第一篇:環境生物技術復習資料
環境生物技術復習資料
1、什么是環境污染?環境污染有何特征?
答:由于自然或人為的活動引起某些物理、化學和生物等有毒有害因素進入環境,在數量或強度上超出了環境的自凈能力,并在環境中擴散、遷移、轉化使環境和它的組成要素(大氣、水體、土壤等)發生改變,擾亂和破壞了環境生態平衡,進而使環境系統狀態與功能變差,最終影響人類及其它生物正常生存和發展的環境不協調現象。
特征:污染的廣泛性,危害的長期性,作用的復雜性,影響的多樣性,治理的困難性
2、什么是優先污染物?什么是持久性污染物?
答:優先污染物指的是在眾多的污染物中篩選出的潛在危險大并作為優先研究與控制對象的污染物。主要包括有機酚類、有機氯農藥、氰化物;重金屬、類金屬及其化合物。
持久性有機污染物:一類具有環境持久性、生物累積性、長距離遷移能力和高生物毒性的特殊污染物。包括有毒有機污染物:酚、氰等,有機氯和有機汞。無毒有機污染物
3、解釋下列概念:
①污染物的富集:指的是生物有機體或處于同一級營養上的生物種群(包括動植物)從周圍環境中蓄積難分解的有機毒物或某些重屬、類金屬及其化合物等,使生物體內此類物質的濃度遠遠高于環境介質濃度的現象。
②污染物的積累:通過生物吸收、吸附、吞食等蓄積重金屬、重金屬化合物及難分解的有機毒物,并隨著生長、發育過程使污染物濃度進一步增大的現象。
③污染物的生物放大:生態系統中基于食物鏈關系的生物富集與積累而使某種原素或難分解的毒物在生物體內的濃度隨著營養級的提高而逐級增大的現象。
4、環境中的污染物如何進行自凈?(論述)
答:指通物理的、化學的和生物的作用,逐步消除污染物,達到自然凈化的過程。主要有
(1)水體自凈 :水體通過物理作用、化學作用、生物作用。微生物對污染物進行氧化、分解。
(2)土壤污染的自凈 1)綠色植物的根系吸收、轉化、降解和生物合成;2)土壤微生物降解、轉化和固定作用;3)有機、無機、膠體及其復合體的吸收、絡合和沉淀。水體、土壤的自凈類型
(一)物理凈化
指污染物由于稀釋、擴散、凝聚、吸附、淋洗、沉降和揮發等作用使污染物濃度沿著物流方向降低的過程。
水體污染物隨著水流而被稀釋;被懸浮顆粒吸附而沉降。
土壤污染物被土壤顆粒吸附。
(二)化學自凈
指污染物質由于氧化、還原、化合、分解、交換、絡合等作用使污染物濃度沿物流方向降低的過程。
(三)生物凈化
指依靠生物的氧化、降解或轉化等作用將環境中的有機污染物逐漸轉變為無機物質的過程。
5、解釋下列概念:
①BOD:指在氧的存在下,微生物將有機物降解并達到穩定化所需的氧量。
COD:指在一定條件下水中有機物與強氧化劑(如重鉻酸鉀、高錳酸鉀)作用所消耗的氧量。
②TOD:指水體中的還原性物質(主要是有機物)在燃燒中變成穩定的氧化物時所需要的氧量。
TOC:是指水樣中的有機碳在高溫下燃燒氧化成二氧化碳的量,即為水樣的總有機碳,以碳的mg/L來表示。
③ DS:可溶性固體(DS)
SS:不溶性懸浮固體(SS)
6、點源污染與面源污染的特點是什么?如何防治點源污染和面污染?。
答:對象,面源污染,污染物已經進入環境。點源污染,污染物進入環境之前。手段:利用生物自凈或生物強化的自凈功能。建造成套設備對污染物集中處理。
7、論述生長曲線各時期的特點,與廢水處理相結合?
8、論述水體富營養化的概念,危害及治理方法?
答:當含有大量氮、磷等植物營養物質的生活污水、農田排水連續排入湖泊、水庫、河水等處的緩流水體時,造成水中營養物質過剩,致使水體中的藻類大量繁殖,大多呈紅色、綠色和褐色的現象。
危害:1水體的透明度會降低,是誰提示去觀賞價值;
2、造成水體惡化,魚類和其他水生生物大量死亡;
3、赤潮生物產生毒性很大的有毒性物質,危害人體健康。
防治:
1、控制外源性營養物的輸入、空氣污染源、減少或截斷外部輸入的營養物質。
2、減少內源性營養物質的負荷,主要方法是工程性措施,化學方法,生物性措施。工程性措施包括挖掘底泥沉積物,進行水體深層暴氣、注水沖刷以及在底泥表面鋪設朔料等。化學方法包括凝聚沉降和化學劑殺藻等。生物性措施是利用水生生物吸收利用N、P元素進行代謝活動來取出水體的N、P營養物質。
9、大氣污染指示植物的選擇原則有哪些?
答:1)、能綜合反映大氣污染對生態系統的影響強度;
2)、能盡早地發現大氣污染物;
3)、能監測出不同的大氣污染;
4)、能反映一個地區的污染歷史。
10、活性污泥的特點?(填空)
答:各種活性污泥有各自的顏色;含水率在99%左右;比重為1.002~1.006;污泥顆粒的直徑:0.02~0.2 μ m;比表面積:20~100cm2/ml;具有沉降性能和生物活性。
11、處理系統有效運行的基本條件和要求?(填空)
(1).有適當的C:N:P比例;BOD:N:P=100:5:1
(2).適當的pH,最適為6.5~8.5之間;
(3).適當的水溫,最適溫度為15~30℃;
12、厭氧生物處理的原理?
答:第一階段(發酵產酸階段)
產酸細菌將大分子有機物分解為小分子有機物;梭桿菌屬,擬桿菌屬,雙歧桿菌屬,丁酸弧菌屬,真桿菌屬
第二階段(產氫產乙酸階段)
產氫乙酸細菌將各種揮發性脂肪酸、簡單的有機酸和醇類等分解乙酸和H2;
主要菌種有共養單胞菌屬,暗桿菌屬,互營桿菌屬,梭菌屬,第三階段(甲烷細菌產甲烷階段)
大多數利用乙酸產生甲烷;少數利用氫氣和二氧化碳合成甲烷;極少數可利用以上兩種途徑
13、生物脫氮過程和原理
答:生物脫氮過程包括氨化作用,硝化作用,反硝化作用。
氨化作用指有機氮通過酶和微生物的作用釋放出氨氮的過程。
硝化作用(nitrification)是指微生物將NH4+氧化成NO2-,再進一步氧化成NO3-的過程。反硝化作用(denitrification)是將NO3-或NO2-還原成N2或N2O的過程。
14、生物除磷的原理?
答:微生物正常生長能除磷10%~30%。在厭氧、好氧交替運行的條件下,某些微生物種群能比常規活性污泥高3~7倍的水平攝取積累或釋放磷。活性污泥中的聚磷菌,通過羥基丁酸鹽的形式形成“好氧聚磷”和“厭氧放磷”的機制去除廢水中的磷。
15、影響聚磷菌除磷效果的主要因素
(1)DO濃度:聚磷菌厭氧放磷過程中,應保持絕對厭氧條件。
(2)碳/磷:BOD5/TP>15,通常在于20~30。
(3)NO3-和NO2-的濃度
(4)碳源:要有可利用的低分子脂肪酸
(5)污泥齡:一般控制在3.5~7d16、A/O生物脫氮工藝與A/O(Anaerobic/Oxic)工藝有何不同?
答:后者A段是嚴格的厭氧階段而非缺氧段,二是該工藝只有污泥回流沒有消化液回流。
17、比較A2/O、UCT、改良UCT、Bardenpho及Phoredox工藝的不同點,并簡述各反應池的主要功能。(每套都有)
18、什么是堆肥?什么是堆肥法?
堆肥化法指在有控制的條件下,利用微生物的生化作用,將廢棄物中的有機質分解,腐熟并轉化成穩定的腐殖土的微生物學過程。
堆肥(compost)指廢棄物中經過堆肥化處理而制得的成品,它是堆肥化過程生物降解和轉化的產物,是一類腐殖質含量高的疏松物質。也稱為腐殖土。
19、簡述好氧堆肥過程中微生物的作用。
(1)發熱階段:中溫好氧的細菌和真菌利用堆肥中最容易分解的可溶性物質(如淀粉、糖類等)迅速繁殖,釋放出熱量,是堆肥溫度不斷升高。
(2)高溫階段:好熱性的微生物代替了中溫微生物的運動。堆肥中殘留的或新形成的可溶性有機物繼續被分解,一些復雜的有機物和纖維素、半纖維素等也開始得到強烈的分解。
(3)降溫和腐熟保肥階段:大部分易分解或較易分解的有機物已分解,中溫好氧性微生物成為優勢種,殘余物質進一步分解,腐殖質繼續不斷積累,堆肥進入腐熟階段。
20、固體廢棄物好氧堆肥的有哪些條件?(填空)
答:1)原料顆粒:2.5~2.7cm
2)接入1%~5%腐熟堆肥或(活性污泥)
3)最佳含水量以50%~60%為宜
3)垃圾原料的營養配比:C/N20~35最適當,C/P 在75~150之間。
4)足夠的空氣量:至少應有50%原有氧濃度的剩余量。
5)發酵溫度:堆肥過程中,溫度應維持50~70 ℃。AC
6)pH:pH約為5.5~8.0。7)攪拌堆翻8)防止有害雜物混入
21、簡述有機廢氣物處理的條件、基本理論與微生物類群。
答:條件
1、有機廢氣溶于水,可被吸收;
2、可被吸收的成分可生物降解;
3、廢氣成分沒有毒性或對微生物生長無抑制作用;
4、具備微生物生長的營養需求;
5、具備微生物生長的最佳環境;
(二)有機廢氣生物處理的傳質理論(重點)
廢氣生物處理過程:氣態污染物首先要經歷由氣相轉移到液相或固體表面的液膜中的傳質過程,然后污染物才在液相或固相表面被微生物吸附降解。
“生物膜理論”生物凈化處理有機廢氣的步驟:1)廢氣中的有機污染物與水接觸,并溶解于水中(由氣膜擴散進入液膜);2)溶于液膜的有機污染物成分在濃度差的推動下進 一步擴散到生物膜,進而被微生物捕獲并吸收;3)微生物對有機物進行氧化分解和同化合成,產生的代謝物一部分重新回到液相中,一部分作為細胞物質或代謝能源,還有一部分氣態物質質則析出到空氣中。
(三)有機廢氣生物處理的微生物有自養菌和異養菌。
22、什么是生物修復?什么是生物強化?
生物修復指利用微生物、植物或動物,吸收、轉化受污染場地(水體、土壤)中的有機污染物或其他污染物,去除其毒性,使受污染場地恢復生態功能的一種生物處理過程。
23、解釋原位與異位生物修復的概念。
原位修復指在不破壞土壤或地下水基本結構的情況下的生物就地修復技術。
異位修復需要將污染物質通過一定途徑從污染現場運走,再進行生物處理。
用于一些難處理的有機污染物如有毒有機物、揮發性污染物或濃度較高的污染物處理.24、生物修復與傳統污染物生物處理工藝有何不同?
①處理費用低,植物修復土壤的費用更低;
②對環境影響小,遺留問題少,不產生二次污染;
③元微生物修復可將污染物在原地降解清除,植物修復環境的同時還可凈化、綠化周圍環境;
④能盡可能低的降低污染物濃度,恢復并提高自然環境的自凈功能;
25、接種外來微生物的主要作用是什么?
答:①補充環境中缺乏的污染物降解菌,彌補土著微生物的不足;
②補充外來微生物可與土著微生物產生協同作用,有利于污染物的高效降解;
③用外來微生物啟動生物修復過程,發揮催化作用,加速生物修復的速度。
26、植物修復有機物和重金屬有哪些方式?
有機物污染的植物修復
① 直接吸收并在植物組織中積累非植物毒性的代謝物。
② 釋放促進生物化學的酶,促進有機污染物的去除
③ 強化根際的礦化作用,與菌根菌和同生菌協同作用
重金屬污染的植物修復
① 植物固定作用② 植物揮發作用③ 植物吸收作用
27、什么是生物吸附,生物吸附劑的種類有哪些?
生物吸附指微生物菌體對重金屬的吸附作用,包括細胞的不同部位對金屬離子的絡合、螯合、離子交換、轉化、吸附和無機微沉淀等。
二、生物吸附劑種類:微生物菌體(細菌,真菌,藻類),其他生物材料(殼聚糖)
28、什么是生物農藥?
答:生物農藥是利用生物本身或生物產生生理活性物質為殺蟲(菌)劑或除草劑,對特定的病蟲害產生作用的安全性高的新型農藥。
29、簡述蘇云金芽孢桿菌和白僵菌的殺蟲機理。
答:蘇云金芽孢桿菌殺蟲活性成分外毒素(α、β、γ、),δ內毒素(伴孢晶體產生)殺蟲機理:伴孢晶體進入昆蟲腸道——被腸道中堿性溶液溶解——釋放蛋白毒素——腸道上皮細胞腫大——腸道、嘴部肌肉麻痹——死亡
白僵菌殺蟲機理:孢子侵入蟲體——孢子萌出芽泌酶——穿透寄主細胞壁進入血腔大量繁殖——寄主細胞被破壞——昆蟲死亡
30、什么是農用抗生素?農用抗生素有哪些?
答:農用抗生素是指具有農藥作用的微生物代謝產物。
作為殺菌劑的有:春日霉素,井岡霉素,農霉素,鏈霉素
作為殺蟲劑的有:阿維霉素,殺螨素
除草劑有:雙丙氨膦,植物生長劑調節劑有赤霉素。
31、活性污泥的處理系統由曝氣池、二沉池、曝氣系統和污泥回流處理系統組成。其中曝氣池和二沉池是活性污泥系統的基本處理構筑物。
第二篇:環境生物技術
一、名詞解釋
1.生化需氧量(BOD,biochemical oxygen demand):“生物化學需氧量”的簡稱。是指在一
定期間內,微生物分解一定體積水中的某些可被氧化物質,特別是有機物質所消耗的溶解氧的數量。以毫克/升或百分率、ppm表示。它是反映水中有機污染物含量的一個綜合指標。BOD越大,表示水體中有機物越多,污染越嚴重。如果進行生物氧化的時間為五天就稱為五日生化需氧量(BOD5),相應地還有BOD10、BOD20。
2.化學需氧量(COD),是在一定的條件下,采用一定的強氧化劑處理水樣時,所消
耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。化學需氧量越大,說明水體受有機物的污染越嚴重。
3.污泥負荷率:有機物與微生物之比稱污泥負荷率(F:M)。它影響過程的代謝深度和污泥的沉降性能,也影響運行的穩定性和基建費用。污泥負荷率低些,過程的運行比較容易,處理效率比較穩定,剩余污泥量比較少,但基本建設和運行費用一般要高些。普通活性污泥法的負荷率常在0.15~0.3公斤BOD5/公斤污泥之間。
4.容積負荷:volume loading 每立方米池容積每日負擔的有機物量,一般指單位時間
負擔的五日生化需氧量公斤數(曝氣池,生物接觸氧化池和生物濾池)或揮發性懸浮固體公斤數(污泥消化池)。其計量單位通常以kg/(m3·d)表示。
5.廢水厭氧生物處理:在厭氧條件下,由多種微生物共同作用,降解廢水中的有機物,使
其轉化成甲烷和二氧化碳等物質,達到污水進化的過程。
6.生物表面活性劑:是微生物或植物在一定條件下培養時,在其代謝過程中分泌出的具有
一定表面活性的代謝產物,能顯著改變特別是降低液體表面張力或兩相間界面張力的物質,如糖脂?多糖脂?脂肽或中性類脂衍生物等
7.生物修復:是指利用生物特別是微生物催化降解有機污染物,從而修復被污染環境或消
除環境中污染物的一個受控或自發進行的過程。
8.生物農藥:又稱天然農藥,利用生物體本身或由生物體產生的生理活性物質作為殺蟲劑
或除草劑,對特定的病蟲害產生作用的安全性能高的新農藥。
9.農用抗生素:是指由微生物發酵產生、具有農藥功能、用于農業上防治病蟲草鼠等
有害生物的次生代謝產物。放線菌、真菌、細菌等微生物均能產生農用抗生素,其中放線菌產生的農用抗生素最多。
10.內碳源:活性污泥中微生物死亡后自溶后釋放的含碳有機物,也稱二次性基質。
11.馴化:這里特指活性污泥的馴化,是定向選育微生物的方法與過程,通過人工措施使微生物逐步適應某種特定條件,最后獲得具有較高耐力和代謝活性好的菌株。
二、簡答
1.環境生物技術的基本概念、研究內容?
答:環境生物技術是一門由現代生物技術與環境工程相結合的新興交叉學科,是直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成部分或某些機能,建立降低或消除污染物產生的生產工藝,或者能夠高效凈化環境污染以及同時生產有用物質的人工技術系統。其研究內容:分為三個層次,第一層次是以基因工程為主導的現代環境生物技術,第二層次是以廢物的生物處理的傳統環境生物技術,第三次是以氧化糖、人工濕地和農業生態地為主的傳統環境生物技術。
2.活性污泥性能指標有哪些?
答:(1)MLSS(Mixed Liquid Suspanded Solid)指1L曝氣池混合液中所含懸浮固體干重,它是衡量反應器中活性污泥數量多少的指標。它包括微生物菌體(Ma)、微生物自生氧化產物(Me)、吸附在污泥絮體上不能被微生物所降解的有機物(Mi)和無機物(Mii)。
(2)、MLVSS(Mixed Liquid Volatile Suspanded Solid)指1L曝氣池混合液中所含揮發性懸浮固體含量,它只包括微生物菌體(Ma)、微生物自生氧化產物(Me)、吸附在污泥絮體上不能被微生物所降解的有機物(Mi),不包括無機物(Mii)。所以MLVSS能比較確切地反映反應器中微生物的數量。
(3)、SV% 污泥沉降比,曝氣池混合液在量筒中靜止30min后,污泥所占體積與原混合液體積的比值。
(4)、SVI 污泥體積指數,指曝氣池混合液經30min靜止沉降后1g干污泥所占的體積,單位為ml/g。
(5)、SDI 即污泥密度指數,指100ml混合液靜止30min后所含活性污泥的g數。單位為g/ml。
(6)、污泥負荷 :污泥負荷是反應器設計和運行的一個重要參數,它指單位活性污泥所能去除的五日生化需氧量,單位是kgBOD5/kgMLSS。
3.什么是絲狀線膨脹?引起絲狀線膨脹的原因及其預防措施?
答:活性污泥處理中,絲狀細菌及其他絲狀微生物異常地大量增殖,造成最終沉定池中污泥幾乎不沉淀的異常現象稱為絲狀線膨脹。原因:(1)偏酸環境:偏酸易于絲狀菌生長繁殖;
(2)供氧不足;(3)水溫偏高;(4)碳氮比失衡。
預防措施:(1)強化曝氣;(2)調整負荷;(3)分段注水;(4)投加含氮化合物;(5)投加石灰和消化污泥;(6)稀釋流入污水;(7)如碳水化合物增多,要調查廢水的來源;(8)有毒廢水進入系統時,應進行預處理;(9)接種活性污泥。
4.什么是厭氧生物處理、好氧生物處理?兩者之間的比較。
答:廢水厭氧生物處理:在厭氧條件下,由多種微生物共同作用,降解廢水中的有機物,使其轉化成甲烷和二氧化碳等物質,達到污水進化的過程。
好氧生物處理:利用好氧微生物(包括兼性微生物)在有氧氣存在的條件下進行生物代謝以降解有機物,使其穩定、無害化的處理方法。
兩者之間的比較:
(1)好氧生物處理的反應速度較快,所需的反應時間較短,故處理構筑物容積較小。且處理過程中散發的臭氣較少。厭氧生物處理缺點是反應速度較慢,反應時間較長,處理構筑物容積大等。
(2)廢水厭氧生物處理過程不需另加氧源,故運行費用低。此外,它還具有剩余污泥量少,可回收能量(CH4)等優點。好氧生物處理過程需通氧,費用較高。
(3)好氧生物處理較厭氧生物處理負荷較低。
(4)兩者作用的微生物不同:好氧處理為好氧微生物,厭氧處理為厭氧生物。
5.厭氧生物轉盤的工藝特點?
答:工藝特點,書上P180.6.生物膜法中,生物膜載體的條件?
答:(1)生物膜載體要易流化不易流失;(2)要易于掛膜且無害;(3)可以提供較大的比表面積以增加生物附著量;(4)價格低廉且易就地取材;(5)生物相容性好,粒度及孔徑適中,可以偶聯足夠的生物分子;(6)機械強度大,性質穩定,使用壽命長。
7.生物膜法的機理?
答:生物膜法是指廢水流過生長在固定支承物表面上的生物膜,利用生物氧化作用和各相間的物質交換,降解廢水中有機物的方法。其作用機理:生物膜法處理廢水就是使廢水與生物膜接觸,進行固、液相的物質交換,利用膜內微生物將有機物氧化,使廢水獲得凈化,同時,生物膜內微生物不斷生長與繁殖。生物膜在載體上的生長過程是這樣的:當有機廢水或由活性污泥懸浮液培養而成的接種液流過載體時,水中的懸浮物及微生物被吸附于固相表面上,其中的微生物利用有機底物而生長繁殖,逐漸在載體表面形成一層粘液狀的生物膜。這層生物膜具有生物化學活性,又進一步吸附、分解廢水中呈懸浮、膠體和溶解狀態的污染物。
8.影響活性污泥處理廢水效果的因素?
答:書上P57,營養物質、pH值、溫度、溶解氧的含量以及某些有毒物質等極大地影響著好氧生物處理系統的運行及凈化功能。
⑴營養物質 :污水中各種營養物質的量及比例影響著微生物的生長、繁殖,從而影響好氧生物處理系統的處理效果。
⑵溶解氧的含量 :溶解氧(即DO)是影響好氧生物處理系統運行的主要因素之一。⑶pH值
⑷污水的溫度
⑸有毒物質
9.在PHAs的生產過程中,通常采用的發酵方式有哪些?流加發酵法有哪些優勢? 答:書P372底,P373上。
10.影響纖維素酸水解的因素?
答:書P252
11.生物表面活性劑大規模生產的條件及應用與前景?
答;書P452—P456
12.危險性化合物的微生物降解的意義?
第三篇:環境生物技術考點
緒論
1我國的環境問題主要體現在哪些方面?
主要體現在:水土流失嚴重、荒漠化加劇;包括淡水在內的許多資源短缺;草原退化嚴重、沙化和堿化面積逐年增加;瀕危野生動物、植物物種增多,生物多樣性銳減;自然災害頻繁發生,經濟損失重大。2什么是環境生物技術?
廣義上講:凡是涉及環境污染控制的一切與生物技術有關的技術,都可以稱為環境生物技術。嚴格上講:環境生物技術指的是直接或間接利用生物或生物體的某些組成部分或某些機能來降低或消除污染物產生的生產工藝或能高效凈化環境污染,同時又能生成有用物質的工程技術。
3環境生物技術劃分為幾個層次?各層次的內容是什么?是否有明顯的界限?
從技術難度和理論深度上環境生物技術一般可劃分為三個層次:第一層次:是指以基因工程為主導的近代污染物防治生物技術。包括構建降解殺蟲劑、除草劑、多環芳烴類化合物等高效基因工程學,創造抗污染型轉基因植物等。是解決目前出現的日益嚴重復雜的環境問題的強有力手段。
第二層次:是以廢物的生物處理為主要內容,既包括傳統的生物處理技術,如廢水的生物處理的活性污泥法、生物膜法等,也包括在新的理論和技術支撐下開發出的廢物強化處理技術和工藝,如生物流化床等。是目前環境污染治理中的主力軍。第三層次:是指利用天然處理系統進行廢物處理的技術,主要包括氧化塘、人工濕地系統和農業生態工程等。特點是最大限度地發揮自然界環境中生物生態功能;投資運行費用少,易于操作管理,是一種省力、省費用、省能耗的技術。
在解決實際環境污染問題時,三個層次的技術可能會集于一體,很難有明顯的界限。
4環境生物技術主要應用于哪些方面?
環境生物技術的應用主要包括:生物工程技術在環境污染防治中的應用;廢水生物處理技術;固體有機廢物的生物處理技術;大氣污染的生物防治技術;污染環境的生物修復技術;環境污染預防生物技術;環境生物監測技術等。
5環境生物技術最有應用前景的是在哪個領域?
環境生物技術最有應用前景的領域是廢物高效生物處理技術、污染事故的現場補救、污染環境的現場修復技術、及可降解材料的生物合成技術。
第一章
1.什么是酶工程,其主要包括的內容是什么?
酶工程:是利用酶的催化作用進行物質轉化(合成有用物質,分解有害物質)的技術,是將酶學理論與化工技術結合而形成的新技術。酶工程包括的內容:酶的生成、酶的分離純化、酶分子的修飾、酶固定化、酶反應動力學、酶反應器、酶的應用等。
2.酶的應用領域有哪些?
食品、化工、醫藥、輕工、分析檢測、環境保護等。
3.什么是酶的固定化?
是指將酶固定在載體上,在一定的空間范圍內進行催化反應的酶(其被限制在一定的空間的同時,又不妨礙底物的自由擴散)
4.酶固定化的方法中主要內容及特點?
酶的固定化方法主要有:吸附法、包埋法、結合法、交聯法等。
吸附法:采用非水溶性吸附劑,將酶或含酶菌體吸附在其表面,而使酶固定的方法就稱為吸附法,為一種物理方法。特點:操作簡單,條件溫和,載體可以重復使用,但是酶與吸附劑吸附不牢固,容易脫落。包埋法:將酶或酶菌體包埋在凝膠微小格子或半透性的聚合物內,這樣的酶固定化方法被稱為包埋法。特點:不易滲漏,底物分子可以在包埋結構中任意擴散,不足是分子量大的底物在網格中擴散較困難,這種方法不適合大分子底物的測定。
結合法:選擇適宜的載體,使酶與載體通過共價鍵或離子鍵相互結合在一起的固定方法。特點:采用離子鍵相結合的方法:其條件溫和,操作簡便,只需要一定的pH值、溫度和離子強度下即可,結合活性
損失少,但結合力弱。采用共價鍵結合的方法:結合牢固,酶分子不易脫落,載體不易被降解,但是操作麻煩。
交聯法:借助功能試劑,使酶結合到惰性載體上。功能試劑具有2個功能基團:能與酶分子中ε--氨基和α--氮基發生共價交聯。特點:操作簡單,結合牢固,不足之處是固定化時需要嚴格控制pH值。
第二章
1.污染預防的重要性和意義是什么?
主要包括三個方面:盡可能改善燃料結構,減少大氣中污染物的排放;
實行水資源的合理利用,提高水的循環利用率,減少廢水的排放;
改變傳統的生產工業,實行清潔生產。
2.一般將環境中的污染物分為哪幾類?
按照污染物所在介質不同,將環境中的污染物分為三類:大氣污染物,水體中的污染物,土壤中污染物
3.概述大氣、土壤、水體中主要的污染物。
大氣中主要污染物:煙塵及生產性粉塵,SO2,CO,H2S,CO2,Pb、Hg、Cr。
水體中的污染物:水體中的污染物主要來自工業排放的污水、生活污水、自然降水、以及使用過農藥的農田灌溉水,其中工業排放的污廢水量大、污染嚴重,毒性大。
土壤中的污染物主要來源:生活污水、垃圾、工業三廢、汽車廢氣、農田用農藥和化肥。
有毒物質:某些無機鹽、重金屬、農藥、致癌物如:苯并芘、來源于樹脂焦油、石油產品、汽車廢氣、瀝青路面等。
4.煤炭、原油中硫存在的主要形式是什么?
煤炭中的硫:以無機和有機硫二種形式存在:
無機硫:硫化物主要是黃鐵礦FeS2,是主要形式,占總硫量的60—70%;硫酸鹽含量極少。有機硫:有噻吩型(C4H4S—)、硫醇型(—SH)、硫醚型(—S—),占總硫量30—40%
原油中的硫:主要是有機硫包括:
硫醇:是低分子量的,在石油煉制過程中被除去。在200℃以上沸點的石油中很少存在。
硫醚:是沸點200℃以上石油產品中如柴油中硫化物的主要成分。
噻吩:在有機硫中含量最多,尤其衍生物是高硫原油的重要組分。
還有部分無機硫:S、H2S、FeS2等溶解或懸浮在油中。
5無機硫脫除所利用的主要微生物是什么?
無機硫微生物脫除主要利用的菌:是氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌;
6.無機硫脫除有什么特點?
對煤炭中的黃鐵礦去除率最高達90-97%;處理的時間長約4—6天。
7.煤炭生物脫硫具有應用前景的兩種方法是什么?有什么特點?
浸出脫硫法:在煤上撒上含有微生物的溶液,以水浸透,使煤和微生物淹沒在水體中,生成的硫酸從底部排除。特點:操作簡單,經濟;但是處理的時間長,同時硫酸對設備有腐蝕。助浮脫硫法:將煤粉碎成微粒,并與水混合,在其懸濁液的下面吹進微氣泡,使煤和黃鐵礦的微粒附著在氣泡上,由于空氣的浮力,兩者一起浮在水面上不能分開。此時,將微生物透入混合液中,微生物僅能浮在黃鐵礦上,使黃鐵礦的表面變成親水性而能溶于水,進而從氣泡上分離開來,下沉到底部,這樣就把煤和黃鐵礦分開。特點:脫硫的時間僅為數分鐘即可; 還可以同時洗去煤中的灰分。
8.影響懸浮法煤炭脫硫效果的主要因素是什么?
煤的因素:煤的顆粒度、孔隙度、煤漿濃度。微生物的濃度:濃度越高,脫硫效果越好。接觸時間:微生物在幾秒鐘內即能吸附在黃鐵礦的表面上。介質pH值及溫度:這兩個因素比微生物的影響小,即使有較大的變化范圍,黃鐵礦也可以脫除掉,表明該技術具有較強的適應性。
9.生物脫硫存在哪些問題?
處理前煤的粉碎費用過高;受微生物繁殖慢的限制,處理反應的時間不定,難以保證脫硫的穩定性;微
生物和生物催化劑對溫度較為敏感,在大規模的生產中,傳熱是個棘手的問題;煤是非均質的物質,其中有機硫的檢測還缺乏確定的方法;煤中的雜質對微生物產生抑制作用。
10.生物脫硫研究的焦點是什么?
集中在菌的開發上,主要方向是通過遺傳工程和酶工程改進脫硫菌種的性能,使之對重金屬、鹽濃度具有更高的抗性,對pH值和溫度有更廣泛的適應性。簡化微生物重組的制備方法,降低成本。
第三章 生物技術與能源
1生物能源的種類有哪些?
生物電池:直接以生物質為原料燃燒進行電能的生產;
生物燃料:乙醇、甲醇、氫氣等;
利用植物產生燃料:利用植物生產“植物石油”如:橡膠樹、美國發現的蘭安樹、巴西的可比巴喬木等; 油料作物:從向日葵、椰子、油菜、花生等作物中提取油;
藻類能源:藻類能產生大量的脂類物質,可以用來生產柴油和汽油。
2什么是微生物石油勘探?指示菌有哪些?如何檢測?
通過微生物測量確定油氣儲藏分布方法即為微生物勘探。
甲烷氧化菌:是一類具有高度專一的碳代謝能力的細菌。是為識別石油聚集體位置而研究的第一類細菌。乙烷、丙烷、丁烷氧化菌:只消耗乙烷、丙烷、丁烷,不消耗甲烷的一類細菌,乙烷、丙烷、丁烷氣體在很大程度上不會由微生物產生,而是由深部運移而來,通常用乙烷、丙烷、丁烷氧化菌異常發育來指示油氣聚集體的位置。
己烷氧化菌:可以很好的指示有無油氣儲藏。
平板計數法:
原理:烴類代謝的中間產物醇、醛等有機物對一般土壤微生物是有毒的,只有那些能夠利用這些物質作為營養的微生物,才能在具有這些物質存在的平板上生長,因此該方法中計數的只有噬烴微生物。方法:向以醇、醛、酸為唯一碳源的瓊脂培養基上接種土壤稀釋液,培養約7d,計數。
特點:選擇性高,但是結果可能偏低;測定的時間長;菌落技術困難。
3油氣微生物勘探一般檢測哪些來源的微生物?
土壤微生物;非開發井的鉆井巖屑或巖芯的微生物;地下水中的微生物。
4能源危機與燃料酒精有什么關系?
1950年:石油的開發和應用,擠掉了醇類燃料的市場。1970年中東戰爭,其對西方實行石油禁運,使得西方國家能源嚴重短缺,西方稱能源危機。此時人們又把目光投向醇類燃料。
5燃料酒精發展的先驅是哪個國家?
巴西是世界上燃料酒精發展的先驅。
6為什么我國燃料酒精發展速度緩慢?
我國也是世界酒精生產大國,但是在燃料酒精方面卻應用較少;因為我國是缺糧國家,是否發展燃料酒精一直都有所爭議,所以我國燃料酒精發展速度緩慢。
7微生物生產燃料酒精的原料有哪些?從環保的角度,你更傾向于使用哪類原料?為什么?
可用于微生物發酵生產酒精的原料很多一般分為淀粉類、糖類、纖維素類等。
淀粉類和谷物:玉米、高粱、小麥、大麥、壓榨產品、面粉飼料、淀粉、馬鈴薯等;
纖維素類:木材、木屑、廢紙、森林殘留物、農業殘留物、固體廢物、產品廢物;
糖類:蔗糖、葡萄糖、糖甜菜、飼料甜菜等;
其它:菜花、葡萄干、香蕉等。
8為什么說燃料酒精的應用,具有巨大的環境和經濟效益?
經濟效益:目前,酒精的成本大約比汽油高40%,這也是燃料酒精不能推廣的主要原因,但是從長遠來講,燃料酒精的應用,將會給社會帶來巨大的環境效益和經濟效益。環境效益:在城市大氣污染中,汽車尾氣排放是環境污染的一個主要來源。大氣中的CO2約50%來源于汽車尾氣的排放,因此,控制汽車
尾氣中CO2 的排放是緩解溫室效應的主要手段之一。利用纖維素作為原料生產燃料酒精,可降低這些固廢物質對環境的污染。
9通過你學到的知識,如何降低燃料酒精的生產成本?
采取的對策是:開發木質纖維素資源;逐步解決燃料酒精生產過程中的能耗問題;通過固定化酵母技術,提高發酵法生產酒精的效率。
10通過生物生產的綠色能源是什么?氫氣
11生物制氫和廢水生物處理二者之間有什么聯系?又有什么特點?
在處理高濃度有機廢水的同時,回收大量的清潔能源氫和甲烷。
最大特點是:將制氫與廢水處理有機地結合起來,集污染治理、廢物利用為一體。
第四章污染環境的生物修復技術思考題
1生物修復的內涵、優點和局限性?
生物修復的內涵:隨著生物修復技術的發展,生物修復的內涵不斷豐富,除了傳統的生物修復外,還發展了真菌修復、植物修復以及生態修復。生物修復的優點:生物修復可以在現場進行,節約治理費用,是理化處理方法費用的30-50%;最終產物是二氧化碳、水和小分子的物質,對環境的影響小;最大限度地降低污染物的濃度;在特殊的地方,如位置特殊,采用生物修復技術有其獨到的優勢;生物修復可以同時處理受污染的土壤和地下水。生物修復的局限性:耗時長:生物生命周期較長,需要花費時間長;條件要求高:生物生命代謝容易受到環境因素影響;并非所有進入環境的污染物都能夠被生物利用,污染物的低生物有效性、難利用性及難降性等常常使微生物修復不能進行;特定的微生物只能吸收、利用、降解、轉化特定類型的化學物質,狀態稍變化的化合物就可能不會降解;一些降解的產物其毒性可能會更強,降解的過程及產物一定要全面了解;生物修復是一種科技含量較高的處理方法,其運作必需符合污染地的特殊條件。
2生物修復的主體和受體各指什么?
生物修復的受體:污染了的環境。修復的主體是:生物,包括微生物、植物、動物以及由它們構成的生態系統。
3依修復的主體不同,修復分為哪幾種?
一般將生物修復劃分為:微生物修復、植物修復和生態修復。
4生物修復必備的條件有哪些?
必須存在具有代謝活性的微生物;微生物必須能以相當速率降解污染物,使其濃度將至環境要求的范圍內;降解過程不產生毒副產物;污染物對微生物無害或其濃度對微生物沒有抑制作用,污染物的濃度可以稀釋;目標化合物必須能被生物利用;污染場地的環境必須有利用于微生物的生長及其活性提供微生物生長的營養物質和環境條件;處理費用應較低,至少要低于其他處理技術。
5可用于生物修復的微生物種類包括哪些?
土著型微生物,外來微生物,基因工程菌
6富營養化湖泊的微生物修復有哪幾種?其目的是什么?
強化土著型微生物功能的曝氣修復:
目的是:增加水體中的氧的含量、改善水生物生存環境及食物供給,使底泥由厭氧轉變為好氧環境。添加外來微生物的投菌劑修復:
復合菌劑的添加可以快速的降解轉化水體中營養物的含量及改善水質情況。
7富營養化湖泊水生植被修復的兩條途徑是什么?
人工強化自然修復、人工重建水生植被兩條途徑。
8哪些環境因素影響生物修復?
環境因素:影響生物降解的最重要的因素有溫度、pH、濕度鹽度、有毒物質、凈水壓力;
營養物質:微生物所需要的營養物質不可缺少;
電子受體:好氧或厭氧的條件下必須有受體存在,才能使微生物很好的進行代謝;
微生物的協同作用:一種微生物將目標化合物分解產生若干中間產物,第二類微生物分解中間產物; 微生物之間的相互作用:它們之間的相互作用可能會削弱主要微生物的作用,也可能會有促進作用; 種植植物:植物的種植有利于生物修復的進行。
第五章環境生物監測技術
1與理化監測相比較,生物監測有什么特點?
綜合、真實地反應環境質量狀況: 生物個體、群體、群落在環境中所承受的影響是環境中各種污染因素的綜合作用結果;具有連續監測的功能:生物受到的影響和危害是污染物長期作用的結果,所以對生物的監測可以反映在一段時間內的環境污染水平。具有多功能性:理化監測儀器的專一性很強,生物監測能通過指示生物的不同反應癥狀,分別監測多種干擾效應。(如廢水生物處理中通過微型動物種類和數量的變化,獲得水質變化情況、運行效果、活性污泥的結構和功能等信息)監測靈敏度高:生物的靈敏度極高,即使污染物的濃度很低,生物也有反應。如:SO210-20mg/L時人才會流淚,敏感植物紫花苜蓿在0.3mg/L就會有受害癥狀。簡單易行:生物監測不需要更多的儀器和設備,不需要復雜的方法,更簡單、容易掌握。如:了解微型動物的變化,只需要一臺光學顯微鏡即可。
2大氣污染的生物監測包括哪兩種?一般以哪種為主?為什么?
動物監測:由于動物具有回避能力,可以主動脫離污染區域,大氣污染主要改變動物局部地區的種群結構,而對動物的個體發育的影響及對人類利益的危害遠小于植物,利用動物監測還沒有形成一套完整的方法。
植物監測:是目前使用較多的一種生物監測方法。
3熟知幾種用于大氣主要污染物監測的植物。
對SO2敏感的植物:有向日葵、胡蘿卜等。對氯敏感的植物:向日葵、核桃等。對氨氣敏感的植物:核桃樹、向日葵等。對氟敏感的植物:葡萄、山桃等。對臭氧O3敏感的植物:花生、馬鈴薯等。4用于大氣污染的生物監測方法是什么?如何判斷污染程度?
污染量指數法:在大氣污染的環境中,植物葉片中污染物的增加量與大氣中污染物質的濃度及暴露的時間具有一定的關系。
植物葉片中污染物的增加量隨大氣中污染物濃度及暴露時間的增加而增加。
生長量測定法:一些植物在大氣污染的情況下,生長量明顯降低,利用生長量的變化情況對大氣的污染狀況進行監測和評價。
5土壤污染的生物監測方法主要是指哪兩種監測方法?其中的生物表現如何?
植物監測方法:土壤污染對植物的影響主要表現在:可見的傷害癥狀:常在葉片上表現出來;新陳代謝的異常:導致生長發育受到抑制、生長量減少、植物矮化、落花落果;植物成分含量的變化:正常情況下植物的成分含量是相對穩定的,土壤受到污染后,某些成分發生變化,通過植物體內污染物的變化監測和評價土壤環境質量。微生物監測方法:土壤受到污染后,土壤中的微生物種類、數量、代謝異常、組成成分都將發生變化。
6我們介紹的用于水體污染的生物監測法有哪些?
污化系統(污水生物系統)監測法;PFU法:是微型生物群落監測法的簡稱,是利用聚氨酯泡沫塑料塊作為人工基質收集水體中微生物群落的一種監測方法;生物指數法---藻類污染指數法是對能耐受污染的20種藻類,分別給予不同的污染指數值,根據水樣中出現不同的藻類,計算總污染指數。細菌學檢驗監測法:通過測定細菌菌落總數,反應水體有機污染程度。
第四篇:環境生物技術復習
環境生物技術復習資料、環境生物技術的概念?
由生物技術和環境工程相結合產生的交叉學科,是應用生物圈的某部分使環境得以控制,或治理預定要進入生物圈的污染物的生物技術。、環境生物技術的研究內容?
(1)、環境中污染物的生物減少:污水,空氣,固體廢棄物,土壤;
(2)、污染場地的生物恢復:地下水,土壤,石油泄漏
(3)、生物可降解材料的開發和應用:可降解塑料,生物農藥、目前我國環境生物技術的研究內容?(了解)
(1)高效降解污染物的基因工程菌和抗污染型轉基因植物的研究;(2)無害化或無污染生物生產工藝技術研究(3)生物反應器和固定化技術高效處理廢水的工業應用研究;(4)廢物資源化工程研究;(5)引入 DNA 擴增和其他生物技術的環境監測方法研究。、微生物分類及各自特性(了解)。、酶和細胞的固定性?
酶是生物催化劑。特點:具有作用專一性強、催化效率高和反應條件溫和的顯著特點分類:據酶催化反應的性質分為六類:氧化還原酶類、轉移酶類、水解酶類、裂合酶類、異構酶類與合成酶類。固定化技術:指通過物理或化學的方法,將水溶性的酶、菌體中的酶、活細胞或原生質體與水不溶性的載體結合,使酶、活細胞或原生質體固定在一定的空間范圍內進行催化反應或進行生命活動的技術。固定化酶與固定化細胞:將單一的酶或生物細胞,經過物理、化學或其他方法的處理,固定在載體上,就構成了固定化酶或固定化細胞
酶的固定化方法:吸附法、包埋法、共價鍵結合法和交聯法。、廢水水質指標與排水標準?
水質:指水和其中所含的雜質共同表現出來的物理學、化學和生物學的綜合特性
表示水質污染情況的重要指標有:(1)有毒物質(2)有機物(3)固體物質(4)pH 值(5)顏色(6)溫度(7)微生物
廢水處理的任務:是采用各種技術措施將廢水中所含有的各種形態的污染物分離出來或
其分解、轉化為無害和穩定的物質,使廢水得到凈化
廢水處理的基本方法:按其作用原理和去除對象分為:(1)物理法、(2)化學法、(3)生物法。、污水生物處理的概念?
污水生物處理:主要是指利用微生物的生命活動過程,對廢水中的污染物進行轉移和轉化,從而使廢水得到凈化的處理方法,、好氧生物處理方法、種類、及各自原理?
好氧生物處理:指在有氧的條件下,水體中有機污染物作為好氧微生物的營養基質而被氧化分解,使污染物濃度下降的過程。
好氧生物處理:
一、活性污泥法傳統活性污泥法,2 完全混合活性污泥法,階段曝氣活性污泥法,4 吸附再生活性污泥法 4、階段曝氣活性污泥法 5、延時曝氣活性污泥法6、純氧曝氣活性污泥法7、深井曝氣活性污泥法 8、氧化溝法 9、間歇式活性污泥法 10、AB 法廢水處理工藝
活性污泥性能及數量的評價指標 :
活性污泥中固體物質由四部分作成:①活細胞(Ma)、②微生物內源代謝的殘留物(Me)、③由原廢水夾入,難于生物降解的有機物(Mi)、④由原廢水夾入,附著在活性污泥上的無機物質(Mii)10、生物膜法:概念、主要類型及各自特點。
生物膜:指活性微生物固定在濾料或某些載體上形成的膜狀生物污泥
主要類型: 1 生物濾池 2 生物轉盤 3 生物接觸氧化池 4 生物流化床。
特點:生物濾池:構造:池體、濾料、布水裝置和排水系統,1 能為微生物的棲息提供大量的表面積 2 能使廢水以液膜狀均勻分布于其表面 3 有足夠大的孔隙率,保證濾池通風良好 4 適合于生物膜的形成及黏附,且既不被微生物降解,又不抑制微生物生長 5 有較好的機械強度,不易變形與破碎生物轉盤: 1 節能 2 生物量多,凈化率高,適應性強 3 生物膜微生物食物鏈長,污泥產量少,為活性污泥法的 1/24、維護管理簡單,功能穩定可靠,沒有噪聲,不產生濾池蠅,一般不產生惡臭與發泡 5 轉盤頂上需有覆蓋,防暴雨沖刷生物膜,寒冷地區宜建在室內 6 生物轉盤可與初沉池、曝氣池、二沉池合建
生物接觸氧化池: 1 處理效率高,承受 BOD 負荷高 2 不需要設污泥回流系統,不存在污泥膨脹問題 3 對水質水量的驟變有較強的適應能力 4 污泥產量可相當于或低于活性污泥法。
生物流化床: 1 生物固體濃度高,提高了處理水的量 2 不存在污泥膨脹問題 3 能適應不同濃度范圍的廢水 4 床體高,占地面積小、廢水厭氧生物處理:概念、原理、主要特征(了解)。
概念:又稱厭氧消化,是在厭氧(無氧)的條件下由多種微生物的共同作用,使有機物分解并生成甲烷和二氧化碳的過程。
原理:第一階段:水解、發酵階段;發酵細菌,有機物------乙醇、丙酸、丁酸。
第二階段:產氫、產乙酸階段產氫、產乙酸細菌
第三階段:產甲烷階段產甲烷細菌,乙酸、H2、CO-CH4
主要特征: 1 能量要求大幅度降低,還可產生能量2 污泥產量極低 3 對溫度、pH 等環境因素更為敏感 4 處理后廢水有機物濃度高于好氧處理5 厭氧微生物可對好氧微生物所不能降解的一些有機物進行降解 6 處理過程的反應較復雜
影響因素: 1 溫度 2pH 值 3 氧化還原電位 4 營養 5 食料微生物比 6 有毒物質、生物脫氧除磷原理、影響因素、工藝?
生物除磷利用聚磷菌及同類細菌,可過量地超出其生理需要地從外部攝取磷,將其以聚合態貯藏在體內,形成高磷污泥,排出系統,達到除磷的效果
影響因素 :1、溶解氧 2、污泥齡 3、溫度與 pH4、BOD5 負荷 5 硝態氮與亞硝態氮
工藝: 1、曝氣池:去除 BOD,聚磷菌過量攝磷 2、沉淀池:泥水分離 3、除磷池:厭氧,釋放磷,加水沖洗,水含磷,污泥部分,部分回流 4、混合池及攪拌池 5、沉淀池。
優缺點:優點:氨化、硝化、反硝化反應分別在各自的反應器內進行,反應進行速度快且較徹底;運行管理方便;靈活性和適應性大,運行效果好,缺點:處理設備多,造價高,管理工作量大,另外,反硝化反應器中所補加的甲醇使 BOD升高,為降 BOD,需要在系統后設后曝氣池與沉淀池。、同步脫氧除磷工藝(了解)?、生產單細胞蛋白:單細胞蛋白的概念、生產 SCP 的微生物種類,SCP 生產工藝技術?
單細胞蛋白(Single-cell-protein,SCP)指通過培養單細胞生物而獲得的菌體蛋白。單細胞生物:細菌、酵母、藻類等(P224)
單細胞生物的特性: 1 營養豐富 2 利用原料廣:工農業廢料等 3 生產速率高:生命周期短,繁殖快 4 勞動生產率高:發酵罐 5 單細胞生物易誘變,比動植物品種易改良。
生產 SCP 的微生物種類(P228):據原料不同分為: 1 糖質(碳水化合物)作原料:釀酒酵母、木霉等;2 石油(碳氫化合物)作原料:假絲酵母屬3 甲烷作原料:甲烷假單胞菌,嗜甲烷單胞菌4 甲醇作原料:甲烷單胞菌屬5 乙醇作原料:酵母菌,霉菌6 CO2 作原料:氫細菌 7 太陽光能:單細胞藻類,光和細菌。
SCP 生產工藝技術(P234)、酒精的微生物生產、原料與菌種、工藝流程?
酒精生產分為發酵法生產和合成法生產,而 93% 的酒精是發酵法生產的。
原料:纖維素類、淀粉類、糖類
纖維素類: 1 農作物纖維素廢物:麥草、稻草、玉米稈、花生殼、綿子殼2 木材加工工業廢物:樹梢、木屑、鋸末、邊角料3 工廠纖維和半纖維廢物:甘蔗渣、廢紙漿 4、城市廢纖維垃圾淀粉類:玉米、紅薯等糖類:制糖廠排出的廢糖蜜
菌種:酵母流程:纖維質原料 — 預處理(酸和酶)— 水解液(處理)--發酵(酵母)--蒸餾 — 酒精(雜醇油)(酒精槽)、廢水制沼氣(了解)?
又稱厭氧消化,是在厭氧(無氧)的條件下由多種微生物的共同作用,使有機物分解并生成甲烷和二氧化碳的過程
原理: 1 第一階段:水解、發酵階段
發酵細菌,有機物乙醇、丙酸、丁酸第二階段:產氫、產乙酸階段產氫、產乙酸細菌
丙酸、丁酸、乙酸、H2、CO2第三階段:產甲烷階段
產甲烷細菌,乙酸、H2、CO2、CH4、可降解塑料:分類、PHAS 的結構與理化性質、PHAS 的生物降解、PHAS 的生物合成流程、PHAS 的提取技術(了解)。
可降解塑料包括: 1 光降解塑料 2 生物可降解塑料 3 化學可降解塑料 4 光化學組合可降解塑料。
PHAs 的結構與理化性質: PHAs 結構式:
基(-CH3),PHB 聚 β 羥基丁酸R 為乙基(-CH2-CH3),PHV 聚 β 羥基戊酸部分 R 為甲基部分 R 為乙基,則為 PHBV。
PHAs 是某些微生物在一定條件下(碳源充足)胞內累積形成的碳源和能源貯存物。R 為甲
PHAs 的生物合成流程: 1 第一階段:菌體生長繁殖階段第二階段:多聚體 PHAs 形成階段
原料 + 微生物 — 正常碳氮比,自身生長繁殖 — 高碳氮比,大量積累 PHAS— 提純 PHAS,并干燥---成品。
合成 PHAS 的原料:糖質碳源:葡萄糖、蔗糖、淀粉等 2 甲醇 3 氣體 H2、CO2、O2 等 4 烷烴及其衍生物PHAs 的提取技術(了解):有機溶劑法 2 次氯酸鈉法 3 酶法 4 表面活性劑 / 次氯酸鈉法 5 氨水法、生物表面活性劑的分類(了解)?
表面活性劑由親水基和疏水基兩部分組成.生物表面活性劑分類與生產菌:糖脂:球擬酵母、分枝桿菌 2 肽: 枯草芽孢桿菌、葡萄糖桿菌 3 脂肪酸:紅平諾卡氏菌、熱帶假絲酵母 4 磷脂:大多數微生物、植物、動物、生物農藥:定義、優點(P457)?
定義:生物農藥是利用生物體本身或有生物體產生的生理活性物質作為殺蟲劑或除草劑,對特定的病蟲害產生作用的安全性高的新農藥。
優點: 1 對害物選擇性高對生態系統影響較小 2 對非靶標昆蟲益蟲很少或沒有影響 3 昆蟲不宜產生抗性 4 在環境中無殘留。
20、微生物農藥、種類
微生物農藥是生物農藥的一類,包括由細菌、真菌、病毒和原生動物或基因修飾的微生物等自然產生的防治農作物病、蟲、草、鼠等有害生物的農藥,但不包括各類農用抗生素(各類農用抗生素統稱為微生物源農藥)和其它生物農藥一樣。微生物農藥同樣具有毒性較低、對天敵生物安全、對環境友好等優點.是生產無公害農產品應優先選用的農藥品種。
1、細菌類微生物農藥
2、真菌類微生物農藥
3、病毒類微生物農藥
生物修復:是生物特別是微生物催化降解有機污染物,從而修復被污染環境或消除環境中的污染物的一個受控或自發進行的過程。又稱生物補救。
目的:將有機污染物的濃度降低到低于檢測限或低于環保部門規定的濃度
分類:
原位生物修復:原地處理,不需將受污染土壤或將地下水抽到地面上進行處理。費用低,但難控制異位生物修復:需要將污染物從污染現場轉移到另外一個地方進行修復處理
生物修復的優點: 1 花費低于物理化學方法 2 不產生二次污染,對環境影響小 3 處理效果好,盡可能降低污染物濃度 4 可就地處理,操作簡便 5 修復時間短,效率高 6 工作人員直接暴露在污染物下的機會減小
生物修復的基本措施: 1 接種微生物 2 添加營養物 3 提供電子供體 4 提供共代謝底物以誘導共代謝酶產生 5 添加表面活性劑
地下水污染的生物補救: 1 收集受污染區域的水文地質等資料 2 添加適量營養鹽 3 維持好氧微生物活性
土壤污染的生物補救: 1 碳源與營養鹽 2 氧 3 溫度 4 氣溫
海洋石油泄漏的生物補救: 1 添加無機鹽及親油肥料 2 供氧
實例: 1 阿拉斯加海域石油泄漏2 美國猶他州某空軍基地發生發動機油污染3 木材加工廠的雜酚油污染
第五篇:環境生物技術試題答案
環境生物技術試題A卷
一、名詞解釋(每個4分 共20分)
1.環境污染 2.生物降解 3.有機污染物閾值 4.微生物的生化呼吸曲線 5.基因工程菌6.生化需氧量 7.激活作用 8.總有機碳
二、填空題(54分 每空1分)
1.二是污染水體、其三是污染土壤。
2.環境污染一般有以下幾個特征:1.2.3.用的復雜性;4.影響的多樣性;5.治理的困難性。
3.環境污染物按污染源分歸納為1.2.3.染;4.其他類污染。
4.控制對象的污染物。
5.污染物的生物積累是指污染物在生物體內蓄積,一步濃度增大的現象;而污染物的生物放大是指污染物在生物體內的濃度隨營養級的提高而逐步增大的現象。
6.目前國際上環境生物技術最有應用前景的領域是1.技術;2.污染事故現場補救與現場修復技術;3.可降解材料的生物合成技術。
7.污染物具有高效降解能力的菌株或微生物群。
8.根據生物降解能力大小,將所有污染物分為1.2.3.9.微生物降解轉化原來不能利用的化合物的現象。微生物的共代謝有三種情況:
1.2.3.10.發生改變,從而降低或去除污染物的毒性的過程稱為去毒,也稱為鈍化。
11.化學結構對生物降解性的影響有:1.2.3.取代基的數目;4.甲基的分支;5.其他因素。
12.13.還有氧氣、營養物質和溫度等環境因素。
14.15.生物降解的關鍵因素,光和紫外光可加快微生物對多氯聯苯的降解。
三、簡答題(26分)
1.理想的基因工程均應具備什么條件?基因工程菌“第一里程碑”是什么?(10分)
2.測定污染物生物可降解性有哪些方法?意義是什么?(6分)
3.微生物對污染物的解毒作用的途徑有哪些?是什么?(6分)
4.微生物代謝農藥的后果是什么?(4分)
環境生物技術試題B卷
一、名詞解釋
1.環境污染 2.持久污染物 3.有機污染物閾值 4.污染環境的自凈 5.基因工程菌 6.化學需氧量 7.相對耗氧速率曲線8.生物降解作用
二、填空題(54分 每空1分)
1.二是污染水體、其三是污染土壤。
2.環境污染一般有以下幾個特征:1.2.3.用的復雜性;4.影響的多樣性;5.治理的困難性。
3.環境污染物遷移方式歸納為1.2.3.4.控制對象的污染物。
5.污染物的生物積累是指污染物在生物體內蓄積,一步濃度增大的現象;而污染物的生物放大是指污染物在生物體內的濃度隨營養級的提高而逐步增大的現象。
6.目前國際上環境生物技術最有應用前景的領域是1.技術;2.污染事故現場補救與現場修復技術;3.可降解材料的生物合成技術。
7.污染物具有高效降解能力的菌株或微生物群。
8.9.微
生物降解轉化原來不能利用的化合物的現象。微生物的共代謝有三種情況:
1.2.3.10.發生改變,從而降低或去除污染物的毒性的過程稱為去毒,也稱為鈍化。
11.化學結構對生物降解性的影響有:1.2.3.取代基的數目;4.甲基的分支;5.其他因素。
12.的對污染物具有高效降解能力的菌株或微生物群。
13.還有氧氣、營養物質和溫度等環境因素。
14.15.生物降解的關鍵因素,光和紫外光可加快微生物對多氯聯苯的降解。
三、簡答題(26分)
1.理想的基因工程均應具備什么條件?基因工程菌“第一里程碑”是什么?(10分)
2.測定污染物生物可降解性有哪些方法?意義是什么?(6分)
3.微生物對污染物的作用是什么?對污染物生物降解的主要過程是什么?(6分)
4.石油降解微生物應用在哪些方面?(4分)