《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。

（二）环境污染对生物的影响

1．了解污染物的类型；

2．掌握污染环境的类型；

3．了解污染物的迁移规律及物理、化学转化规律；

4．了解污染物在分子、细胞、组织、个体及群体水平上对生物的影响。

本章的重点是：污染环境的类型。

本章的难点是：污染物的迁移规律及物理、化学转化规律。

（三）环境污染的生物净化作用

1．掌握污染环境的净化指标；

2．理解BOD，COD，TOD，TOC的含义及其相互关系；

3．掌握BOD的测定方法；

4．了解污染物的生物转化途径；

5．理解氧垂曲线的含义。

本章的重点是：BOD的测定方法

本章的难点是：BOD，COD，TOD，TOC的含义及其相互关系。

（四）现代生物技术与环境污染治理

1．掌握基因工程和蛋白质工程的基本原理

2．理解蛋白质的定向进化技术。

本章的重点是：蛋白质工程的基本原理。

本章的难点是：蛋白质的定向进化技术。

（五）微生物动力学

1．掌握Monod方程；

2. 环境对生物的影响。

本章的重点与难点：Monod方程及各参数的生物学意义。

（六）反应器与活性污泥动力学

1．了解反应器的基本类型；

2．掌握反应器的物料平衡方程；

3．了解活性污泥动力学。

本章的重点是：反应器的物料平衡方程。

本章的难点是：推流式反应器的物料平衡方程。

（七）废水的生物处理技术

1．了解常见的活性污泥废水处理技术；

2．掌握好氧活性污泥废水处理工艺的原理；

3．了解厌氧活性污泥废水处理工艺的原理及基本的工艺类型。

本章的重点是：好氧活性污泥废水处理工艺的原理。

本章的难点是：不同活性污泥废水处理工艺的优缺点。

（八）生物修复技术

1．了解生物修复技术与生物恢复；

2．了解生物修复技术的主要工艺；

3．了解水体污染的生物修复技术；

4．了解土壤污染的生物修复技术；

5．了解石油污染的生物修复技术。

本章的重点是：大型水生植物处理系统(MATS)

本章的难点是：植物降解、根际降解、植物挥发、水力控制、重金属超富集植物富集重金属的分子机理。

（九）固体废弃物生物处理及处置技术

1．了解固体废物的堆肥法生物处理技术；

2．体废物的焚烧与填埋处置技术。

本章的重点是：固体废物的焚烧与填埋处置技术。

本章的难点是：填埋处置技术的二次污染的预防。

（十）废气治理生物技术

1．了解有机废气的类型与特点；

2．掌握有机废气生物处理的基本原理；

3．了解有机废气生物处理的方法与应用。

本章的重点是：有机废气生物处理的方法。

本章的难点是：有机废气生物处理与废水生物处理工艺的结合。

（十一）生物技术与资源开发

1．了解固体废物资源化方法；

2．掌握单细胞蛋白的生产技术；

3．掌握可生物降解塑料PHAs的生产技术。

本章的重点是：单细胞蛋白的生产技术。

本章的难点是：资源化处理所需微生物的培育。

（十二）污染物的生物检测

1．了解生物传感器的基本组成和工作原理；

2．了解生物传感器的分类及其在环境监测中的应用；

3．掌握PCR技术在环境监测中的应用；

4．了解现代生物技术的安全性问题。

本章的重点是：PCR技术在环境监测中的应用。

本章的难点是：生物传感器的基本组成和工作原理。

五、有关教学环节的说明

教学条件为多媒体教学，以教师讲授为主，穿插学生的专题报告；考核方式为考查。实验课成绩为30分，理论课成绩为70分。其中平时成绩（实验报告、专题论文，报告等）占30%，实验考察与课程论文占70%。

六、学时分配

章 次各教学环节学时分配小计讲授实验上机习题讨论课外备 注绪论22第一章环境中的微生物423第二章 环境污染对生物的影响734第三章 环境污染的生物净化作用733第四章 现代生物技术与环境污染治理44第五章 微生物动力学22第六章 反应器与活性污泥动力学22第七章 废水的生物处理技术1064第八章 生物修复技术22第九章 固体废弃物生物处理及处置技术44第十章 废气治理生物技术22第十一章 生物技术与资源开发22第十二章 污染物的生物检测624合 计553618

七、教材及主要教学参考书目

推荐教材：

王建龙主编，《现代环境生物技术》，第一版，清华大学出版社，2001.

教学参考书：

1．加雷思M.埃文斯主编．《环境生物技术-理论和应用》．第1版．化学工业出版社，2006

2．《环境生物技术及应用》．张景来．北京：化学化工出版社，2002

3．刘湘华主编．《环境生物技术原理与应用》．第一版，清华大学出版社．2004

4．任南琪主编．《环境生物技术丛书--厌氧生物技术原理与应用 》．第一版．化学工业出版社．2004

执笔人：杨树德 教研室主任：肖波 教学院长（主任）：张萍