环境生物技术习题总结

第一篇：环境生物技术习题总结

这三套题目是结合周少奇编的《《环境生物技术》》一书所出的练习题，答案在书中都可以找到啊。希望对大家有所帮助啊。

一、名词解释

1.环境生物技术

2.原核生物

3.真核生物

4.真菌

5.原生动物

6.生态学

7.生态系统的能量结构

8.基因表达

二.填空题

1.细菌为单细胞微生物，其基本形态包括（）（）（）三种。

2.球菌的大小一般以（）表示，杆菌和螺旋菌的大小一般以（）表示。

3.细菌一般进行（）繁殖，以（）方式进行。

4.放线菌的菌丝由于形态和功能不同可以分为（）（）（）。

5.酵母菌以（）方式进行无性繁殖，少数以（）进行有性繁殖。

6.藻类具有真核多数有细胞壁，其细胞壁由（）和（）组成。

7.藻类具有很强的繁殖能力，繁殖方式有（）（）（）。

8.微生物的营养类型可以分为（）（）（）（）四种。

9.微生物的氧化-还原分为三类即（）（）和）。

10.酶催化反应的特性有（）（）（）和（）。

11.生态系统的基本特点可以分为以下四个方面即（）（）（）和（）。

12.（）是生态系统中能量流动和物质循环的基础。

13.在生态系统中，大气中的氮进入生物体有哪四种途径：（）（）（）和（）。

14.生态系统中能量流动是通过（）实现的。食物链通常可以分为（）（）（）和（）。

15.生态系统的信息传递有（）（）（）和（）四种。

16.生物的多样性包括（）（）和（）。

三.判断题

1.放线菌的最主要作用是能产生大量的、种类繁多的抗生素。（）

2.放线菌的菌丝和孢子丝都是鉴定放线菌种属的依据。（）

3.蓝细菌细胞结构近似细菌、无核膜，细胞壁有肽聚糖构成，其繁殖方式为裂殖，能

够进行有丝分裂。（）

4.蓝细菌是原核生物中唯一在其细胞质中具有膜结构的微生物。（）

5.光合细菌的光合作用与蓝细菌和高等植物的光合作用完全相同。（）

6.立克次氏体、支原体、衣原体都是革兰氏阴性。（）

7.真菌也能够进行光合作用。（）

四 选择题

1.近代生物技术阶段的特点中，哪一个不正确。（）

a产品类型多b技术要求高c规模小d技术发展速度快

2、下列选型中，哪一个为细胞特有的结构（）

a细胞质b鞭毛c内含物d核糖体

3、下列选型中不是蓝细菌细胞质中类囊体上具有光合素（）

a叶绿素ab类胡萝卜素c藻胆素d叶绿素b4、下列原核生物中，个体最小的是（）

a衣原体b支原体c立克次氏体d细菌

一、名词解释

1、活性污泥

2、有机负荷率

3、COD4、BOD5、厌氧生物处理

6、好氧生物处理

二、填空题

1、活性污泥具有（）和生物活性等功能，其中生物活性是指其具有（）（）（）的能力。

2、（）是活性污泥结构和功能的中心。

3、活性污泥的主体是（），多数是（），以什么（）细菌为主。

4、活性污泥法的过程是严格的（）氧过程，其反应机理是（）。

5、活性污泥系统由（）()()和（）组成。

6、按照污水处理生物反应器中微生物的生长状态，污水处理可以划分为（）工艺和（）

工艺

7、生物膜的形成是（）（）及（）综合作用的结果。

8、生物膜由好氧层和厌氧层组成，废水的有机物的氧化分解主要在（）中完成。

9、厌氧微生物的培养关键是要为他们营造一个（）的环境。

10、培养厌氧微生物的常用方法有（）（）（）三种。

三、简答题

1、简述生物滤池功能的影响因素有哪些？

2、试述好氧生物处理与厌氧生物处理的基本区别及各自的适用场合。

3、什么是曝气?曝气的作用有哪些？

一、名词解释

1.氨化作用

2.硝化作用

3.反硝化作用

4.堆肥法

5.生物修复

6.生物恢复

7.植物修复

8.微生物絮凝剂

9.生物吸附

10.拮抗微生物

二、填空题

1、废水中的氨以（）（）（）和（）四种形态存在。

2、自然界中的氮素循环主要有三条途径即（）（）和（）。

3、氨基酸脱氮的方式有（）（）和（）。

4、垃圾堆置后，在好氧条件下，微生物作用过程分为以下三个阶段：（）（）和（）。

5、堆肥中的微生物相随温度变化而变化，因堆置材料不同而有较大差异。再以一年生

植物残体为主要原料的堆肥中，微生物相变化通常表现为：（）---（）---()---()-.6、有机废水的基本治理方法有（）（）和（）。

7、生物修复技术大致可以分为（）和（）两大类。

8、植物修复技术根据其修复原理可分为（）（）和（）。

9、微生物的絮凝剂的主要成分是高分子有机物，包括（）（）（）和（）等。

10、三、判断题

1、硝化反应只能由自养菌完成，而异氧菌不能进行硝化作用。（）

2、反硝化作用只能在厌氧条件下进行。（）

3、许多好氧反硝化细菌同时也是异氧条件下进行。（）

四、简答题

1、影响聚磷菌除磷效果的主要因素有哪些？ 生物农药一般分为（）和（）两大类。

2、传统的生物脱氮工艺有哪些问题？

3、生物修复的影响因素有哪些？

4、影响石油降解的因素有哪些?

5、简述生物农药的优点与不足。

第二篇：环境生物技术名词解释总结

名词解释

1、硝化作用：由硝化菌将氨氮氧化成硝酸盐氮的过程

2、反硝化作用：异养微生物在无分子氧条件下将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原为气态氮或氮氧化物。

3、生物修复：利用生物，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污染物的一个受控或自发进行的过程。

4、固体废弃物：指在社会生产、流通、消费等一系列过程中产生的一般不再具有进一步使用价值而被丢弃的以固态和泥状存在的物质

5、有机废气生物净化：利用微生物以废气中的有机组分作为其生命活动的能源或其它养分，经代谢降解，转化为简单的无机物(CO2、水等)及细胞组成物质。

6、合成洗涤剂：是由表面活性剂(烷基苯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠)和各种助剂(三聚磷酸钠)、辅助剂配制而成的一种洗涤用品

7、植物固定：利用植物及一些添加物质使环境中的金属流动性降低，生物可利用性下降，使金属对生物的毒性降低。

8、植物挥发：利用植物去除环境中的一些挥发性污染物，即植物将污染物吸收到体内后，又将其转化为气态物质，释放到大气中。

9、植物吸收：利用能耐受并能积累金属的植物吸收环境中的金属离子，将它们输送并储存在植物体的地上部分。

10、生物冶金：某些微生物能有效地把金矿、铜矿和铁矿中的金属选择性地溶解，这一过程称为生物浸取，或称为生物冶金

11、清洁生产：将综合预防的环境策略持续应用于生产过程和产品中，以减少对人类和环境的风险。

12、单细胞蛋白（single cell protein,SCP）：是通过培养单细胞生物而获得的生物体蛋白质，又称微生物蛋白。包括细菌、放线菌中的病原菌、酵母菌、霉菌和微型藻类等。

1、生物脱氮的基本原理

废水中氮的主要形式是有机氮化合物： 蛋白质、氨基酸和氨氮细菌，放线菌和真菌都有氨化能力，称为氨化菌。有机氮通过氨化作用转化为氨氮 生物脱氮过程：

(1)通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐氮

(2)再通过反硝化反应将硝酸盐氮转化为气态氮从水中逸出 ★

2、硝化过程

(1)亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-)(2)硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-)

3、反硝化细菌(兼性厌氧)： 假单胞菌属、反硝化杆菌属、螺旋菌属和无色杆菌属等 ★

4、废水中磷的生物去除的两种途径：

①、生物细胞合成中吸收部分磷

②、微生物以聚磷酸盐(poly-P)的形式超量储存磷

5、聚磷菌(PAOs)在厌氧与好氧区的代谢

厌氧区：当废水与活性污泥混合时，聚磷菌(PAOs)可以通过水解体内储存的聚磷提供厌氧摄取磷的能量。因此，聚磷菌(PAOs)摄取碳源并以聚羟基烷酸盐(PHAs)的形式储存，同时降解体内的聚磷释放正磷酸盐；

好氧区：聚磷菌(PAOs)进行好氧生长，利用储存的聚羟基烷酸盐(PHAs)作为碳源和能源，摄取正磷酸盐将其转化为聚磷酸盐。

6、生物除磷工艺 所有生物除磷工艺的一个共同特征： 设置厌氧区，供聚磷菌(PAOs)吸收基质，产生选择性增殖

多数污水除磷工艺构造基于硝化和反硝化的考虑，使系统在硝化的情况下保证良好除磷

主流除磷工艺：厌氧池在污水水流方向上，磷的最终去除通过剩余污泥排放实现。包括Bardenpho系列、A/O系列、SBR系列

测流除磷工艺：厌氧池不在污水的主流方向上，大部分磷通过化学沉淀去除。以Phostrip工艺为代表。

7、生物修复技术基本内容

生物修复的定义：利用生物，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污染物的一个受控或自发进行的过程。

生物修复的目的：去除环境中的污染物，使其浓度降至环境标准规定的安全浓度之下

应用：分解石油及石油制品，多环芳烃(PAHs)，氯代烃如三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)，氯代芳烃等

应用生物修复技术的主要原因是价格因素。尽管任何一项污染物去除或降解技术都是较昂贵的，但生物处理相对较便宜

8、生物修复技术的分类

①、原位生物修复

污染土壤不需移动，污染地下水不需用泵抽至地面

优点：处理费用低

缺点：处理过程比较困难 ②、异位生物修复

通过某些方法将污染介质转移到污染现场附近或之外，再进行处理。

优点：处理过程容易控制

缺点：污染物搬动费用较大，反应器的加工制造、控制系统的设置也会增加费用

9、土壤污染的生物修复技术：原位生物处理

①、土地处理

天然土壤中存在丰富的微生物种群，具有多种代谢活性，因此处理污染物的一个简单方法是依靠土著微生物的作用将污染物分解或去除，这种方法称为土地处理。

应用：石油工业废弃物处理、含防腐油土壤、各类工业废弃物如食品加工，纸浆及造纸、鞣革业等的废弃物的处理

当土著微生物不具有污染物降解能力或其数量较少，可在污染场地投加具有分解活性的微生物，这种方法称为生物强化 ②、植物修复

直接或间接利用高等植物分解有机物的技术被称为植物修复技术。

可用于土壤、某些情况下浅层沉积物中化合物的生物修复。

植物修复过程包括植物对污染物的吸收，及植物根部和根部附近土壤中微生物对污染物的分解

优点：费用与其它生物处理技术相比较低。当污染土壤的深度在1-2m或更深一些时，此技术有相当保证性

缺点：速率较低，需要时间长 ③、生物通风及生物喷雾

生物通风：是在土壤含水层之上，即不饱 和层通入空气，为好氧微生物提供最终电

子受体。一般做法是在污染场地上打井，通入空气或抽真空

应用：碳氢化合物的生物修复，含燃 料油、发动机油、单一芳香烃土壤的 生物修复 生物喷雾：与生物通风类似的技术，不同的是将空气通入地下水位以下，即通入饱和层。通入空气的目的不仅是提供氧，还要将饱和土层内的挥发性有机物转移到不饱和土层内，使之在微生物的作用下得到降解。此外，一部分有机物在饱和层内通入空气的状态下得到降解

应用：降低土壤中JP-4喷气燃料的浓度

10、土壤污染的生物修复技术：异位生物修复

①、特制生物床反应器

由供水及营养物喷淋系统、土壤底部的防渗衬层、渗滤液收集系统及供气系统等构成

衬层及渗滤液收集系统可防止污染物或代谢产物中间产物被渗流水带入地下，污染地下水。渗滤液送到附近及其它生物反应器内进一步处理。

处理对象：多环芳烃、BTEX(苯、甲苯、乙基苯、二甲苯)、或多环芳烃与BTEX的混合物 ②、泥浆反应器

将污染土壤与液体混合起来形成泥浆，引入反应器进行处理。

泥浆反应器可以是具有防渗衬层的简单水塘，也可是精细设计制造的反应器，污染物在其中混合，与活性污泥法反应器类似。

处理对象：多环芳烃PAHs、杂环化合物、杂酚油中的酚 ③、土壤堆积

土壤堆积也称为生物堆积，是一种略微复杂的土壤修复技术。

将含污染物的土壤挖据出来，堆放在不透水的衬层上，衬层可以截留渗滤液。

在堆放的土壤中设置通气管道，通入空气或氧气或抽真空以促进污染物的好氧降解

含有营养物质的液体施用于土壤表面，以促进微生物活性，渗滤液被收集并循环于堆积土壤中

如果被处理的化合物或代谢产物是挥发性且具有毒性，则需采用一些方法，如活性炭吸附法收集释放气体 ④、堆肥

堆肥是将污染物质与一些自身容易分解的有机物，如新鲜稻草、木屑、树皮、用作家禽饲料的稻草等堆放，并加入氮、磷及其它无机营养物质。

堆放的形状一般是长条状，也可将物料放入具有曝气设备的容器内，保持湿度，通过机械搅拌或某种供气设备提供氧气

曝气可通过简单的鼓风机实现，也可在堆放物料底部设置布气系统。如果曝气会引起挥发性有毒气体释放，则必须设置气体吸收装置，防止污染空气。★

11、固体废弃物中可以好氧分解的组分

纤维素、半纤维素、木质素、葡聚糖和果聚糖、脂肪类有机分子。

代谢过程需要多种酶的协同作用及微生物的共代谢作用。

代谢过程中由于多种微生物的参加及固体废弃物成分的多样化而十分复杂 ★

12、有机废气生物净化与废水生物处理过程的最大区别

废气中的有机物质首先要经历由气相转移到液相(或固体表面液膜)中的传质过程，然后在液相(或固体表面生物层)被微生物吸附降解

13、农药分子结构与微生物降解的关系

农药因其在分子结构及理化性质方面的不同，对生物降解的敏感性差别很大 ①、苯环上连接的氯原子数目和位置影响生物降解： ②、苯环上取代氯的数目越多，降解越困难 ③、苯环上间位取代的类型最难降解

14、降解农药的活性微生物

★活性微生物主要以转化和矿化两种方式，通过胞内或胞外酶直接作用于环境中的农药

矿化作用是清除环境中农药污染的最佳方式，但目前的研究表明，自然界中此类微生物的种类和数目还相当缺乏

转化作用相当普遍，某一特定种属以共代谢的方式实现对农药的转化作用，同一环境中的其它微生物则以联合代谢的方式最终完成对它的完全降解

采用基因工程技术定向选育遗传工程菌株，可实现农药降解菌的构建

目前农药的代谢和降解途径还没有被完全研究清楚

15、合成洗涤剂

用途广泛：用于家庭生活及工农业生产

使用后大部分以乳化胶体状废水排入自然界

★合成洗涤剂分类(根据表面活性剂在水中的电离性状): 阴离子型、阳离子型、非离子型和两性电解质型

★我国近年来生产的合成洗涤剂多属阴离子表面活性剂，以直链烷基苯磺酸钠(LAS)为主，产量占合成洗涤剂总产量90%左右

16、石油组分中一般烷烃的生物降解

烷烃的降解途径： 单一末端氧化、双末端氧化(ω-氧化)、亚末端氧化

烷烃的分解通常从一个末端的氧化形成醇开始，然后继续氧化形成醛和羧酸

羧酸经过β-氧化形成乙酸乙酰辅酶A，羧酸链不断减短，形成两个碳的乙酸

乙酸从烷烃链上分离，经中心代谢途径分解为CO2。

支链的存在会增加微生物氧化降解的阻力

17、石油组分中环烷烃的生物降解

没有取代基的环烷烃是原油的主要成分，对微生物的降解抗性较大，能在环境中滞留较长时间。

尽管环境中广泛存在环烷烃，自然界中却几乎没有利用环烷烃生长的微生物，但环烷烃的共代谢现象普遍存在：

环烷烃被一种微生物代谢形成的中间产物，如烷醇或烷酮可以作为其它微生物的生长基质，进一步开环

具有碱基取代基的环烷烃可以作为微生物生长基质

18、煤炭中硫存在的形式

煤炭是我国主要的一种一次能源，煤中含硫量为0.25%~7%

19、煤炭脱硫微生物

对煤炭中黄铁矿硫最有效的脱硫菌种： 氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌

对煤炭中有机硫最有效的脱硫菌种： 假单胞菌属的CB1和硫化叶菌属的嗜酸热硫化叶菌 20、微生物助浮脱硫法的原理

微生物能选择性地粘附在矿石和黄铁矿表面，此过程一般在15min内，一般吸附在矿物的晶格凹陷处。

当煤破碎至一定粒度时，大部分的黄铁矿从煤中解离出来，由于在选煤过程中，煤粒和黄铁矿都具有疏水性，能附着在空气泡上，故能产生共浮，使煤脱硫。

微生物浮选法脱硫技术是将氧化铁硫杆菌应用于煤的浮选体系中，如在浮选柱中加入该细菌后，因为微生物的亲水性和微生物的迅速粘附，黄铁矿表面由疏水性变为亲水性。因此，煤的浮选过程中，黄铁矿不能附着在空气泡上，失去浮选性能。

21、微生物助浮脱硫过程

22、木聚糖酶

利用木聚糖酶可以提高纸浆的可漂性，木聚糖酶几乎对所有类型的纤维都有助漂作用

木聚糖酶可用于纸浆在漂白前的预处理阶段。在漂白木浆时应用木聚糖酶，可以降低二氧化氯用量，提高白度，减少AOX(可吸收有机卤化物)的产生量。

木聚糖酶处理阔叶木浆和针叶木浆，可分别节约有效氯20%~25%和15%~20% 北美和欧洲许多硫酸盐浆厂的工业性实验表明，经木聚糖酶预处理可降低化学浆漂白成本达20%，可降低漂白负荷5%~20%

23、木质素直接降解实现生物漂白

研究发现纸浆白度的提高与真菌作用过程中所产生的木质素降解酶有关，近年来，利用各种木质素酶进行生物漂白的研究迅速兴起

研究目标：利用木质素酶对木质素的直接作用实现生物漂白

许多实验室在研究非木聚糖酶的漂白用酶： 木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶和纤维二糖脱氢酶等

白腐真菌主要分泌3种与木质素降解相关的氧化性酶，均可直接降解木质素，包括漆酶(laccase)、锰过氧化物酶(Mn P)、木质素过氧化物酶(Lip)

24、矿冶生物技术——微生物湿法冶金

微生物在冶金过程中的作用：

微生物浸出、微生物氧化、微生物吸附与累积 应用于微生物冶金的微生物包括细菌、真菌、藻类和霉菌等 细菌是其中研究最深入，应用最广泛的一类微生物

25、生物合成替代化工合成：清洁生产

清洁生产是一项实现经济与环境协调持续发展的环境策略

对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，并在全部排放物和废物离开生产过程以前减少它们的数量和毒性

对产品而言，清洁生产的战略重点是在产品的整个生命周期过程中，即从原材料获取到产品的最终处置过程，减少各种不利影响

26、能源的分类

不可再生能源：煤炭、石油、天然气

可再生能源：风能、水能、地热能、生物质能、太阳能、海洋能

27、能源利用的总趋势

纵观人类利用能源的历史，可以发现，能源利用的总趋势是从高碳低氢的燃料转向低碳高氢的燃料

利用生物技术提高不可再生能源的开采率及创造更多的可再生能源将是今后能源生产的有效技术之一

28、硝酸盐还原菌

从油藏分离得到的硝酸盐还原菌大都为新属：

专性厌氧菌： 还原硝酸盐，也可以发酵若干种糖类化合物和有机酸

兼性厌氧菌： 在氧或硝酸盐存在的条件下，利用有机酸(如延胡索酸、丙酮酸、琥珀酸、甲酸)生长

油藏中硫酸盐还原菌生长产生H2S，会导致油气品质降低。向油藏中注入硝酸盐和硝酸盐还原菌或激活土著硝酸盐还原菌，可以抑制硫酸盐还原菌的生长，并可以生物转化已存在的H2S

29、微生物二次采油的基本原理

微生物采油的目的：利用微生物技术获得更多的石油开采量

①、利用微生物能在油层中发酵并产生大量的酸性物质及H2、CO2和CH4等气体的生理特点，微生物产气可增加地层压力，提高采油率。

②、微生物产生的酸性物质可溶于原油中，降低原油的粘度，使原油能从岩石缝隙中流出而聚集，便于开采

③、微生物还可产生表面活性剂，降低油水的表面张力，把高分子碳氢化合物分解成短链化合物，使之更加容易流动，避免堵住油井输油通道 30、微生物三次采油的基本原理

①、利用微生物分子生物学技术，来构建能产生大量CO2和甲烷等气体的基因工程菌株，或选育能提高产气量的高活性菌株

②、把这些菌体连同它们所需的培养基一起注入到油层中，让这些工程菌能在油层中能够产生气体，增加井压

③、另外，这些菌体还能分泌高聚物，糖酯等表面活性剂，降低油层表面张力，使原油从页岩中、沙土中松开，粘度减低，从而提高采油量

31、地层堵塞的形成

地层堵塞是降低采油量的一种常见现象，原因是在注入油田的水中含有各种各样的微生物，其中能利用石油的微生物种类较多，加上油田中存在着某些微生物生长的良好环境，因而大量菌体繁殖及菌体代谢产物的沉积，造成了地层渗透率发生变化，影响产油量，还可能使得整个油井报废 影响地层渗透率的主要菌群： 硫酸盐还原菌、腐生菌、铁细菌、硫细菌等（其中影响最大的是硫酸盐还原菌）

硫酸盐还原菌将硫酸盐还原成H2S。H2S与亚铁结合生成Fe S黑色沉淀。此外，硫酸盐还原菌能作用于硫酸盐和含钙盐类生成白色硫酸钙沉淀，引起地层堵塞现象。

32、地层堵塞的消除

消除微生物所造成的地层堵塞的有效方法：酸化法

①、在注入油田的水中加入能产酸并能在地层发酵生长的微生物，通过微生物代谢产酸来消除地层堵塞现象。

②、也可用产酸菌大量发酵含酸性的代谢产物，例如柠檬酸、硫酸等，然后将酸性物质加入到将注入油田的水中，提高注入水的酸度，从而减轻堵塞现象，提高采油率

33、利用纤维素生产乙醇的发酵工艺

纤维素生产乙醇涉及两个主要步骤：

①、纤维素糖化： 由纤维素酶参与完成，属于蛋白层次上的酶反应，是生物转化制乙醇的限速步骤

②、乙醇发酵： 由酵母菌参与完成，属于活细胞层次上的微生物反应，相对而言是一种成熟的技术

34、同时糖化和发酵法(SSF)为降低酒精生产成本，1970s开发了同时糖化和发酵工艺(SSF)

利用一种可产生纤维素酶的微生物和酵母在同一容器中连续进行纤维素的糖化和发酵，除水解和发酵在一个容器内进行以外，同时糖化和发酵过程的顺序与单独水解和发酵过程实际上是相同的

35、同时糖化和发酵(SSF)工艺的优势 ①、纤维素水解后产生的葡萄糖可以不断地用于发酵。由于发酵罐内纤维素水解速率远远低于糖发酵速率，因此酵母和酶的同时存在会使容器内糖的累积降到最低，降低或消除了高浓度葡萄糖对纤维素酶活性的产物抑制，提高了水解效率。但与此同时却带来了乙醇对纤维素酶的抑制

②、与单独水解和发酵过程相比，SSF的生产速度、产量和乙醇的浓度都较高。此外，还减少了容器的数量，降低了杂菌污染的机会。

36、同时糖化和发酵(SSF)工艺存在的问题

主要的问题：水解和发酵所需的最佳温度不能匹配

水解的最佳温度 ：45°C~50°C 发酵的最佳温度：28°C~30°C 在同一个特定的反应器中，要解决生物过程中普遍存在的中间产物与最终产物的反应条件相互制约，难以协调以致不能完成预计过程的矛盾，是十分困难的

在实际工艺中，SSF常在35°C~38°C下操作，使得酶的活性和发酵速率都不能达到最大

另外，酒精浓度高也会抑制酶的活性 三种工艺中，同时糖化和发酵法SSF是最有前途的生产低成本燃料乙醇的技术路线

37、微生物燃料电池

解决当前日趋严重的环境污染问题和探寻新的产能方式，是关系人类社会可持续发展的两大根本问题。微生物燃料电池作为一种具有应用前景的可再生能源生物技术，正日益受到人们的关注

微生物燃料电池(MFCs)可以将微生物代谢中产生的电子传递给电极，产生电流，从而把还原型有机底物中的能量直接转化为电能

微生物燃料电池和有机废水的资源 化利用相结合，使其进一步具有清 洁能源生产和环境治理的双重意义

38、生物制氢

生物制氢的优点： 清洁、节能、不消耗矿物资源

生物制氢的方式：生物产氢包括光合生物产氢（光和细菌、蓝细菌、绿藻）和厌氧发酵产氢

39、厌氧发酵产氢

厌氧发酵生物产氢的四种基本途径： 混合酸发酵、丁酸型发酵、乙醇型发酵和NADH途径

葡萄糖在厌氧条件下发 酵生成丙酮酸(EMP过程)，同时产生大量的NADH和H+

当微生物体内NADH和H+ 积累过多时，NADH会通 过氢化酶的作用将电子转 移给H+，释放分子氢

丁酸型发酵、乙醇型发酵和混合发酵途径均发生于丙酮酸脱羧作用中，是微生物为解决这一过程中所产生的“多余”电子而采取的一种调控机制 40、可生物降解塑料PHAs的特性

微生物体内的PHAs： PHAs是多种微生物细胞内的储存物(碳源能源)

特性：低溶解性、高分子量、细胞内的积累不会引起渗透压的增加

PHAs的应用：

41、PHB的生物合成途径(三步法)

第一步：β-铜硫裂解酶催化乙酰Co A生成乙酰乙酰Co A 第二步：在依赖NADPH的乙酰乙酰Co A还原酶的作用下，把乙酰乙酰Co A还原成D-(-)-3-羟基丁酰Co A 第三步：单体的D-(-)-3-羟基丁酰Co A由PHB聚合酶催化聚合生成PHB β-铜硫裂解酶受游离辅酶A的强烈抑制

①、在非胁迫条件下，游离辅酶A含量高，因而抑制了β-铜硫裂解酶的合成，阻碍了PHB的积累

②、在胁迫条件下，游离辅酶A含量可能很低，β-铜硫裂解酶执行催化功能，PHB可以顺利合成

42、利用不同方法生产PHAs的策略

利用非转基因植物植物生产淀粉，转化成葡萄糖，然后发酵生产PHB

直接从转基因农作物中提取PHB

第三篇：环境生物技术

一、名词解释

1.生化需氧量（BOD，biochemical oxygen demand）：“生物化学需氧量”的简称。是指在一

定期间内，微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质，特别是有机物质所消耗的溶解氧的数量。以毫克/升或百分率、ppm表示。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标。BOD越大，表示水体中有机物越多，污染越严重。如果进行生物氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量（BOD5），相应地还有BOD10、BOD20。

2.化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消

耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。

3.污泥负荷率：有机物与微生物之比称污泥负荷率(F:M)。它影响过程的代谢深度和污泥的沉降性能，也影响运行的稳定性和基建费用。污泥负荷率低些，过程的运行比较容易，处理效率比较稳定，剩余污泥量比较少，但基本建设和运行费用一般要高些。普通活性污泥法的负荷率常在0.15～0.3公斤BOD5/公斤污泥之间。

4.容积负荷：volume loading 每立方米池容积每日负担的有机物量，一般指单位时间

负担的五日生化需氧量公斤数（曝气池，生物接触氧化池和生物滤池）或挥发性悬浮固体公斤数（污泥消化池）。其计量单位通常以kg/(m3·d)表示。

5.废水厌氧生物处理：在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，降解废水中的有机物，使

其转化成甲烷和二氧化碳等物质，达到污水进化的过程。

6.生物表面活性剂：是微生物或植物在一定条件下培养时，在其代谢过程中分泌出的具有

一定表面活性的代谢产物，能显著改变特别是降低液体表面张力或两相间界面张力的物质，如糖脂､多糖脂､脂肽或中性类脂衍生物等

7.生物修复：是指利用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

除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。

8.生物农药：又称天然农药，利用生物体本身或由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能高的新农药。

9.农用抗生素：是指由微生物发酵产生、具有农药功能、用于农业上防治病虫草鼠等

有害生物的次生代谢产物。放线菌、真菌、细菌等微生物均能产生农用抗生素，其中放线菌产生的农用抗生素最多。

10.内碳源：活性污泥中微生物死亡后自溶后释放的含碳有机物，也称二次性基质。

11.驯化：这里特指活性污泥的驯化，是定向选育微生物的方法与过程，通过人工措施使微生物逐步适应某种特定条件，最后获得具有较高耐力和代谢活性好的菌株。

二、简答

1.环境生物技术的基本概念、研究内容？

答：环境生物技术是一门由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科，是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。其研究内容：分为三个层次，第一层次是以基因工程为主导的现代环境生物技术，第二层次是以废物的生物处理的传统环境生物技术，第三次是以氧化糖、人工湿地和农业生态地为主的传统环境生物技术。

2.活性污泥性能指标有哪些？

答：（1）MLSS（Mixed Liquid Suspanded Solid）指1L曝气池混合液中所含悬浮固体干重，它是衡量反应器中活性污泥数量多少的指标。它包括微生物菌体（Ma）、微生物自生氧化产物（Me）、吸附在污泥絮体上不能被微生物所降解的有机物（Mi）和无机物（Mii）。

（2）、MLVSS（Mixed Liquid Volatile Suspanded Solid）指1L曝气池混合液中所含挥发性悬浮固体含量，它只包括微生物菌体（Ma）、微生物自生氧化产物（Me）、吸附在污泥絮体上不能被微生物所降解的有机物（Mi），不包括无机物（Mii）。所以MLVSS能比较确切地反映反应器中微生物的数量。

（3）、SV% 污泥沉降比，曝气池混合液在量筒中静止30min后，污泥所占体积与原混合液体积的比值。

（4）、SVI 污泥体积指数，指曝气池混合液经30min静止沉降后1g干污泥所占的体积，单位为ml/g。

（5）、SDI 即污泥密度指数，指100ml混合液静止30min后所含活性污泥的g数。单位为g/ml。

（6）、污泥负荷 ：污泥负荷是反应器设计和运行的一个重要参数，它指单位活性污泥所能去除的五日生化需氧量，单位是kgBOD5/kgMLSS。

3.什么是丝状线膨胀？引起丝状线膨胀的原因及其预防措施？

答：活性污泥处理中，丝状细菌及其他丝状微生物异常地大量增殖，造成最终沉定池中污泥几乎不沉淀的异常现象称为丝状线膨胀。原因：（1）偏酸环境：偏酸易于丝状菌生长繁殖；

（2）供氧不足；（3）水温偏高；（4）碳氮比失衡。

预防措施：(1)强化曝气；(2)调整负荷；(3)分段注水；(4)投加含氮化合物；(5)投加石灰和消化污泥；(6)稀释流入污水；(7)如碳水化合物增多，要调查废水的来源；(8)有毒废水进入系统时，应进行预处理；(9)接种活性污泥。

4.什么是厌氧生物处理、好氧生物处理？两者之间的比较。

答：废水厌氧生物处理：在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，降解废水中的有机物，使其转化成甲烷和二氧化碳等物质，达到污水进化的过程。

好氧生物处理：利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。

两者之间的比较：

(1)好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。且处理过程中散发的臭气较少。厌氧生物处理缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大等。

（2）废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量(CH4)等优点。好氧生物处理过程需通氧，费用较高。

（3）好氧生物处理较厌氧生物处理负荷较低。

（4）两者作用的微生物不同：好氧处理为好氧微生物，厌氧处理为厌氧生物。

5．厌氧生物转盘的工艺特点？

答：工艺特点，书上P180.6.生物膜法中，生物膜载体的条件？

答：(1)生物膜载体要易流化不易流失；（2）要易于挂膜且无害；（3）可以提供较大的比表面积以增加生物附着量；（4）价格低廉且易就地取材；（5）生物相容性好，粒度及孔径适中，可以偶联足够的生物分子；（6）机械强度大，性质稳定，使用寿命长。

7.生物膜法的机理？

答：生物膜法是指废水流过生长在固定支承物表面上的生物膜，利用生物氧化作用和各相间的物质交换，降解废水中有机物的方法。其作用机理：生物膜法处理废水就是使废水与生物膜接触，进行固、液相的物质交换，利用膜内微生物将有机物氧化，使废水获得净化，同时，生物膜内微生物不断生长与繁殖。生物膜在载体上的生长过程是这样的：当有机废水或由活性污泥悬浮液培养而成的接种液流过载体时，水中的悬浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，又进一步吸附、分解废水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。

8.影响活性污泥处理废水效果的因素？

答：书上P57，营养物质、pH值、温度、溶解氧的含量以及某些有毒物质等极大地影响着好氧生物处理系统的运行及净化功能。

⑴营养物质 ：污水中各种营养物质的量及比例影响着微生物的生长、繁殖，从而影响好氧生物处理系统的处理效果。

⑵溶解氧的含量 ：溶解氧(即DO)是影响好氧生物处理系统运行的主要因素之一。⑶pH值

⑷污水的温度

⑸有毒物质

9.在PHAs的生产过程中，通常采用的发酵方式有哪些？流加发酵法有哪些优势？ 答：书P372底，P373上。

10.影响纤维素酸水解的因素？

答：书P252

11.生物表面活性剂大规模生产的条件及应用与前景？

答;书P452—P456

12.危险性化合物的微生物降解的意义？

第四篇：环境生物技术论文

废水生物处理新技术的理论与应用

唐耿兰

摘要：针对我国目前生态环境状况，对废水生物处理技术近年来的发展进步、功能作用及特性进行了分析。

关键词：废水生物处理、污染控制技术、城市废水处理厂、生物处理技术价及阐释。

引言：随着经济社会的不断发展，各地废水处理工作不断迅速有效地开展，污水处理厂数目明显增加。城市污水处理厂作为解决城市水污染最基本的途径，是保护城市生态环境，治理河流污染的必要举措。本文针对废水处理问题，介绍了废水生物处理新技术。

废水生物处理技术已有一百多年的历史，其理论和实用技术在此一百多年间也不断发展和进步，并得到广泛应用，对控制水污染和改善水体水质起到了重要作用。而从全世界范围看，水污染至今还没有得到有效控制，特别是在广大的发展中国家。在我国，水污染依然严重，水环境与水生生态状况仍十分严峻，近年来我国城市废水处理厂建设进入了一个新的高速发展时期，对废水处理新技术的要求日益增长。广大环境保护科技工作者非常需要一部系统全面、反映废水处理技术现状和发展的著作。

一、废水生物处理新技术：

废水生物处理是用生物学的方法处理废水的总称，是现代废水处理应用中最广泛的方法之一，主要借助微生物的分解作用把废水中有机物转化为简单的无机物，使废水得到净化。按对氧气需求情况，废水生物处理可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。

厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为废水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使废水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、废水灌溉、氧化塘，等等。

生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称，是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为污水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使污水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点，满足其要求条件；污水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大，冬季一般效果较差。

二、生物转盘

生物转盘工艺是废水生物处理新工艺的一种。

废水生物处理新技术之生物膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法，废水中微生物沿固体（可称载体）表面生长的生物处理方法的统称，主要用于去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，因微生

物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化废水的目的。

生物膜法具有以下特点：一是对水量、水质、水温变动适应性强；二是处理效果好并具良好硝化功能；三是污泥量小（约为活性污泥法的3/4）且易于固液分离；四是动力费用省。用废水生物处理新技术生物膜法处理废水的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化池等。

生物转盘作为一种好氧处理废水的生物反应器，可以说是随着塑料的普及而出现的。反应器由水槽和一组圆盘构成：数十片、近百片塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串，平放在一个断面呈半圆形的条形槽的槽面上。盘径一般不超过4米,槽径约大几厘米，有电动机和减速装置转动盘轴，转速1.5～3转/分左右，决定于盘径，盘的周边线速度在15米/分左右。废水从槽的一端流向另一端，盘轴高出水面，盘面约40%浸在水中，约60%暴露在空气中。盘轴转动时,盘面交替与废水和空气接触。盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖，生物膜交替地与废水和空气充分接触，不断地取得污染物和氧气，净化废水。膜和盘面之间因转动而产生切应力，随着膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜从盘面脱落，随水流走。生物转盘一般用于水量不大时。同生物滤池相比，生物转盘法中废水和生物膜的接触时间比较长，而且有一定的可控性。水槽常分段，转盘常分组，既可防止短流，又有助于负荷率和出水水质的提高，因负荷率是逐级下降的。生物转盘如果产生

臭味，可以加盖。

三、生物转盘应用实例

废水生物处理新工艺中一体化废水处理装置一体化废水处理装置，是一种以旋转生物处理单元——生物转盘为核心的高效废水处理装置。整个装置分为以下几个处理单元：

1、初沉池 废水通过提升泵将调节池废水提升至SW装置内，首先进入初沉池，初沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用浅层沉降原理，使废水中大部分悬浮物和无机颗粒物沉降下来，同时也可夹带去除一部分有机物。为了便于随时提取某块斜板以清理所附载的难以滑落的污泥，装置采用了活动斜板。初沉池底部与缺氧区隔开，避免缺氧池混合液的搅动，影响初沉池的沉淀效果，初沉池的污泥定期由抽粪车清除。

2、缺氧池 缺氧池位于生物转盘壳体和外部箱体间的夹层内，在此空间内，初沉池的来水与经水力提升转子提升的回流硝化液以及二沉池的回流污泥在此混合，并经潜水搅拌机充分混合，完成反硝化过程，硝态氮在反硝化菌的作用下最终形成氮气，从水中逸出，最终达到脱氮的目的。

3、旋转生物处理单元—生物转盘 夹层缺氧池经脱氮的出水自流至旋转生物处理单元。旋转生物处理单元是装置的核心部分，采用了独特的复合生化技术，能在低能耗条件下高效降解污染物。整个旋转生物处理单元由三级生物反应器组成，每个生物反应器由一个生物转子和一个生化槽组成，每个生物转子内部由多级生物叶轮构成，每个生物叶轮上设置了大量地螺旋状的生物叶片。在传动装置的驱动下，三个生物转子同步旋转，空气（氧气）通过生物转子端面的气水孔进入，与废水混合，经氧气、废水、微生物三相接触和传质，实现含碳有机物的降

解和含氮有机物的硝化过程。同时，旋转的生物叶片被废水冲刷，老化的生物膜脱落，新的生物膜形成，从而达到生物系统不断更新的过程。硝化后的废水经水力转子提升至中间分配水槽，分配水槽由堰门控制着去往沉淀池和缺氧池废水流量。

4、二沉池 二沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用浅层沉降原理，将旋转生物处理单元的出水中含有大量脱落老化的生物膜沉淀，澄清后的处理出水进入下一个单元。沉淀的污泥一部分通过回流污泥泵进入缺氧池，另一部作为剩余污泥有抽粪车定期外运。

四．城市生活污水处理技术的新发展：

1.新的处理工艺开发研究的主要目标

进一步提高出水水质：降低悬浮物，降解富营养物，去除生物难降解物减少其它，溶解性无机物含量改善卫生指标，降低在相同处理能力和效果时的处理费用，减少占地面积，提高处理能力。

2.活性污泥法－膜分离处理技术

在膜分离技术中，膜就相当于普通滤池中的滤料，它可以让混合液中的一部分组分顺畅通过，让其余组分不能通过，从而达到分离混合液的目的。膜的分类及分离特征：

微滤：细菌、原生动物；

超滤：乳化剂、病毒；

纳米过滤：腐殖酸、酶、活性剂/颜料；

反渗透：溶解盐

城市生活污水处理中主要采用：微滤、超滤，工业废水处理：纳米过滤、反渗透

五．污水好氧微生物处理新工艺

废水经格栅去除杂物后,用潜污泵抽至斜板沉淀池,同时加入去磷剂,出水自流进入曝气生物滤池,DO控制在3~5 mg/l,出水进入清水池后再进入消毒池,二氧化氯加入量为30 g/M3废水,停留时间1.5 h。曝气生物滤池12~24小时进行反冲洗一次,反冲洗出水再返回调节池、斜板沉淀池每天排泥一次,排入污泥沉淀池,其上清液进入调节池,剩余污泥定期消毒后环卫清污车运走。经处理后水质达到(GB8978-1996)一级排放标准。以曝气生物滤池为主工艺处理医院污水,工艺可靠、出水稳定,但必须按严格的管理程序、即质量测试、操作设备、工艺技术管理环节,同时设备必须一年进行一次大修,处理后水质稳定达标排放是可行的。

活性污泥降解污水中有机物的过程：

活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段，吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的粘性物质所致。在稳定阶段，主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。当污水中的有机物处于悬浮状态和胶态时，吸附阶段很短，一般在15～45min左右，而稳定阶段较长。

结论：城市废水处理新技术的不断涌现，为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用，减少有害污水的产生，为我国环境保护打下坚实的基础。

参考文献：《现代废水处理新技术》、《污水好氧处理新工艺》、《污水厌氧处理新工艺》、《城市废水处理技术》

第五篇：环境与生物技术

现代生物技术在环境保护中的应用

摘要：日益严重的环境污染问题成为制约经济和社会发展的重要障碍。随着环境生物技术的迅猛发展，生物技术在治理环境污染中的应用也越来越广泛。文章重点介绍了生物技术在环境污染治理中的应用。

关键词：现代生物技术生态环境环境保护

现代生物技术是指以DNA技术为先导，包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称。自20世纪80年代以来，生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。目前，现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，且随着日益突出的环境问题，其在治理污染、环境生物监测、工业清洁生产、工业废弃物、城市生活垃圾的处理、有毒有害物质的无害化处理等方面发挥着重要的作用。严格的说，环境生物技术指的是直接或间接利用生物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，或者能够认识环境过程、高效净化环境污染、同时又生产有用物质的工程技术。由于其在处理环境污染物等方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入，人们已越来越意识到，现代生物技术的发展，为从根本上解决环境问题提供了无限的希望。在改良环境中没有其他技术所可代替和比拟的。为此，本文将主要谈谈现代生物技术在环境保护中的应用。

一、现代生物技术在环境治理上的特点

（1）生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。

（2）利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。

（3）生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。

所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。

二、现代生物技术在环境保护中的应用

生物处理技术概述

生物处理就是在设计的工程设施内，利用生物降解与与转化作用去除水、废水、固体废弃物、废气等介质的污染物质。利用生物处理技术进行污染物的无害化处理已有近百年的历史。尽管生物处理已有很长的历史，但随着生物技术的发展、污染问题的发展、工程技术的进步，新的和改良的生物处理工艺仍不断涌现，大大拓展了生物处理的应用领域。

环境生物技术中利用微生物的降解作用来处理水中污染物的方法，通常被称为

生化处理方法或生物降解法，以植物吸收为主来净化土壤与水体的方法有土地生物修复、生物塘和人工湿地技术等

1、生物处理在在水污染治理中的基本原理。

好氧处理技术好氧降解技术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传统的好氧生物处理技术。活性污泥是指微生物利用废水中的有机物生长与繁殖而形成的絮凝体。活性污泥法的工作原理是：在废水中通过曝气供氧，促进微生物生长形成活性污泥，利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能来净化废水中的有机污染物。处理过程中，有机降解是依赖活性污泥的吸附与氧化分解能力，而泥水分离则是利用活性污泥的凝聚和沉降性能。活性污泥法中两项最基本的技术措施是：通过曝气来提高反应器水体中溶解氧的水平；通过污泥回流来保证反应器中的生物量与活性。

（2）生物膜法生物膜法是在处理污水的反应器中添加介质（填料）作为微生物附着的载体。在分解有机污染物的过程中，微生物在介质表面生长繁殖，逐步形成粘液状的膜，然后利用固着在介质表面的这种微生物膜来净化污水。在分解有机污染物的过程中，膜逐步增厚，形成表层好氧、内层兼氧和厌氧的微生态环境，因此生物膜法具有一定的厌氧降解功能。生物膜法具有无需污泥回流、膜的生物活性高、反应稳定等优点。

厌氧处理技术自20世纪70年代起，就有一大批类似好氧降解的厌氧反应器被研制和开发出来，如厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧流化床（AFB）、厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）、厌氧内循环反应器（IC）、厌氧折流板式反应器（ABR）和厌氧序列式反应器（ASBR）等。厌氧技术的应用范围已扩展到高、中、低浓度的多类有机废水和生活污水的处理，其特点是废水处理和能源回收相结合，但出水水质难以达到直接排放的要求。

2、环境生物技术在固体废弃物处理中的应用

利用生物技术处理固体废弃物中的城市生活垃圾和农业废弃物，主要方法是卫生填埋、堆肥和发酵沼气。

卫生填埋

卫生填埋是将城市生活垃圾存积在大坑或低洼地的卫生填埋场，填埋场下层应有不透水的自然隔水基质或人工隔水层，在填埋场设置排气口和监测系统，每天填入的垃圾压实后铺盖一层土壤，并通过科学管理来恢复地貌和维护生态平衡。其原理是利用微生物将垃圾中的有机物分解。垃圾通过卫生填埋还可产生沼气。堆肥

堆肥是固体基质在有效的低温条件下的发酵过程，适用于生活垃圾的处理。其基本步骤是：废弃物—预处理—堆肥—后处理—存放。对堆肥处理器进行足够的通气是堆肥成功的关键。该技术安全性高，成本低廉。

发酵产生沼气

主要利用畜禽粪便、农作物秸秆、生活污水等。其原理是微生物厌氧发酵使有机质降解，产生沼气，此法在农村有着广阔的发展前景，沼气不但可用作照明和燃料，还可建成以沼气工程为纽带的“猪、沼、果”生态农场等生态农业模式。

3、生物技术在在废气及大气污染治理中的应用

在废气及大气污染治理中的应用采用生物技术控制和处理废气，将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质，从而净化空气，是一项空气污染控制的新技术。目前采用的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等，所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。

生物过滤法生物滤池内部填充活性填料，废气经加压预湿后从底部进入生物滤池，气体中的无机污染物、有机污染物或恶臭物质与填料上附着生成的生物膜（微生物）接触，被生物膜吸收，最终被降解为水和二氧化碳或其它成分，处理过的气体从生物滤池的顶部排出。该方法的特点是设备少、操作简单、不需外加营养物、投资运行费用低、去除效率高，但反应条件较难控制、占地面积较大。生物洗涤法生物洗涤法分为废气吸收和悬浮液再生两个阶段，通常由一个装有填料的洗涤器（吸收设备）和一个装有活性污泥或生物膜的生物反应器（再生反应器）构成废气从吸收设备底部进入，向上流动，与顶部喷淋向下的生物悬浮液在填料床中相互接触，经传质过程进入液相，再进入微生物细胞内或经微生物分泌的胞外酶作用分解，净化后的气体从吸收设备顶部排出。吸收了废气的生物悬浮液从再生反应池的底部进入，通入空气充氧，废气被微生物氧化利用的过程也就是悬浮液的再生过程，再生后的悬浮液再进入吸收设备进行顶部喷淋，吸收与再生两个过程反复进行。该方法的特点是反应条件易控制、压降低、填料不易堵塞，但设备较多，需外加营养，成本较高，对溶解度小的化合物难以处理。生物滴滤法生物滴滤法是在生物吸收法基础上进行的改进，集合了生物过滤法和生物吸收法两种工艺的优点，生物吸收和生物降解同时发生在一个反应装置内。滴滤池内装有填料，填料表面被生物膜覆盖。循环水不断喷洒在填料上，废气通过滴滤池时，气体的污染物被微生物降解。该方法的特点是只有一个反应器、操作简单、压降低、填料不易堵塞、污染物去除效率高，比生物过滤法能更有效地处理含卤化合物、硫化氢或氨等废气。但需外加营养、运行成本较高。

植物修复植物修复技术是一种以太阳能为动力，利用植物的同化功能净化大气的绿色技术。由于植物的种类、群落及生态习性与功能的差异，不同的植物可在不同的时空尺度上对近地表大气污染进行修复。主要过程是持留和去除。植物对大气中的粉尘有阻挡、过滤和吸附作用，其滞尘量的大小与树种、林带宽度、草皮面积、林带种植状况以及气象条件有关。植物的杀菌作用可以减轻生物性大气污染。植物通过吸收作用、同化作用、降解、转化以及对酸雨的中和缓冲作用等对化学性污染物具有一定的去除作用。植物修复是一项对环境友好、技术要求相对较低的修复方法，容易为社会民众所接受，而且与传统的修复技术相比，成本要低得多。大气污染的植物修复理论与技术对城市园林绿化、环境规划和生态环境建设具有一定的指导意义和应用价值。

4、生物技术在污染土壤的生物修复中的应用

重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是：通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失。

5、在生物监测方面的应用

传统的环境监测以化学分析，即用成熟的仪器和生物分析(如鱼的毒性测试)为主，当代生物技术的发展有望增加相关的新手段，如通过测定微生物的酶和细胞基团等来监测环境的变化。目前研究较多的有生物发光菌(Bioluminescentbacterium)、氰菌(Cya2nobacteria)、卤素呼吸菌(Halorespiringbacterium)、苯乙烯降解菌和兰贻贝(Bluemussels)等，主要监测水

体中的有害物和海水藻类的爆发。ManBockGu和 Ge2unCheelGil应用生物发光细菌开发出了两阶段多频道毒性连续监测系统。每个频道含有一个两阶段生物反应系统,其中含有特定的生物发光菌株。使用该系统可连续监测同一样品和分别确定不同类型毒性。通过分析，从每个频道获得的资料，可得到总体毒性和各类单项毒性的数据。

三、环境生物技术的发展前景

1、微生物脱硫技术的开发

利用微生物脱去煤中的无机硫和有机硫，可控制燃煤中SO2等含硫气体的排放。这些微生物包括硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、酸热硫化叶菌等。日本利用氧化亚铁硫杆菌已使H2S脱除率达99.99%，我国利用该菌对炼油厂进行干气催化和工业废气脱硫，H2S脱除率分别为71.5%和46.9%。在燃煤的处理过程中，还可采用浮选与微生物脱硫技术相结合，对煤和黄铁矿进行分离，达到清除或降低燃煤SO2排放的目的。利用微生物还可将石油成分中的硫分离出来。虽然生物技术在大气污染治理中的应用时间尚短，但其具有技术简单成本低、安全性好、无二次污染等优点。今后，在微生物脱硫技术以及高活性脱硫菌种的研制和培养方面，配以清洁生产技术的研究，将会备受关注，也会成为解决原煤燃烧产生的SO2污染的最佳途径。

2、水污染治理工艺的完善

废水生物处理技术在实验室阶段已比较成熟，也已比较广泛地应用于实际工程中。好氧与厌氧工艺相结合、生物膜法与活性污泥法相结合的废水处理技术、无害化的生产工艺过程、高效完善的自动化体系以及构建针对难降解污染物的生物基因库和特殊功能的微生物的培养研究是今后主要的发展方向。

3、难降解污染物的处理

基因工程是通过基因分离和重组技术，将人类需要的目的基因片段移到受体生物细胞中并表达出来，使受体生物具有该目的基因表达后显现出来的特殊性状，以改进生物物种。利用基因工程构建的高效菌种来处理如杀虫剂、塑料、橡胶制品、医疗废物、危险废物等难降解的污染物，是现代环境生物技术发展的热点之一。

4、生物传感器的研制

随着科技的进步，分子生物技术将会在开发研制生物传感器方面发挥积极作用。生物传感器可以满足实施自动连续监测的需要，判断环境污染发展的趋势，探索污染物在环境中的迁移转化以及降解规律，检测污染致突变的成因，分析污染的来源，从而使生物环境污染监测更便捷、更灵敏、更全面。生物传感器具有成本低、制作容易、使用方便、测定快速等优点。

5、与其它技术的结合环境生物技术的发展离不开相关科学技术的配合。其与相关科学技术的结合，可提高处理效率、增强处理效果。将光、声、电与高效生物处理技术相结合，处理高浓度有毒有害难降解有机废水，如光催化氧化－生物处理新技术、电化学高级氧化－高效生物处理技术、辐射分解－生物处理组合工艺等；采用SBR＋臭氧氧化工艺和物化气浮－接触氧化处理印染废水，采用混凝－气浮－厌氧－好氧处理苎麻废水、油田和炼油废水等。这些工艺、设备、电子计算机的结合正在使以环境生物技术为主的综合治理技术向自动化、模块化方向发展。

参考文献：

「1」 《现代环境生物技术》王建龙 文湘华 清华大学出版社第二版

「2」 《江西化工》 2003年第3期“环境生物技术在“三废”治理中的应用”

刘小兵蒋柏泉王伟(南昌大学环境与化学工程学院)

「3」 刘淑梅，张淑芬 环境生物技术的研究现状及发展趋势[J].环境科学与管

理，2005，30（4）：44-46.「4」 林海 现代生物技术在环境保护中的应用[A]中国高新技术企业，2010,19-154

「5」 孔繁翔.环境生物学[M].北京:高等教育出版社,2000

「6」 陈坚.环境生物技术[J]，生物工程进展，2001(5)

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