【正文】 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 （ 2）構(gòu)建基因工程菌 ? ? 構(gòu)建基因工程菌治理環(huán)境污染是環(huán)境微生物工程高新技 術(shù)中的前沿課題。 20239 43 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ? 例如利用降解石油烴的基因構(gòu)建出基因工程菌用于清除大面積 海洋石油污染，利用木質(zhì)素降解基因構(gòu)建基因工程菌用于建立 生物制漿的清潔生產(chǎn)工藝，利用毒性蛋白質(zhì)基因構(gòu)建成基因工 程菌生產(chǎn)生物農(nóng)藥等等。 D. 染料降解菌：假單胞菌 K24與 K46接合。這一層次知識(shí)密集，為快速、有效地防治污染 開辟了新途徑，使解決日益出現(xiàn)的大量環(huán)境難題成為可能。應(yīng)該指 出的是 , 環(huán)境生物技術(shù)中的三個(gè)層次沒(méi)有重要與不重要之分。這是目前 廣泛使用的治理污染的生物技術(shù)，仍在不斷強(qiáng)化和改進(jìn)，已為控制現(xiàn)時(shí) 的環(huán)境質(zhì)量起到了極其重要的作用。 （ 2）構(gòu)建基因工程菌 20239 44 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 （ 3）生物資源化技術(shù) ? ?蛋白質(zhì)回收：?jiǎn)渭?xì)胞蛋白生產(chǎn) ?生物酶制備：脲酶等 ?生物絮凝劑：高分子多糖、蛋白類 ?生物降解塑料：生物多聚物 20239 45 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ?第四節(jié) 環(huán)境生物工程的研究?jī)?nèi)容 關(guān)于環(huán)境生物工程的研究?jī)?nèi)容，有學(xué)者從技術(shù)難度和理論深度的角度， 提出可分為三個(gè)部分或三個(gè)層次。 B. 將惡臭假單胞菌（ ） AC59攜帶的（ AMOC）質(zhì)粒引 入 POA 可降解 CA6— CA8及環(huán)烴。 ? 已發(fā)現(xiàn)環(huán)境微生物具有降解農(nóng)藥、塑料、多氯聯(lián)苯、多 環(huán)芳烴、石油烴、染料及其中間體、酚類化合物和木質(zhì) 素等有機(jī)污染物的功能及相關(guān)的基因。其動(dòng)力學(xué)特征為：由 特定管線連接的 VTBR反應(yīng)器，將空氣依次導(dǎo)入各個(gè)反應(yīng)器，使空氣 與液體的接觸時(shí)間延長(zhǎng)，使氧氣傳遞效率提高，能耗下降，同時(shí)，壓 力的升高使水中氧的溶解度增大，處理污水的適應(yīng)范圍向高濃度擴(kuò) 展。 20239 36 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ?提出 VTBR（ Vertical Tube Biological Reactor） ? 即垂直折流多功能生化反應(yīng)器，本設(shè)備的設(shè)計(jì)構(gòu)想是把深井曝氣 氧轉(zhuǎn)移率高的優(yōu)點(diǎn)繼承下來(lái)，把它搬到地面作為一種地面設(shè)施， 以便于管理、檢修和維護(hù)；同時(shí)它又具有生物膜法的許多優(yōu)點(diǎn)， 設(shè)計(jì)的生化反應(yīng)器處理效率高，生物活性好，處理時(shí)間短，不需 污泥回流，且能承受水質(zhì)水量的突變，占地面積省，設(shè)備流程簡(jiǎn) 單，可以大大減少基建投資。 ?目前，國(guó)內(nèi)外污水處理技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)越來(lái)越成熟，以上述 處理方法為代表的生物化學(xué)法處理污水已經(jīng)廣泛為人們所接 受，并大量應(yīng)用于污水處理工藝中。 追求更高的容積負(fù)荷（去除 kg BOD5/m3 20239 32 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ?人工凈化構(gòu)筑物的演變過(guò)程為： （ 2）人工生物凈化的誕生 ? 基于土壤凈化的人工凈化構(gòu)筑物 生物膜法 是天然生物處理法中土壤自凈的人工化，是使 微生物群體附著于其他物體表面上呈膜狀，并與污水接 觸而使污水得到凈化的方法－固定生長(zhǎng)法。 地球表面的有機(jī)物大部分是由微生物分解為無(wú)機(jī)化合物 而回歸大地。它是生物化學(xué)，微生 物學(xué)，化學(xué)工程學(xué)的邊緣科學(xué)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是動(dòng)物、植物細(xì)胞人工培養(yǎng)技術(shù)的研究 領(lǐng)域，它包括細(xì)胞的原生質(zhì)體融合技術(shù)、植物細(xì)胞培養(yǎng)技 術(shù)以及動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。 1. 環(huán)境工程學(xué) ?環(huán)境工程學(xué)科體系 水質(zhì)凈化與污染控制工程 污染控制工程 大氣環(huán)境污染控制工程 固體廢棄物處理處置 與管理工程 噪聲、振動(dòng)與 其他公害防治技術(shù) 環(huán)境評(píng)價(jià)與管理 環(huán)境規(guī)劃、管理和 環(huán)境系統(tǒng)工程 環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià) 清潔生產(chǎn)技術(shù)的推進(jìn)與應(yīng)用 環(huán) 境 工 程 學(xué) 20239 22 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ?廢水處理的任務(wù) 是采用各種技術(shù)措施將廢水中所含的各種形態(tài)污染物分離出 來(lái)或?qū)⑵浞纸?、轉(zhuǎn)化為無(wú)害和穩(wěn)定的物質(zhì)，使廢水得到凈化。鑒于此，環(huán)境友好材料的合成利用是生物 技術(shù)解決環(huán)境問(wèn)題的又一個(gè)重要方面，當(dāng)前其最主要 代表是生物可 降解塑料，還有一些環(huán)境友好的化學(xué)品、農(nóng)藥及其它生物材料。 20239 19 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ① 生物技術(shù)處理污染物時(shí)，最終產(chǎn)物大都是無(wú)毒無(wú)害、穩(wěn)定的物質(zhì)； ② 生物處理方法也常是有機(jī)廢物資源化的首選技術(shù)； 由于大部分有機(jī)污染物適于作為生物過(guò)程反應(yīng)的底物，其中有機(jī)污 染物經(jīng)生物過(guò)程處理后可轉(zhuǎn)化為沼氣 ,酒精 ,生物蛋白質(zhì)等有用物質(zhì) . ③ 反應(yīng)過(guò)程通常是在常溫、常壓下進(jìn)行的，且轉(zhuǎn)化效率高、副產(chǎn)物少； 生物過(guò)程是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的，作為催化劑的酶是一種活性蛋白 質(zhì) , 對(duì)底物有高 度的特異性 . ④ 用生物過(guò)程代替化學(xué)過(guò)程可以降低生產(chǎn)活動(dòng)的污染水平，有利于實(shí) 現(xiàn)工藝過(guò)程生態(tài)化或無(wú)廢生產(chǎn)，真正實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。 生物工程及其與環(huán)境工程的滲透與結(jié)合 為解決上述問(wèn)題提供了新的契機(jī)。 ?生物多樣性： 銳減，棲息地環(huán)境改變、生境破碎化日趨嚴(yán)重 20239 18 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ?由人類活動(dòng)所造成的環(huán)境污染和環(huán)境質(zhì)量的惡化已成為制約我國(guó)社 會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的障礙。 ?濕 地： 人類生產(chǎn)生活對(duì)濕地資源依賴與開發(fā)程度的提高，直接 導(dǎo)致了對(duì)濕地及其生物多樣性的普遍破壞。 (2)大氣污染現(xiàn)狀 我國(guó)酸雨覆蓋率以 國(guó)土面積計(jì)已近 40% 并有半數(shù)以上城市 受酸雨之害 20239 13 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ? 大氣污染現(xiàn)狀 酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū) 20239 14 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 (3)城市污染－固體廢棄物污染現(xiàn)狀 城市垃圾和工業(yè)固體廢棄物與日俱增，工業(yè)廢棄物累計(jì)堆積量已超過(guò) 66億噸，占地超過(guò) 5萬(wàn)公頃，使 200多個(gè)城市陷入垃圾包圍之中。 ? 初步檢測(cè)污染物主要是 二甲基苯胺 ，造成的污染帶長(zhǎng)約 5 km。 ?一些地區(qū)的飲用水源受到嚴(yán)重污染，對(duì)人民身體健康造成嚴(yán) 重危害。 1984年頒布的中華人民共和國(guó)水污染防治法