染物的生化可降解性与环境工程-2011讲稿

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我 们 的 母 亲 河
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体富营养化的 概念： 概念：人类将富含 磷的生活污水、 氮、磷的生活污水、 工业废水、 工业废水、农田退 水等排放入湖泊、 水等排放入湖泊、 河流、海洋， 河流、海洋，使上 述水体的氮、 述水体的氮、磷营 养过剩， 养过剩，促使水体 中藻类过量生长的 现象。 现象。
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被 毁 灭 的
林 区
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生态环境问题、 我国的环境问题 : 生态环境问题、环境污染严重
环境污染严重
(1)大气污染仍十分严重 大气污染仍十分严重
(2)水污染严重 水污染严重
(3)工业固体废弃物增加 工业固体废弃物增加
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环境污染严重
（1）空气污染
• 我国大气污染十分严重。贵阳、重庆、北京、兰 我国大气污染十分严重。贵阳、重庆、北京、 州等城市位于世界十大空气污染 世界十大空气污染最严重的城市之 州等城市位于世界十大空气污染最严重的城市之 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%。
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国家重大水专项（ 国家重大水专项（水体污染控制与治理科 技重大专项），涵盖6个主题 ），涵盖 个主题、 个项目 个项目、 技重大专项），涵盖 个主题、33个项目、 总计238个课题，示范工程分布在全国 个 个课题， 总计 个课题 示范工程分布在全国27个 自治区，实施周期长达15年 省、市、自治区，实施周期长达 年 （2006-2020年） 。 年 “十一五”期间总投资112.66亿元，其中 十一五”期间总投资 亿元， 亿元 中央财政投入45.43亿元，是新中国成立以 亿元， 中央财政投入 亿元 来环境领域最大的科研项目。 来环境领域最大的科研项目。
广义：由自 广义：
然力或人力引 起生态平衡破 ， 或 类 生 人 和
狭义： 狭义：由于
人类生产和生 活活动， 活活动，使自 然生态系统失 平衡， 平衡， 人类生 和
环 境 问 题
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（一） 环境问题
环境问题产生是人类社会发展到一定阶段 人类与环境矛盾激化的产物。 人类与环境矛盾激化的产物。 其实质是由于人类活动超出了环境的承受 能力， 能力，对其所赖以生存的自然生态系统的 结构和功能产生了破坏作用， 结构和功能产生了破坏作用，导致人与其 生存环境的不协调。 生存环境的不协调。
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(2) 水体污染
据统计： 据统计： 全国七大水系(辽河、海河、淮河、黄河、 全国七大水系(辽河、海河、淮河、黄河、松花 珠江、 和内陆河流的110个重点河段中， 110个重点河段中 江、珠江、长江)和内陆河流的110个重点河段中， 属4类和5类水体的占39%； 类和5类水体的占39%； 39% 50%的城市地下水受到不同程度的污染 的城市地下水受到不同程度的污染。 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、 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； 化程度逐年加剧； 一些地区的饮用水源受到严重污染， 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。 健康造成严重危害。
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地表水环境质量标准
（GB 3838-2002）2002年4月26日 颁布
依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能 高低依次划分为五类: Ⅰ 类：主要适用于源头水、国家自然保护区。 Ⅱ 类：主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保 护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。 Ⅲ 类：主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保 护区、一般鱼类保护区及游泳区。 Ⅳ 类：主要适用于一般工业区及人体非直接接触的 娱乐用水区。 Ⅴ 类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
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生态环境问题、 我国的环境问题 : 生态环境问题、环境污染严重
(3)城市污染 (3)城市污染
全国工业固体废物年产生量达8.2亿吨， 全国工业固体废物年产生量达 亿吨，综合利用 亿吨 率约46%。 率约 。 全国城市生活垃圾年产生量为1.4亿吨，达到无害 全国城市生活垃圾年产生量为 亿吨， 亿吨 化处理要求的不到10%。 化处理要求的不到 。 塑料包装物和农膜导致的白色污染已蔓延全国各地。 塑料包装物和农膜导致的白色污染已蔓延全国各地。
生物工程与技术导论 §2 污染物的生化降解与
环境生物工程
李艳菊 liyanju@
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参考书
王建龙.现代环境生物技术，清华大学出版社， 王建龙.现代环境生物技术，清华大学出版社，2008 伦世议.环境生物工程，化工出版社， 伦世议.环境生物工程，化工出版社，2002 文湘华等译.环境生物原理与应用，清华大学出版社,2004 文湘华等译.环境生物原理与应用，清华大学出版社,2004 环境生物技术，化工出版社， 马 放.环境生物技术，化工出版社，2003 周少奇.环境生物技术，科学出版社， 周少奇.环境生物技术，科学出版社，2003 邢新会译.环境生物理论与应用，化工出版社， 邢新会译.环境生物理论与应用，化工出版社，2006 杨柳燕.环境微生物技术，科学出版社， 杨柳燕.环境微生物技术，科学出版社，2003 孔繁翔.环境生物学, 高教出版社,2000 孔繁翔.环境生物学, 高教出版社,2000
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二、污染物质的生物降解 与转化
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生态环境问题、 我国的环境问题 : 生态环境问题、环境污染严重 （2） 水体污染 ）
• 目前我国在河流、湖泊的治理和修复中投入 目前我国在河流、 了大量人力、物力，获得许多成功经验， 了大量人力、物力，获得许多成功经验，但 仍有许多研究和工作有待提高和改进。 仍有许多研究和工作有待提高和改进。
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§2 污染物的生化降解与 环境生物工程
讲授内容
一、绪论 二、污染物质的生物降解与转化
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一、绪论
(一) 环境问题 一
人类社会的发展创造了前所未有的文明， 人类社会的发展创造了前所未有的文明， 但同时也带来许多生态环境问题。 但同时也带来许多生态环境问题。
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1. 什么是环境问题？ 什么是环境问题？
2. 我国环境现状
• 我国是世界上环境污染最为严重的国 家之一。 • 我国在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 。
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生态环境问题、 我国的环境问题 : 生态环境问题、环境污染严重
生态环境问题 我国的生态环境问题主要是： 我国的生态环境问题主要是： （1）森林生态功能较弱； 森林生态功能较弱； （2）草原退化与减少的状况难以根本改变； 草原退化与减少的状况难以根本改变； （3）水土流失、土壤沙化、耕地被占； 水土流失、土壤沙化、耕地被占； （4）水旱灾害日益严重； 水旱灾害日益严重； （5）水资源短缺。 水资源短缺。
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环境污染严重
（2） 水体污染 ）
水体污染？ 水体污染？
指水体因某种物质的介入，而导致其化学、 指水体因某种物质的介入，而导致其化学、 物理、生物或者放射性等方面特性的改变， 物理、生物或者放射性等方面特性的改变， 从而影响水的有效利用、危害人体健康、 从而影响水的有效利用、危害人体健康、破 坏生态环境，造成水质恶化的现象。 坏生态环境，造成水质恶化的现象。
• 城市垃圾和工业固体废弃物与日俱增，使 城市垃圾和工业固体废弃物与日俱增， 200多个城市陷入垃圾包围之中。 多个城市陷入垃圾包围之中。 多个城市陷入垃圾包围之中
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生态环境问题、 我国的环境问题 : 生态环境问题、环境污染严重
(4)土壤污染 (4)土壤污染
农用化工产品：化肥 杀虫剂 杀菌剂,除草剂 杀虫剂,杀菌剂 农用化工产品：化肥,杀虫剂 杀菌剂 除草剂 其它化学物品：石油污染， 其它化学物品：石油污染，重金属污染等 工业废弃物：塑料，玻璃制品， 工业废弃物：塑料，玻璃制品，电池等 农业废弃物：塑料， 农业废弃物：塑料，秸秆
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生态环境问题、 我国的环境问题 : 生态环境问题、环境污染严重 • 当前，我国社会经济仍然保持着高速发展的态势， 当前，我国社会经济仍然保持着高速发展的态势， 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。 已成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。
• 解决环境问题的根本途径是调节 解决环境问题的根本途径是调节 人类社会活动与环境的关系。 人类社会活动与环境的关系。要 掌握自然生态规律， 掌握自然生态规律，通晓环境变 化过程，科学地利用自然资源、 化过程，科学地利用自然资源、 改造自然。 改造自然。
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• 16个重大专项包括：核心电子器件、高端通用 个重大专项包括：核心电子器件、 个重大专项包括
芯片及基础软件， 芯片及基础软件，极大规模集成电路制造技术软 极大规模集成电路制造技术及成套工艺， 件，极大规模集成电路制造技术及成套工艺，新 一代宽带无线移动通信， 一代宽带无线移动通信，高档数控机床与基础制 造技术，大型油气田及煤层气开发， 造技术，大型油气田及煤层气开发，大型先进压 水堆及高温气冷堆核电站，水体污染控制与治理， 水堆及高温气冷堆核电站，水体污染控制与治理， 转基因生物新品种培育，重大新药创制， 转基因生物新品种培育，重大新药创制，艾滋病 和病毒性肝炎等重大传染病防治，大型飞机， 和病毒性肝炎等重大传染病防治，大型飞机，高 分辨率对地观测系统，载人航天与探月工程。 分辨率对地观测系统，载人航天与探月工程。
引起
生态环境破坏 环境污染
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（一） 环境问题
生态环境破坏和环境污染
生态环境破坏：人类活动直接作用于自然生态系统， 生态环境破坏：人类活动直接作用于自然生态系统，造成 生态系统的生产能力显著减少和结构显著改变，如草原退化、 生态系统的生产能力显著减少和结构显著改变，如草原退化、 物种灭绝、水土流失等。 物种灭绝、水土流失等。 环境污染：是指有害物质或因子进入环境， 环境污染：是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩 迁移、转化、使环境系统结构和功能发生变化， 散、迁移、转化、使环境系统结构和功能发生变化，对人类以 及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。 及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。如，工业废水 和生活污水的排放，使湖泊等水体水质变坏。 和生活污水的排放，使湖泊等水体水质变坏。 具体地说：环境污染就是指有害物质对大气、 具体地说：环境污染就是指有害物质对大气、水、土壤和 动植物污染并达到有害的程度。 动植物污染并达到有害的程度。 7