【正文】 等的需求情況 形態(tài) 特征 菌落特征 菌落結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、顏色等 細(xì)胞形態(tài) 細(xì)胞對顏色的反應(yīng)；細(xì)胞細(xì)微結(jié)構(gòu)，如莢膜、鞭毛、芽孢等 生理特征 碳、氮源需求及代謝產(chǎn)物情況 生化特征 細(xì)胞壁的氨基酸成分、糖成分、細(xì)胞膜成分等 核酸分析 G+C含量、保守基因如 16SrRNA 基因序列 純培養(yǎng)的細(xì)菌形態(tài) 20239 26 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 根據(jù)基因測序結(jié)果，在 NCBI檢索同源性序列并進(jìn)行分析，結(jié)果 如圖 。同時，應(yīng)用生物技術(shù)還可以實現(xiàn)廢棄物資 源化，使人類更充分地利用自然資源，保持生態(tài)平衡。隨著生物技術(shù)研究的進(jìn)展和人們對環(huán)境問題認(rèn)識的深入，人 們已越 來越意識到，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，為從根本上解決環(huán)境問 題提供了無限的希望。 ?土地沙化： 土地沙化問題非常突出，且主要集中在西部。 20239 12 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ?我國大氣污染嚴(yán)重，屬于煤煙型污染，主要大氣污染物是 粉塵和二氧化硫； ?太原、貴陽、重慶、北京、蘭州等 5個城市位于世界十大 空氣污染最嚴(yán)重的城市之列； ?全國 600多個城市，大氣質(zhì)量符合國家一級標(biāo)準(zhǔn)的不足 1%。其他未經(jīng)處理的污水直接排入江河湖海，致使我國的水環(huán)境遭受嚴(yán)重污染和破壞。近年 來雖采取了大量控制措施， 但環(huán)境質(zhì)量下降的趨勢仍 在繼續(xù)。 （ 1）水污染現(xiàn)狀 20239 9 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 （ 1）水污染現(xiàn)狀 20239 10 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ?1994年淮河水污染事件 ： ?2023年沱江“ 3． 02”特大水污染事故 ：大量含氨氮的工藝?yán)淠号湃? ?河南濮陽多年喝不上“放心水” ：取水口發(fā)生持續(xù) 4個多月的水污染 ?2023年北江鎘污染事故 ：冶煉廠在設(shè)備檢修期間超標(biāo)排放含鎘廢水 ?2023年重慶綦（ qi)河水污染 ：化肥有限公司排除的廢水污染河水 ?2023年松花江重大水污染事件 ：石化公司雙苯廠苯胺車間發(fā)生爆炸事故 事故產(chǎn)生的約 100噸苯、苯胺和硝基苯等 有機(jī)污染物流入松花江所致 ?2023年白洋淀死魚事件 ：由于水污染造成 DO過低，造成大量魚類死亡 ?2023年湖南岳陽砷污染事件 ： 3家化工廠日常排放大量含砷廢水 ?2023年太湖水污染事件： 天氣連續(xù)高溫少雨 ,太湖水富營養(yǎng)化較重 (藍(lán)藻 ) ?2023年江蘇沭陽水污染： 短時間、大流量的污水侵入到位于淮沭河取水口 ? 水污染現(xiàn)狀 中國十大水污染公害事件 我國屬于貧水國家，人均占有水量為 ，低于世 界上多數(shù)國家。而且有的垃圾越堆越寬，造成土壤和地下水的嚴(yán)重污染。如何在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時控制環(huán)境 污染，改善環(huán)境質(zhì)量，以實現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展之目標(biāo)是我國 亟待解決的重要問題。 ⑤ 生物處理技術(shù)除易于大規(guī)模應(yīng)用外，還可利用天然水體或土壤作為 污染物的處理場所，從而大大節(jié)約處理過程費用。 1. 環(huán)境工程學(xué) ?現(xiàn)代廢水生物法處理工藝 活性污泥法 生物膜法 厭氧生物處理法 自然生物處理法 脫氮除磷法 20239 23 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 2. 生物工程學(xué) ?生物工程學(xué) ：研究如何利用微生物的科學(xué)，或者說研究由 微生物參與的工藝過程原理的科學(xué)，包括 基因工程 和 細(xì)胞 工程 等。 ?生物化學(xué)工程學(xué)科體系 3. 生物化學(xué)工程 生物化學(xué)工程 發(fā)酵 動力學(xué) 酶動力學(xué) 生物反應(yīng)工 程 傳遞過程 生物分離工 程 20239 29 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ?第三節(jié)環(huán)境生物工程的發(fā)展進(jìn)程 ? （ 1）自然界的碳循環(huán) 碳是構(gòu)成生物體的主要元素，碳元素循環(huán)主要包括空氣中二氧化碳通過光合作用形成有機(jī)化合物，以及有機(jī)物被分解釋放出二氧化碳到大氣中，這是自 然界中最基本的物質(zhì)循環(huán) ,其具體過程如圖 11所示 . 除植物本身呼吸外，總的呼吸量為 110 109tc， 則微生物呼吸量占 。 ? 基于水體凈化的人工凈化構(gòu)筑物 活性污泥法 是天然生物處理法中水體自凈的人工化，是 使微生物群體在反應(yīng)器中呈懸浮狀，并與污水接觸得到 凈化的方法－懸浮生長法。但是，這些傳統(tǒng)的或者 改進(jìn)的生物處理法都存在著許多自身難以克服的缺點，它們 很難從節(jié)能、省地、高效這三者實現(xiàn)高度的統(tǒng)一，它們都或 多或少地在某一方面失之偏頗。在上述基礎(chǔ)上，提高了生物處理的容積負(fù)荷及設(shè)備效率，體現(xiàn)了 技術(shù)經(jīng)濟(jì)的先進(jìn)性。 C. 引入 XYL質(zhì)?？山到饧妆健⒍妆?、 三甲苯等衍生物。 第三層次是指利用天然處理系統(tǒng)進(jìn)行廢物處理的技術(shù) 如氧化塘、人工濕地和農(nóng)業(yè)生態(tài)工程等，其特點是最大限度地 發(fā)揮自然界的生物環(huán)境功能，投資運行費用少，易于操作管理。 第一層次為現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù) 是指以基因工程為主導(dǎo)的現(xiàn)代污染防治生物技術(shù)．如構(gòu)建降解 殺蟲劑、除草劑、多環(huán)芳烴類化合物等污染物的高效基因工程菌，創(chuàng)造 抗污染型轉(zhuǎn)基因植物等。具有降解污染物 基因的微生物菌株有時難以適應(yīng)處理環(huán)境，而且繁殖速 度慢，清除有機(jī)污染物的速度和效果達(dá)不到治理工程的 要求，因此有必要將降解污染物的基因轉(zhuǎn)入繁殖能力強(qiáng) 和適應(yīng)性能佳的受體菌株內(nèi)，構(gòu)建出高效菌株用于治理 污染或用于建立清潔生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)其他利于環(huán)境保護(hù) 的生物制品。 ? 總之，整套裝置以生物膜法帶動，成為一套固定膜式垂直折流多 功能生化反應(yīng)裝置。d ）。所以說自然界的凈化能力應(yīng)主要歸功于微 生物，并非是夸大之言。 20239 24 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ?大連理工大學(xué)基因工程實驗室 特色 ：分子雜交技術(shù)－ FISH(熒光原位雜交） DNA指紋技術(shù)－ RISE（ 16SrRNA基因間隔序列分析） 構(gòu)建基因工程菌 宏基因組技術(shù) 20239 25 化工學(xué)院《環(huán)境生物工程》課件 ?單菌的鑒定 ?微生物的鑒定一般需要三個步驟： 首先獲得微生物的純種培養(yǎng)物； 其次測定一系列必要的鑒定指標(biāo)；