环境生物技术.共60页文档
环境生物技术整理资料
环境生物技术整理资料环境生物技术资料1.环境生物技术的研究内容环境生物技术是近20年来发展起来的一种由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科。
广义的环境生物技术涉及的面很广，凡自然环境中涉及环境控制的一切与生物技术有关的技术，都可归纳为环境生物技术。
环境生物技术的研究内容按国内专家、学者的观点将其分为3个部分或3各层次：第一层次为现代环境生物技术，是指以基因工程为主导的近代防治污染生物技术，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、有效地防止污染开辟了新途径，使解决日益出现的大量环境难题成为可能。
第二层次是以废物的生物处理为主要内容，包括在新的理论和技术支撑下开发出的一系列废物强化处理工艺。
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及其重要的作用。
第三层次主要包括氧化塘、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态环境功能，投资运行费用少，易于操作管理。
从国内外的研究与应用现状可以发现，目前环境生物技术最有应用前景的领域是高效的废物生物处理技术、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。
为了更清楚的了解环境生物技术在这些领域的研究内容，这里以污染场地的生物修复为例进行介绍。
生物修复是一种采用生物技术，对已被污染物污染或由于生态系统的管理不善而被破坏的区域进行恢复的救急方法。
目前，生物恢复的优先研究内容包括5个方面：（1）探讨在环境变化和新的生存压力下，微生物系统在结构和动力学方面的反应；确定生化机理，包括参与污染物好氧，特别是厌氧降解的酶的作用途径（2）深入了解微生物遗传学，以提高微生物降解污染物的能力（3）对新的生物补救技术进行微观和宏观系统的实践研究，从成本和效率角度确定技术的实际可行性，并建立长期区域性研究的基地（4）不断开发、试验和评价一些创新的生物技术，如用于现场监测生物补救的传感器，生物补救中的生物过程模型以及生物补救效能的可靠评价方法。
《环境生物技术》课件
01
微生物通过分解有机物，将复杂的有机物转化为简单的无机物
，为其他生物提供能量和养分。
转化能量
02
微生物在生态系统中扮演着生产者和消费者的角色，通过光合
作用或分解有机物获得能量，维持生态平衡。
净化环境
03
微生物可以降解和转化有毒有害物质，净化水体、土壤和空气
等环境介质。
微生物的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ解原理
酶促反应
微生物通过分泌酶来分解有机物，酶是一种具有高度选择性的生物 催化剂，能够加速有机物的分解。
技术瓶颈与挑战
技术应用范围有限
目前的环境生物技术主要集中在 某些特定领域，对于一些复杂的 环境问题，技术的适应性和效果 有待提高。
技术转化率低
尽管有一些环境生物技术的研究 成果，但这些成果在实际应用中 的转化率较低，难以实现大规模 应用。
缺乏系统性的解决
方案
针对环境问题的复杂性，需要提 供系统性的解决方案，而不仅仅 是单一的技术应用。
生物膜法
通过生物膜上的微生物降解废水中的 有机物，常见的有生物滤池、生物转 盘等。
厌氧生物处理
在无氧条件下，利用厌氧微生物将废 水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳 等，实现废水的净化。
固体废物处理
总结词
利用生物技术对固体废物进行稳定化和减量化处理，减少对环境的危 害。
堆肥化
将有机固体废物堆放在一定条件下，利用微生物的作用将其转化为稳 定的腐殖质，实现废物的资源化利用。
通过显微观察和生理生化实验等方法 对分离得到的微生物进行鉴定和纯度 检测。
培养基的使用
根据分离的微生物种类和目的，选择 适合的培养基，以保证微生物的生长 和繁殖。
PART 03
现代环境生物技术PPT课件
王建龙 文湘华 编著
环境工程教研室
谯
华
环境污染生物降解
夏北成 化学工业出版社
环境微生物工程
参 考 污染控制微生物 书 目 生物化学
微生物学microbiology
马文漪等 南京大学出版社 徐亚同等 化学工业出版社 王希成 清华大学出版社
J.Nicklin 科学出版社
基因与伦理
范冬萍等 羊城晚报出版社
DNA的双螺旋结构
世界首只克隆羊“多莉”
（二）意义
生物技术作为一个现代前沿学科领域，受到当今世界
各国的广泛关注，全球生物技术每年创造的产值约5000亿
一 、
美元，单项产品产值高达40亿美元，仅美国生物技术产值
达2240亿美元。 引
言
比如“三色”农业－绿色“露天农业” 、白色“工
厂农业”、蓝色“水生农业”。其中白色农业主要表示这
得到了影像，从而分辨出这种分子的维度、角度和形状； 引 她发现DNA是螺旋结构，至少两股，其化学“信息”面 言 向进里面。
1973：第一个成功的克隆转化实验，第一个有目的的 基因重组实验，是现代生物技术的标志。
1997：英培育出世界上第一例体细胞克隆动物“多莉” 羊，2003年2月14日去世。
1998：日本培育出体细胞克隆动物8头牛犊。
美国于2003年3月5日启动了牛基因组测序工程，将 言 能够改进牛奶和牛肉制品的质量以及提高食品的安全系
数。诸如此类，将为人类开创美好的明天。
一种新的软件MyGrid将加快人类基因组解读，而且 它还可以自动找到与该研究有关的信息，搜索基因和蛋 白质数据、调节网络和任何其它相关信息。
（一）定义
生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工
环境生物技术(第七章生物修复) ppt课件
➢ 生物修复使有机物分解为二氧化碳和水，可以永久性地消除污染物 和长期的隐患，无二次污染，不会使污染转移；
➢ 生物修复可与其他处理技术结合使用，处理复合污染；
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26
据报道
中国重金属污染耕地总计：2000万公顷 中国有机物污染农田总计：6000万公顷
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27
全国土壤污染状况调查
《国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要》决定从 2006年起“开展全国土壤污染现状调查，综合治理土壤污染”。
2006年7月18日，国家环保总局组织召开全国土壤污染状况 调查视频会议，全国土壤污染状况调查7月18日在北京启动。
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8
生物修复
植物修复
植物萃取、植物稳定、根 基修复、植物转化、根际 过滤、植物挥发等
利用植物去治理水体、土壤和底泥 等介质中的污染的技术
微生物修复
利用微生物将环境中的污染物 降解或转化为其他无害物质的过程
动物修复
通过土壤动物群的直接或间接作用 而修复土壤污染的过程
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9
生物修复的基本定义
91.1 200
38.8 250
0.14 0．3
引自：王亮等，温州市城郊污灌对土壤和蔬菜品质的影响
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31
蔬菜重金属含量(mg/kg)
0.9
0.8
0.7
铅
0.6
镉
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0 莴苣 小青菜 大白菜 甘蓝
葫芦
0.2 0.05
环境生物技术ppt
DBT desulfurization pathways
Since there is currently little evidence for the potential for a commercially significant anaerobic desulfurization, aerobic biodesulfurization has been the focus of most research. The 4S pathway is a specific desulfurization pathway in which DBT is desulfurized and converted to 2-HBP (Fig. 2). Through this pathway the carbon skeleton of DBT is released intact and thus the calorific value of the fuel is not lost.
deep HDS is affected by components in the reaction mixture such as organic heterocompounds and polyaromatic hydrocarbons
Biocatalytic desulfurization (BDS)
BACKGROUND
Tontent for diesel in the USA is currently 15 p.p.m., with a target of 10 p.p.m. by 2010
Previous to 2003 the US EPA proposed that non-road diesel fuel sulfur be reduced from 3400 p.p.m. to 500 p.p.m. by 2007
环境生物技术 PPT整理
1.环境生物技术：广义：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。
严格意义：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，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。
2.环境生物技术的研究内容：低层次：利用天然处理系统进行废物处理的技术。
中层次：以废物的生物处理为主要内容。
高层次：基因工程主导的近代污染防治生物技术。
3.环境生物技术的应用领域：①废弃（气）物处理。
②生物修复。
③污染防治。
④环境监测。
4.生物工程：操纵生物（微生物、植物、动物）的细胞、组织或酶，进行生物合成、生物转化或生物降解，大规模地生产预期产品或达到特殊目的的一门技术。
5.四大生物工程：基因工程，发酵工程，酶工程，细胞工程。
6.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、转录和翻译表达的操作过程。
7.基因工程技术在环保领域中的应用：（1）优化污染物的代谢途径；（2）利用质粒突变筛选高效降解菌；（3）示踪环境中的工程菌。
（4）增强细菌的环境适应性。
8. 细胞工程：对细胞（有时也包括器官或组织）的离体培养、繁殖、再生、融合，以及细胞核、细胞质乃至染色体与细胞器（如线粒体、叶绿体等）的移植与改建等操作技术。
9.酶工程：利用酶的催化作用进行物质转化（合成有机物、分解有害物）的技术，是将酶学理论与化工技术结合而形成的新技术10.发酵工程:利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术11.生物处理：是指利用生物来除去环境中的生物垃圾和有毒物质的过程。
12.生物垃圾和有毒废弃物的处理方法：焚烧；化学处理；微生物处理法。
13.废水的生物处理（1）水质：指水和其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。
（2）水质指标：则表示水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准，间接表示出水体受污染的程度。
（3）水质指标种类有：有毒物质、有机物质、固体物质、pH值、色度、温度、微生物等。
环境生物技术ppt课件
〔二〕实验方法
菌种复苏：2%NaCl，悬液 样品处置：系列稀释，调pH6-8，浸透压2%NaCl
毒性测定：测试管参与样品和菌液，以苯酚作阳性 有机毒物对照，以ZnSO4.7H2O作阳性无机毒物 对照，蒸馏水为阴性对照。15oC培育5min或 15min。光量抑制百分率：
• 半数效应浓度〔EC50〕和半数抑制浓度 〔IC50〕:影响或抑制微生物正常生理目的 值50%所需的待测物浓度。
检测毒性的手段：动物检测、微生物检测 动物检测急性毒性：研讨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的实验。 其目的是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实验提供设计根据。 急性毒性实验类型 哺乳动物急性毒性实验 水生生物急性毒性实验 蚯蚓急性毒性实验 察看时间为2周，以半数致死浓度LC50表示。
• 微生物检测选择一项或几项生理目的为指征，根据 代谢物影响或抑制这些指征的程度来判别毒性的强 度。
• 评价目的多为EC50或IC50
第一节 污染物生物毒性的微生物监测方法
一、发光细菌—细菌生物发光抑制实验
细菌生物发光的生物学机制：
FMNH2 + RCHO +细O菌2 荧光素酶 RCOOH + 光
明两者的相关系数达0.85。 可以根据细菌生物发光实验的发光抑制率进展毒性
分级。
各实验室间结果的重现性好
可用于生物传感器分析
二、硝化细菌—硝化作用抑制实验
国际规范化组织将该方法作为检测化合物或废水毒 性的规范方法之一〔ISO 9509〕。
〔一〕实验原理 毒性污染物抑制硝化作用的酶类，导致对底物的利
环境生物技术大纲
环境生物技术大纲第一章环境生物技术引论知识目标：掌握生物技术和环境生物技术的概念熟悉生物技术的发展简史了解当前各种环境问题能力目标：能用环境生物技术的知识分析环境问题学会环境生物技术的基础知识第一节环境生物技术面对全球气候变化、水污染和水资源短缺、水土流失、酸雨等“热点”问题，人类必须把自己当做大自然中的一员，建立一个与大自然和谐相处的绿色文明。
要完成这样一个艰巨的任务，就要提高对环境质量变化的识别力，培养分析和解决环境问题的技能，增强保护和改善环境的责任感和自觉性。
一、环境与环境问题二、生物技术三、生物技术的发展简史四、环境生物技术的学科体系第二节环境生物技术的基本特征和研究内容一、环境生物技术的研究内容二、环境生物技术的应用和进展三、本书的主要内容和结构第二章环境生物技术的理论基础【知识目标】1.了解微生物的类群和形态结构2.了解微生物的代谢类型3.掌握微生物对污染的降解和转化4.掌握酶的基础知识和酶与细胞的固定化技术5.了解酶在环境治理中的应用6.了解生态系统的基本概念、掌握生态系统的基本特征7.掌握生态系统的基本结构8.了解生态系统的组成要素及作用9.了解生态系统的环境功能和自净作用【能力目标】1.能够学会利用微生物对污染进行降解和转化2.能够自觉形成保护环境的意识生物是构成生态系统的要素，生态系统内物质循环主要是依靠生物过程来完成的。
生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点。
生物技术在水污染控制、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等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的作用。
目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物的作用。
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。