环境生物技术复习
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环境生物技术考试试题一、选择题(每题2分,共50题)1. 以下哪个选项不是环境生物技术的主要应用领域?A. 污水处理B. 生物燃料生产C. 土壤修复D. 基因编辑2. 环境生物技术主要通过下列哪个方式减少环境污染?A. 物理方法B. 化学方法C. 生物方法D. 机械方法3. 以下哪个不是环境生物技术中常用的微生物?A. 大肠杆菌B. 枯草杆菌C. 酵母菌D. 油菜素链霉菌4. 通过环境生物技术处理后,下列哪个物质的含量不容易降低?A. 重金属B. 有机物C. 悬浮物D. 细菌5. 以下哪个是环境生物技术中的重点研究方向?A. 动物保护B. 植物繁殖C. 微生物遗传D. 水生生物多样性二、填空题(每题3分,共20题)1. 环境生物技术是利用 __________ 处理和修复环境问题。
2. 生物污染主要指的是由 __________ 导致的环境问题。
3. 土壤修复是环境生物技术的重要应用领域之一,常用的修复方法包括 __________ 和 __________。
4. 物理方法和化学方法相比,环境生物技术具有更 __________ 的特点。
5. 常见的生物燃料包括生物柴油和 __________。
6. 环境生物技术的发展受到 __________ 因素的影响。
7. 环境生物技术在生态学、 __________ 和农业等领域具有广泛应用。
8. DNA重组技术被广泛用于 __________ 的研究和应用。
9. 微生物遗传包括 __________ 、噬菌体和质粒传递等方式。
10. 通过控制 __________ 的活性,环境中的有机污染物可以得到有效降解。
三、简答题(每题10分,共5题)1. 请简要介绍环境生物技术的定义和主要应用领域。
2. 环境生物技术中常用的微生物有哪些?请分别说明其应用领域。
3. 请简要介绍一种常见的环境污染物处理方法,包括具体的操作步骤和效果评估方法。
4. DNA重组技术在环境生物技术中的应用有哪些?请分别说明其原理和重要性。
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、生物肥料以及甲烷、氢气等;(5)发展对环境污染物的生理毒性及其对生态影响的检测技术。
1.生物修复:微生物催化降解有机污染物从而修复被污染环境或清除环境里污染物的一个受控或自发进行的过程。
2.BOD:生化需氧量在一定温度一定时间内微生物利用有机污染物进行生物氧化所需氧的量。
3.COD:化学需氧量,用强氧化剂来氧化废水中污染物时所消耗的氧量。
4.BOD/COD:可生化指标<0.3废水不能用生化法;0.5可以;0.7非常容易。
5.TOC:总有机碳,将污染物在高温下燃烧,有机碳即氧化成二氧化碳,测量所产生二氧化碳的量,即可求出污染物种的总有机碳。
6.TOD:总需氧量,有机碳、氮、磷等污染物全部被氧化所消耗的溶解氧总量。
7.水体自净:天然水体接纳了一定污染物后,经过一定时间,在物理、化学和生物能等因素的综合作用下得到净化,水质恢复到污染前状态的现象。
8.活性污泥:只具有活性的微生物菌胶团或絮状泥粒状的微生物群体。
活性污泥法:以培养活性污泥为手段的污水处理方法。
9.可生物降解性:指复杂大分子有机化合物在微生物的作用下转化成简单小分子化合物的可能性。
10.共代谢:有些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源和能源,必须有另外的化合物存在提供碳源或能源时,该有机物才能被降解,这种现象被称为共代谢。
11.自净容量:自净作用有一定的限度,在水体自净作用的限度内能够容纳的污染物的最大数量被称为该水体的自净容量。
12.MLSS:混合液悬浮固体,每升曝气池混合液中所含悬浮固体的干重表示活性污泥在曝气池内的溶液。
13.MLVSS:混合液挥发性悬浮固体,每升曝气池混合液所含挥发性悬浮固体重量,表示微生物的数量。
14.SV:污泥沉降比,一定量曝气池混合液静置30分钟后,沉降污泥体积与原混合液体积之比。
15.SVI:污泥容积指数:曝气池混合液经30分钟静置沉降后的体积与污泥干重之比,即1g 干污泥所形成的污泥体积。
16.HRT:水力停留时间,待处理污水在反应器内的平均停留时间。
17.SRT:污泥龄,曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥数量的比值(d)。
生态环境知识:生物技术与生态环境保护生态环境保护是人类繁衍生息不可或缺的基础,而生物技术正是一种能够有效推进生态环境保护的科技手段。
本文将从生物技术对生态环境保护的积极作用、生物技术发展对生态环境的影响以及生态环境保护在生物技术发展中的应用等方面,详细探讨生物技术与生态环境保护的关系。
一、生物技术对生态环境保护的积极作用生物技术应用于生态环境保护,具有以下几方面积极作用:1.生物技术能够有效防治污染生物技术在污染防治方面起到了至关重要的作用。
其通过利用某些生物细菌、酵素等生物因素对污染物进行分解、降解等作用,从而消解污染。
比如说,利用生物技术辅助水环境的净化,将含有毒物质或污染物质的废水经过处理过滤后,通过生物降解的方式将污染物质分解掉,再将被处理后的水重新放回自然环境。
2.生物技术能够促进绿色循环经济生物技术能够促进环境友好型的绿色循环经济。
例如,将废弃的植物渣打成饲料可以避免浪费,降低废物排放,同时这些饲料又能够为养殖业提供资源,形成废物索收、资源化利用、循环再生、可持续发展的经济形态。
因此,生物技术对于环境和经济发展之间的平衡具有巨大的潜力。
3.生物技术能够促进生态保护生物技术还可以用于生态保护,例如还原生态系统中的生物群落,或者利用生物技术饲养和归放动物等。
相信未来的绿色生态发展必然需要生物技术的推动。
二、生物技术发展对生态环境的影响生物技术发展与生态环境的关系,在全球环境污染、生物多样性保护、生态环境保护等方面起到了不可磨灭的作用。
然而,生物技术的快速发展也为生态环境带来了许多挑战。
1.生物技术研究的风险和安全问题现代生物技术的研究涉及到的生物场所和生物物质都具有一定的风险和安全问题。
例如,在基因改造这一领域,若是研究不妥,在农业方面或许会产生农产品的歧视现象,或者会危害生物多样性等等。
因此,我们必须重视安全问题,确保生物研究在安全的环境下进行。
2.生物技术的绿色可持续发展生物技术应用于社会经济的过程中如何保证它在可持续发展的前提下发挥积极的作用,需要我们重视。
环境生物技术–3–4简介环境生物技术是一门综合性学科,它将生物学、工程学和环境科学等多个学科相结合,利用生物技术手段来解决环境问题和提高环境质量。
环境生物技术主要包括环境微生物学、环境基因工程、环境生态学和环境生物资源管理等方面的内容。
本文将介绍环境生物技术在环境污染治理、资源回收利用以及生态修复等方面的应用。
环境污染治理环境污染是当今社会面临的重要问题之一,而环境生物技术在环境污染治理方面发挥着重要的作用。
环境微生物学是环境生物技术中的重要分支,它研究微生物在环境中的分布、代谢和功能,并利用微生物来降解和清除污染物。
常见的环境污染物包括有机物、重金属和农药等。
对于有机物的降解,利用微生物菌群进行生物降解是一种较为常见的方法。
微生物菌群能够产生特定的酶,通过酶的作用将有机物分解为无害的物质。
例如,土壤中的某些细菌能够降解石油类物质,这对于处理石油泄漏引起的污染非常重要。
在重金属污染治理方面,环境基因工程技术是一种有效的方法。
通过基因工程手段,可以构建具有特定吸附能力的微生物,用于去除水体和土壤中的重金属离子。
这些微生物能够吸附并固定重金属,从而减少其在环境中的浓度。
此外,环境生物技术还可以应用于农药污染的治理。
通过利用微生物菌群和植物的共生关系,可以有效地降解农药,并减少其在土壤中的残留量。
这对于农田环境的保护和农产品质量的提高具有重要意义。
资源回收利用环境生物技术还可以应用于资源回收利用领域,将废弃物转化为有价值的物质。
一个典型的例子就是生物能源的生产。
利用生物质资源,可以通过发酵过程将其转化为生物能源,如生物气体和生物酒精。
这不仅可以减少对传统化石能源的依赖,还可以有效地处理废弃物,达到资源的循环利用。
另外,环境生物技术还可以应用于废水处理和废气处理。
环境微生物学研究了水体和土壤中的微生物群落结构和功能,可以利用这些微生物来降解和处理废水中的有机物和重金属,以及减少废气中的有害物质排放。
这不仅可以减少对自然资源的消耗,还可以改善环境质量。
第一章种群及其动态1.种群的定义2.列举种群的数量特征3.种群密度是什么4.说说调查种群密度的一些方法5.标记重捕法怎么应用?公式?6.理解用样方法调查某种双子叶植物的种群密度7.区分数学模型、物理模型、概念模型8.理解种群J型增长曲线和S型增长曲线9.什么是环境容纳量?会受到什么因素影响?10.自然条件下,什么时候种群的增长速率最大?什么时候种群密度最大?11.区分周期性波动和非周期波动12.学会用血细胞计数板去调查培养液中酵母菌种群数量的变化13.影响种群数量变化的非生物因素和生物因素14.区分密度制约因素和非密度制约因素第二章群落及其演替1.群落的定义2.什么是物种丰富度?影响物种丰富度的因素3.数量多就是优势物种吗?为什么4.种间关系有哪些?明白某些物种之间的关系5.群落的垂直结构和水平结构各受什么因素影响6.群落季节性的含义7.什么是生物的生态位?具体到动物或植物怎么来理解8.生态位形成的原因及意义9.调查土壤中小动物类群的丰富度用什么方法10.列举群落的主要类型及其中生存的生物特点11.阐明群落的演替过程12.初生演替和次生演替的相同点和区别13.人类活动对群落演替会有什么影响?14.怎么改善生态环境第三章生态系统及其稳定性1.生态系统的含义2.生物圈的含义3.生态系统的结构包括哪些4.生产者的组成内容,作用,地位5.消费者的组成,作用,地位6.分解者的组成,作用,地位7.非生物物质和能量都有哪些?作用是什么?8.会写食物链,开端和终端是什么成分?9.在食物链中,消费者级别和营养级级别有什么关系?10.食物网的复杂程度取决于什么?11.生态系统的三大功能是什么?12.能量流动的过程13.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律?14.能量流动的途径,能量在食物链中传递的形式,能量散失的途径,能量散失的形式,能量流动过程中的转化15.能量流动的特点16.生态金字塔都有哪些?17.研究生态系统能量流动的意义18.提高能量利用率的措施19.碳循环的过程图20.碳在生物群落与非生物环境之间循环的方式21.碳在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在?22.碳循环的特点23.什么是生物富集?24.能量流动和物质循环的关系25.生态系统中信息的种类26.信息传递在生态系统中的作用27.生态系统的稳定性表现在什么方面?28.负反馈调节的含义和作用29.怎么提高生态系统的稳定性?第四章人与环境1.人口增长对生态环境的影响2.全球性生态环境问题主要有哪些?3.生物多样性有哪些?4.生物多样性的价值有哪些?5.生物多样性丧失的原因6.保护生物多样性的措施7.生态工程所遵循的基本原理。
大二环境生物学知识点环境生物学是生物学的一个重要分支学科,研究的是生物与环境之间相互作用的关系。
作为大二生物学课程的一部分,环境生物学涉及广泛的知识点。
本文将介绍大二环境生物学课程的主要知识点,以帮助学生更好地学习和理解这门课程。
一、环境因子的分类环境生物学研究生物与环境之间的相互关系,而环境因子是影响生物的环境要素。
根据影响程度和性质的不同,环境因子可以分为生物性环境因子和非生物性环境因子。
生物性环境因子包括其他生物对某一生物的影响,如食物、捕食者、同种竞争者等;非生物性环境因子则包括温度、湿度、光照等。
二、生态位与生态位分化生态位是指一个物种在某一生态系统中所占据的特定职位。
生态位分化是指通过进化适应,不同物种在相同生态系统中分化出不同的生态位。
生态位分化可以减少物种之间的竞争,促进物种的多样性,以适应环境的变化。
三、生物多样性与生物保护生物多样性是指地球上各类生物的种类、数量和分布以及它们之间的遗传差异。
生物多样性对维持生态平衡、促进物种适应和生态系统功能发挥至关重要。
生物保护是保护和维护生态系统的各个层面上的生物多样性,包括物种保护、栖息地保护和生态系统保护。
四、生态系统与人类活动生态系统是由生物群体、生物相互作用和与环境之间的相互关系所形成的系统。
人类的活动对生态系统产生了巨大的影响,包括资源开发、土地利用变化、气候变化等。
这些人类活动对生态系统的稳定性和健康产生了威胁,需要通过可持续发展和环境保护措施来解决。
五、生物指示与环境污染评估生物指示是利用生物物种对环境变化的敏感性和反应来评估环境质量的方法。
通过观察和分析特定生物物种或群落的指标生物学特征,可以从中判断环境的污染程度和类型,进而采取相应的治理措施。
六、生态恢复与可持续发展生态恢复是指对破坏或退化的生态系统进行修复和重建的过程。
生态恢复旨在恢复和改善生态系统的结构、功能和生态过程,以实现环境的可持续利用和保护。
可持续发展是指在满足当前需求的同时,不损害后代满足其需求的能力。
2016环境生物修复技术复习题一、名词解释1、原位生物修复指在污染的原地点采用一定的工程措施进行生物修复。
采用工程措施但不挖掘或抽取地下水等方法。
2、环境生物技术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。
3、膜污染膜污染是指在膜过滤过程中,水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。
4、稳定塘处理技术稳定塘旧称氧化塘或生物塘,是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。
其净化过程与自然水体的自净过程相似。
通常是将土地进行适当的人工修整,建成池塘,并设置围堤和防渗层,依靠塘内生长的微生物来处理污水。
主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。
稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。
5、植物促进也称之为植物提取,植物根系将土壤中重金属或有机污染物从污染的土壤中转移到植物的地上部分。
一般指那些能累积超过叶子干重1.0%的Mn,或者0.1%的Co、Cu、Pb、Ni、Zn,或者0.01%的Cd的植物。
目前世界上有500多种这样的植物。
6、湿地处理系统人工湿地处理系统是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有自然生态系统综合降解净化功能,且可认为监督控制的废水处理系统,是一种集物理,化学,生化反应于一体的废水处理技术;一般由人工基制和生长在其上的水生植物组成,是一个独特的土壤,植物,微生物综合生态系统。
7、土地处理技术利用土壤-植物系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能对被污染的河水进行异位处理的技术。
8、矿化作用指有机污染物在一种或多种微生物的作用下彻底分解为H2O、CO2和简单的无机化合物如含氮化合物、含磷化合物、含硫化合物和含氯化合物等的过程。
绪论1、环境生物技术(enviromental biotechnology)也称环境生物工程(enviromental bioengineering)狭义的定义:生物技术在处理环境问题时的特定应用,包括废弃物处理、污染控制以及非生物技术的结合运用。
名词、填空2、主要研究对象和目的环境生物技术主要研究环境污染引起的机理、生物对环境污染的适应性即抗性机理、利用生物技术对环境污染现象进行分析、检测和检测的原理和方法;利用生物技术对污染环境的控制和处理;进行污染环境的生物修复;采用生物技术合成和生产环境友好物质。
主要目的在于人类的健康、促进环境的生态平衡、有利于人类的生存和社会的可持续发展3、环境生物技术的研究内容(填空)有学者从技术难度和理论深度的角度,提出可分为三个部分或三个层次第一层次——现代环境生物技术第二层次——指传统的生物处理技术第三层次——指利用天然处理系统进行废物处理的技术应该指出的是, 环境生物技术中的三个层次没有重要与不重要之分3、环境生物技术的应用(填空、选择)废物生物处理技术、废水生物处理技术、污染事故的现场补救、污染场地的现场修复技术以及可降解材料的生物合成技术。
环境生物监测技术第一节生物监测概述生物监测:(名词解释)是利用各种技术测定和分析生命系统各层次对自然或人为作用的反应或反馈效应的综合表征来判断和评价这些干扰对环境产生的影响、危害及其变化规律,为环境质量的评估、调控和环境管理提供科学依据生物监测重点——个体和生态系统级的生物反应生物监测至少应具备什么条件?⏹对比性,有已建立的标准可供对照;⏹重复性,按一定的标准、采用相应的方法、在一定观测点上每隔一定时间采样分析生物监测内容包括:(选择题、填空)⏹生态环境变化⏹生物个体急性、亚急性、慢性的毒性测定⏹生物的生理生化分析⏹有毒物质、污染物在生物体内循环运转的分析⏹个体生态状况以及群落生态结构变化分析等二、生物监测的依据(名词、选择题、填空)▪生态系统理论是生物监测的理论基础:生态系统具有维持一定地区的系统结构与功能的能力▪1、生命与环境协同进化理论▪2、生物相对适应法则▪3、生物富集现象▪4、可比性与可重复性生物相对适应法则:(选择题、填空)稳定性、选择性、环境相关性生物富集现象:(名词解释)1、人类的干扰如某些人工合成化学物质等进入环境后;2、会通过食物链在生态系统中传递和被放大被生物吸收和富集;3、当这些物质超过生物所能承受的浓度后,将对生物乃至整个群落造成影响或损伤,并通过各种形式表现出来。
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复原作用、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,主要是通过氧化复原和甲基化作用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18、现代生物技术的核心基础是基因工程。
二、名词解释〔每题2分,共20分〕1、环境生物效应:各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。
2、污染物转化:污染物在环境中通过物理的、化学的或生物的作用改变其形态或转变为另一种物质的过程。
行为毒性:当一种污染物或其他因素〔如温度、光照、辐射〕使得动物一种行为改变超过正常变化的范围。
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)的芳香族化合物要比具有易坏的电子的取代基(如-NO2、-SO3H、卤代烃的芳香)更易氧化代谢。
各种有机化合物的降解性能:脂肪酸>有机磷酸盐>长链苯氧基脂肪酸>短链苯氧基脂肪酸>单基取代苯氧基脂肪酸>三基取代苯氧基脂肪酸>硝基苯>氯代烃类重金属污染危害:1.毒性效应2.转化为毒性更强的金属化合物。
3.在介质间转移,对其他介质中的生物造成伤害。
4.从不同器官进入生物,发生选择性和非选择性积累,造成相应的损害。
5.经过食物链的逐级放大,在较高的生物体内富集。
重金属污染的生物处理原理和机制1)转化机制——降低其在环境中的转移性和生物利用性2)吸附机制——取决生物吸附剂本身的特性;金属对生物体的亲和性3)絮凝机制——(一)微生物菌体对重金属的吸附(二)微生物对重金属的溶解(三)微生物对重金属的氧化还原(四)微生物对重金属-有机络合物的生物降解固定化技术包括固定化酶技术与固定化微生物技术。
是用化学或物理手段将游离酶或游离微生物定位于限定的空间区域,以提高微生物细胞的浓度,使其保持较高的生物活性并反复利用的方法。
细胞固定化技术方法:吸附法、包埋法、交联法、载体截留法固定化酶的优点:1)易于提纯2)可重复利用3)可以提高产物的产量4)有一定的机械强度,便与机械化和自动化5)廉价缺点:1)酶的活力难免损失2)底物要求是水溶性3)要有辅助因子固定化细胞的优点:节省了酶的分离成本;可再生;多酶体系可以催化多步反应;稳定性好,耐环境冲击缺点:必须保持细胞的完整性;必须抑制胞内蛋白酶的作用;多酶体系影响产物浓度。
固定化生物技术应用a固定化技术在水处理中的应用:1,有毒有害物质的降解2,避免生物量流失,延长生物在反应器中停留的时间3,创造微环境,提高脱氮效果4,减少剩余污泥产量。
b 固定化技术在土壤污染物的去除中的应用:最大限度克服土壤环境变化及不确定性给处理生物带来的冲击,可延长生物在土壤中的存活时间。
固定化生物膜法:是指使废水流过生长在固定支承物表面上的生物膜,利用生物氧化作用和各相间的物质交换,降解废水中有机污染物的方法。
载体选择的基本原则:1)无毒性或抑制性2)足够的机械强度3)优良的稳定性4)良好的表面带电特性5)优越的物理性状固定化生物膜技术方法生物滤池生物转盘接触氧化法生物流化床微孔膜反应器五大类。
生物膜形成的机理:1,废水中有机分子向生物膜附着生长的载体表面输送;2,废水中的浮游微生物细胞在载体表面的不可逆吸附;3,生长在生物膜内部的微生物对废水中营养物质的利用与氧化分解。
固定化生物膜技术特点:1微生物多样性高2生物膜各段的微生物类群不同3生物膜中的食物链较长4具有较高的脱氮能力5单位处理能力大6系统维护方便7系统运行稳定活性污泥: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机物能力的絮状体颗粒。
好氧活性污泥的生物相:以细菌为主,还有酵母菌,霉菌,放线菌,原生动物和某些微型后生动物等多种微生物。
运行正常的污水处理设施的活性污泥生物相絮粒以菌胶团细菌为骨架,穿插生长一些丝状菌,但丝状菌数量远少于菌胶团细菌,未见游离细菌、微型动物以固着类纤毛虫为主,如钟虫、盖纤虫、累枝虫等;还可见到木盾纤虫在絮粒上爬动,偶尔还可看到少量的游动纤毛虫等,轮虫生长活跃。
活性污泥菌胶团的净化反应原理:有机物在各种微生物的作用下,通过生化反应转变成二氧化碳和细胞质。
活性污泥法反应动力学可以定量或半定量地揭示系统内有机物降解、污泥增长、耗氧等作用与各项设计参数、运行参数以及环境因素之间的关系。
主要包括:①基质降解的动力学,涉及基质降解与基质浓度、生物量等因素的关系;②微生物增长动力学,涉及微生物增长与基质浓度、生物量、增长常数等因素的关系;③还研究底物降解与生物量增长、底物降解与需氧、营养要求等的关系。
活性污泥特点:强的吸附能力;强的降解和氧化有机物能力;食物链长;沉降性能好活性污泥净化反应的影响因素微生物的活性程度,废水的性质,特征,反应器的类型。
活性污泥的基本流程污泥膨胀的原因及对策丝状菌污泥膨胀的原因1 进水1)原水中营养物质含量不足。
2)原水中碳水化合物和可溶性物质含量高。
3)硫化物含量高4)进水波动。
2 反应器环境(1)温度。
(2)溶解氧。
(3)pH值。
(4)BOD -污泥负荷。
控制方法1 投加药剂法1投加氧化剂如Cl2或漂白粉,投加H2O2 ,O3 。
2投加凝聚剂2 改善环境法控制污泥膨胀。
如1 增设生物选择器。
我们可在曝气池之前设一个小池,局部地提高F/M值,或把曝气池前端设置成高负荷接触区,选择性地培养菌胶团细菌,使其成为优势菌种。
2 采用SBR工艺3 回流污泥再生法非丝状菌污泥膨胀的原因1 进水中含有毒物质。
2 营养物质缺乏或不平衡控制方法1投加充足的氮源和磷源,并适当提高污泥负荷。
2投加酶也可以控制污泥膨胀的发生。
厌氧活性污泥法处理优点:1)厌氧废水处理技术成本低、经济性好。
2)厌氧处理耗能少,产能大3)产泥量少,剩余污泥脱水性能好4)厌氧废水处理负荷高、占地少,反应体积小5)可以处理高浓度有机废水6)对营养物的需求量少7)厌氧方法的菌种沉降性能好,生物活性保存期长8)设备简单、易于操作影响因素:1)温度:嗜冷微生物(5~20℃);嗜温微生物(20~42℃);嗜热微生物(42~75℃)2)PH:适宜PH范围为6.5~7.8 3)氧化—还原电位4)营养物质与微量元素(BOD:N:P=100:6:1)5)有毒物质厌氧处理过程的四个阶段:1)水解阶段:复杂的非溶解性聚合物转化为建大的溶解性单体或二聚体的过程。
如淀粉在水体中被水解为葡萄糖,蛋白质被水解为二肽或氨基酸等。
2)发酵或酸化阶段:水解过程产生的小分子化合物在发酵细菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到胞外。
以此同时,酸化菌液利用部分物质合成新的细胞物质。
主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。
3)产乙酸阶段:酸化产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸及新的细胞物质。
4)产甲烷阶段:乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
水中氮、磷的危害:水中大量含氮磷会使藻类大量繁殖,水体缺氧产生毒素,水质恶化,对生物产生危害。
生物脱氮作用:废水中氨的存在状态4种:有机氮、氨氮、亚硝酸氮盐、硝酸氮盐①氨化作用:作用微生物很多,除细菌外还有各种霉菌,作用包括蛋白质分解、硝酸分解、其他含氮物质分解。
②硝化作用第一步:NH4+转化成NO2-,主要的亚硝化菌有亚硝化单胞菌;第二步:NO2-转化成NO3-,主要有硝化杆菌。
③反硝化作用:将NO2-或NO3-转化为N2或N2O,异养的兼性厌氧细菌以有机物作为电子供体,进行厌氧呼吸。
生物除磷原理生物除磷就是利用聚磷菌一类的细菌,过量地、超出其生理需要地从外部摄取磷,并将其以聚合形态储藏在体内,形成高磷污泥,排出系统,达到从废水中除磷的效果。
聚磷菌的作用机理:厌氧放磷,好氧聚磷①厌氧条件下,聚磷菌将胞内有机磷转化成无机磷释放,利用产生的能量提取废水中有机质形成PHB 颗粒,菌体内ATP水解形成ADP。
②好氧条件下,进行有氧呼吸。
菌从外部摄取有机物,产生能量,与ADP结合形成ATP。
聚磷菌的超量累计,集聚废水中的磷,聚磷菌与剩余污泥一起排除废水体系。
影响生物除磷过程的因素:(1)溶解氧,磷摄取过程要求充足的氧,放磷的过程应保持绝对厌氧的条件。
(2)污泥龄,一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多,可以取得较高的除磷效果。