环境生物技术
环境生物技术及其应用
环境生物技术及其应用环境是人类赖以生存的基础，环境生物技术则是指将生物学、环境科学和工程学等知识融合，通过开发和利用生物资源来解决环境问题的技术。
环境生物技术在环境保护、资源开发和利用等方面有着广泛的应用前景。
一、环境生物技术的发展历程自人类工业革命以来，工业、农业、城市化等活动的快速发展造成了严重的环境问题，全球环境的恶化和污染日益严重。
为解决这些问题，人们开始探索和研究环境生物技术。
20世纪60年代，在污水处理和污染物去除方面，人们首次尝试利用微生物进行生物处理。
之后，环境生物技术不断改进和发展。
随着分子生物学、基因工程、计算机等技术的逐步应用，环境生物技术不断发展壮大，成为当今环保领域发展的重要分支。
二、环境生物技术的应用1. 污染物降解通过利用许多生物，如菌类、微藻以及光合细菌，可以有针对性地降解各种有机和无机污染物，如石油、化学工业废水、纺织业废水、农业化学品和重金属等。
2. 废物和废水处理环境生物技术在污水处理中已经得到广泛应用。
通过使用生物反应器或池塘、湖泊等，可以达到有效处理污水的目的。
此外，利用微生物降解废物，可以减轻垃圾填埋场的压力，并改善生活垃圾处理的环境。
3. 土壤修复环境生物技术在土壤修复中也有重要应用。
通过运用生物吸附、生物降解、生物复合修复等手段，有效地修复了土壤中的重金属、有机化合物和植物营养物质等污染物，从而提高了土地的质量，使其可以更好地支持种植和生长植物。
三、环境生物技术的发展趋势随着生物技术发展的加速，环境生物技术的应用前景广阔。
未来环境生物技术将在以下方面得到更多应用：1. 智能化随着计算机技术和人工智能的发展，环境生物技术将更加智能化。
如利用遥感技术监测水质，利用大数据分析各种污染物的分布以及环境变化预测等，在环境生物处理上实现智能驱动。
2. 集成化环境生物技术将逐步实现“一体化”处理。
即在生物修复、污水处理、固体废物处理等方面，融合多种生物技术手段，形成更加综合、高效的处理系统。
生物技术与环境
生物技术与环境生物技术作为一种革命性的科学技术，已经在环境保护和可持续发展中发挥了重要的作用。
本文将探讨生物技术在环境领域的应用，包括环境修复、抗污染和生态保护等方面。
通过生物技术的创新应用，我们将能够更好地保护我们的环境，为未来的可持续发展做出贡献。
1. 环境修复环境修复是生物技术在环境领域的一个重要应用。
传统的环境修复方法常常昂贵且效果有限，而生物技术可以利用生物体的自身特性来修复环境。
例如，通过植物的吸附和解毒作用，可以将土壤中的有害物质转化为无害物质，从而净化土壤。
此外，微生物也可以被用于处理水体和土壤中的污染物，例如污水处理和油污修复等。
2. 抗污染生物技术也可以在抗污染方面发挥重要作用。
例如，通过基因工程技术，科学家们已经成功地培育出一些能够抵抗农药和有害物质的转基因作物品种。
这些转基因作物具有较强的抗逆能力，能够在有害物质污染严重的环境中存活和生长。
此外，利用酶类和微生物的特性，生物技术还可以开发出高效的生物降解剂，用于处理工业废水和固体废弃物等。
3. 生态保护生物技术在生态保护方面也有着重要的应用。
通过遗传改良和繁殖技术，科学家们可以保护濒危物种并增加物种多样性。
例如，通过冷冻保存和胚胎移植等技术，科学家们可以保护濒危动物的基因资源，确保濒危物种的繁衍和生存。
此外，生物技术还可以应用于恢复退化生态系统和保护自然生态系统的平衡。
总结起来，生物技术在环境领域的应用具有巨大的潜力。
它可以为我们提供更有效的环境修复方法，帮助我们解决环境污染问题。
同时，生物技术还可以帮助我们减少化学物质的使用，降低对环境的污染。
通过保护濒危物种和恢复退化生态系统，生物技术也为生态保护做出了贡献。
随着生物技术的不断发展和创新，相信它将在环境保护和可持续发展中发挥更重要的作用。
《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
常识考点生物技术的四大工程
生物技术的四大工程是指基因工程、生物制药、农业生物技术和环境生物技术。
这些工程在当代生物科技领域具有重要的地位和广泛的应用。
本文将从引言、概述、正文内容、总结等部分详细阐述这四大工程的相关知识。
引言：生物技术是指利用细胞、生物体以及生物分子进行研究和创新的技术，它具有广泛的应用领域，如医学、农业、环保等。
而生物技术的四大工程是在生物技术领域中应用最为广泛且影响最大的四个重要分支。
这四大工程是基因工程、生物制药、农业生物技术和环境生物技术。
概述：1.基因工程（Geneticengineering）基因工程是指通过改变和重组生物体的遗传物质来实现特定目的的技术。
它涉及到DNA分子的提取、修饰和重新组合。
基因工程的应用包括基因治疗、基因工艺和转基因技术等。
小点详述：（1）基因工程的原理和方法；（2）基因工程在医学领域的应用；（3）基因工程在农业领域的应用；（4）基因工程在工业生产中的应用；（5）基因工程的伦理与社会问题。
2.生物制药（Biopharmaceuticals）生物制药是指利用生物技术生产药物的过程。
这些药物是以细胞、组织和生物分子为基础的。
生物制药工程包括生物反应器设计、工艺优化和纯化技术等。
小点详述：（1）生物制药的发展历程；（2）生物制药的原理和流程；（3）生物制药在医学领域的应用；（4）生物制药的质量控制；（5）生物制药的发展前景。
3.农业生物技术（Agriculturalbiotechnology）农业生物技术是指利用生物技术手段提高农作物和动物的产量和质量的技术。
这包括常见的转基因农作物、动物遗传改良以及农业生物制剂等。
小点详述：（1）农业生物技术的发展历程；（2）转基因农作物的优缺点；（3）农业生物技术在动物遗传改良中的应用；（4）农业生物技术在农作物病害防治中的应用；（5）农业生物技术对环境的影响。
4.环境生物技术（Environmentalbiotechnology）环境生物技术是指利用生物技术手段解决环境问题的技术。
环境生物技术
环境生物技术环境生物技术是近些年来备受关注的一个领域。
随着环境污染问题的日益严重，人们开始寻找新的途径来解决这一问题。
环境生物技术的发展，提供了一种非常具有前景的解决方案。
什么是环境生物技术？环境生物技术是一种利用生物学原理和技术来控制、修复和改善自然环境的方法。
这一技术主要将生物体的能力和环境功能相结合，以实现保护和修复环境的目的。
该技术通过利用微生物和其他生物活动，降解和去除有害物质，修复受损的生态系统，并维护和保护自然资源。
环境生物技术的应用范围非常广泛，包括废水处理、土壤修复、环境监测、环境保护等领域。
环境生物技术的应用领域环境生物技术的应用领域包括废水处理、土壤修复、环境监测和环境保护等。
在废水处理方面，环境生物技术被广泛应用于废水处理厂和污水处理设施。
该技术通过运用微生物降解和去除废水中的有机物、氮和磷等有害物质，达到对废水进行净化的目的。
在土壤修复方面，环境生物技术可以帮助人们去除土壤中的有害物质，使污染土壤变得适合植被生长。
这种技术非常适用于修复受损的农田和化工厂周边的污染土地。
在环境监测方面，环境生物技术可以监测大气、土壤、水体和生物资源等领域。
通过利用生物学技术，可以更准确地监测环境中的各种有害物质，同时也可以追踪和评估生物资源的变化情况。
在环境保护方面，环境生物技术通过维护和保护自然资源，使环境变得更加健康和可持续。
该技术可以通过增加生态系统的多样性和稳定性，减少环境污染和生物多样性的丧失。
通过环境生物技术的应用，环境质量得以提高，生态系统的健康得以维持，同时也保护了人类的健康和安全。
环境生物技术的特点和优点环境生物技术具有一系列独特的特点和优点。
首先，该技术对环境资源的需求非常低。
相比于传统的环境修复技术，环境生物技术不需要大量采集和使用原材料，更不需要大量能源的消耗。
因此，该技术有助于减少环境对资源的依赖和消耗，进而减轻对环境的负担。
其次，环境生物技术能够提高环境修复的效率。
《环境生物技术》
《环境生物技术》一、课程基本信息课 程 编 号：2522310课程中文名称：环境生物技术课程英文名称：Environmental Biotechnology课 程 类 型：(专业限选课)总 学 时：36+18 理论学时：36 实验学时18学 分：2适 用 专 业：生物技术先 修 课 程：普通生物学/2531000，生物化学/2501030，微生物学/2580030开 课 单 位：生命科学学院二、课程性质和任务 《环境生物技术》是一门生物技术专业的选修课。
通过本课程的学习，可使学生了解环境生物技术的全貌、最新成果和发展方向，初步了解污染物的类型与一般特征，掌握废水、废气、固体废弃物等生物处理的基本原理和基本工艺；了解污染土壤和水体的生物修复技术及其基本原理；了解污染预防及环境生物检测基本技术；了解生物能源、生物源表面活性剂和生物农药的应用及生产工艺。
达到拓展学生视野的目的，并为今后从事废物、废水生物处理、污染场地生物修复和生物活性环保产品开发等工作提供相关的理论知识背景。
三、课程教学目标 在学完本课程之后，学生能够了解： 1. 了解污染物的类型及环境行为，污染物对生物的影响； 2. 了解污染与净化指标，污染物的在生物体内的转运与转化； 3. 了解微生物动力学； 4. 熟悉废水的生物处理技术； 5. 了解污染环境的生物修复技术； 6. 了解生物技术与资源开发； 7. 掌握基本的环境检测技术。
四、理论教学环节和基本要求 （一）绪论 1. 环境的概念及分类 2. 全球环境问题 3. 现代环境生物技术的发展史 4. 环境生物技术的作用及市场状况 本章的重点：环境问题 本章的难点：环境的内涵 （一）环境中的微生物 1．了解大气中的微生物、水体中的微生物、土壤中的微生物、极端环境中的微生物的分类； 2．掌握微生物的检测方法； 3．了解微生物与碳、氮、磷、硫物质循环。
本章的重点是：环境微生物的分类。
本章的难点是：微生物与碳、氮、磷、硫物质循环。
环境生物技术
名词解释:SVI:污泥体积指数。
是评价污泥絮凝性能的重要指标，指单位质量污泥所具有的容积。
SVI=SV*10/MLSS。
污染物降解动力学：研究污染物降解速率与污染物浓度、生物量浓度、温度、pH等理化因素间定量关系的一门学科。
RAPD：随机扩增多态性DNA。
是一种建立在PCR基础之上的一种可对整个未知序列的基因组进行多态性分析的分子技术。
利用合成的随机引物（一般为8~10个碱基）对基因组DNA进行PCR扩增，然后电泳检测PCR产物的多态性。
环境基因组:基因组中环境应答基因的总和。
DGGE：变性梯度凝胶电泳。
FISH：荧光原位分子杂交。
混合悬浮固体（MLSS）：1L活性污泥中含干固体的毫克数。
问答：“蓝白斑”原理:进行阳性重组子筛选和鉴定的方法。
一般情况下，当载体进入受体细胞后，载体质粒（pUC）中的半乳糖苷酶基因N端前146个aa编码区，可与受体细胞中含β-半乳糖苷酶LacZ基因C端的875个aa编码区结合，通过“α互补”形成LacZ基因的全序列，从而正常表达出半乳糖苷酶。
当目的基因未插入载体时，载体中无活性的146个aa编码区完整，可与受体细胞形成“α互补”，表达出完整的半乳糖苷酶，降解X-gal，菌落呈蓝色。
当目的基因插入载体时，载体中146个aa编码区被破坏，无法与受体细胞形成“α互补”，无法表达出完整的半乳糖苷酶，X-gal不被降解，形成白色菌落。
白色菌落即为筛选出的阳性重组子。
DNA变性：DNA复性：应用：PCR，DNA测序，分子克隆，分子杂交等。
分子克隆：采用人工的方法将一个基因的片段插入到载体DNA中，构成重组DNA分子，再将它转入受体细胞中复制扩增，即进行无性繁殖的过程，是基因工程的核心技术。
内容包括基因分子与合成，DNA重组与转化，阳性重组子的筛选与鉴别，外源基因的转录与表达。
一般的操作流程：抽提目标DNA->PCR扩增目标DNA->DNA重组->转化阳性重组子（用重组DNA转化受体细胞，用Ca离子预处理，通过蓝白斑实验筛选和鉴别阳性重组子）->基因工程下游技术。
环境生物技术原理与应用
环境生物技术原理与应用
环境生物技术是应用生物学原理和技术手段来解决环境问题的一种技术。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 生物降解：环境中存在大量有机物和污染物，通过生物降解可以将其转化成无毒或者低毒的物质。
生物降解的原理是利用微生物的代谢能力和酶的作用来分解和降解有机物。
2. 生物吸附：生物吸附是指微生物或者其他生物体对环境中的污染物质进行吸附和去除。
通过微生物的细胞表面结构和电荷特性，可以将污染物质吸附在生物体表面从而实现去除。
3. 生物转化：生物转化是指利用微生物的代谢能力将有机废弃物或者污染物转化成有用的物质。
例如，通过厌氧发酵可以将有机废弃物转化成甲烷等可再生能源。
4. 生物修复：生物修复是指利用生物体或者生物技术方法修复被污染的环境。
通过植物的根系吸收和转运污染物质，微生物的分解和降解能力，可以修复受到有机物、重金属和放射性物质等污染的土壤和水体。
环境生物技术的应用主要涉及以下几个领域：
1. 废水处理：利用微生物和植物等生物体降解有机物和去除重金属等污染物质来处理废水。
2. 土壤修复：通过植物修复和微生物降解等生物技术手段来修
复受到有机物和重金属等污染的土壤。
3. 大气净化：利用微生物和植物等生物体吸附和降解有害气体来净化大气。
4. 垃圾处理：利用微生物降解和转化等生物技术手段处理有机废弃物和垃圾。
通过环境生物技术的应用，可以实现废水、土壤和大气等环境的净化和修复，从而保护环境、提高资源利用效率和降低污染物对人类健康的影响。
环境生物技术3篇
环境生物技术环境生物技术是一种应用生物学、环境科学、化学等多学科交叉的技术，旨在利用生物的代谢、分解、转化等作用，使环境中的有毒、有害物质转变为无毒或低毒、无害或低害物质，从而达到环境的修复与保护的目的。
下面我们将分为三个部分，介绍环境生物技术的原理、应用和未来发展方向。
一、环境生物技术的原理环境中有机物的去除主要依赖微生物代谢，这些微生物具有生物降解能力。
这种降解过程主要包括两个部分：在有机物氧化过程中，以氧为受体的物质代替过程中释放的电子，并在微生物体内氧化相应化合物为二氧化碳（CO2）和水（H2O）；有机物脱去碳骨架，还原为低分子有机物以及原碳骨架利用分子内的电子进行代谢。
微生物生长和代谢的速率取决于温度、营养状况、pH值等因素。
而通过改善环境条件和选择适当的微生物菌群，可大大提高环境中有机物的降解效率。
除了微生物的代谢，在一定的环境条件下，植物也可以利用其生长过程将环境中的有害物质吸收并固定，从而达到净化环境的效果。
这种植物吸收和固定化学物质的过程被称为“植物吸收技术”。
二、环境生物技术的应用1. 地下水污染修复地下水一旦被污染，修复难度很大。
传统的修复方法通常需要废弃大量土壤，且费用昂贵。
而利用环境生物技术进行地下水修复则能够有效的减少成本并保护环境。
此外，环境生物技术还可以有效地去除地下水中的重金属、挥发性有机物(VOCs)等污染物。
2. 土壤修复土壤污染的主要污染源包括化工、矿山、垃圾填埋场等。
传统的处理方法通常需要将污染土壤挖掉、焚烧或填埋。
然而，这种方法对环境造成的二次污染较大，操作复杂并且费用高昂。
而环境生物技术则可以实现污染土壤的原位修复，减少二次污染的风险，并且具有成本低、操作简单的优点。
3. 生活垃圾处理传统的生活垃圾处理一般是填埋或焚烧，这样不仅浪费资源，还会产生大量有害物质，对环境和人的健康都会造成威胁。
而环境生物技术则可以利用微生物代谢作用，将垃圾中的有机物降解成二氧化碳和水，从而使生活垃圾变为无害的物质。
生物工程知识：环境生物技术——应对环境问题的生物解决方案
生物工程知识：环境生物技术——应对环境问题的生物解决方案随着人类社会的不断发展，环境问题逐渐凸显，如全球变暖、水资源短缺、大气污染等。
这些问题非常复杂，不仅需要社会各界共同努力，同时也需要科学技术的支持。
在这些科学技术中，生物工程是能够有效应对环境问题的一种重要手段，其中环境生物技术是其中的一个重要分支。
环境生物技术通过利用微生物、植物、动物等生物体，将它们在生态系统中的自然功能进行优化和利用，以达到预期的环境目标。
这些生物可以通过生物降解、生物吸附、生物转化等过程，降低环境中有害污染物浓度，改善生态系统健康，从而为环境保护和可持续发展做出贡献。
首先，最广泛应用的环境生物技术之一是生物降解。
生物降解是指微生物在生物转化过程中将有机污染物质分解为无机化合物，该过程还被称为微生物降解。
例如，石油污染可以通过微生物降解来清除，微生物可以将石油中的碳氢化合物分解为小分子化合物，其分解产物中大部分是二氧化碳和水，这些产物无害于环境或生物体的生命。
相对于传统的物理和化学清洗方法，生物降解具有优点，它不会在环境中留下残留的有害物质，而且还可以有效降解难以处理的有机物，这使得其在环境治理中具有广泛的应用前景。
其次，环境生物技术还可以利用生物物种来增强污染物的生物吸附能力。
植物和微生物中普遍存在吸附有机物和无机物的能力，这些能力可以通过生物技术进行增强。
例如，金属离子对生态系统有害，但是利用微生物技术可以将这些金属离子转化为不活性或缓慢释放形式，从而减少其影响。
这种技术还可以通过细菌、真菌和藻类等利用吸附作用减少有害物质的浓度，从而降低污染物排放。
最后，环境生物技术还可以利用生物生态系统，例如湿地和森林等，以生物转化作用来减少有害物质浓度。
古老的天然技术，如重金属和有机化合物的自然挥发、细菌和真菌的分解和转化、动物的消耗等，都能通过生物生态系统有效地消除许多污染物，例如酚类、重金属和甲醛等危害物质。
通过建立合适的生物生态系统，可以使排放的有害物质被吸收和转换，从而改善生态系统的健康水平。
环境生物技术及其应用案例
环境生物技术及其应用案例随着人类经济社会的发展，环境问题日益凸显。
生态失衡、自然资源浪费、污染排放等问题已严重威胁到人类和其他生物的健康与生存。
在这个时代背景下，环境生物技术作为一种新的技术手段被广泛的应用于环境保护和修复中，取得了很好的效果。
一、环境要素的生物修复技术污染是环境问题中最常见的一个问题，其中含有重金属、有机物和石油等有害物质排放所致的污染是较为常见的。
生物修复技术作为一种新兴的高科技技术已经被广泛应用于污染修复领域，在重金属和有机物等有害物质的修复中取得了良好的效果。
1. 重金属的生物修复重金属是一类需要高效修复的污染物, 大量排放会引起植物的毒性反应, 影响生物的生长和养分吸收, 扰乱微生物群落和生态平衡等一系列问题。
在生物修复中，物种选择和修复技术是非常重要的环节。
一些植物在一定的重金属范围内可以顶住重金属的生命毒性，这是所谓的重金属指示植物（HI）；而一些植物甚至可以吸收重金属元素，将其蓄积在植物体内，这是所谓的重金属超富集植物（HM）。
通过土壤微生物、植物及其共生菌、菌根等综合利用的修复技术，可以全面修复存在于污染土壤中的重金属元素。
2. 有机物的生物修复无机物和有机物的修复机理不同。
建立微生物处理方法即可控制可降解污染物的降解过程，其方法包括土壤堤体、浸泡法、氧化法等。
但有机物降解程度的不同决定了所需的不同处理手段。
去除有机物污染种类较多, 技术较为复杂。
但与重金属处理不同的是，其生物修复与物种选择和环境因素耦合度较高，灵活性较强。
二、环境监测与提升技术环境生物技术并不局限于对环境的治理，还可以对污染源进行及时监测和控制。
在实际应用中, 细菌和其他微生物种类是一类常见的监测对象，也是一类很有应用前景的监控手段。
1. 微生物生物传感器用微生物细胞作为生物传感器，微生物生物传感器的研究起源于上个世纪的70年代，现已成为传感技术的热点。
由于其与传统的化学生物传感器相比，拥有生物学体系中的生物信号传递能力和选择性，应用广泛且容易操作，成为环境检测中的研究热点。
现代环境生物技术
水源涵养
植被恢复有助于增加地表覆盖 ，减少水土流失，提高水源涵 养能力，维护水生态平衡。
气候调节
植被恢复能够增加碳汇，减缓全 球气候变化，同时降低地表温度
波动，改善局地气候环境。
04
基因工程在环境治理中应 用前景
基因工程原理简介及操作策略
基因工程原理
基因工程是通过对生物体基因进行精确操作和调控，以改变 生物性状或生产有用物质的技术。它基于DNA重组技术，将 外源基因导入受体细胞，实现基因的表达和调控。
微生物去除营养物
微生物能够吸收污水中的营养物，如氮、磷等，从而 净化水质。
微生物絮凝作用
某些微生物能够产生絮凝剂，使污水中的悬浮颗粒凝 聚成较大的颗粒，便于后续处理。
大气污染控制中微生物技术应用
微生物脱硫技术
01
利用微生物代谢活动将含硫化合物转化为硫酸盐等无害物质，
降低大气污染。
微生物脱硝技术
02
环境科学与信息技术融合
利用大数据、人工智能等技术手段，对环境数据 进行实时监测、分析和预测，为环境管理提供科 学依据。
多学科交叉研究
环境生物技术涉及生物学、环境科学、化学、物 理学等多个学科领域，跨学科交叉研究有助于推 动创新成果产出。
政策法规对现代环境生物技术发展影响分析
政策法规的推动作
用
政府通过制定环保政策、法规和 标准，推动环境生物技术的研发 和应用，促进环保产业发展。
05
细胞工程在环境治理中应 用前景
细胞培养技术原理及操作策略
细胞培养技术原理
通过模拟体内环境，提供适宜的 营养物质和生长因子，使细胞在 体外环境中生长、增殖和分化。
操作策略
选择合适的培养基和添加剂，控 制温度、pH值、溶氧量等培养条 件，以及定期传代和保持细胞活 性。
环境生物技术及生物安全
8.3生物修复技术
生物修复（Bioremediation）：生物催化降解有 机污染物以恢复环境或消除环境中污染物的一个 受控或自发的过程。 基本措施： 接种微生物；
添加营养物质； 提供电子受体； 提供共代谢底物以诱导共代谢酶产生； 添加表面活性剂
8.4 环境友好产品的生产技术
8.4.1 可降解塑料 聚－β －羟基烷酸(简称ＰＨＡｓ)：主要采用微生物 发酵法生产。ＰＨＡｓ实现大规模工业化的主要障碍是 生产成本问题。 (1)采用廉价底物；
8.2.1 废水处理技术
稳定塘法 (stabilization pond)
8.2.1 废水处理技术
•Wetlands
8.2.1 废水处理技术
•Land system
8.2.1 废水处理技术
•Bio-film treatment process
8.2 废物、污染物的生物处理技术
8.2.2 废气处理技术
•生物净气塔
8.2.3城市垃圾的生物处理技术
处理的目的是使垃圾资源化、减量化和无害化。 当前发达国家中城市生活垃圾中作为资源再利用的分率高 达40%,其余的部分,最通用的方法是卫生填埋法,堆肥法和 焚化法。 最新处理技术是生物反应器式填埋场(Bioreactor landfill,BL)。
、氮氧化物、粒子状污染物、酸雨 、一氧化碳 （CO）、氟化物（F）、铅及其化合物 /law/index.asp?page=6
水体污染：氨氮、磷、石油类、高锰酸盐指数、
生化需氧量、挥发酚、汞和氰化物。
土壤污染：肥料、农药、酸雨、塑料
噪音：振幅和频率上完全无规律的震荡称之为
噪声
生物圈破坏：植被破坏，动物灭绝
8.1.2环境生物技术概念
环境生物监测的技术与方法
环境生物监测的技术与方法随着人类社会的不断发展，环境生态系统受到了越来越大的威胁，各种污染源也不断增加，进而加剧了环境生态系统的恶化。
环境生物监测作为一种全面、准确、科学的环境监测手段，越来越受到人们的重视。
本文将从环境生物监测技术和方法的角度，介绍环境生物监测的相关知识。
一、环境生物监测技术环境生物监测技术主要是指通过对环境生物组织、生态群落和生态系统的监测，来评价环境污染程度、生态风险以及生态环境质量等指标的一种技术。
目前，环境生物监测技术主要包括以下几种：1.生物标志物技术生物标志物技术是通过对环境生物中存在的化学物质的化学物质残留等进行检测和分析，来评价环境污染程度的一种生物监测技术。
例如，鱼类在吸入或身体接触到污染物质后，其身体组织中的化学物质残留就会随之增加。
对于一旦被大量放置在水中的环境有毒物质如汞、铅等等，其在鱼类体内残留的含量会显著增加，因此对于这些化学物质残留量的监测可以作为生物标志物技术的一个核心指标，以此来监测环境污染程度。
2.生物传感技术生物传感技术是利用特定的生物体，比如细胞、酶、微生物等，来通过生物传感技术，监测环境中特定化学物质或其他环境参数的一种生物监测技术。
例如，一种基于细胞传感技术的方法，是将生物体注入包含了污染物质的环境中。
当这些负责反映环境污染的生物体遇到污染物质并发生了改变时，这些细胞会在实验者取出进行测试时酶体变色，如此而可见污染物质之间的联系。
3.生物指标监测技术生物指标监测技术是指通过监测一些生物的容易察觉的生化指标，如变色反应或凝析反应等等，来评估环境生态质量的一种生物监测技术。
例如，据美国环境保护署的信息显示，当磺胺类药物以及受到胁迫的动物的尿液中含有丙酮酸，其各组成成分之间的比例的变化，则可以作为生物指标监测技术的核心指标。
二、环境生物监测方法环境生物监测的方法主要包括以下几种：1.生态系统监测方法生态系统监测方法是监测生态系统水平变化的一种环境生物监测方法，对于环境管理和环境资源保护都有着重要的影响。
简析环境污染控制中环境生物技术的应用
简析环境污染控制中环境生物技术的应用
环境污染是当前社会面临的重要问题之一，人类活动不断地对环境造成着污染，导致
大气、水体、土壤等各种环境资源的污染。
环境污染不仅会对人类的生活和健康造成影响，也会影响其他生物的生存繁衍，对整个生态系统造成破坏。
环境污染控制已经成为我们必
须要面对的重要问题之一。
一、植物修复技术
植物修复技术是利用植物在环境中吸收、富集、转移、降解、稳定有毒有害物质的生
理生态特性，采用适当的植物种类，通过植物在土壤中的根系吸收，将地下和地上部分结
合运用，达到修复受到污染土壤和水体的目的。
研究发现，一些植物具有良好的重金属吸收能力，可以用来修复重金属污染土壤。
植
物修复技术利用这些植物，将其种植在重金属污染土壤上，通过植物的根系吸收、富集重
金属，然后再将这些植物进行有效处理，达到修复土壤的目的。
二、生物降解技术
生物降解技术是利用微生物、植物和昆虫等生物在环境中降解有毒有害物质的能力，
通过加速生物降解作用来净化环境。
生物降解技术在环境污染控制中有着广泛的应用，尤
其是在有机污染物的降解方面具有独特的优势。
油污染是当前环境中的一个严重问题，而采用生物降解技术可以有效地解决这一问题。
通过选择合适的微生物菌种，把它们喷洒到受到油污染的水体或土壤中，使这些微生物通
过生物降解的作用，把油污分解成无害的物质，从而达到净化环境的目的。
三、基因工程技术
基因工程技术在环境污染控制中也有着重要的应用。
基因工程技术可以使得某些生物
产生具有分解、转运、降解有毒有害物质的能力，从而利用这些生物来控制环境中的污
染。
第一章环境生物技术概述
1.4 本课程的主要内容
主要内容之间的相关性
核酸 (DNA & RNA) 水平
第二章、第三章 第四章、第五章
蛋白、脂类和代谢物水平 单细胞水平
种群水平
第六章、第七章
群落水平
第八章、第九章
生态系统水平
1.4 课程参考教材
《环境生物技术原理与应用》翻译版，(美) Bruce E. Rittmann，清华大学出版社 《Environmental Biotechnology: Theory and Application》, John Wiley & Sons Inc., Gareth M. Evans, Judith C. Furlong. 2003 《现代环境生物技术（第2版）》，王建龙 主编，清 华大学出版社，2008
1.2 环境生物技术源起
环境污染问题日益凸显，成为制约人类可持续发展的重 大问题
Nature, 2009, 461: 472
1.2 环境生物技术源起
环境污染问题日益凸显，成为制约人类可持续发展的重 大问题（如：难降解工业废水处理：世界性难题）
毒性大
污染重
威胁健康 损失巨大
化工企业排放污水
流域水污染 中国涉工业水污染“癌症村”
医药、农业、环境等生物技术…
能源
目前，环境生物技术已渗透到多个学科领域，成 为知识创新的重要源头之一
---《十二五生物技术发展规划》国科发社〔2011〕588号
2.2 环境生物技术热点问题
解决重大环境问题凸显出特有的优势
超级细菌：降解特定环境污染物 生物菌剂：突发污染事故、环境修复 水质及病原微生物快速诊断：两虫、军团菌、… 新型污染物监测：生物污染物、非生物污染、….
环境生物技术及其可持续发展
环境生物技术及其可持续发展近年来，环境问题的日益严重催生了环境生物技术的发展。
环境生物技术是一种利用生物学原理和方法来解决环境问题的技术，具有广阔的应用前景。
它通过利用生物资源及其功能，实现废弃物的处理、绿色能源的开发和环境污染治理等目标。
这项技术不仅可以改善环境质量，还能为可持续发展做出贡献，因此备受关注。
环境生物技术的应用领域广泛，其中最重要的包括废弃物处理、土壤修复和环境污染治理。
对于生活垃圾、工业废弃物和农业废弃物等固体废弃物的处理，环境生物技术采用了生物降解和生物转化的方法，在维持环境平衡的同时，为社会提供了一种可持续发展的方式。
此外，环境生物技术也可以通过利用微生物、植物和动物等生物资源来修复受污染的土壤，并恢复生态系统功能。
针对大气污染、水污染和土壤污染等环境问题，环境生物技术可以净化环境，提高生态系统的稳定性。
环境生物技术的核心在于利用生物资源解决环境问题，其中包括微生物和植物等生物体。
微生物在环境生物技术中发挥重要作用，它们具有多样性和适应性强的特点。
微生物可以通过降解产物中的污染物、抑制其他有害微生物生长和转换有毒物质为无毒物质等方式，参与到环境修复的过程中。
此外，植物也是环境生物技术中不可或缺的一部分。
植物可以通过吸附、吸收和生物转化污染物的方式，减少环境中的有害物质，并发挥植物的治理、净化功能。
环境生物技术的可持续发展是实现环境保护和促进经济发展的重要手段。
首先，环境生物技术在废弃物处理方面提供了经济效益。
在传统的焚烧和填埋处理方式中，环境生物技术所需的投资和运营成本较低，并且可以产生附加值，例如生物质能源的生产和有机肥料的制备。
其次，环境生物技术在土壤修复方面提供了经济效益。
修复污染土壤往往需要大量资金和时间，而环境生物技术通过利用天然生物来修复土壤，不仅成本较低，还可以减少对土地的破坏，保护农田的可持续利用和食品安全。
最后，环境生物技术在环境污染治理方面也具有经济效益。
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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。
水环境污染生物监测一、生物群落监测方法二、生物测试法：利用生物受到污染物质危害或毒害后所产生的反应或生理机能的变化，来评价水体污染状况，确定毒物安全浓度的方法称为生物测试法。
三、细菌学检验法生物监测是一类通过生物（动物、植物、微生物）在环境中的分布，生长发育状况及生理生化指标和生态系统的变化来研究环境质量状况的环境监测技术方法。
生物监测的特点生物监测能反映各种污染物的综合影响，具有直观、客观、综合和历史可溯源性的特点;理化监测是定期采样,结果不能反映采样前、后的情况,而生态系统中生物汇集了整个生长期环境因素改变的情况;有些水生生物对污染物很敏感,有些连精密仪器都测不出的微量元素的浓度,却能通过生物放大作用在生物体内积累而被测出。
生物监测——综合性、连续性、敏感性、经济性、直观性生物浓缩（bioconcentration)：环境中某些污染物含量在生物体之间沿着食物链逐级增高，使生物体内浓度超过环境中浓度，称为生物浓缩作用。
生物放大：环境中某些不易降解的化学性污染物，可通过食物链使高位营养级生物体内的浓度比地位营养级生物体内的浓度增加许多倍。
生物监测类型——依据监测对象水环境生物监测、大气环境生物监测、土壤环境生物监测生物监测方法——依据监测手段分子监测技术、微生物监测技术、植物监测技术、生物传感器监测技术分子生物监测PCR技术：聚合酶链反应，是一种选择性体外扩增DNA或RNA的方法.应用PCR 技术分析特定环境样品中微生物种群动态，步骤：1）DNA(RNA)提取 2）扩增3）产物监测分析生物标记物biomarker分析：机体与环境因子(物理的、化学的或生物的)交互作用引起的所有可测定的改变,包括生化的、生理的、行为的、免疫的、细胞的、遗传的等多方面的改变.水环境的生态监测方法指示生物Indicator Organism 法、污水生物系统法、PFU 法环境生物材料生物吸附剂生物表面活性剂生物吸附定义：利用生物体及其衍生物来吸附水中重金属的过程。
优势：(1)在低浓度下,金属可以被选择性的去除;(2)节能、处理效率高;(3)操作时的ｐＨ值和温度条件范围宽;(4)易于分离回收重金属;(5)吸附剂易再生利用。
生物吸附剂种类：藻类生物吸附剂、真菌生物吸附剂、细菌生物吸附剂微生物固定化方法一般来说大致可分成吸附法，共价结合法，交联法和包埋法等四大类。
吸附法分为物理吸附法和离子吸附法两种，前者使用具有高度吸附能力的硅胶、活性碳、多孔玻璃、石英砂和纤维素等，吸附剂将生物细胞吸附到表面上使之固定化共价结合法是微生物细胞表面上的功能团和固相支持物表面的反应基团之间形成化学共价健连接，从而成为生物吸附剂。
交联法与共价结合法一样，都是靠化学结合的方法使生物细胞固定，但交联法所采用的载体是非水溶性的，如采用戊二醛或双偶联苯胺等带有两个以上的多宫能团交联剂与细胞进行交联，形成生物吸附剂，其结合力是共价键。
包埋法是最常用的方法，按包埋系数的结构可分为凝胶包埋和微胶囊法，即将生物细胞包裹于凝胶的微小格子内或半透膜聚合物的超滤膜内，该方法操作简单，制作的生物吸附剂强度高。
生物表面活性剂：具有特别高表面活性的生物分子称为生物表面活性剂。
生物表面活性剂与合成表面活性剂相比具有以下优势：具有特别高的表面活性和乳化活性；生物可降解性；没有毒性或者毒性低于化学表面活性剂；可在极端的温度和酸碱条件下使用。
生物表面活性剂的应用1.生物表面活性剂在石油工业中的应用2.生物表面活性剂在采矿工业中的应用3.生物表面活性剂在食品工业中的应用4.生物表面活性剂在农业中的应用5.生物表面活性剂在医药中的应6.生物表面活性剂在保健化妆品中的应用7.生物表面活性剂在环境保护中的应用8.生物表面活性剂在其他方面的应用微生物表面活性剂还可用于水处理、纸浆合造纸工业、纺织工业、陶瓷工业、铀矿开采、木材防腐、沥青和水泥。
分子生物技术在环境生物技术中的应用基因工程的基本内容基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。
定义：将外源基因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、翻译表达的操作。
酶：限制性内切酶,连接酶,修饰酶湖泊富营养化控制理论与防治对策富营养化防治对策1 控源(控制污染源)对策1)减少氮、磷的入湖排放量2)控制湖内污染源2 建立湖泊生态系统的良性生态平衡，包括建立湖泊周围的缓冲带，保护湖区周围及上游的森林植被，防止营养物质的过多流失，以及保持良性水生生态系统，是湖泊治理的最终目标。
3．湖泊管理对策首先应对湖区制订出水质管理规划特别应当指出的是，对于已经富营养化的湖泊应当进行综合的工程治理和有效的管理，控源• 退渔还湖• 底泥疏浚• 生态修复• 引水调控蓝藻水华污染控制技术浅水湖泊修复的十个基本原则1.系统性原则2. 健康原则3.有限条件原则4. 时空分异原则5.平衡的原则6.生产力调控原则7.递进原则8.自组织原则9.尺度原则10.安全原则蓝藻水华控制途径• :去除外因：改变有利藻生长的环境，限制外源营养盐排入，去除湖内营养盐，生态调水，促进湖泊水体流动，降低湖泊水体温度。
• :去除内因：直接杀藻，化学药剂，物理作用，生物摄食。
消灭蓝藻的方法•(1) 化学方法:杀藻剂或絮凝剂。
要求:高效、毒性较小或无毒、无污染、无腐蚀，成本低，生产及运输安全，投药方便。
硫酸铜杀灭蓝藻:明矾、石灰、三氯化铁絮凝藻类、敌草隆、西玛津、改性粘土(有机改性或者无机改性)沉降。
• (2)物理方法:过滤-局部湖区的机械捞藻、超声波-粉碎蓝藻细胞、放射线-杀灭蓝藻细胞、电磁电场-影响细胞的活性。
• (3)生物相互作用:调节生态系统的结构、增加吃藻的滤食性鱼类、增加吃藻的浮游动物。
通过溶藻微生物直接侵袭蓝藻细胞。
蓝藻水华暴发的临时应急措施• (1)去除:通过拦截来保护重点水域，投放粘土沉降藻类，机械捞藻。
• (2)改变环境:调水降温，加速水体流动和稀释藻类，人工降雨，降温减缓藻类生长。
谢平的围格实验• 采用实验湖沼学的方法，先后于１９８９年、１９９０年、１９９２年和２０００年进行原位围隔试验，采用放养鲢鳙直接控制微囊藻水华的―生物操纵‖法，观察鲢鳙鱼放养量与水华现象之间的关系。
• 试验结果证明，在养鱼的围隔里，蓝藻的份额减少很多；而在不养鱼的围隔里，蓝藻水华则生长得很好。
已经出现蓝藻水华的围隔，在引进鲢或鳙鱼之后１０天至２０天，水华即全部消失。
试验结果还证明，每立方米水投放５０克鲢鳙鱼，控制水华发生的效果最好。
而放养草鱼则完全不能控制水华。
东湖水华消失之谜由此揭开：养鲢、鳙鱼的水域里不出现水华，在于鲢鳙吃掉了导致水华发生的藻类，改善了水质。
放养不同种类的鱼给湖泊生态系统带来的不同影响草鱼（idellus）的Ctenopharyngodon idellus 放养导致水生植物的消失团头鲂（Megalobrama amblvcephaia Yih Yih）是草食性鱼类湖泊放养对象中不包括鲤鱼鲫鱼将来有可能发展成为放养对象。
现在已有科研部门在小杂鱼类丰多的湖泊中放养鳜鱼，效果看来较好。
河蟹、虾等是有潜力的放养对象富营养化湖泊治理具体建议1.实施全湖控藻方案2.建立和维护除藻站3.渔业结构调整滇池的鱼类消费者中，摄食浮游植物的种群过小，鲢鳙鱼又不能在滇池自然繁殖。
可以定量、定时期地加放鲢鳙鱼；同时加大蚌类保护增殖措施。
4.恢复湖周湿地：包括岸带生态修复、河口湿地恢复或创建，同时需要建立管理体系。
建议在近郊优先实施5.恢复湖湾沉水植被6.扩增分离于本湖的溶藻菌和噬藻原生动物7.执行截污与生态系统修复并重的环境方针8.河道整治与纳污控制结合河道纳污的问题至今严重阻碍水环境的改善；应该发挥多元积极性，任务和责任可以尝试由社会－村－乡（－区）－市共同承担。
9.加强公众环保教育和执法教育公众教育是重要的―源头治理‖环节。
任重道远，难度大，在环境管理上，基于我们社会人口密度高，需要继续教育公众不可因善小而不为，也不得因恶小而为之；而管理部门同样不能把公众教育看作―善小不可为‖。
10.完善湖泊管理的政策中国湖泊水污染控制的几点思考1.新的出发点：管理单元与目标2.新的模式：水量-水质-水生态全过程调控3.新的保障体系武汉市湖泊状况及治理造成污染的原因分析（1）污水直排入湖泊（2）初期雨水污染湖水（3）湖泊滨水区水陆过渡带被破坏（4）入湖大量污染物的超标排放，在湖泊内沉淀积累，导致湖泊底泥污染严重，底泥污染物的释放也是湖泊污染的重要原因之一。