第一篇：環(huán)境生物技術考點

緒論

1我國的環(huán)境問題主要體現(xiàn)在哪些方面？

主要體現(xiàn)在：水土流失嚴重、荒漠化加??；包括淡水在內(nèi)的許多資源短缺；草原退化嚴重、沙化和堿化面積逐年增加；瀕危野生動物、植物物種增多，生物多樣性銳減；自然災害頻繁發(fā)生，經(jīng)濟損失重大。2什么是環(huán)境生物技術？

廣義上講：凡是涉及環(huán)境污染控制的一切與生物技術有關的技術，都可以稱為環(huán)境生物技術。嚴格上講：環(huán)境生物技術指的是直接或間接利用生物或生物體的某些組成部分或某些機能來降低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝或能高效凈化環(huán)境污染，同時又能生成有用物質(zhì)的工程技術。

3環(huán)境生物技術劃分為幾個層次？各層次的內(nèi)容是什么？是否有明顯的界限？

從技術難度和理論深度上環(huán)境生物技術一般可劃分為三個層次：第一層次：是指以基因工程為主導的近代污染物防治生物技術。包括構建降解殺蟲劑、除草劑、多環(huán)芳烴類化合物等高效基因工程學，創(chuàng)造抗污染型轉(zhuǎn)基因植物等。是解決目前出現(xiàn)的日益嚴重復雜的環(huán)境問題的強有力手段。

第二層次：是以廢物的生物處理為主要內(nèi)容，既包括傳統(tǒng)的生物處理技術，如廢水的生物處理的活性污泥法、生物膜法等，也包括在新的理論和技術支撐下開發(fā)出的廢物強化處理技術和工藝，如生物流化床等。是目前環(huán)境污染治理中的主力軍。第三層次：是指利用天然處理系統(tǒng)進行廢物處理的技術，主要包括氧化塘、人工濕地系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生態(tài)工程等。特點是最大限度地發(fā)揮自然界環(huán)境中生物生態(tài)功能；投資運行費用少，易于操作管理，是一種省力、省費用、省能耗的技術。

在解決實際環(huán)境污染問題時，三個層次的技術可能會集于一體，很難有明顯的界限。

4環(huán)境生物技術主要應用于哪些方面？

環(huán)境生物技術的應用主要包括：生物工程技術在環(huán)境污染防治中的應用；廢水生物處理技術；固體有機廢物的生物處理技術；大氣污染的生物防治技術；污染環(huán)境的生物修復技術；環(huán)境污染預防生物技術；環(huán)境生物監(jiān)測技術等。

5環(huán)境生物技術最有應用前景的是在哪個領域？

環(huán)境生物技術最有應用前景的領域是廢物高效生物處理技術、污染事故的現(xiàn)場補救、污染環(huán)境的現(xiàn)場修復技術、及可降解材料的生物合成技術。

第一章

1.什么是酶工程，其主要包括的內(nèi)容是什么？

酶工程：是利用酶的催化作用進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化（合成有用物質(zhì)，分解有害物質(zhì)）的技術，是將酶學理論與化工技術結(jié)合而形成的新技術。酶工程包括的內(nèi)容：酶的生成、酶的分離純化、酶分子的修飾、酶固定化、酶反應動力學、酶反應器、酶的應用等。

2.酶的應用領域有哪些？

食品、化工、醫(yī)藥、輕工、分析檢測、環(huán)境保護等。

3.什么是酶的固定化？

是指將酶固定在載體上，在一定的空間范圍內(nèi)進行催化反應的酶（其被限制在一定的空間的同時，又不妨礙底物的自由擴散）

4.酶固定化的方法中主要內(nèi)容及特點？

酶的固定化方法主要有：吸附法、包埋法、結(jié)合法、交聯(lián)法等。

吸附法：采用非水溶性吸附劑，將酶或含酶菌體吸附在其表面，而使酶固定的方法就稱為吸附法，為一種物理方法。特點：操作簡單，條件溫和，載體可以重復使用，但是酶與吸附劑吸附不牢固，容易脫落。包埋法：將酶或酶菌體包埋在凝膠微小格子或半透性的聚合物內(nèi)，這樣的酶固定化方法被稱為包埋法。特點：不易滲漏，底物分子可以在包埋結(jié)構中任意擴散，不足是分子量大的底物在網(wǎng)格中擴散較困難，這種方法不適合大分子底物的測定。

結(jié)合法：選擇適宜的載體，使酶與載體通過共價鍵或離子鍵相互結(jié)合在一起的固定方法。特點：采用離子鍵相結(jié)合的方法：其條件溫和，操作簡便，只需要一定的pH值、溫度和離子強度下即可，結(jié)合活性

損失少，但結(jié)合力弱。采用共價鍵結(jié)合的方法：結(jié)合牢固，酶分子不易脫落，載體不易被降解，但是操作麻煩。

交聯(lián)法：借助功能試劑，使酶結(jié)合到惰性載體上。功能試劑具有2個功能基團：能與酶分子中ε--氨基和α--氮基發(fā)生共價交聯(lián)。特點：操作簡單，結(jié)合牢固，不足之處是固定化時需要嚴格控制pH值。

第二章

1.污染預防的重要性和意義是什么？

主要包括三個方面：盡可能改善燃料結(jié)構，減少大氣中污染物的排放；

實行水資源的合理利用，提高水的循環(huán)利用率，減少廢水的排放；

改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)工業(yè)，實行清潔生產(chǎn)。

2.一般將環(huán)境中的污染物分為哪幾類？

按照污染物所在介質(zhì)不同，將環(huán)境中的污染物分為三類：大氣污染物,水體中的污染物,土壤中污染物

3.概述大氣、土壤、水體中主要的污染物。

大氣中主要污染物：煙塵及生產(chǎn)性粉塵，SO2，CO，H2S，CO2，Pb、Hg、Cr。

水體中的污染物：水體中的污染物主要來自工業(yè)排放的污水、生活污水、自然降水、以及使用過農(nóng)藥的農(nóng)田灌溉水，其中工業(yè)排放的污廢水量大、污染嚴重，毒性大。

土壤中的污染物主要來源：生活污水、垃圾、工業(yè)三廢、汽車廢氣、農(nóng)田用農(nóng)藥和化肥。

有毒物質(zhì)：某些無機鹽、重金屬、農(nóng)藥、致癌物如：苯并芘、來源于樹脂焦油、石油產(chǎn)品、汽車廢氣、瀝青路面等。

4.煤炭、原油中硫存在的主要形式是什么？

煤炭中的硫：以無機和有機硫二種形式存在：

無機硫：硫化物主要是黃鐵礦FeS2，是主要形式，占總硫量的60—70%；硫酸鹽含量極少。有機硫：有噻吩型（C4H4S—）、硫醇型（—SH）、硫醚型（—S—），占總硫量30—40%

原油中的硫：主要是有機硫包括：

硫醇：是低分子量的，在石油煉制過程中被除去。在200℃以上沸點的石油中很少存在。

硫醚：是沸點200℃以上石油產(chǎn)品中如柴油中硫化物的主要成分。

噻吩：在有機硫中含量最多，尤其衍生物是高硫原油的重要組分。

還有部分無機硫：S、H2S、FeS2等溶解或懸浮在油中。

5無機硫脫除所利用的主要微生物是什么？

無機硫微生物脫除主要利用的菌：是氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌；

6.無機硫脫除有什么特點？

對煤炭中的黃鐵礦去除率最高達90-97%；處理的時間長約4—6天。

7.煤炭生物脫硫具有應用前景的兩種方法是什么？有什么特點？

浸出脫硫法：在煤上撒上含有微生物的溶液，以水浸透，使煤和微生物淹沒在水體中，生成的硫酸從底部排除。特點：操作簡單，經(jīng)濟；但是處理的時間長，同時硫酸對設備有腐蝕。助浮脫硫法：將煤粉碎成微粒，并與水混合，在其懸濁液的下面吹進微氣泡，使煤和黃鐵礦的微粒附著在氣泡上，由于空氣的浮力，兩者一起浮在水面上不能分開。此時，將微生物透入混合液中，微生物僅能浮在黃鐵礦上，使黃鐵礦的表面變成親水性而能溶于水，進而從氣泡上分離開來，下沉到底部，這樣就把煤和黃鐵礦分開。特點：脫硫的時間僅為數(shù)分鐘即可； 還可以同時洗去煤中的灰分。

8.影響懸浮法煤炭脫硫效果的主要因素是什么？

煤的因素：煤的顆粒度、孔隙度、煤漿濃度。微生物的濃度：濃度越高，脫硫效果越好。接觸時間：微生物在幾秒鐘內(nèi)即能吸附在黃鐵礦的表面上。介質(zhì)pH值及溫度：這兩個因素比微生物的影響小，即使有較大的變化范圍，黃鐵礦也可以脫除掉，表明該技術具有較強的適應性。

9.生物脫硫存在哪些問題?

處理前煤的粉碎費用過高；受微生物繁殖慢的限制，處理反應的時間不定，難以保證脫硫的穩(wěn)定性；微

生物和生物催化劑對溫度較為敏感，在大規(guī)模的生產(chǎn)中，傳熱是個棘手的問題；煤是非均質(zhì)的物質(zhì)，其中有機硫的檢測還缺乏確定的方法；煤中的雜質(zhì)對微生物產(chǎn)生抑制作用。

10.生物脫硫研究的焦點是什么？

集中在菌的開發(fā)上，主要方向是通過遺傳工程和酶工程改進脫硫菌種的性能，使之對重金屬、鹽濃度具有更高的抗性，對pH值和溫度有更廣泛的適應性。簡化微生物重組的制備方法，降低成本。

第三章 生物技術與能源

1生物能源的種類有哪些？

生物電池：直接以生物質(zhì)為原料燃燒進行電能的生產(chǎn)；

生物燃料：乙醇、甲醇、氫氣等；

利用植物產(chǎn)生燃料：利用植物生產(chǎn)“植物石油”如：橡膠樹、美國發(fā)現(xiàn)的蘭安樹、巴西的可比巴喬木等； 油料作物：從向日葵、椰子、油菜、花生等作物中提取油；

藻類能源：藻類能產(chǎn)生大量的脂類物質(zhì)，可以用來生產(chǎn)柴油和汽油。

2什么是微生物石油勘探？指示菌有哪些？如何檢測？

通過微生物測量確定油氣儲藏分布方法即為微生物勘探。

甲烷氧化菌：是一類具有高度專一的碳代謝能力的細菌。是為識別石油聚集體位置而研究的第一類細菌。乙烷、丙烷、丁烷氧化菌：只消耗乙烷、丙烷、丁烷，不消耗甲烷的一類細菌，乙烷、丙烷、丁烷氣體在很大程度上不會由微生物產(chǎn)生，而是由深部運移而來，通常用乙烷、丙烷、丁烷氧化菌異常發(fā)育來指示油氣聚集體的位置。

己烷氧化菌：可以很好的指示有無油氣儲藏。

平板計數(shù)法：

原理：烴類代謝的中間產(chǎn)物醇、醛等有機物對一般土壤微生物是有毒的，只有那些能夠利用這些物質(zhì)作為營養(yǎng)的微生物，才能在具有這些物質(zhì)存在的平板上生長，因此該方法中計數(shù)的只有噬烴微生物。方法：向以醇、醛、酸為唯一碳源的瓊脂培養(yǎng)基上接種土壤稀釋液，培養(yǎng)約7d，計數(shù)。

特點：選擇性高，但是結(jié)果可能偏低；測定的時間長；菌落技術困難。

3油氣微生物勘探一般檢測哪些來源的微生物？

土壤微生物；非開發(fā)井的鉆井巖屑或巖芯的微生物；地下水中的微生物。

4能源危機與燃料酒精有什么關系？

1950年：石油的開發(fā)和應用，擠掉了醇類燃料的市場。1970年中東戰(zhàn)爭，其對西方實行石油禁運，使得西方國家能源嚴重短缺，西方稱能源危機。此時人們又把目光投向醇類燃料。

5燃料酒精發(fā)展的先驅(qū)是哪個國家？

巴西是世界上燃料酒精發(fā)展的先驅(qū)。

6為什么我國燃料酒精發(fā)展速度緩慢?

我國也是世界酒精生產(chǎn)大國，但是在燃料酒精方面卻應用較少；因為我國是缺糧國家，是否發(fā)展燃料酒精一直都有所爭議，所以我國燃料酒精發(fā)展速度緩慢。

7微生物生產(chǎn)燃料酒精的原料有哪些？從環(huán)保的角度，你更傾向于使用哪類原料？為什么？

可用于微生物發(fā)酵生產(chǎn)酒精的原料很多一般分為淀粉類、糖類、纖維素類等。

淀粉類和谷物：玉米、高粱、小麥、大麥、壓榨產(chǎn)品、面粉飼料、淀粉、馬鈴薯等；

纖維素類：木材、木屑、廢紙、森林殘留物、農(nóng)業(yè)殘留物、固體廢物、產(chǎn)品廢物；

糖類：蔗糖、葡萄糖、糖甜菜、飼料甜菜等；

其它：菜花、葡萄干、香蕉等。

8為什么說燃料酒精的應用，具有巨大的環(huán)境和經(jīng)濟效益？

經(jīng)濟效益：目前，酒精的成本大約比汽油高40%，這也是燃料酒精不能推廣的主要原因，但是從長遠來講，燃料酒精的應用，將會給社會帶來巨大的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。環(huán)境效益：在城市大氣污染中，汽車尾氣排放是環(huán)境污染的一個主要來源。大氣中的CO2約50%來源于汽車尾氣的排放，因此，控制汽車

尾氣中CO2 的排放是緩解溫室效應的主要手段之一。利用纖維素作為原料生產(chǎn)燃料酒精，可降低這些固廢物質(zhì)對環(huán)境的污染。

9通過你學到的知識，如何降低燃料酒精的生產(chǎn)成本？

采取的對策是：開發(fā)木質(zhì)纖維素資源；逐步解決燃料酒精生產(chǎn)過程中的能耗問題；通過固定化酵母技術，提高發(fā)酵法生產(chǎn)酒精的效率。

10通過生物生產(chǎn)的綠色能源是什么？氫氣

11生物制氫和廢水生物處理二者之間有什么聯(lián)系？又有什么特點？

在處理高濃度有機廢水的同時，回收大量的清潔能源氫和甲烷。

最大特點是：將制氫與廢水處理有機地結(jié)合起來，集污染治理、廢物利用為一體。

第四章污染環(huán)境的生物修復技術思考題

1生物修復的內(nèi)涵、優(yōu)點和局限性？

生物修復的內(nèi)涵：隨著生物修復技術的發(fā)展，生物修復的內(nèi)涵不斷豐富，除了傳統(tǒng)的生物修復外，還發(fā)展了真菌修復、植物修復以及生態(tài)修復。生物修復的優(yōu)點：生物修復可以在現(xiàn)場進行，節(jié)約治理費用，是理化處理方法費用的30-50%；最終產(chǎn)物是二氧化碳、水和小分子的物質(zhì)，對環(huán)境的影響??；最大限度地降低污染物的濃度；在特殊的地方，如位置特殊，采用生物修復技術有其獨到的優(yōu)勢；生物修復可以同時處理受污染的土壤和地下水。生物修復的局限性：耗時長：生物生命周期較長，需要花費時間長；條件要求高：生物生命代謝容易受到環(huán)境因素影響；并非所有進入環(huán)境的污染物都能夠被生物利用，污染物的低生物有效性、難利用性及難降性等常常使微生物修復不能進行；特定的微生物只能吸收、利用、降解、轉(zhuǎn)化特定類型的化學物質(zhì)，狀態(tài)稍變化的化合物就可能不會降解；一些降解的產(chǎn)物其毒性可能會更強，降解的過程及產(chǎn)物一定要全面了解；生物修復是一種科技含量較高的處理方法，其運作必需符合污染地的特殊條件。

2生物修復的主體和受體各指什么？

生物修復的受體：污染了的環(huán)境。修復的主體是：生物，包括微生物、植物、動物以及由它們構成的生態(tài)系統(tǒng)。

3依修復的主體不同，修復分為哪幾種？

一般將生物修復劃分為：微生物修復、植物修復和生態(tài)修復。

4生物修復必備的條件有哪些？

必須存在具有代謝活性的微生物；微生物必須能以相當速率降解污染物，使其濃度將至環(huán)境要求的范圍內(nèi)；降解過程不產(chǎn)生毒副產(chǎn)物；污染物對微生物無害或其濃度對微生物沒有抑制作用，污染物的濃度可以稀釋；目標化合物必須能被生物利用；污染場地的環(huán)境必須有利用于微生物的生長及其活性提供微生物生長的營養(yǎng)物質(zhì)和環(huán)境條件；處理費用應較低，至少要低于其他處理技術。

5可用于生物修復的微生物種類包括哪些？

土著型微生物，外來微生物，基因工程菌

6富營養(yǎng)化湖泊的微生物修復有哪幾種？其目的是什么？

強化土著型微生物功能的曝氣修復：

目的是：增加水體中的氧的含量、改善水生物生存環(huán)境及食物供給，使底泥由厭氧轉(zhuǎn)變?yōu)楹醚醐h(huán)境。添加外來微生物的投菌劑修復：

復合菌劑的添加可以快速的降解轉(zhuǎn)化水體中營養(yǎng)物的含量及改善水質(zhì)情況。

7富營養(yǎng)化湖泊水生植被修復的兩條途徑是什么？

人工強化自然修復、人工重建水生植被兩條途徑。

8哪些環(huán)境因素影響生物修復？

環(huán)境因素：影響生物降解的最重要的因素有溫度、pH、濕度鹽度、有毒物質(zhì)、凈水壓力；

營養(yǎng)物質(zhì)：微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)不可缺少；

電子受體：好氧或厭氧的條件下必須有受體存在，才能使微生物很好的進行代謝；

微生物的協(xié)同作用：一種微生物將目標化合物分解產(chǎn)生若干中間產(chǎn)物，第二類微生物分解中間產(chǎn)物； 微生物之間的相互作用：它們之間的相互作用可能會削弱主要微生物的作用，也可能會有促進作用； 種植植物：植物的種植有利于生物修復的進行。

第五章環(huán)境生物監(jiān)測技術

1與理化監(jiān)測相比較，生物監(jiān)測有什么特點？

綜合、真實地反應環(huán)境質(zhì)量狀況： 生物個體、群體、群落在環(huán)境中所承受的影響是環(huán)境中各種污染因素的綜合作用結(jié)果；具有連續(xù)監(jiān)測的功能：生物受到的影響和危害是污染物長期作用的結(jié)果，所以對生物的監(jiān)測可以反映在一段時間內(nèi)的環(huán)境污染水平。具有多功能性：理化監(jiān)測儀器的專一性很強，生物監(jiān)測能通過指示生物的不同反應癥狀，分別監(jiān)測多種干擾效應。（如廢水生物處理中通過微型動物種類和數(shù)量的變化，獲得水質(zhì)變化情況、運行效果、活性污泥的結(jié)構和功能等信息）監(jiān)測靈敏度高：生物的靈敏度極高，即使污染物的濃度很低，生物也有反應。如：SO210-20mg/L時人才會流淚，敏感植物紫花苜蓿在0.3mg/L就會有受害癥狀。簡單易行：生物監(jiān)測不需要更多的儀器和設備，不需要復雜的方法，更簡單、容易掌握。如：了解微型動物的變化，只需要一臺光學顯微鏡即可。

2大氣污染的生物監(jiān)測包括哪兩種？一般以哪種為主？為什么？

動物監(jiān)測：由于動物具有回避能力，可以主動脫離污染區(qū)域，大氣污染主要改變動物局部地區(qū)的種群結(jié)構，而對動物的個體發(fā)育的影響及對人類利益的危害遠小于植物，利用動物監(jiān)測還沒有形成一套完整的方法。

植物監(jiān)測：是目前使用較多的一種生物監(jiān)測方法。

3熟知幾種用于大氣主要污染物監(jiān)測的植物。

對SO2敏感的植物：有向日葵、胡蘿卜等。對氯敏感的植物：向日葵、核桃等。對氨氣敏感的植物：核桃樹、向日葵等。對氟敏感的植物：葡萄、山桃等。對臭氧O3敏感的植物：花生、馬鈴薯等。4用于大氣污染的生物監(jiān)測方法是什么？如何判斷污染程度？

污染量指數(shù)法：在大氣污染的環(huán)境中，植物葉片中污染物的增加量與大氣中污染物質(zhì)的濃度及暴露的時間具有一定的關系。

植物葉片中污染物的增加量隨大氣中污染物濃度及暴露時間的增加而增加。

生長量測定法：一些植物在大氣污染的情況下，生長量明顯降低，利用生長量的變化情況對大氣的污染狀況進行監(jiān)測和評價。

5土壤污染的生物監(jiān)測方法主要是指哪兩種監(jiān)測方法？其中的生物表現(xiàn)如何？

植物監(jiān)測方法：土壤污染對植物的影響主要表現(xiàn)在：可見的傷害癥狀：常在葉片上表現(xiàn)出來；新陳代謝的異常：導致生長發(fā)育受到抑制、生長量減少、植物矮化、落花落果；植物成分含量的變化：正常情況下植物的成分含量是相對穩(wěn)定的，土壤受到污染后，某些成分發(fā)生變化，通過植物體內(nèi)污染物的變化監(jiān)測和評價土壤環(huán)境質(zhì)量。微生物監(jiān)測方法：土壤受到污染后，土壤中的微生物種類、數(shù)量、代謝異常、組成成分都將發(fā)生變化。

6我們介紹的用于水體污染的生物監(jiān)測法有哪些？

污化系統(tǒng)（污水生物系統(tǒng)）監(jiān)測法；PFU法：是微型生物群落監(jiān)測法的簡稱，是利用聚氨酯泡沫塑料塊作為人工基質(zhì)收集水體中微生物群落的一種監(jiān)測方法；生物指數(shù)法---藻類污染指數(shù)法是對能耐受污染的20種藻類，分別給予不同的污染指數(shù)值，根據(jù)水樣中出現(xiàn)不同的藻類，計算總污染指數(shù)。細菌學檢驗監(jiān)測法：通過測定細菌菌落總數(shù)，反應水體有機污染程度。

第二篇：環(huán)境生物技術

一、名詞解釋

1.生化需氧量（BOD，biochemical oxygen demand）：“生物化學需氧量”的簡稱。是指在一

定期間內(nèi)，微生物分解一定體積水中的某些可被氧化物質(zhì)，特別是有機物質(zhì)所消耗的溶解氧的數(shù)量。以毫克/升或百分率、ppm表示。它是反映水中有機污染物含量的一個綜合指標。BOD越大，表示水體中有機物越多，污染越嚴重。如果進行生物氧化的時間為五天就稱為五日生化需氧量（BOD5），相應地還有BOD10、BOD20。

2.化學需氧量（COD），是在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消

耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個指標?；瘜W需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。

3.污泥負荷率：有機物與微生物之比稱污泥負荷率(F:M)。它影響過程的代謝深度和污泥的沉降性能，也影響運行的穩(wěn)定性和基建費用。污泥負荷率低些，過程的運行比較容易，處理效率比較穩(wěn)定，剩余污泥量比較少，但基本建設和運行費用一般要高些。普通活性污泥法的負荷率常在0.15～0.3公斤BOD5/公斤污泥之間。

4.容積負荷：volume loading 每立方米池容積每日負擔的有機物量，一般指單位時間

負擔的五日生化需氧量公斤數(shù)（曝氣池，生物接觸氧化池和生物濾池）或揮發(fā)性懸浮固體公斤數(shù)（污泥消化池）。其計量單位通常以kg/(m3·d)表示。

5.廢水厭氧生物處理：在厭氧條件下，由多種微生物共同作用，降解廢水中的有機物，使

其轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)，達到污水進化的過程。

6.生物表面活性劑：是微生物或植物在一定條件下培養(yǎng)時，在其代謝過程中分泌出的具有

一定表面活性的代謝產(chǎn)物，能顯著改變特別是降低液體表面張力或兩相間界面張力的物質(zhì)，如糖脂?多糖脂?脂肽或中性類脂衍生物等

7.生物修復：是指利用生物特別是微生物催化降解有機污染物，從而修復被污染環(huán)境或消

除環(huán)境中污染物的一個受控或自發(fā)進行的過程。

8.生物農(nóng)藥：又稱天然農(nóng)藥，利用生物體本身或由生物體產(chǎn)生的生理活性物質(zhì)作為殺蟲劑

或除草劑，對特定的病蟲害產(chǎn)生作用的安全性能高的新農(nóng)藥。

9.農(nóng)用抗生素：是指由微生物發(fā)酵產(chǎn)生、具有農(nóng)藥功能、用于農(nóng)業(yè)上防治病蟲草鼠等

有害生物的次生代謝產(chǎn)物。放線菌、真菌、細菌等微生物均能產(chǎn)生農(nóng)用抗生素，其中放線菌產(chǎn)生的農(nóng)用抗生素最多。

10.內(nèi)碳源：活性污泥中微生物死亡后自溶后釋放的含碳有機物，也稱二次性基質(zhì)。

11.馴化：這里特指活性污泥的馴化，是定向選育微生物的方法與過程，通過人工措施使微生物逐步適應某種特定條件，最后獲得具有較高耐力和代謝活性好的菌株。

二、簡答

1.環(huán)境生物技術的基本概念、研究內(nèi)容？

答：環(huán)境生物技術是一門由現(xiàn)代生物技術與環(huán)境工程相結(jié)合的新興交叉學科，是直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成部分或某些機能，建立降低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝，或者能夠高效凈化環(huán)境污染以及同時生產(chǎn)有用物質(zhì)的人工技術系統(tǒng)。其研究內(nèi)容：分為三個層次，第一層次是以基因工程為主導的現(xiàn)代環(huán)境生物技術，第二層次是以廢物的生物處理的傳統(tǒng)環(huán)境生物技術，第三次是以氧化糖、人工濕地和農(nóng)業(yè)生態(tài)地為主的傳統(tǒng)環(huán)境生物技術。

2.活性污泥性能指標有哪些？

答：（1）MLSS（Mixed Liquid Suspanded Solid）指1L曝氣池混合液中所含懸浮固體干重，它是衡量反應器中活性污泥數(shù)量多少的指標。它包括微生物菌體（Ma）、微生物自生氧化產(chǎn)物（Me）、吸附在污泥絮體上不能被微生物所降解的有機物（Mi）和無機物（Mii）。

（2）、MLVSS（Mixed Liquid Volatile Suspanded Solid）指1L曝氣池混合液中所含揮發(fā)性懸浮固體含量，它只包括微生物菌體（Ma）、微生物自生氧化產(chǎn)物（Me）、吸附在污泥絮體上不能被微生物所降解的有機物（Mi），不包括無機物（Mii）。所以MLVSS能比較確切地反映反應器中微生物的數(shù)量。

（3）、SV% 污泥沉降比，曝氣池混合液在量筒中靜止30min后，污泥所占體積與原混合液體積的比值。

（4）、SVI 污泥體積指數(shù)，指曝氣池混合液經(jīng)30min靜止沉降后1g干污泥所占的體積，單位為ml/g。

（5）、SDI 即污泥密度指數(shù)，指100ml混合液靜止30min后所含活性污泥的g數(shù)。單位為g/ml。

（6）、污泥負荷 ：污泥負荷是反應器設計和運行的一個重要參數(shù)，它指單位活性污泥所能去除的五日生化需氧量，單位是kgBOD5/kgMLSS。

3.什么是絲狀線膨脹？引起絲狀線膨脹的原因及其預防措施？

答：活性污泥處理中，絲狀細菌及其他絲狀微生物異常地大量增殖，造成最終沉定池中污泥幾乎不沉淀的異?，F(xiàn)象稱為絲狀線膨脹。原因：（1）偏酸環(huán)境：偏酸易于絲狀菌生長繁殖；

（2）供氧不足；（3）水溫偏高；（4）碳氮比失衡。

預防措施：(1)強化曝氣；(2)調(diào)整負荷；(3)分段注水；(4)投加含氮化合物；(5)投加石灰和消化污泥；(6)稀釋流入污水；(7)如碳水化合物增多，要調(diào)查廢水的來源；(8)有毒廢水進入系統(tǒng)時，應進行預處理；(9)接種活性污泥。

4.什么是厭氧生物處理、好氧生物處理？兩者之間的比較。

答：廢水厭氧生物處理：在厭氧條件下，由多種微生物共同作用，降解廢水中的有機物，使其轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)，達到污水進化的過程。

好氧生物處理：利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧氣存在的條件下進行生物代謝以降解有機物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。

兩者之間的比較：

(1)好氧生物處理的反應速度較快，所需的反應時間較短，故處理構筑物容積較小。且處理過程中散發(fā)的臭氣較少。厭氧生物處理缺點是反應速度較慢，反應時間較長，處理構筑物容積大等。

（2）廢水厭氧生物處理過程不需另加氧源，故運行費用低。此外，它還具有剩余污泥量少，可回收能量(CH4)等優(yōu)點。好氧生物處理過程需通氧，費用較高。

（3）好氧生物處理較厭氧生物處理負荷較低。

（4）兩者作用的微生物不同：好氧處理為好氧微生物，厭氧處理為厭氧生物。

5．厭氧生物轉(zhuǎn)盤的工藝特點？

答：工藝特點，書上P180.6.生物膜法中，生物膜載體的條件？

答：(1)生物膜載體要易流化不易流失；（2）要易于掛膜且無害；（3）可以提供較大的比表面積以增加生物附著量；（4）價格低廉且易就地取材；（5）生物相容性好，粒度及孔徑適中，可以偶聯(lián)足夠的生物分子；（6）機械強度大，性質(zhì)穩(wěn)定，使用壽命長。

7.生物膜法的機理？

答：生物膜法是指廢水流過生長在固定支承物表面上的生物膜，利用生物氧化作用和各相間的物質(zhì)交換，降解廢水中有機物的方法。其作用機理：生物膜法處理廢水就是使廢水與生物膜接觸，進行固、液相的物質(zhì)交換，利用膜內(nèi)微生物將有機物氧化，使廢水獲得凈化，同時，生物膜內(nèi)微生物不斷生長與繁殖。生物膜在載體上的生長過程是這樣的：當有機廢水或由活性污泥懸浮液培養(yǎng)而成的接種液流過載體時，水中的懸浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有機底物而生長繁殖，逐漸在載體表面形成一層粘液狀的生物膜。這層生物膜具有生物化學活性，又進一步吸附、分解廢水中呈懸浮、膠體和溶解狀態(tài)的污染物。

8.影響活性污泥處理廢水效果的因素？

答：書上P57，營養(yǎng)物質(zhì)、pH值、溫度、溶解氧的含量以及某些有毒物質(zhì)等極大地影響著好氧生物處理系統(tǒng)的運行及凈化功能。

⑴營養(yǎng)物質(zhì) ：污水中各種營養(yǎng)物質(zhì)的量及比例影響著微生物的生長、繁殖，從而影響好氧生物處理系統(tǒng)的處理效果。

⑵溶解氧的含量 ：溶解氧(即DO)是影響好氧生物處理系統(tǒng)運行的主要因素之一。⑶pH值

⑷污水的溫度

⑸有毒物質(zhì)

9.在PHAs的生產(chǎn)過程中，通常采用的發(fā)酵方式有哪些？流加發(fā)酵法有哪些優(yōu)勢？ 答：書P372底，P373上。

10.影響纖維素酸水解的因素？

答：書P252

11.生物表面活性劑大規(guī)模生產(chǎn)的條件及應用與前景？

答;書P452—P456

12.危險性化合物的微生物降解的意義？

第三篇：環(huán)境與生物技術

現(xiàn)代生物技術在環(huán)境保護中的應用

摘要：日益嚴重的環(huán)境污染問題成為制約經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要障礙。隨著環(huán)境生物技術的迅猛發(fā)展，生物技術在治理環(huán)境污染中的應用也越來越廣泛。文章重點介紹了生物技術在環(huán)境污染治理中的應用。

關鍵詞：現(xiàn)代生物技術生態(tài)環(huán)境環(huán)境保護

現(xiàn)代生物技術是指以DNA技術為先導，包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程和生物修復技術在內(nèi)的一系列生物高新技術的統(tǒng)稱。自20世紀80年代以來，生物技術作為一種高新技術，已普遍受到世界各國和民間研究機構的高度重視，發(fā)展十分迅猛。目前，現(xiàn)代生物技術不僅在農(nóng)作物改良、醫(yī)藥研究、食品工程方面發(fā)揮著重要作用，且隨著日益突出的環(huán)境問題，其在治理污染、環(huán)境生物監(jiān)測、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物、城市生活垃圾的處理、有毒有害物質(zhì)的無害化處理等方面發(fā)揮著重要的作用。嚴格的說，環(huán)境生物技術指的是直接或間接利用生物或生物體的某些組成部分或某些機能，建立降低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝，或者能夠認識環(huán)境過程、高效凈化環(huán)境污染、同時又生產(chǎn)有用物質(zhì)的工程技術。由于其在處理環(huán)境污染物等方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和以及無二次污染等顯著優(yōu)點。隨著生物技術研究的進展和人們對環(huán)境問題認識的深入，人們已越來越意識到，現(xiàn)代生物技術的發(fā)展，為從根本上解決環(huán)境問題提供了無限的希望。在改良環(huán)境中沒有其他技術所可代替和比擬的。為此，本文將主要談談現(xiàn)代生物技術在環(huán)境保護中的應用。

一、現(xiàn)代生物技術在環(huán)境治理上的特點

（1）生物技術處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結(jié)構，降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人類活動產(chǎn)生的環(huán)境污染減輕到最小程度，這樣既做到一勞永逸，不留下長期污染問題,同時也對垃圾廢棄物進行了資源化利用。

（2）利用發(fā)酵工程技術處理污染物質(zhì)，最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)物大都是無毒無害的穩(wěn)定物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮氣和甲烷氣體等，常常是一步到位，避免污染物的多次轉(zhuǎn)移而造成重復污染，因此生物技術是一種既安全又徹底消除污染的手段。

（3）生物技術是以酶促反應為基礎的生物化學過程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質(zhì)，其反應過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進行的，所以大多數(shù)生物治理技術可以就地實施，而且不影響其他作業(yè)的正常進行，與常常需要高溫高壓的化工過程比較，反應條件大大簡化，具有設備簡單、成本低廉、效果好、過程穩(wěn)定、操作簡便等優(yōu)點。

所以，當今生物技術已廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)清潔生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾的處理，有毒有害物質(zhì)的無害化處理等各個方面。

二、現(xiàn)代生物技術在環(huán)境保護中的應用

生物處理技術概述

生物處理就是在設計的工程設施內(nèi)，利用生物降解與與轉(zhuǎn)化作用去除水、廢水、固體廢棄物、廢氣等介質(zhì)的污染物質(zhì)。利用生物處理技術進行污染物的無害化處理已有近百年的歷史。盡管生物處理已有很長的歷史，但隨著生物技術的發(fā)展、污染問題的發(fā)展、工程技術的進步，新的和改良的生物處理工藝仍不斷涌現(xiàn)，大大拓展了生物處理的應用領域。

環(huán)境生物技術中利用微生物的降解作用來處理水中污染物的方法，通常被稱為

生化處理方法或生物降解法，以植物吸收為主來凈化土壤與水體的方法有土地生物修復、生物塘和人工濕地技術等

1、生物處理在在水污染治理中的基本原理。

好氧處理技術好氧降解技術包括活性污泥法和生物膜法。

（1）活性污泥法活性污泥法是最傳統(tǒng)的好氧生物處理技術。活性污泥是指微生物利用廢水中的有機物生長與繁殖而形成的絮凝體?；钚晕勰喾ǖ墓ぷ髟硎牵涸趶U水中通過曝氣供氧，促進微生物生長形成活性污泥，利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能來凈化廢水中的有機污染物。處理過程中，有機降解是依賴活性污泥的吸附與氧化分解能力，而泥水分離則是利用活性污泥的凝聚和沉降性能?；钚晕勰喾ㄖ袃身椬罨镜募夹g措施是：通過曝氣來提高反應器水體中溶解氧的水平；通過污泥回流來保證反應器中的生物量與活性。

（2）生物膜法生物膜法是在處理污水的反應器中添加介質(zhì)（填料）作為微生物附著的載體。在分解有機污染物的過程中，微生物在介質(zhì)表面生長繁殖，逐步形成粘液狀的膜，然后利用固著在介質(zhì)表面的這種微生物膜來凈化污水。在分解有機污染物的過程中，膜逐步增厚，形成表層好氧、內(nèi)層兼氧和厭氧的微生態(tài)環(huán)境，因此生物膜法具有一定的厭氧降解功能。生物膜法具有無需污泥回流、膜的生物活性高、反應穩(wěn)定等優(yōu)點。

厭氧處理技術自20世紀70年代起，就有一大批類似好氧降解的厭氧反應器被研制和開發(fā)出來，如厭氧濾池（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化床（AFB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）、厭氧內(nèi)循環(huán)反應器（IC）、厭氧折流板式反應器（ABR）和厭氧序列式反應器（ASBR）等。厭氧技術的應用范圍已擴展到高、中、低濃度的多類有機廢水和生活污水的處理，其特點是廢水處理和能源回收相結(jié)合，但出水水質(zhì)難以達到直接排放的要求。

2、環(huán)境生物技術在固體廢棄物處理中的應用

利用生物技術處理固體廢棄物中的城市生活垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物，主要方法是衛(wèi)生填埋、堆肥和發(fā)酵沼氣。

衛(wèi)生填埋

衛(wèi)生填埋是將城市生活垃圾存積在大坑或低洼地的衛(wèi)生填埋場，填埋場下層應有不透水的自然隔水基質(zhì)或人工隔水層，在填埋場設置排氣口和監(jiān)測系統(tǒng)，每天填入的垃圾壓實后鋪蓋一層土壤，并通過科學管理來恢復地貌和維護生態(tài)平衡。其原理是利用微生物將垃圾中的有機物分解。垃圾通過衛(wèi)生填埋還可產(chǎn)生沼氣。堆肥

堆肥是固體基質(zhì)在有效的低溫條件下的發(fā)酵過程，適用于生活垃圾的處理。其基本步驟是：廢棄物—預處理—堆肥—后處理—存放。對堆肥處理器進行足夠的通氣是堆肥成功的關鍵。該技術安全性高，成本低廉。

發(fā)酵產(chǎn)生沼氣

主要利用畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈、生活污水等。其原理是微生物厭氧發(fā)酵使有機質(zhì)降解，產(chǎn)生沼氣，此法在農(nóng)村有著廣闊的發(fā)展前景，沼氣不但可用作照明和燃料，還可建成以沼氣工程為紐帶的“豬、沼、果”生態(tài)農(nóng)場等生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。

3、生物技術在在廢氣及大氣污染治理中的應用

在廢氣及大氣污染治理中的應用采用生物技術控制和處理廢氣，將廢氣中的有機污染物或惡臭物質(zhì)降解或轉(zhuǎn)化為無害或低害類物質(zhì)，從而凈化空氣，是一項空氣污染控制的新技術。目前采用的方法主要有生物過濾、生物洗滌和生物吸附法等，所采用的生物反應器為生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。

生物過濾法生物濾池內(nèi)部填充活性填料，廢氣經(jīng)加壓預濕后從底部進入生物濾池，氣體中的無機污染物、有機污染物或惡臭物質(zhì)與填料上附著生成的生物膜（微生物）接觸，被生物膜吸收，最終被降解為水和二氧化碳或其它成分，處理過的氣體從生物濾池的頂部排出。該方法的特點是設備少、操作簡單、不需外加營養(yǎng)物、投資運行費用低、去除效率高，但反應條件較難控制、占地面積較大。生物洗滌法生物洗滌法分為廢氣吸收和懸浮液再生兩個階段，通常由一個裝有填料的洗滌器（吸收設備）和一個裝有活性污泥或生物膜的生物反應器（再生反應器）構成廢氣從吸收設備底部進入，向上流動，與頂部噴淋向下的生物懸浮液在填料床中相互接觸，經(jīng)傳質(zhì)過程進入液相，再進入微生物細胞內(nèi)或經(jīng)微生物分泌的胞外酶作用分解，凈化后的氣體從吸收設備頂部排出。吸收了廢氣的生物懸浮液從再生反應池的底部進入，通入空氣充氧，廢氣被微生物氧化利用的過程也就是懸浮液的再生過程，再生后的懸浮液再進入吸收設備進行頂部噴淋，吸收與再生兩個過程反復進行。該方法的特點是反應條件易控制、壓降低、填料不易堵塞，但設備較多，需外加營養(yǎng)，成本較高，對溶解度小的化合物難以處理。生物滴濾法生物滴濾法是在生物吸收法基礎上進行的改進，集合了生物過濾法和生物吸收法兩種工藝的優(yōu)點，生物吸收和生物降解同時發(fā)生在一個反應裝置內(nèi)。滴濾池內(nèi)裝有填料，填料表面被生物膜覆蓋。循環(huán)水不斷噴灑在填料上，廢氣通過滴濾池時，氣體的污染物被微生物降解。該方法的特點是只有一個反應器、操作簡單、壓降低、填料不易堵塞、污染物去除效率高，比生物過濾法能更有效地處理含鹵化合物、硫化氫或氨等廢氣。但需外加營養(yǎng)、運行成本較高。

植物修復植物修復技術是一種以太陽能為動力，利用植物的同化功能凈化大氣的綠色技術。由于植物的種類、群落及生態(tài)習性與功能的差異，不同的植物可在不同的時空尺度上對近地表大氣污染進行修復。主要過程是持留和去除。植物對大氣中的粉塵有阻擋、過濾和吸附作用，其滯塵量的大小與樹種、林帶寬度、草皮面積、林帶種植狀況以及氣象條件有關。植物的殺菌作用可以減輕生物性大氣污染。植物通過吸收作用、同化作用、降解、轉(zhuǎn)化以及對酸雨的中和緩沖作用等對化學性污染物具有一定的去除作用。植物修復是一項對環(huán)境友好、技術要求相對較低的修復方法，容易為社會民眾所接受，而且與傳統(tǒng)的修復技術相比，成本要低得多。大氣污染的植物修復理論與技術對城市園林綠化、環(huán)境規(guī)劃和生態(tài)環(huán)境建設具有一定的指導意義和應用價值。

4、生物技術在污染土壤的生物修復中的應用

重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是：通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態(tài)，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質(zhì)的含量,激發(fā)微生物的活性,由此可以改善土壤的生態(tài)結(jié)構,這將有助于土壤的固定,遏制風蝕、水蝕等作用,防止水土流失。

5、在生物監(jiān)測方面的應用

傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測以化學分析，即用成熟的儀器和生物分析(如魚的毒性測試)為主，當代生物技術的發(fā)展有望增加相關的新手段，如通過測定微生物的酶和細胞基團等來監(jiān)測環(huán)境的變化。目前研究較多的有生物發(fā)光菌(Bioluminescentbacterium)、氰菌(Cya2nobacteria)、鹵素呼吸菌(Halorespiringbacterium)、苯乙烯降解菌和蘭貽貝(Bluemussels)等，主要監(jiān)測水

體中的有害物和海水藻類的爆發(fā)。ManBockGu和 Ge2unCheelGil應用生物發(fā)光細菌開發(fā)出了兩階段多頻道毒性連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。每個頻道含有一個兩階段生物反應系統(tǒng),其中含有特定的生物發(fā)光菌株。使用該系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)測同一樣品和分別確定不同類型毒性。通過分析，從每個頻道獲得的資料，可得到總體毒性和各類單項毒性的數(shù)據(jù)。

三、環(huán)境生物技術的發(fā)展前景

1、微生物脫硫技術的開發(fā)

利用微生物脫去煤中的無機硫和有機硫，可控制燃煤中SO2等含硫氣體的排放。這些微生物包括硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌、酸熱硫化葉菌等。日本利用氧化亞鐵硫桿菌已使H2S脫除率達99.99%，我國利用該菌對煉油廠進行干氣催化和工業(yè)廢氣脫硫，H2S脫除率分別為71.5%和46.9%。在燃煤的處理過程中，還可采用浮選與微生物脫硫技術相結(jié)合，對煤和黃鐵礦進行分離，達到清除或降低燃煤SO2排放的目的。利用微生物還可將石油成分中的硫分離出來。雖然生物技術在大氣污染治理中的應用時間尚短，但其具有技術簡單成本低、安全性好、無二次污染等優(yōu)點。今后，在微生物脫硫技術以及高活性脫硫菌種的研制和培養(yǎng)方面，配以清潔生產(chǎn)技術的研究，將會備受關注，也會成為解決原煤燃燒產(chǎn)生的SO2污染的最佳途徑。

2、水污染治理工藝的完善

廢水生物處理技術在實驗室階段已比較成熟，也已比較廣泛地應用于實際工程中。好氧與厭氧工藝相結(jié)合、生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的廢水處理技術、無害化的生產(chǎn)工藝過程、高效完善的自動化體系以及構建針對難降解污染物的生物基因庫和特殊功能的微生物的培養(yǎng)研究是今后主要的發(fā)展方向。

3、難降解污染物的處理

基因工程是通過基因分離和重組技術，將人類需要的目的基因片段移到受體生物細胞中并表達出來，使受體生物具有該目的基因表達后顯現(xiàn)出來的特殊性狀，以改進生物物種。利用基因工程構建的高效菌種來處理如殺蟲劑、塑料、橡膠制品、醫(yī)療廢物、危險廢物等難降解的污染物，是現(xiàn)代環(huán)境生物技術發(fā)展的熱點之一。

4、生物傳感器的研制

隨著科技的進步，分子生物技術將會在開發(fā)研制生物傳感器方面發(fā)揮積極作用。生物傳感器可以滿足實施自動連續(xù)監(jiān)測的需要，判斷環(huán)境污染發(fā)展的趨勢，探索污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化以及降解規(guī)律，檢測污染致突變的成因，分析污染的來源，從而使生物環(huán)境污染監(jiān)測更便捷、更靈敏、更全面。生物傳感器具有成本低、制作容易、使用方便、測定快速等優(yōu)點。

5、與其它技術的結(jié)合環(huán)境生物技術的發(fā)展離不開相關科學技術的配合。其與相關科學技術的結(jié)合，可提高處理效率、增強處理效果。將光、聲、電與高效生物處理技術相結(jié)合，處理高濃度有毒有害難降解有機廢水，如光催化氧化－生物處理新技術、電化學高級氧化－高效生物處理技術、輻射分解－生物處理組合工藝等；采用SBR＋臭氧氧化工藝和物化氣?。佑|氧化處理印染廢水，采用混凝－氣?。瓍捬酰醚跆幚砥r麻廢水、油田和煉油廢水等。這些工藝、設備、電子計算機的結(jié)合正在使以環(huán)境生物技術為主的綜合治理技術向自動化、模塊化方向發(fā)展。

參考文獻：

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「2」 《江西化工》 2003年第3期“環(huán)境生物技術在“三廢”治理中的應用”

劉小兵蔣柏泉王偉(南昌大學環(huán)境與化學工程學院)

「3」 劉淑梅，張淑芬 環(huán)境生物技術的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].環(huán)境科學與管

理，2005，30（4）：44-46.「4」 林海 現(xiàn)代生物技術在環(huán)境保護中的應用[A]中國高新技術企業(yè)，2010,19-154

「5」 孔繁翔.環(huán)境生物學[M].北京:高等教育出版社,2000

「6」 陳堅.環(huán)境生物技術[J]，生物工程進展，2001(5)

環(huán)

境

生

物

技

術

論

文

第四篇：環(huán)境生物技術導論

環(huán)境生物技術與環(huán)境安全

黃瑞普

（河北科技大學環(huán)工學院安全工程091班）

摘要：文章分析了我國目前生態(tài)環(huán)境狀況,論述了現(xiàn)代環(huán)境生物技術在治理大氣、水，固體廢棄物等重大方面的應用，并對其未來前景作出展望。

關鍵詞：環(huán)境生物技術；環(huán)境保護

作者簡介：黃瑞普（1989-)，男，河北省邢臺人，河北科技大學環(huán)境科學與工程學院安全工程系學生，從事安全科學與工程方面的學習。

0.引言

我國是世界上環(huán)境污染最為嚴重的國家之一,從城市到鄉(xiāng)村,我國的河流、海洋、大氣和土壤等均受到不同程度的污染，我國所面臨的環(huán)境形勢不容樂觀。

1.我國生存環(huán)境形勢嚴峻

目前,中國人口龐大,經(jīng)濟處于高速增長的態(tài)勢,環(huán)境的壓力愈益加大,再加上中國技術和管理水平低下,經(jīng)濟增長方式比較粗放,能源、資源的消耗量大,資源效率低,污染物排放嚴重,土地資源利用不合理,生態(tài)破壞更加嚴重。技術和管理水平的提高還需要較長的時期,這就決定了中國經(jīng)濟增長方式由粗放型向集約型方式的轉(zhuǎn)變在短期內(nèi)不可能得到大的改觀,生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢還要延續(xù),而且遏制的難度將越來越大。因此,加大環(huán)境保護和環(huán)境治理力度,加快應用高新技術,用現(xiàn)代環(huán)境生物技術來控制環(huán)境污染和保持生態(tài)平衡,提高環(huán)境質(zhì)量已變得刻不容緩。

1.1．水體污染十分嚴重

在我國,水體污染十分嚴重。工業(yè)“三廢”污染、農(nóng)用化肥和農(nóng)藥的污染以及廢棄塑料和農(nóng)用地膜的污染,嚴重的影響了我國的生態(tài)環(huán)境,使得水污染日益加劇,水資源嚴重短缺。

1.2．工業(yè)廢棄物和城市生活垃圾污染嚴重

隨著域市居民生活水平的提高和中國經(jīng)濟的高速發(fā)展,城市生活垃圾每年以10%的速率增長。不少城市由于垃圾得不到及時處理而受到“垃圾包圍城市”的困擾。工業(yè)固體廢棄物也與日俱增,工業(yè)廢棄物累計堆積量已超過66億噸,占地超過5萬公頃。

1.3．空氣污染嚴重

根據(jù)2009年6月中國環(huán)保部公布的2008年《中國環(huán)境狀況公報》,我國城市空氣質(zhì)量總體上依然嚴重,造成我國空氣污染的主要原因是燒煤和汽車尾氣,其中燒煤是最根本原因。中國的大氣環(huán)境污染以煤煙型為主,主要污染物為總懸浮顆粒物和二氧化硫。酸雨污染范圍大體未變,污染程度居高不下。

2.環(huán)境生物技術與環(huán)境治理

環(huán)境生物技術采用現(xiàn)代分子生物學和分子生態(tài)學的原理和方法,充分利用各種環(huán)境生物的特殊功能,進行生物凈化、生物修復、生物轉(zhuǎn)化和生物催化,從污染治理、清潔生產(chǎn)到可再生資源利用,多層面、全方位地解決工業(yè)和生活污染、農(nóng)業(yè)和農(nóng)村面源污染、荒漠化和海水污染等問題。

環(huán)境生物技術是環(huán)境污染治理中一種有效的技術方法,與其它傳統(tǒng)處理方法相比具有治理效果好,運行費用低,無二次污染等特點。目前,在廢氣、污水治理及固體廢棄物處置方法中,環(huán)境生物技術已得到廣泛應用。

2.1．空氣的生物凈化

應用生物技術來處理廢氣和凈化空氣是控制大氣污染的一項新技術,代表了大氣處理凈化處理技術的未來發(fā)展方向。廢氣的生物處理是利用微生物新陳代謝過程中需要營養(yǎng)物質(zhì)這一特點,把廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)。微生物對各類污染物均有較強、較快的適應性,并可將其作為代謝底物降解、轉(zhuǎn)化。同常規(guī)的有機廢氣處理技術相比,生物技術具有效果好、投資及運行費用低、安全性好、無二次污染、易于管理等優(yōu)點,尤其在處理低濃度、生物降解性好的有機廢氣時更顯其優(yōu)越性。

2.2．污水的生物凈化

污水生物處理是用生物學的方法處理污水的總稱,是現(xiàn)代污水處理應用中最廣泛的方法之一。其主要原理是:根據(jù)水體自凈的原則,利用微生物的催化作用和代謝活性,好氧或厭氧分解和轉(zhuǎn)化污水中的污染物后,配合物理、化學方法使污水得到凈化。按對氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉(zhuǎn)化為有機酸,甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等。好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣為污水中好氧微生物提供活動能源,促進好氧微生物的分解活動,使污水得到凈化。污水生物處理效果好,費用低,技術較簡單,應用比較簡單。

2.3固體廢棄物的生物處理

固體廢棄物主要包括固體生活垃圾和生產(chǎn)廢棄物。生物技術處理垃圾廢棄物能夠降解破壞污染物的分子結(jié)構,降解的產(chǎn)物以及副產(chǎn)物,大都可以被生物重新利用,有助于把人類活動產(chǎn)生的環(huán)境污染減輕到最小程度,這樣可以做到一勞永逸,既不留下長期污染問題,也對垃圾廢棄物進行了資源化利用。

固體廢棄物的生物處理技術是利用微生物對有機固體廢物的分解作用使其無害化可以使有機固體廢物轉(zhuǎn)化為能源、食品、飼料和肥料,還可以用來從廢品和廢渣中提取金屬,是固化廢物資源化的有效的技術方法。

3.結(jié)束語

環(huán)境生物技術作為一門新興的技術其開發(fā)前景不可限量。大力發(fā)展環(huán)境生物技術,是我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,也是推動整個社會走上生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展之路的重要技術保障。相信在不久的未來環(huán)境生物技術必會在環(huán)境保護領域發(fā)揮愈來愈重要的作用。

參考文獻

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[3]張慶陽 全球氣候變化的對策之我見[期刊論文]-氣候與環(huán)境研究2003(5)

第五篇：環(huán)境生物技術論文

廢水生物處理新技術的理論與應用

唐耿蘭

摘要：針對我國目前生態(tài)環(huán)境狀況，對廢水生物處理技術近年來的發(fā)展進步、功能作用及特性進行了分析。

關鍵詞：廢水生物處理、污染控制技術、城市廢水處理廠、生物處理技術價及闡釋。

引言：隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，各地廢水處理工作不斷迅速有效地開展，污水處理廠數(shù)目明顯增加。城市污水處理廠作為解決城市水污染最基本的途徑，是保護城市生態(tài)環(huán)境，治理河流污染的必要舉措。本文針對廢水處理問題，介紹了廢水生物處理新技術。

廢水生物處理技術已有一百多年的歷史，其理論和實用技術在此一百多年間也不斷發(fā)展和進步，并得到廣泛應用，對控制水污染和改善水體水質(zhì)起到了重要作用。而從全世界范圍看，水污染至今還沒有得到有效控制，特別是在廣大的發(fā)展中國家。在我國，水污染依然嚴重，水環(huán)境與水生生態(tài)狀況仍十分嚴峻，近年來我國城市廢水處理廠建設進入了一個新的高速發(fā)展時期，對廢水處理新技術的要求日益增長。廣大環(huán)境保護科技工作者非常需要一部系統(tǒng)全面、反映廢水處理技術現(xiàn)狀和發(fā)展的著作。

一、廢水生物處理新技術：

廢水生物處理是用生物學的方法處理廢水的總稱，是現(xiàn)代廢水處理應用中最廣泛的方法之一，主要借助微生物的分解作用把廢水中有機物轉(zhuǎn)化為簡單的無機物，使廢水得到凈化。按對氧氣需求情況，廢水生物處理可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。

厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉(zhuǎn)化為有機酸，甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等。好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣（如藻類光合作用產(chǎn)氧等）為廢水中好氧微生物提供活動能源，促進好氧微生物的分解活動，使廢水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、廢水灌溉、氧化塘，等等。

生物污水處理是用生物學的方法處理污水的總稱，是現(xiàn)代污水處理應用中最廣泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有機物轉(zhuǎn)化為簡單的無機物，使污水得到凈化。按對氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉(zhuǎn)化為有機酸，甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等。好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣（如藻類光合作用產(chǎn)氧等）為污水中好氧微生物提供活動能源，促進好氧微生物的分解活動，使污水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物處理效果好，費用低，技術較簡單，應用比較簡單。當簡單的沉淀和化學處理不能保證達到足夠的凈化程度時，就要用生物的方法作進一步處理。生物處理中要特別注意掌握凈化污水的微生物的基本特點，滿足其要求條件；污水中BOD與COD比值要大于0.3。溫度影響較大，冬季一般效果較差。

二、生物轉(zhuǎn)盤

生物轉(zhuǎn)盤工藝是廢水生物處理新工藝的一種。

廢水生物處理新技術之生物膜法，是與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術，是一種固定膜法，廢水中微生物沿固體（可稱載體）表面生長的生物處理方法的統(tǒng)稱，主要用于去除廢水中溶解性的和膠體狀的有機污染物，因微生

物群體沿固體表面生長成粘膜狀，故名。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng)，其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氣層、好氣層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進入?yún)挌鈱舆M行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化廢水的目的。

生物膜法具有以下特點：一是對水量、水質(zhì)、水溫變動適應性強；二是處理效果好并具良好硝化功能；三是污泥量小（約為活性污泥法的3/4）且易于固液分離；四是動力費用省。用廢水生物處理新技術生物膜法處理廢水的構筑物有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤和生物接觸氧化池等。

生物轉(zhuǎn)盤作為一種好氧處理廢水的生物反應器，可以說是隨著塑料的普及而出現(xiàn)的。反應器由水槽和一組圓盤構成：數(shù)十片、近百片塑料或玻璃鋼圓盤用軸貫串，平放在一個斷面呈半圓形的條形槽的槽面上。盤徑一般不超過4米,槽徑約大幾厘米，有電動機和減速裝置轉(zhuǎn)動盤軸，轉(zhuǎn)速1.5～3轉(zhuǎn)/分左右，決定于盤徑，盤的周邊線速度在15米/分左右。廢水從槽的一端流向另一端，盤軸高出水面，盤面約40%浸在水中，約60%暴露在空氣中。盤軸轉(zhuǎn)動時,盤面交替與廢水和空氣接觸。盤面為微生物生長形成的膜狀物所覆蓋，生物膜交替地與廢水和空氣充分接觸，不斷地取得污染物和氧氣，凈化廢水。膜和盤面之間因轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生切應力，隨著膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜從盤面脫落，隨水流走。生物轉(zhuǎn)盤一般用于水量不大時。同生物濾池相比，生物轉(zhuǎn)盤法中廢水和生物膜的接觸時間比較長，而且有一定的可控性。水槽常分段，轉(zhuǎn)盤常分組，既可防止短流，又有助于負荷率和出水水質(zhì)的提高，因負荷率是逐級下降的。生物轉(zhuǎn)盤如果產(chǎn)生

臭味，可以加蓋。

三、生物轉(zhuǎn)盤應用實例

廢水生物處理新工藝中一體化廢水處理裝置一體化廢水處理裝置，是一種以旋轉(zhuǎn)生物處理單元——生物轉(zhuǎn)盤為核心的高效廢水處理裝置。整個裝置分為以下幾個處理單元：

1、初沉池 廢水通過提升泵將調(diào)節(jié)池廢水提升至SW裝置內(nèi)，首先進入初沉池，初沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用淺層沉降原理，使廢水中大部分懸浮物和無機顆粒物沉降下來，同時也可夾帶去除一部分有機物。為了便于隨時提取某塊斜板以清理所附載的難以滑落的污泥，裝置采用了活動斜板。初沉池底部與缺氧區(qū)隔開，避免缺氧池混合液的攪動，影響初沉池的沉淀效果，初沉池的污泥定期由抽糞車清除。

2、缺氧池 缺氧池位于生物轉(zhuǎn)盤殼體和外部箱體間的夾層內(nèi)，在此空間內(nèi)，初沉池的來水與經(jīng)水力提升轉(zhuǎn)子提升的回流硝化液以及二沉池的回流污泥在此混合，并經(jīng)潛水攪拌機充分混合，完成反硝化過程，硝態(tài)氮在反硝化菌的作用下最終形成氮氣，從水中逸出，最終達到脫氮的目的。

3、旋轉(zhuǎn)生物處理單元—生物轉(zhuǎn)盤 夾層缺氧池經(jīng)脫氮的出水自流至旋轉(zhuǎn)生物處理單元。旋轉(zhuǎn)生物處理單元是裝置的核心部分，采用了獨特的復合生化技術，能在低能耗條件下高效降解污染物。整個旋轉(zhuǎn)生物處理單元由三級生物反應器組成，每個生物反應器由一個生物轉(zhuǎn)子和一個生化槽組成，每個生物轉(zhuǎn)子內(nèi)部由多級生物葉輪構成，每個生物葉輪上設置了大量地螺旋狀的生物葉片。在傳動裝置的驅(qū)動下，三個生物轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，空氣（氧氣）通過生物轉(zhuǎn)子端面的氣水孔進入，與廢水混合，經(jīng)氧氣、廢水、微生物三相接觸和傳質(zhì)，實現(xiàn)含碳有機物的降

解和含氮有機物的硝化過程。同時，旋轉(zhuǎn)的生物葉片被廢水沖刷，老化的生物膜脫落，新的生物膜形成，從而達到生物系統(tǒng)不斷更新的過程。硝化后的廢水經(jīng)水力轉(zhuǎn)子提升至中間分配水槽，分配水槽由堰門控制著去往沉淀池和缺氧池廢水流量。

4、二沉池 二沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用淺層沉降原理，將旋轉(zhuǎn)生物處理單元的出水中含有大量脫落老化的生物膜沉淀，澄清后的處理出水進入下一個單元。沉淀的污泥一部分通過回流污泥泵進入缺氧池，另一部作為剩余污泥有抽糞車定期外運。

四．城市生活污水處理技術的新發(fā)展：

1.新的處理工藝開發(fā)研究的主要目標

進一步提高出水水質(zhì)：降低懸浮物，降解富營養(yǎng)物，去除生物難降解物減少其它，溶解性無機物含量改善衛(wèi)生指標，降低在相同處理能力和效果時的處理費用，減少占地面積，提高處理能力。

2.活性污泥法－膜分離處理技術

在膜分離技術中，膜就相當于普通濾池中的濾料，它可以讓混合液中的一部分組分順暢通過，讓其余組分不能通過，從而達到分離混合液的目的。膜的分類及分離特征：

微濾：細菌、原生動物；

超濾：乳化劑、病毒；

納米過濾：腐殖酸、酶、活性劑/顏料；

反滲透：溶解鹽

城市生活污水處理中主要采用：微濾、超濾，工業(yè)廢水處理：納米過濾、反滲透

五．污水好氧微生物處理新工藝

廢水經(jīng)格柵去除雜物后,用潛污泵抽至斜板沉淀池,同時加入去磷劑,出水自流進入曝氣生物濾池,DO控制在3~5 mg/l,出水進入清水池后再進入消毒池,二氧化氯加入量為30 g/M3廢水,停留時間1.5 h。曝氣生物濾池12~24小時進行反沖洗一次,反沖洗出水再返回調(diào)節(jié)池、斜板沉淀池每天排泥一次,排入污泥沉淀池,其上清液進入調(diào)節(jié)池,剩余污泥定期消毒后環(huán)衛(wèi)清污車運走。經(jīng)處理后水質(zhì)達到(GB8978-1996)一級排放標準。以曝氣生物濾池為主工藝處理醫(yī)院污水,工藝可靠、出水穩(wěn)定,但必須按嚴格的管理程序、即質(zhì)量測試、操作設備、工藝技術管理環(huán)節(jié),同時設備必須一年進行一次大修,處理后水質(zhì)穩(wěn)定達標排放是可行的。

活性污泥降解污水中有機物的過程：

活性污泥在曝氣過程中，對有機物的降解（去除）過程可分為兩個階段，吸附階段和穩(wěn)定階段。在吸附階段，主要是污水中的有機物轉(zhuǎn)移到活性污泥上去，這是由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類的粘性物質(zhì)所致。在穩(wěn)定階段，主要是轉(zhuǎn)移到活性污泥上的有機物為微生物所利用。當污水中的有機物處于懸浮狀態(tài)和膠態(tài)時，吸附階段很短，一般在15～45min左右，而穩(wěn)定階段較長。

結(jié)論：城市廢水處理新技術的不斷涌現(xiàn)，為城市污水處理提供了更過的選擇空間。同時也使得我國污水處理技術正在向著國際化的標準邁進。通過新技術的應用及人們對日常生活中無磷清潔用品的廣泛使用，減少有害污水的產(chǎn)生，為我國環(huán)境保護打下堅實的基礎。

參考文獻：《現(xiàn)代廢水處理新技術》、《污水好氧處理新工藝》、《污水厭氧處理新工藝》、《城市廢水處理技術》