘及生产性粉尘，SO2 ，CO，H2S，CO2，Pb、Hg、Cr。
水体中的污染物：酚、氰化物、硫化物、砷、苯类、焦油等
土壤中的污染物主要来源：生活污水、垃圾、工业三废、汽车废气、农田用农药和化肥。
有毒物质：某些无机盐、重金属、农药、致癌物如：苯并芘、来源于树脂焦油、石油产品、汽车废气、沥青路面等。
4.煤炭、原油中硫存在的主要形式是什么？
煤炭中的硫：以无机和有机硫二种形式存在：
无机硫：硫化物主要是黄铁矿FeS2，是主要形式，占总硫量的60—70%；硫酸盐含量极少。
有机硫：有噻吩型（C4H4S—）、硫醇型（—SH）、硫醚型（—S—），占总硫量30—40%
原油中的硫：主要是有机硫包括：
硫醇：是低分子量的，在石油炼制过程中被除去。在200℃以上沸点的石油中很少存在。
硫醚：是沸点200℃以上石油产品中如柴油中硫化物的主要成分。
噻吩：在有机硫中含量最多，尤其衍生物是高硫原油的重要组分。
还有部分无机硫：S、H2S、FeS2等溶解或悬浮在油中。
5无机硫脱除所利用的主要微生物是什么？
无机硫微生物脱除主要利用的菌：是氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌；
有机硫微生物脱除：主要作用微生物：假单孢菌、红球菌、棒杆菌、硫化叶菌、短杆菌。
煤炭中有机硫的脱除途径：开环途径，特定硫途径。
6无机硫脱除有什么特点？
对煤炭中的黄铁矿去除率最高达90-97%；处理的时间长约4—6天。
7.煤炭生物脱硫具有应用前景的两种方法是什么？有什么特点？
浸出脱硫法：在煤上撒上含有微生物的溶液，以水浸透，使煤和微生物淹没在水体中，生成的硫酸从底部排除。
特点：操作简单，经济；但是处理的时间长，同时硫酸对设备有腐蚀。
助浮脱硫法：将煤粉碎成微粒，并与水混合，在其悬浊液的下面吹进微气泡，使煤和黄铁矿的微粒附着在气泡上，由于空气的浮力，两者一起浮在水面上不能分开。此时，将微生物透入混合液中，微生物仅能浮在黄铁矿上，使黄铁矿的表面变成亲水性而能溶于水，进而从气泡上分离开来，下沉到底部，这样就把煤和黄铁矿分开。
特点：脱硫的时间仅为数分钟即可；还可以同时洗去煤中的灰分。
8.影响悬浮法煤炭脱硫效果的主要因素是什么？
煤的因素：煤的颗粒度、孔隙度、煤浆浓度
微生物的浓度：浓度越高，脱硫效果越好
接触时间：微生物在几秒钟内即能吸附在黄铁矿的表面上。
介质pH值及温度：这两个因素比微生物的影响小，即使有较大的变化范围，黄铁矿也可以脱除掉，表明该技术具有较强的适应性。
9.生物脱硫存在哪些问题?
处理前煤的粉碎费用过高；
受微生物繁殖慢的限制，处理反应的时间不定，难以保证脱硫的稳定性；
微生物和生物催化剂对温度较为敏感，在大规模的生产中，传热是个棘手的问题；
煤是非均质的物质，其中有机硫的检测还缺乏确定的方法；
煤中的杂质对微生物产生抑制作用。
10.生物脱硫研究的焦点是什么？
集中在菌的开发上，主要方向是通过遗传工程和酶工程改进脱硫菌种的性能，使之对重金属、盐浓度具有更高的抗性，对pH值和温度有更广泛的适应性。简化微生物重组的制备方法，降低成本。
微生物脱硫技术的发展现状和趋势：策略：选取高效脱硫菌及工程菌；对脱硫液回收处理，资源化和无害化，防止二次污染。
第三章生物技术与能源思考题
1生物能源的种类有哪些？
生物电池：直接以生物质为原料燃烧进行电能的生产；
生物燃料：乙醇、甲醇、氢气等；
利用植物产生燃料：利用植物生产“植物石油”如：橡胶树、美国发现的兰安树、巴西的可比巴乔木等；油料作物：从向日葵、椰子、油菜、花生等作物中提取油；
藻类能源：藻类能产生大量的脂类物质，可以用来生产柴油和汽油。
2什么是微生物石油勘探？指示菌有哪些？如何检测？
通过微生物测量确定油气储藏分布方法即为微生物勘探。
甲烷氧化菌：是一类具有高度专一的碳代谢能力的细菌。是为识别石油聚集体位置而研究的第一类细菌。乙烷、丙烷、丁烷氧化菌：只消耗乙烷、丙烷、丁烷，不消耗甲烷的一类细菌，乙烷、丙烷、丁烷气体在很大程度上不会由微生物产生，而是由深部运移而来，通常用乙烷、丙烷、丁烷氧化菌异常发育来指示油气聚集体的位置。
己烷氧化菌：可以很好的指示有无油气储藏。
平板计数法：
原理：烃类代谢的中间产物醇、醛等有机物对一般土壤微生物是有毒的，只有那些能够利用这些物质作为营养的微生物，才能在具有这些物质存在的平板上生长，因此该方法中计数的只有噬烃微生物。
方法：向以醇、醛、酸为唯一碳源的琼脂培养基上接种土壤稀释液，培养约7d，计数。
特点：选择性高，但是结果可能偏低；测定的时间长；菌落技术困难。
产油区的水中具有多种类型的微生物群，丙烷和液态烃氧化菌占多数，并且发育带状异常场，而非产油区不存在这种异常场。
3油气微生物勘探一般检测哪些来源的微生物？
土壤微生物；非开发井的钻井岩屑或岩芯的微生物；地下水中的微生物。
4能源危机与燃料酒精有什么关系？
1950年：石油的开发和应用，挤掉了醇类燃料的市场。
1970年中东战争，其对西方实行石油禁运，使得西方国家能源严重短缺，西方称能源危机。此时人们又把目光投向醇类燃料。
5燃料酒精发展的先驱是哪个国家？
巴西是世界上燃料酒精发展的先驱。
6为什么我国燃料酒精发展速度缓慢?
我国也是世界酒精生产大国，但是在燃料酒精方面却应用较少；因为我国是缺粮国家，是否发展燃料酒精一直都有所争议，所以我国燃料酒精发展速度缓慢。
7微生物生产燃料酒精的原料有哪些？从环保的角度，你更倾向于使用哪类原料？为什么？
可用于微生物发酵生产酒精的原料很多一般分为淀粉类、糖类、纤维素类等。
淀粉类和谷物：玉米、高粱、小麦、大麦、压榨产品、面粉饲料、淀粉、马铃薯等；
纤维素类：木材、木屑、废纸、森林残留物、农业残留物、固体废物、产品废物；
糖类：蔗糖、葡萄糖、糖甜菜、饲料甜菜等；
其它：菜花、葡萄干、香蕉等。
8为什么说燃料酒精的应用，具有巨大的环境和经济效益？
经济效益：目前，酒精的成本大约比汽油高40%，这也是燃料酒精不能推广的主要原因，但是从长远来讲，燃料酒精的应用，将会给社会带来巨大的环境效益和经济效益
燃料酒精的价格高于汽油价格的主要原因是：
燃料酒精的主要原料是粮食作物；生产过程中能量消耗太高；生产酒精的效率还不太高。
环境效益：在城市大气污染中，汽车尾气排放是环境污染的一个主要来源。大气中的CO2约50%来源于汽车尾气的排放，因此，控制汽车尾气中CO2 的排放是缓解温室效应的主要手段之一。利用纤维素作为原料生产燃料酒精，可降低这些固废物质对环境的污染。
9通过你学到的知识，如何降低燃料酒精的生产成本？
采取的对策是：开发木质纤维素资源；逐步解决燃料酒精生产过程中的能耗问题；通过固定化酵母技术，提高发酵法生产酒精的效率。
10通过生物生产的绿色能源是什么？氢气
氢是最理想的载能体，它燃烧时只生成水，不产生任何污染物及CO2，与传统的能源物质比较，具有能量密度高，热转化效率高、运送成本低等优点。
根据产氢微生物种类的不同，生物制氢技术分为：光合微生物制氢技术；发酵生物制氢技术。
能够产生分子氢的微生物可分为两类：包括藻类和光合细菌在内的光合微生物；
兼性和专性厌氧的发酵产氢细菌。
产生甲烷主要作用的微生物：发酵细菌；产甲烷细菌
产生甲烷的基质：固体废弃物，高浓度有机废水
11生物制氢和废水生物处理二者之间有什么联系？又有什么特点？
在处理高浓度有机废水的同时，回收大量的清洁能源氢和甲烷。
最大特点是：将制氢与废水处理有机地结合起来，集污染治理、废物利用为一体。
第四章污染环境的生物修复技术思考题
1生物修复有哪些优点和局限性？
生物修复（生物恢复）：是利用生物，特别是微生物的催化降解作用，修复或消除有机物或受有机物等污染的环境。阿拉斯加海滩污染后生物修复是修复史上的里程碑。
生物修复的内涵：除了传统的生物修复外，还发展了真菌修复、植物修复以及生态修复。
生物修复的优点：生物修复可以在现场进行，节约治理费用，是理化处理方法费用的30-50%；
最终产物是二氧化碳、水和小分子的物质，对环境的影响小；
最大限度地降低污染物的浓度；
在特殊的地方，如位置特殊，采用生物修复技术有其独到的优势；
生物修复可以同时处理受污染的土壤和地下水。
生物修复的局限性：
耗时长：生物生命周期较长，需要花费时间长；
条件要求高：生物生命代谢容易受到环境因素影响；
并非所有进入环境的污染物都能够被生物利用，污染物的低生物有效性、难利用性及难降解性等常常使微生物修复不能进行；
特定的微生物只能吸收、利用、降解、转化特定类型的化学物质，状态稍变化的化合物就可能不会降解；一些降解的产物其毒性可能会更强，降解的过程及产物一定要全面了解；
生物修复是一种科技含量较高的处理方法，其运作必需符合污染地的特殊条件。
2生物修复的主体和受体各指什么？
生物修复的受体：污染了的环境
修复的主体是：生物，包括微生物、植物、动物以及由它们构成的生态系统。
3依修复的主体不同，修复分为哪几种？
一般将生物修复划分为：微生物修复、植物修复和生态修复。
4生物修复必备的条件有哪些？
必须存在具有代谢活性的微生物；
微生物必须能以相当速率降解污染物，使其浓度将至环境要求的范围内；
降解过程不产生毒副产物；
污染物对微生物无害或其浓度对微生物没有抑制作用，污染物的浓度可以稀释；
目标化合物必须能被生物利用；
污染场地的环境必须有利用于微生物的生长及其活性提供微生物生长的营养物质和环境条件；
处理费用应较低，至少要低于其他处理技术。
5可用于生物修复的微生物种类包括哪些？
土著型微生物，外来微生物，基因工程菌
6富营养化湖泊的微生物修复有哪几种？其目的是什么？
强化土著型微生物功能的曝气修复：
目的是：增加水体中的氧的含量、改善水生物生存环境及食物供给，使底泥由厌氧转变为好氧环境。添加外来微生物的投菌剂修复：
复合菌剂的添加可以快速的降解转化水体中营养物的含量及改善水质情况。
7富营养化湖泊水生植被修复的两条途径是什么？
人工强化自然修复、人工重建水生植被两条途径。
营养平衡原则：输入与输出的达到平衡；
生态平衡原则：保障水质、藻类、水生植被之间的平衡。
底泥环境疏浚的特点：
环境疏浚旨在清除湖泊水体中的污染底泥；
为水生生态系统的恢复创造条件；
还需要与湖泊综合治理方案协调。
8哪些环境因素影响生物修复？
环境因素：影响生物降解的最重要的因素有温度、pH、湿度盐度、有毒物质、净水压力；
营养物质：微生物所需要的营养物质不可缺少；
电子受体：好氧或厌氧的条件下必须有受体存在，才能使微生物很好的进行代谢；
微生物的协同作用：一种微生物将目标化合物分解产生若干中间产物，第二类微生物分解中间产物；微生物之间的相互作用：它们之间的相互作用可能会削弱主要微生物的作用，也可能会有促进作用；种植植物：植物的种植有利于生物修复的进行。
第五章环境生物监测技术思考题
1与理化监测相比较，生物监测有什么特点？
综合、真实地反应环境质量状况：生物个体、群体、群落在环境中所承受的影响是环境中各种污染因素的综合作用结果；
具有连续监测的功能：生物受到的影响和危害是污染物长期作用的结果，所以对生物的监测可以反映在一段时间内的环境污染水平。
具有多功能性：理化监测仪器的专一性很强，生物监测能通过指示生物的不同反应症状，分别监测多种干扰效应。（如废水生物处理中通过微型动物种类和数量的变化，获得水质变化情况、运行效果、活性污泥的结构和功能等信息）
监测灵敏度高：生物的灵敏度极高，即使污染物的浓度很低，生物也有反应。如：SO210-20mg/L时人才会流泪，敏感植物紫花苜蓿在0.3mg/L就会有受害症状。
简单易行：生物监测不需要更多的仪器和设备，不需要复杂的方法，更简单、容易掌握。如：了解微型动物的变化，只需要一台光学显微镜即可。
2大气污染的生物监测包括哪两种？一般以哪种为主？为什么？
动物监测：由于动物具有回避能力，可以主动脱离污染区域，大气污染主要改变动物局部地区的种群结构，而对动物的个体发育的影响及对人类利益的危害远小于植物，利用动物监测还没有形成一套完整的方法。
植物监测：是目前使用较多的一种生物监测方法。
生物监测方法：生长量测定法，污染量指数法
3熟知几种用于大气主要污染物监测的植物。
对SO2敏感的植物：有向日葵、胡萝卜、菠菜、辣椒、芝麻、大麦、小麦、黑麦、荞麦、水稻、紫花苜蓿、牵牛花、油松、马尾松等。
对氟敏感的植物：葡萄、杏、山桃、玉米、芝麻、郁金香、榆叶梅、池柏树等。
对氯敏感的植物：白菜、青菜、菠菜、韭菜、番茄、菜豆、冬瓜、向日葵、核桃、樟子松等。
对氨气敏感的植物：紫藤、杨树、核桃树、棉花、向日葵、刺槐、等。
对臭氧O3敏感的植物：花生、马铃薯、洋葱、萝卜、葡萄、梨、丁香等。
4用于大气污染的生物监测方法是什么？如何判断污染程度？
污染量指数法：在大气污染的环境中，植物叶片中污染物的增加量与大气中污染物质的浓度及暴露的时间具有一定的关系。
植物叶片中污染物的增加量随大气中污染物浓度及暴露时间的增加而增加。
生长量测定法：一些植物在大气污染的情况下，生长量明显降低，利用生长量的变化情况对大气的污染状况进行监测和评价。
5土壤污染的生物监测方法主要是指哪两种监测方法？其中的生物表现如何？
植物监测方法
土壤污染对植物的影响主要表现在：
可见的伤害症状：常在叶片上表现出来；
新陈代谢的异常：导致生长发育受到抑制、生长量减少、植物矮化、落花落果；
植物成分含量的变化：正常情况下植物的成分含量是相对稳定的，土壤受到污染后，某些成分发生变化，通过植物体内污染物的变化监测和评价土壤环境质量。
微生物监测方法：土壤受到污染后，土壤中的微生物种类、数量、代谢、组成成分都将发生变化。
6我们介绍的用于水体污染的生物监测法有哪些？
污化系统（污水生物系统）监测法；PFU法：是微型生物群落监测法的简称，是利用聚氨酯泡沫塑料块作为人工基质收集水体中微生物群落的一种监测方法；生物指数法---藻类污染指数法是对能耐受污染的20种藻类，分别给予不同的污染指数值，根据水样中出现不同的藻类，计算总污染指数。细菌学检验监测法：通过测定细菌菌落总数，反应水体有机污染程度。
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、
名词解释 1）环境生物学：是研究生物与受人类干扰的环境之间的相互作用规律及其机理的科学，是环境科学的一个分支科学。 2）环境污染：是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统结构与功能发生变化对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。 3）优先污染物：在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象，称之为优先污染物。 4）污染物的生物地球化学循环：就是生物的合成作用和矿化作用所引起的污染物周而复始的循环运动过程。 5）生物运转：是指环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。 6）生物浓缩：是指生物机体或处于同一营养级上的许多生物种群从周围环境中蓄积某种元素或难以分解的化合物，是生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物学浓缩，生物学富集。 7）生物积累：是指生物在其整个代谢活跃期通过吸收、吸附、吞噬等各种过程，从周围环境中蓄积某种元素或难以分解的化合物，以至随着生长发育，浓缩系数不断增大的现象，又称生物学积累。 8）生物放大：指在生态系统中，由于高营养级生物以低营养及生物为食物，某种元素或难分解的化合物在生物机体中的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象，又称生物学放大。 9）靶器官：污染物进入机体后，对各器官并不产生同样的毒作用，而只对部分器官产生直接毒作用，这些器官称为靶器官。 10）生物测试：指系统的利用生物的反应测定一种或多种污染物或环境因素单独或联合存在时，所导致的影响或危害。 11）毒性：是指有毒物质接触或进入机体后，引起生物体的易感部位产生有害作用的能力。 12）最大无作用剂量：指化学物在一定时间内，按一定方式与机体接触，按一定的检测方法或观察指标，不能观察到任何损害作用的最高剂量。 13）最小有作用剂量：是指能使机体发生某种异常变化所需的最小剂量，即能使机体开始出现毒性反应的最低剂量。 14）急性毒性试验：是研究化学物质大剂量一次染毒或24小时内多次染毒动物所引起的毒性试验。其目的是在短期内了解该物质的毒性大小和特点，并为进一步开展其他毒性试验提供设计依据。 15）亚慢性毒性试验：是在相当于生物周期1-30——1-20时间内使动物每日或反复多次受试物的毒性试验。其目的是为进一步对受试物的主要毒作用、靶器官和最大无作用剂量或中毒阈剂量作出评估。 16）慢性毒性试验：是指以低剂量外来化合物，长期与实验动物接触，观察其对试验动物所产生的生物学效应的实验。通过慢性毒性试验，可确定最大无作用剂量，为制定人体每日允许摄入量和最高容许浓度提供毒理学依据。 17）蓄积毒性试验：低于中毒阈剂量的外来化合物，反复多次的与机体持续接触，经一定时间后使机体出现明显的中毒表现，即为蓄积毒性试验。 18）BOD：是指在20摄氏度条件下，微生物好氧分解水样（废水或受污染的天然水）
绪论思考题 1我国的环境问题主要体现在哪些方面？ 主要体现在：水土流失严重、荒漠化加剧；包括淡水在内的许多资源短缺；草原退化严重、沙化和碱化面积逐年增加；濒危野生动物、植物物种增多，生物多样性锐减；自然灾害频繁发生，经济损失重大。2什么是环境生物技术？ 广义上讲：凡是涉及环境污染控制的一切与生物技术有关的技术，都可以称为环境生物技术。 严格上讲：环境生物技术指的是直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些机能来降低或消除污染物产生的生产工艺或能高效净化环境污染，同时又能生成有用物质的工程技术。 3环境生物技术划分为几个层次？各层次的内容是什么？是否有明显的界限？ 从技术难度和理论深度上环境生物技术一般可划分为三个层次： 第一层次：是指以基因工程为主导的近代污染物防治生物技术。包括构建降解杀虫剂、除草剂、多环芳烃类化合物等高效基因工程学，创造抗污染型转基因植物等。 这个层次是以现代生物技术知识为基础，为寻求快速有效的污染治理与预防途径提供了可能，是解决目前出现的日益严重复杂的环境问题的强有力手段。 第二层次：是以废物的生物处理为主要内容，既包括传统的生物处理技术，如废水的生物处理的活性污泥法、生物膜法等，也包括在新的理论和技术支撑下开发出的废物强化处理技术和工艺，如生物流化床等。这个层次的环境生物技术是当今废物生物处理中应用最广泛的技术，在高新技术不断渗入的过程中，其本身也在不断改进，是目前环境污染治理中的主力军。 第三层次：是指利用天然处理系统进行废物处理的技术，主要包括氧化塘、人工湿地系统和农业生态工程等。这个层次的特点是最大限度地发挥自然界环境中生物生态功能；投资运行费用少，易于操作管理，是一种省力、省费用、省能耗的技术。 在解决实际环境污染问题时，三个层次的技术可能会集于一体，很难有明显的界限。 4环境生物技术主要应用于哪些方面？ 环境生物技术的应用主要包括： 生物工程技术在环境污染防治中的应用；废水生物处理技术； 固体有机废物的生物处理技术；大气污染的生物防治技术； 污染环境的生物修复技术；环境污染预防生物技术；环境生物监测技术等。 5环境生物技术最有应用前景的是在哪个领域？ 环境生物技术最有应用前景的领域是废物高效生物处理技术、污染事故的现场补救、污染环境的现场修复技术、及可降解材料的生物合成技术。 第一章思考题 酶: 酶是动物、植物、微生物等生物体内自身合成的、参与生化反应、并传递电子、原子和化学集团的生物催化剂。 酶工程：是利用酶的催化作用进行物质转化（合成有用物质，分解有害物质）的技术，是将酶学理论与化工技术结合而形成的新技术。 酶工程包括的内容：酶的生成、酶的分离纯化、酶分子的修饰、酶固定化、酶反应动力学、酶反应器、酶的应用等。 酶的固定化： 固定化酶：是指将酶固定在载体上，在一定的空间范围内进行催化反应的酶（其被限制在一定的空间的同时，又不妨碍底物的自由扩散）。 益处：与游离酶相比固定化酶的优势在于： 热稳定性提高；可以重复使用； 不需要在反应后进行催化物质与反应物质的分离； 能够避免外源微生物对酶的污染和降解。
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。
《环境生物学》 填空（每空1分，共20分） 1、污染物在环境中的迁移方式主要有机械迁移、物理-化学迁移、 生物迁移 2、污染物在水体中转化的主要途径有氧化还原作用、配合作用、 生物降解作用。 3、环境污染物透过生物膜的生物转运过程，主要分为被动转运、特殊 转运和胞饮作用三种形式。 4、大多数动物对污染物的吸收主要通过呼吸系统吸收、消化管吸 收、皮肤吸收三条途径。 5、污染物对生物的不利影响最先作用于细胞膜。 6、污染物进入机体后导致的生物化学变化包括：防护性反应和非防 护性反应。 7、酶抑制作用可分为可逆和不可逆抑制作用两大类。 8、多种化学污染物的联合作用通常分为协同作用、相加作用、独立 作用和拮抗作用 4种类型。 9、环境效应按环境变化的性质可分为环境生物效应、环境化学效应、 环境物理效应 10、污染物进入环境的途径包括：自然界释放、人类活动过程中的无 意释放和人类活动过程中故意应用。 11、环境中微生物对金属的转化，主要是通过氧化还原和甲基化作 用 12、环境激素主要包括天然激素和合成激素、植物雌激素、和具 有雌激素活性的环境化学物质等三类。 13、影响生物测试结果的主要因素有：受试生物、试验条件和不 同的实验室。 14、水污染的生物监测方法有：水污染的细菌学监测；浮游生物监测 法；底栖大型无脊椎动物监测法和微型生物群路监测法。 15、污染物对群落的影响表现在：污染物可导致群落组成和结构的改 变。 16、环境污染的“三致作用”是指环境污染具有使人或哺乳动物致癌、致 畸和致突变的作用。 17、毒性试验常用参数EC50和IC50分别表示能引起50%受试生物的某 种效应变化的浓度和能引起受试生物的某种效应50%抑制的浓度
绪论 一、名词解释 1、微生物 微生物是所有形体微小，用肉眼无法看到，需借助显微镜才能看见的单细胞或个体结构简单的多细胞或无细胞结构的低等生物的统称。 “微生物”不是一个分类学上的概念，而是一切细小的、肉眼看不见的微小生物的总称。 2、原核微生物 原核生物：①细胞核发育不完善，只有DNA链高度折叠形成的一个核区，仅有核质，没有定形的细胞核，称为拟核或拟核。②没有特异的细胞器。③不进行有丝分裂。 二、选择题 1．微生物分类中基本的分类单位是（D ）。 A、科 B、属 C、目 D、种 2．各种微生物具有一些共同点，下列选项中描述错误的是（ C ） A．分布广，种类多 B．适应强，易变异C．体积小，表面积小 D．生长速，繁殖旺 5．所有微生物的共同特征是（ C ）。 A、单细胞 B、没有真正的细胞核 C、个体微小 D、细胞结构简单 6．在分类系统中，细菌和蓝细菌皆属于（ A ）。 A、原核生物 B、真核生物 C、多细胞 D、单细胞 三、填空题 1. 微生物的命名采用双名法，即由一个___属名____和一个___种名____构成；书写排列上，____属___名在前，___种___名在后。 四、简答题
1. 真核微生物与原核微生物的差异表现在哪些方面？它们各自包括哪些主要类群？ 原核生物：①细胞核发育不完善，只有DNA链高度折叠形成的一个核区，仅有核质，没有定形的细胞核，称为拟核或拟核。②没有特异的细胞器。③不进行有丝分裂。 真核生物：①细胞核发育完善，有核膜将细胞核和细胞质分开，核内有核仁和染色质。②有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体等。③能进行有丝分裂。 原核微生物：细菌、古菌、放线菌、蓝细菌、支原体、衣原体、立克次氏体 真核微生物：藻类、真菌（酵母菌、霉菌）、原生动物、微型后生动物 五、论述题 3. 结合微生物的特点，分析微生物在环境保护和环境治理中起着举足轻重的作用。 1、微生物在环境保护和治理中的作用： 保持生态平衡 污染物的降解 废水、废气、废渣的处理 污染水体、土壤的生物修复 2、研究内容包括： 微生物学基础知识 环境工程中的微生物原理 饮用水卫生细菌学 自然环境物质循环与转化 水体和土壤的自净作用 污染水体治理、污染土壤的修复等环境工程净化 3、环境工程微生物学的研究任务就是充分利用有益微生物资源为人类造福。防止、控制、消除微生物的有害活动，化害为利。
现代生物技术在水处理方面的应用 [摘要] 当今的水处理技术中,生物处理法已成为城市水污染控制的主要方法,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,活性污泥法是一种传统的废水处理工艺,它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好。 [正文] 现代生物技术（biotechnology）也译成生物工程，是人们以现代生命科学为基础，结合其它基础学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物为原料，为人类生产所需产品或达到某种目的。现代生物技术发展到高通量组学（omics）芯片技术、基因与基因组人工设计与合成生物学等系统生物技术。生物控制和改造技术包括：基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程。生物模拟技术有生物机体和功能模拟技术以及人工生物系统技术两种。 现代生物技术在环境领域的应用非常广泛，譬如可用微生物来净化有毒的高分子化合物，降解海上浮油，清除有毒气体和恶臭物质以及处理有机废水、废渣等。活性污泥法是污水生物处理的一种方法，该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。 1912年英国的克拉克（Clark）和盖奇（Gage）发现，对污水长时间曝气会产生污泥，同时水质会得到明显的改善。继而阿尔敦（Arden）和洛开脱（Lockgtt）对这一现象进行了研究。曝气试验是在瓶中进行的，每天试验结束时把瓶子倒空，第二天重新开始，他们偶然发现，由于瓶子清洗不完善，瓶壁附着污泥时，处理效果反而好。由于认识了瓶壁留下污泥的重要性，他们把它称为活性污泥。随后，他们在每天结束试验前，把曝气后的污水静止沉淀，只倒去上层净化清水，留下瓶底的污泥，供第二天使用，这样大大缩短了污水处理的时间。这个试验的工艺化便是于1916年建成的第一个活性污泥法污水处理厂。在显微镜下观察这些褐色的絮状污泥，可以见到大量的细菌，还有真菌，原生动物和后生动物，它们组成了一个特有的生态系统。正是这些微生物（主要是细菌）以污水中的有机物为食料，进行代谢和繁殖，才降低了污水中有机物的含量。活性污泥可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥。 活性污泥的机理 活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌，细菌特别是球状细菌起者最关键的作用，优良运转的活性污泥，是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。沉降性好，随着活性污泥的正常运行，细菌大量繁殖，开始生长原生动物，是细菌一次捕食者。活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫、肉毛虫、纤毛虫和吸管虫。活性污泥成熟时固着型的纤毛虫、种虫占优势；后生动物是细菌的二次捕食者，如轮虫、线
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
2012至2013学年第二学期 《生物环境技术》 课程期末考试A卷答案 一、名词解释：（20分） 1、湿地：指天然形成的沼泽地等带有静止或流动水体的成片浅水区，还包括在低潮时水深不超过6米的水域。湿地与森林、海洋并称全球三大生态系统，每年在足够长的时间内均具有浅的表面水层，能维持大型水生植物生长的生态系统。 人工湿地：根据自然湿地模拟的人工生态系统，用于处理废水。 2、BOD：即生物化学需（耗）氧量，表示在一定条件下（20℃），单位体积废水中所含的有机物被微生物完全分解所消耗的分子氧的数量。单位为mg（氧）/L（废水）。有BOD5和BOD20 之分，BOD5最常用。COD：即化学耗氧量：用化学氧化剂氧化分解废水中的有机物，用所消耗的氧化剂中的氧来表示有机物的多少，单位仍为mg/L。常用的氧化剂有K2Cr2O7和KMnO4，分别用CODCr 和CODMn表示（高锰酸盐指数，常用于测定地下水的指标）。 3、赤潮和水华：当大量营养物质进入水体时，会使藻类大量繁殖，水面上积聚大量的动物和植物，这种现象在海洋中出现叫赤潮，在湖泊中出现叫水华。 4、废水的好氧生物处理：在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧微生物利用废水中的存在的有机污染物（以溶解状与胶体状的为主）作为营养源进行好氧代谢，使其稳定、无害化的处理方法。 5、 菌胶团：在微生物学领域里，将动胶菌属形成的细菌团块称为菌胶 团；在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的团块都称为菌胶团。菌胶团是絮凝体的中心，在其上生长着其他微生物。 6、活性污泥：在曝气状态下，由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与污(废)水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。由具有活性的微生物、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上不能为生物所降解的有机物和无机物组成。构成活性污泥的骨架是菌胶团。 7、微生物浸出：利用微生物及其代谢产物氧化、溶浸废物中的有价组
一张图搞清楚环境生物技术 生物学，更确切地说是生物技术，以一种前所未有的方式为我们的社会做出了贡献。其中微生物为新技术提供巨大的潜力，例如：提高贵金属和稀土金属等材料的提取能力，以及建立新的生化过程，更有效地管理来自工业、农业和城市的废水废物。 环境生物技术是指将生物科学与工程技术应用于水、大气、土壤等环境污染治理、污染预防、生物修复、环境监测等。 广义上讲：凡是涉及环境污染控制的一切与生物技术有关的工程技术。 狭义上讲：直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺或者能够高效净化环境污染，同时又能生产有用物质的工程技术。 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、清洁可再生能源的开发、环境监测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。 接下来我们具体来看看有哪些具体的环境生物技术和应用： 01污水的生物净化 我国的水污染十分严重，高浓度有机物废水的处理是我国水污染治理的重点难题。 污水中有毒物质的成分十分复杂，包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质，使污水得到净化。
该部分主要包含：①活性污泥法；②生物膜法；③厌氧生物处理法；④自然生物处理法。 举例看，比如微生物高效菌能够将氰化物(氰化钾、氰氢酸、氰化亚铜等)分解成二氧化碳和氨；利用专门分解硫化物的微生物可以从废水中回收硫磺；利用能够降解石油烃的超级菌以清除油对水质的污染等。 还可以将大量的微生物高效菌凝聚在泥粒上形成活性污泥，用来分解和吸附废水中的有毒物质，污水净化后沉积的污泥中存在丰富的氮、磷、钾等元素，是很好的有机肥料。 02固体废物的生物降解 固体废物的生物降解在众多的处理方法中(如堆肥、焚烧、热处理等)，生物处理具有成本低、运行费用低、操作简单、易管理等优点。城市垃圾的“生物反应堆”理论就是其中的一种，它与传统的卫生填埋相反，允许适量的水分进入填埋场，增加湿度，为微生物的生长和繁殖提供有利的条件，从而加速固体废物的降解和稳定。 好氧生物处理：好氧生物处理是利用好氧微生物在有氧条件下的代谢作用，将废物中复杂的有机物分解成二氧化碳和水，其重要条件是保证充足的氧气供应、稳定的温度和水。实际工程中就是在填埋场中注人空气或氧气，使微生物处于好氧代谢状态。 厌氧生物处理：厌氧生物处理是利用在无氧条件下生长的厌氧或兼性微生物的代谢作用处理废物，其主要降解产物是甲烷和二氧化碳等，一般需要保证温度、无氧或低溶解氧浓度。
现代生物技术在环境保护中的应用和前景 摘要:随着人口的大量增长和经济的快速发展，自然资源的消耗量也急剧增长，在这个过程中，也产生了很大污染，使人类的生存环境遭到了威胁。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:现代生物技术环境保护应用前景 一．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8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难；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2 500万亩；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。二．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毒无害的稳定物质，
（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
复习题 一、名词解释（5个，10分） 光化学烟雾：参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。 氧化应激（OS）是指体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物。氧化应激是由自由基（活性氧自由基(ROS)和活性氮自由基RNS)在体内产生的一种负面作用，并被认为是导致组织损伤、衰老和疾病的一个重要因素。 共代谢作用：只有在初级能源物质存在时微生物才能进行有机物的生物降解过程。 硝化作用：是好氧条件下在无机化能硝化细菌作用下氨被氧化成硝酸盐的过程。 生物转化：指污染物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下, 发生一系列化学变化并形成一些分解产物或衍生物的代谢变化过程。 氧垂曲线：在河流受到大量有机物污染时，由于有机物这种氧化分解作用，水体溶解氧发生变化，随着污染源到河流下游一定距离内，溶解氧由高到低，再到原来溶解氧水平，可绘制成一条溶解氧下降曲线，称之为氧垂曲线。 固定化酶：通过物理吸附法或化学键合法将水溶性酶和固态的不溶性载体相结合，使酶变成不溶与水但仍保催化活性的衍生物。 BOD5 每日容许摄入量（ADI）最高容许浓度（MAC）PM2.5 混合功能氧化（MFO）相Ⅰ反应相Ⅱ反应污泥负荷（Ls）污泥沉降比（SV）二、填空（每空1分，共约40分） 1．土壤中，硫酸盐在硫酸盐还原菌的作用下，将硫酸盐还原成硫化氢。 2．污染物经完整皮肤吸收，脂／水分配系数接近的化合物最容易经皮肤吸收。 3.微宇宙法是研究污染物在生物、、生态系统和生物圈水平上的生物效应的一种方法。标准化水生微宙的实验容器为L。 4.大肠菌群是较好的水质粪便污染的指示菌，其检验方法有和两种。 5.MFO代谢有机化合物，转化成低毒易溶的代谢产物排出体外，但有的则变成高毒甚至致癌物。 6.劣质磷肥，除含大量重金属外，三氯乙醛的含量也很高；氯乙醛在土壤微生物的作用下，迅速转为，其毒性大于三氯乙醛。 7.排泄主要途径是，随尿排出；其次是经通过消化道，随粪便排出，挥发性化学物还可经呼吸道，随呼出气排出。 8.对于能发生生物浓缩的外源性物质必须满足以下两个条件：(1) 难以生物降解(2) 具有亲脂性。 9．铅被机体吸收后90%沉积在骨骼中；有机氯农药蓄积在脂肪组织中。 10．生物对环境的污染效应有①病原微生物的危害，能使人动物及植物致病；②水体富营养化；③污染生物的代谢产物，使其他生物中毒，食品污染等。 11．评价微生物污染状况的指标可用细菌总数和链球菌总数；测定大气污染的细菌总数的方法有：沉降平皿法；吸收管法；撞击平皿法；滤膜法。 12．一定剂量的化学物质A和B分别引起某动物15％和40％的死亡率，经A和B同时作用于100只活的动物，若A和B具有独立作用，那么将死亡只；若A和B具有相加作用，那么将死亡只。 13.为了探明环境污染物对机体是否有蓄积毒作用，致畸、致突变、致癌等作用，随着毒理
( 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
生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段及其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。 环境生物技术：应用于环境领域的生物技术 生物技术基本特征：高效益，高智力，高投入，高竞争，高风险，高势能 环境生物技术三个层次高层次是指以基因工程为主导的近现代污染防治生物技术；中层次是指传统的废物生物处理技术（如废水处理中的活性污泥法、生物膜法等）；低层次是指利用天然处理系统进行废物处理的技术（如氧化塘、人工湿地、土地处理系统、农业生态工程等）。 环境生物技术的技术组成：环境污染治理基因工程技术；环境污染生物治理技术；环境污染生物修复技术；环境污染预防生物技术；环境生物监测技术；环境生物资源化技术 环境生物技术在环境中的应用： 环境生物技术研究内容可分为三个部分：一，以基因工程为主导的近代防治污染生物技术；二，以废物的生物处理为注意内容；三，主要包括氧化塘、人工湿地和农药生态工程等。 生物氧化的方式:1.有氧氧化：在有氧条件下，好气生物或兼性生物吸收空气中的氧作为电子受体，可将有机物基质完全氧化分解。2.无氧氧化：在无氧条件下，兼性生物或厌气生物能利用细胞中的氧化型物质作为电子受体，将燃料分子氧化分解。3.无氧呼吸：以无机物分子作为氢受体。4.厌氧发酵：以有机物作为最终氢受体。 有机污染物代谢的基本过程包括：向基质接近、吸附在固体基质上、胞外酶的分泌、基质的跨膜运输、细胞内代谢。 自然界中生物有机物分解的代谢途径 1，好氧降解： 多糖类-单糖类| 脂肪类-甘油+脂肪酸类|--丙酮酸-氧化脱羧--乙酰-CoA-三羧酸循环-CO2+H20 蛋白质类-氨基酸类| 木质素-芳香族单体| 2.厌氧降解 第一阶段：水解发酵阶段： 多糖-（水解）-单糖-（糖酵解）-乙醇和脂肪酸 蛋白质-（水解）氨基酸-(脱氨基）-脂肪酸和氨 第二阶段：产氢、产乙酸阶段，由产氢产乙酸细菌将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2和CO2。 第三阶段：产甲烷阶段，由产甲烷细菌利用乙酸、H2和CO2，产生甲烷。 共代谢只有在初级能源物质存在时才能进行的有机化合物的生物降解过程 共代谢的原理：一种污染物可以被微生物转化为另一种有机物，但它们却不能被微生物所利用 共代谢应用：在搞清微生物降解环境污染物的能力和途径的基础上,应用现代基因工程技术,扩展微生物酶对基质的专一性和代谢途径,更有效地处理和降解各种污染物,更好地保护环境判断共代谢作用：是否是外生物质或异生物质，是否需要添加其他物质才可被微生物降解 微生物对污染物的去毒与激活作用 去毒：是使污染物的分子结构发生改变（钝化反应），从而降低或去除其对敏感物种的有害性。去毒形式：水解作用，羟基化作用，脱卤作用。甲基化作用，去甲基与去烷基作用，腈转化为酰胺，硝基还原，去氨基，醚键断裂，轭合作用。 激活：是无害的前体物质形成有害产物的过程，也就是，微生物群落可以产生新的环境污染物。激活作用的类型：典型激活，使毒性、迁移率、持久性增强；缓解：A（无毒）激活为B（有毒）或缓解为C(无毒)。 有机污染物的生物降解原则一般来说，具有易失去电子的取代基（如-OH、-COOH、、-NH2）的芳香族
环境生物技术 （一）生物技术的内容 基因工程：在基因水平上操作并改变生物遗传的技术，它的核心是重 组DNA 技术。 细胞工程：应用细胞培养、细胞融合等细胞生物学方法，以改善品种， 生产生物制品及其组分的技术。 酶工程：在一定生物反应装置中利用酶的催化作用，将相应的原料转 化成有用物质的技术。 发酵工程：培养活细胞以取得生物体或代谢产物的技术。 蛋白质工程：运用基因工程全套技术改变蛋白质结构的技术。 染色体工程：探索基因在染色体上的定位，异源基因导入、染色体结构改变。生化工程：生物反应器及产品的分离、提纯技术。 生物反应器：利用酶或生物体（微生物、动植物细胞）具有的功能，在生物体外进行化学反应的装置系统。 （二）、环境生物技术 环境生物技术的定义可以由生物技术的定义延伸扩展而获得，即直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能．建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统，称之为环境生物技术。 二、环境生物技术的研究内容 第一层次-现代环境生物技术，是指以基因工程为主导的现代污染防治生物技术．如构建降解杀虫剂、除草剂、多环芳烃类化合物等污染物的高效基因工程菌，创造抗污染型转基因植物等。这一层次知识密集，为快速、有效地防治污染开辟了新途径，使解决日益出现的大量环境难题成为可能。 第二层次是指传统的废物生物处理技术，如活性污泥法、生物膜法，及其在新的理论和技术背景下产生出的强化处理技术和工艺，如生物流化床、生物强化工艺等。这是目前广泛使用的治理污染的生物技术，仍在不断强化和改进，已为控制现时的环境质量起到了极其重要的作用。 第三层次是指利用天然处理系统进行废物处理的技术，如氧化塘、人工湿地和农业生态工程等，其特点是最大限度地发挥自然界的生物环境功能，投资运行费用少，易于操作管理。 三、环境生物技术的应用 环境生物监测：监测追踪污染物(精确、敏感、即時) 生物修复：大气污染的治理,水污染的治理,污染土壤的生物修复 污染生物预防 清洁生产、绿色技术、降低污染：转基因植物增加抗病虫害，減少农药使用 生物燃料、生物塑胶 重点研究范围： （1）解决基因工程菌从实验室进入模拟系统和现场应用过程中，其遗传稳定性、功能高效性和生态安全性等方面的问题； （2）无害化或无污染生物生产工艺技术研究，如生物制浆、生物絮凝剂、生物冶金等； （3）生物反应器和固定化技术高效处理废水的工业应用研究； （4）废物资源化和能源化研究，利用废物生产单细胞蛋白、生物塑料、生物肥
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