环境生物技术复习资料
1、环境生物技术的概念？
由生物技术和环境工程相结合产生的交叉学科，是应用生物圈的某部分使环境得以控制，或治理预定要进入生物圈的污染物的生物技术。
2、环境生物技术的研究内容？
（ 1 ）、环境中污染物的生物减少：污水，空气，固体废弃物，土壤；
（ 2 ）、污染场地的生物恢复：地下水，土壤，石油泄漏
（ 3 ）、生物可降解材料的开发和应用：可降解塑料，生物农药
3、目前我国环境生物技术的研究内容？（了解）
（ 1 ）高效降解污染物的基因工程菌和抗污染型转基因植物的研究；（ 2 ）无害化或无污染生物生产工艺技术研究（ 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 ）废物资源化工程研究；（ 5 ）引入 DNA 扩增和其他生物技术的环境监测方法研究。
4、微生物分类及各自特性（了解）。
5、酶和细胞的固定性？
酶是生物催化剂。特点：具有作用专一性强、催化效率高和反应条件温和的显著特点分类：据酶催化反应的性质分为六类：氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类与合成酶类。固定化技术：指通过物理或化学的方法，将水溶性的酶、菌体中的酶、活细胞或原生质体与水不溶性的载体结合，使酶、活细胞或原生质体固定在一定的空间范围内进行催化反应或进行生命活动的技术。固定化酶与固定化细胞：将单一的酶或生物细胞，经过物理、化学或其他方法的处理，固定在载体上，就构成了固定化酶或固定化细胞
酶的固定化方法：吸附法、包埋法、共价键结合法和交联法。
6、废水水质指标与排水标准？
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
表示水质污染情况的重要指标有：（ 1 ）有毒物质（ 2 ）有机物（ 3 ）固体物质（ 4 ） pH 值（ 5 ）颜色（ 6 ）温度（ 7 ）微生物
废水处理的任务：是采用各种技术措施将废水中所含有的各种形态的污染物分离出来或
其分解、转化为无害和稳定的物质，使废水得到净化
废水处理的基本方法：按其作用原理和去除对象分为：（ 1 ）物理法、（ 2 ）化学法、（ 3 ）生物法。
7、污水生物处理的概念？
污水生物处理：主要是指利用微生物的生命活动过程，对废水中的污染物进行转移和转化，从而使废水得到净化的处理方法，
8、好氧生物处理方法、种类、及各自原理？
好氧生物处理：指在有氧的条件下，水体中有机污染物作为好氧微生物的营养基质而被氧化分解，使污染物浓度下降的过程。
好氧生物处理：
一、活性污泥法
1 传统活性污泥法， 2 完全混合活性污泥法，
3 阶段曝气活性污泥法，4 吸附再生活性污泥法 4、阶段曝气活性污泥法 5、延时曝气活性污泥法6、纯氧曝气活性污泥法7、深井曝气活性污泥法 8、氧化沟法 9、间歇式活性污泥法 10、AB 法废水处理工艺
活性污泥性能及数量的评价指标 :
活性污泥中固体物质由四部分作成：①活细胞（ Ma ）、②微生物内源代谢的残留物（ Me ）、③由原废水夹入，难于生物降解的有机物（ Mi ）、④由原废水夹入，附着在活性污泥上的无机物质（ Mii ）10、生物膜法：概念、主要类型及各自特点。
生物膜：指活性微生物固定在滤料或某些载体上形成的膜状生物污泥
主要类型： 1 生物滤池 2 生物转盘 3 生物接触氧化池 4 生物流化床。
特点：生物滤池：构造：池体、滤料、布水装置和排水系统， 1 能为微生物的栖息提供大量的表面积 2 能使废水以液膜状均匀分布于其表面 3 有足够大的孔隙率，保证滤池通风良好 4 适合于生物膜的形成及黏附，且既不被微生物降解，又不抑制微生物生长 5 有较好的机械强度，不易变形与破碎生物转盘： 1 节能 2 生物量多，净化率高，适应性强 3 生物膜微生物食物链长，污泥产量少，为活性污泥法的 1/24、维护管理简单，功能稳定可靠，没有噪声，不产生滤池蝇，一般不产生恶臭与发泡 5 转盘顶上需有覆盖，防暴雨冲刷生物膜，寒冷地区宜建在室内 6 生物转盘可与初沉池、曝气池、二沉池合建
生物接触氧化池： 1 处理效率高，承受 BOD 负荷高 2 不需要设污泥回流系统，不存在污泥膨胀问题 3 对水质水量的骤变有较强的适应能力 4 污泥产量可相当于或低于活性污泥法。
生物流化床： 1 生物固体浓度高，提高了处理水的量 2 不存在污泥膨胀问题 3 能适应不同浓度范围的废水 4 床体高，占地面积小
11、废水厌氧生物处理：概念、原理、主要特征（了解）。
概念：又称厌氧消化，是在厌氧（无氧）的条件下由多种微生物的共同作用，使有机物分解并生成甲烷和二氧化碳的过程。
原理：第一阶段：水解、发酵阶段；发酵细菌，有机物 ------ 乙醇、丙酸、丁酸。
第二阶段：产氢、产乙酸阶段产氢、产乙酸细菌
第三阶段：产甲烷阶段产甲烷细菌，乙酸、H2、CO-CH4
主要特征： 1 能量要求大幅度降低，还可产生能量2 污泥产量极低 3 对温度、pH 等环境因素更为敏感 4 处理后废水有机物浓度高于好氧处理5 厌氧微生物可对好氧微生物所不能降解的一些有机物进行降解 6 处理过程的反应较复杂
影响因素： 1 温度 2pH 值 3 氧化还原电位 4 营养 5 食料微生物比 6 有毒物质
12、生物脱氧除磷原理、影响因素、工艺？
生物除磷利用聚磷菌及同类细菌，可过量地超出其生理需要地从外部摄取磷，将其以聚合态贮藏在体内，形成高磷污泥，排出系统，达到除磷的效果
影响因素 :1、溶解氧 2、污泥龄 3、温度与 pH4、BOD5 负荷 5 硝态氮与亚硝态氮
工艺： 1、曝气池：去除 BOD ，聚磷菌过量摄磷 2、沉淀池：泥水分离 3、除磷池：厌氧，释放磷，加水冲洗，水含磷，污泥部分，部分回流 4、混合池及搅拌池 5、沉淀池。
优缺点：优点：氨化、硝化、反硝化反应分别在各自的反应器内进行，反应进行速度快且较彻底；运行管理方便；灵活性和适应性大，运行效果好，
缺点：处理设备多，造价高，管理工作量大，另外，反硝化反应器中所补加的甲醇使 BOD升高，为降 BOD ，需要在系统后设后曝气池与沉淀池。
13、同步脱氧除磷工艺（了解）？
14、生产单细胞蛋白：单细胞蛋白的概念、生产 SCP 的微生物种类， SCP 生产工艺技术？
单细胞蛋白（ Single-cell-protein,SCP ）指通过培养单细胞生物而获得的菌体蛋白。单细胞生物：细菌、酵母、藻类等（ P224 ）
单细胞生物的特性： 1 营养丰富 2 利用原料广：工农业废料等 3 生产速率高：生命周期短，繁殖快 4 劳动生产率高：发酵罐 5 单细胞生物易诱变，比动植物品种易改良。
生产 SCP 的微生物种类（ P228 ）：据原料不同分为： 1 糖质（碳水化合物）作原料：酿酒酵母、木霉等；2 石油（碳氢化合物）作原料：假丝酵母属3 甲烷作原料：甲烷假单胞菌，嗜甲烷单胞菌4 甲醇作原料：甲烷单胞菌属5 乙醇作原料：酵母菌，霉菌6 CO2 作原料：氢细菌 7 太阳光能：单细胞藻类，光和细菌。
SCP 生产工艺技术（ P234 ）
15、酒精的微生物生产、原料与菌种、工艺流程？
酒精生产分为发酵法生产和合成法生产，而 93% 的酒精是发酵法生产的。
原料：纤维素类、淀粉类、糖类
纤维素类： 1 农作物纤维素废物：麦草、稻草、玉米秆、花生壳、绵子壳2 木材加工工业废物：树梢、木屑、锯末、边角料3 工厂纤维和半纤维废物：甘蔗渣、废纸浆 4、城市废纤维垃圾淀粉类：玉米、红薯等糖类：制糖厂排出的废糖蜜
菌种：酵母流程：纤维质原料 — 预处理（酸和酶） — 水解液（处理） -- 发酵（酵母） -- 蒸馏 — 酒精（杂醇油）（酒精槽）
16、废水制沼气（了解）？
又称厌氧消化，是在厌氧（无氧）的条件下由多种微生物的共同作用，使有机物分解并生成甲烷和二氧化碳的过程
原理： 1 第一阶段：水解、发酵阶段
发酵细菌，有机物乙醇、丙酸、丁酸
2 第二阶段：产氢、产乙酸阶段产氢、产乙酸细菌
丙酸、丁酸、乙酸、H2、CO2
3 第三阶段：产甲烷阶段
产甲烷细菌，乙酸、H2、CO2、CH4
17、可降解塑料：分类、PHAS 的结构与理化性质、PHAS 的生物降解、PHAS 的生物合成流程、PHAS 的提取技术（了解）。。
可降解塑料包括： 1 光降解塑料 2 生物可降解塑料 3 化学可降解塑料 4 光化学组合可降解塑料。
PHAs 的结构与理化性质： PHAs 结构式：
基（ -CH3 ）， PHB 聚 β 羟基丁酸R 为乙基（ -CH2-CH3 ）， PHV 聚 β 羟基戊酸部分 R 为甲基部分 R 为乙基，则为 PHBV 。
PHAs 是某些微生物在一定条件下（碳源充足）胞内累积形成的碳源和能源贮存物。R 为甲
PHAs 的生物合成流程： 1 第一阶段：菌体生长繁殖阶段
2 第二阶段：多聚体 PHAs 形成阶段
原料 + 微生物 — 正常碳氮比，自身生长繁殖 — 高碳氮比，大量积累 PHAS— 提纯 PHAS ，并干燥 --- 成品。
合成 PHAS 的原料：
1 糖质碳源：葡萄糖、蔗糖、淀粉等 2 甲醇 3 气体 H2、CO2、O2 等 4 烷烃及其衍生物PHAs 的提取技术（了解）：
1 有机溶剂法 2 次氯酸钠法 3 酶法 4 表面活性剂 / 次氯酸钠法 5 氨水法
18、生物表面活性剂的分类（了解） ?
表面活性剂由亲水基和疏水基两部分组成 .
生物表面活性剂分类与生产菌：
1 糖脂：球拟酵母、分枝杆菌 2 肽： 枯草芽孢杆菌、葡萄糖杆菌 3 脂肪酸：红平诺卡氏菌、热带假丝酵母 4 磷脂：大多数微生物、植物、动物
19、生物农药：定义、优点（ P457 ）？
定义：生物农药是利用生物体本身或有生物体产生的生理活性物质作为杀虫剂或除草剂，对特定的病虫害产生作用的安全性高的新农药。
优点： 1 对害物选择性高对生态系统影响较小 2 对非靶标昆虫益虫很少或没有影响 3 昆虫不宜产生抗性 4 在环境中无残留。
20、微生物农药、种类
微生物农药是生物农药的一类，包括由细菌、真菌、病毒和原生动物或基因修饰的微生物等自然产生的防治农作物病、虫、草、鼠等有害生物的农药，但不包括各类农用抗生素(各类农用抗生素统称为微生物源农药)和其它生物农药一样。微生物农药同样具有毒性较低、对天敌生物安全、对环境友好等优点．是生产无公害农产品应优先选用的农药品种。
1、细菌类微生物农药
2、真菌类微生物农药
3、病毒类微生物农药
生物修复：是生物特别是微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中的污染物的一个受控或自发进行的过程。又称生物补救。
目的：将有机污染物的浓度降低到低于检测限或低于环保部门规定的浓度
分类：
原位生物修复：原地处理，不需将受污染土壤或将地下水抽到地面上进行处理。费用低，但难控制异位生物修复：需要将污染物从污染现场转移到另外一个地方进行修复处理
生物修复的优点： 1 花费低于物理化学方法 2 不产生二次污染，对环境影响小 3 处理效果好，尽可能降低污染物浓度 4 可就地处理，操作简便 5 修复时间短，效率高 6 工作人员直接暴露在污染物下的机会减小
生物修复的基本措施： 1 接种微生物 2 添加营养物 3 提供电子供体 4 提供共代谢底物以诱导共代谢酶产生 5 添加表面活性剂
地下水污染的生物补救： 1 收集受污染区域的水文地质等资料 2 添加适量营养盐 3 维持好氧微生物活性
土壤污染的生物补救： 1 碳源与营养盐 2 氧 3 温度 4 气温
海洋石油泄漏的生物补救： 1 添加无机盐及亲油肥料 2 供氧
实例： 1 阿拉斯加海域石油泄漏2 美国犹他州某空军基地发生发动机油污染3 木材加工厂的杂酚油污染
