環(huán)境生物技術(shù)在可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用-閱讀頁
2025-02-02 01:57本頁面
【正文】 高堆肥的效率 ? 促進水分在堆肥顆粒中傳輸和分散 ? 在堆肥中的應(yīng)用 ? 乳化、分散和脫附，增大其與降解菌細(xì)胞的接觸面積及可利用性，提高其生物可降解性 ? 調(diào)節(jié)微生物細(xì)胞表面 、 污染物及環(huán)境介質(zhì)之間的界面作用 增大微生物細(xì)胞表面的疏水性 ， 提高與疏水性有機物之間的親和力 ， 有利于微生物吸收轉(zhuǎn)化污染物 改變吸附界面的特性 ， 調(diào)節(jié)細(xì)胞與界面之間的親和力 ， 有利于微生物細(xì)胞的吸附和生長 ? 水體污染治理 ? 提高采油率 降低油 /水體系的界面張力，降低黏度，使重油乳化，增強油的驅(qū)動性，起到驅(qū)油采油作用 ? 醫(yī)療領(lǐng)域 ? 食品工業(yè) ? 化妝品工業(yè) ? 選育能以廉價碳源如葡萄糖、淀粉為底物的菌種或構(gòu)建基因工程菌 ? 設(shè)計高生產(chǎn)力的發(fā)酵工藝和經(jīng)濟有效的回收方法 ? 利用生物表面活性劑的特殊性，開發(fā)出它的二次產(chǎn)品，用于化妝品、食品、制藥等行業(yè)，抵消生物表面活性劑的高成本 ? 發(fā)展方向 微生物的廢物資源化技術(shù) ? 廢物生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白 （ SCP） 單細(xì)胞蛋白： 在各種基質(zhì)上通過大規(guī)模培養(yǎng)細(xì)菌、酵母菌、霉菌、藻類和擔(dān)子菌獲得的微生物蛋白 ? 最早由美國麻省理工學(xué)院的 Carroll Wilson教授于 1966年提出 ? 1967年在麻省理工學(xué)院召開了第一界世界單細(xì)胞蛋白會議，并將微生物菌體蛋白統(tǒng)稱為單細(xì)胞蛋白 ? 營養(yǎng)豐富 ? 原料廣 ， 可就地取材 ? 生產(chǎn)速率高 ? 生產(chǎn)不受季節(jié)氣候的制約 ， 易于人工控制 ， 并且在大型發(fā)酵罐中可立體培養(yǎng) ， 占地面積少 ? 單細(xì)胞生物易誘變 ， 比動植物品種易改良 ? SCP特點 細(xì)菌 、 酵母的倍增時間為 20120min， 真菌和綠藻類為 26h，植物 12周 ， 牛 12月 ， 豬 46周 。同時，微生物自身蛋白也提高了飼料的蛋白質(zhì)含量 ? 主要以天然發(fā)酵為主 ， 主要利用植物莖葉表面附著的部分微生物 ? 乳酸細(xì)菌 ， 如胚芽乳桿菌 、 彎曲乳桿菌 、 棒狀乳桿菌 、 纖維二糖乳桿菌 、 短乳桿菌等 ? 酵母菌 ? 乳酸菌和酵母菌不破壞植物的細(xì)胞組織 ， 產(chǎn)生的乳酸又抑制了雜菌的生長 ， 因此 ， 不但保存了飼料 ， 而且還提高了飼料的適口性 ， 增加了飼料中蛋白質(zhì)和微生物的含量 ? 青貯飼料 ? 微生物蛋白飼料 微生物廢物能源化技術(shù) ? 生物質(zhì)能是太陽通過光合作用以生物的形態(tài)儲存能量 ， 包括農(nóng) 、 林 、 牧及水生作物資源等含有的能量 ? 作為能源利用的物質(zhì)有林產(chǎn)品下腳料 、 薪柴 、農(nóng)作物秸桿 、 皮殼 、 水生作物及沼氣資源的人畜糞便 、 城市生活垃圾 、 生產(chǎn)廢棄物等 ? 典型的生物質(zhì)能利用有微生物利用廢物生產(chǎn)酒精 、 甲烷 、 氫氣等 ? 微生物生產(chǎn)乙醇技術(shù) ? 上千年時間 ? 糧食作物 ? 國內(nèi)木薯、紅薯干、甘蔗 ? 國外甘蔗 淀粉和谷物 纖維素類 糖類 其它 玉米 木材 蔗糖 菜花 高粱 木屑 轉(zhuǎn)化糖 葡萄干 小麥 廢紙 甜高粱 香蕉 大麥 森林殘留物 糖蜜 壓榨產(chǎn)品 農(nóng)業(yè)殘留物 糖甜菜 面粉飼料 固體廢物 飼料甜菜 碎玉米飼料 產(chǎn)品廢物 糖蔗 淀粉 乳漿 木薯 葡萄糖 馬鈴薯 ? 生產(chǎn)工藝 ? 木質(zhì)纖維素 ① 初級纖維，即從植物中獲取的纖維類物質(zhì)如棉花、木材和干草等 ② 農(nóng)業(yè)廢棄物，指農(nóng)作物經(jīng)加工后剩余的植物材料，如稻草、秸桿、稻殼、動物糞便等 ③ 日常生活中的廢棄纖維產(chǎn)品，如廢紙等 ? 生產(chǎn)乙醇的微生物均不能直接利用木質(zhì)纖維作為發(fā)酵過程中所需的糖類物質(zhì) ? 酸堿處理和生物酶法 ? 木質(zhì)素水解需要葡聚糖內(nèi)切酶、纖維二糖水解酶和 β 葡萄糖酶三種酶協(xié)同作用，能產(chǎn)生這三種酶的微生物多為真菌，如正青霉菌 (Enpenicilum jaoanicum)、木霉 (Trichoderma)、疣孢青霉(Penicillum verrubsum)等 ? 復(fù)合微生物來發(fā)酵木質(zhì)素生產(chǎn)乙醇。光產(chǎn)氫與固氮酶有關(guān)，暗產(chǎn)氫與可逆氫酶有關(guān)，吸氫現(xiàn)象與氫酶有關(guān)。主要包括農(nóng)用抗生素和活體微生物 ? 農(nóng)用抗生素是由抗生菌發(fā)酵產(chǎn)生的、具有農(nóng)藥功能的代謝產(chǎn)物，例如：井岡霉素、春雷霉素 ? 活體微生物農(nóng)藥是有害生物的病原微生物活體，即用了這些活的微生物可以使有害生物本身得病而喪失為害能力。 ? 細(xì)菌生長到一定階段后，菌體一端形成一種伴孢晶體，其內(nèi)含蛋白類 δ內(nèi)毒素，菌體破裂后，釋放出孢子和伴孢晶體 ? 晶體或孢子進入幼蟲體，被堿性腸液活化，在蛋白酶作用下轉(zhuǎn)化為有殺蟲活性的 δ內(nèi)毒素，破壞幼蟲腸壁的上皮細(xì)胞，使幼蟲停止取食，從而中毒死亡 （芽孢能在昆蟲腸道中大量增殖，并穿透腸壁進入血液中，導(dǎo)致昆蟲敗血死亡 ） ? 病毒殺蟲劑（ 1200種） ?已開發(fā)的有核型多角體病毒 （ NPV） 和顆粒體病毒 （ GV） ?以包涵體形式存在 ， 遇 到 昆 蟲 的 堿 性 腸 液（ ） ， 釋放出病毒顆粒 。 缺點：不能非選擇性的除去多種雜草 ， 沒有化學(xué)除草劑速效 ① 生物農(nóng)藥穩(wěn)定性差 ② 生物農(nóng)藥防治效果緩慢 ③ 生產(chǎn)工藝落后，技術(shù)和研發(fā)力量等條件不具備 ④ 生產(chǎn)成本過高是限制農(nóng)用抗生素大規(guī)模生產(chǎn)和在農(nóng)藥市場上競爭的主要因素之一 選育效價高穩(wěn)定性好的優(yōu)良菌株是降低生產(chǎn)成本增強農(nóng)用抗生素在市場上競爭能力的最基礎(chǔ)性工作 ? 存在問題 二、 微生物肥料 微生物肥料是指含有活的微生物的特定制品，應(yīng)用于植物生產(chǎn)起到特定的肥料效果，這種效應(yīng)產(chǎn)生過程中，制品中活的微生物的生命活動起關(guān)鍵作用，由于這些生命活動，增加了作物營養(yǎng)元素的供應(yīng)量。 如無機解磷肥料、菌根菌肥等 ? 微生物鉀肥 ? 利用微生物分解土壤中難溶性的鉀 ， 提高土壤中的鉀含量 ? 該類微生物大多為膠質(zhì)芽孢桿菌 、 膠樣芽孢桿菌 ? K細(xì)菌 （ 硅酸鹽細(xì)菌 ） 能分解長石 、 云母等硅酸鹽類礦物 ? 抗病與刺激作物生長的生物肥料 指利用某些微生物發(fā)代謝產(chǎn)物對作物生長具有刺激作用的生物肥料
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