1 環(huán)境生物技術概論

1、1第1章 環(huán)境生物技術概論2/461 課程具體內容1 環(huán)境生物技術概論 2 酶工程在環(huán)境污染治理中的應用 3 基因工程在環(huán)境污染治理中的應用 4 細胞工程在環(huán)境污染治理中的應用 5 發(fā)酵工程在環(huán)境污染治理中的應用 6 廢水生物處理技術 7 大氣污染的生物處理技術 8 固體廢棄物生物處理技術 9 生物修復技術 10 有害有機污染物的生物 處理技術 11 重金屬的生物處理技術 12 污染預防生物技術 13 有機廢棄物的資源化能源、材料、蛋白 14 環(huán)境生物監(jiān)測與安全性評價 考核方式平時成績：30%小測驗：35%結課論文：35%結課論文要求結合環(huán)境生物技術的某一個研究方向或研究熱點，寫一篇小綜述或進

2、展報告內容要言之有物，嚴禁抄襲不少于3000字符合科技論文寫作規(guī)范（見下頁）5月1日之前，發(fā)送到信箱：huangbaifei11第15周交紙質版格式要求內容排列：題目、作者、摘要 、關鍵詞、引言、正文、結論、參考文獻字體：中文小四號宋體，英文12號Times New Roman，雙倍行距，圖表居中參考文獻：按文內引用的先后排序，注明著者、文題、刊名、年卷期及頁碼，格式舉例1 Himmel ME, Ding SY, Johnson DK, et al. Biomass recalcitrance: engineering plants and enzymes for biofuels produ

3、ction. Science, 2007, 315: 804-807.2 楊永華, 蔣嵐, 楊勝利, 等. 枯草蛋白酶E的定點突變及其對酶性質的影響. 生物工程學報 J, 2000, 16(3): 341-344.3 Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd ed. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989.4 Sun YP. Improving cell tolerance of Rhodococcus ruber

4、 by transposome knockout and plasma mutation D. Beijing: Tsinghua University, 2010.文獻查閱方式中文圖書館：CNKI 中國期刊全文數據庫英文圖書館Google學術搜索：.hk/7/462 人與環(huán)境人類社會的發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的文明，同時也帶來了許多生態(tài)環(huán)境問題 水資源短缺 土壤荒漠化 有毒化學品污染 臭氧層破壞 酸雨肆虐 物種滅絕 森林減少 生態(tài)環(huán)境的破壞使人類的生存和發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn) 8/46美國密歇根州銅礦及工廠產生的尾料將湖水染紅 化學廢水污染長江201092910/461980年，美國紐約州阿第倫達克山，

5、早春時節(jié)的酸雨酸雪污染了河川，造成一場致命的“酸流”，令溪鱒紛紛死于鰓部傷害 11/4621世紀環(huán)境熱點問題：溫室效應與全球變暖溫室效應 大氣對地表熱輻射能遮擋保溫的屬性類似溫室中玻璃具有的作用，故被稱為溫室效應 溫室氣體 大氣中能強烈吸收地面輻射產生溫室效應的氣體。包括：二氧化碳、水汽、甲烷、氧化亞氮、臭氧等 全球變暖問題 主要指人為活動造成的溫室氣體增加，溫室效應增強帶來的氣候變化 人類活動對氣候變暖的影響主要表現為：由于工業(yè)生產需要的化石燃料使用量大增，人口激增城市化發(fā)展等引起人為排放的二氧化碳等溫室氣體不斷增加；熱帶森林和溫帶植被破壞嚴重，光合作用吸收二氧化碳的能力減弱 12/46資料

6、表明 1860年以來，全球地表年平均氣溫升高了0.3-0.6 根據跨政府氣候變化委員會預測，從1990到2100年，全球陸面氣溫將增加2氣候變暖的直接結果 世界各地冰川的溶化（后退），引起海平面的上升。將直接威脅世界沿海城市及30多個島嶼的生存和發(fā)展。美國環(huán)保專家預測，再過50-70年，東京、大阪、曼谷、威尼斯、圣彼得堡、阿姆斯特丹以及中國一些沿海城市會被完全和局部淹沒 氣候變暖的間接結果 災害性氣候：厄爾尼諾現象。厄爾尼諾可以引起全球大范圍的干旱，也可使某些地區(qū)暴雨成災。例如，1997年3月開始的第14次厄爾尼諾造成中國長江、松花江、嫩江全流域大洪水，直接損失幾千億元 全球升溫會引起地球南北

7、兩極的冰山融化，這也是造成海平面上升的主要原因之一 ，使可憐的北極熊的生活范圍越來越小。全球暖化導致北極熊饑不擇食 大熊吃小熊 歐洲化學污染導致大量北極熊雌雄同體 50只母熊中就有1只挪威冰蓋驚現“哭泣人臉” 氣候變暖惡化 影響沿海和島國居民的生活(占世界13的人口)，使之受到威脅。如果極地冰冠融化，經濟發(fā)達、人口稠密的沿海地區(qū)會被海水吞沒，馬爾代夫、塞舌爾等低洼島國將從地面上消失，上海、威尼斯、香港、里約熱內盧、東京、曼谷、紐約等海濱大城市以及孟加拉、荷蘭、埃及等國也將難逃厄運。 上海是許多人眼中全球變暖的重災區(qū)，中國最有可能被“淹沒”的地方之一。很多人曾在腦海中勾畫過“上海沉沒”的景象。海

8、平面升高20多米后，站在“東方明珠”上向下看，外灘上的“萬國建筑博覽群”幾乎都已被淹沒，只留下曾經的摩天大樓矗立在一片汪洋之中。 印度孟加拉爭奪30余年小島沉沒 因全球變暖20世紀70年代，印度和孟加拉國都宣稱擁有孟加拉灣中部小島葛拉馬拉島 全球變暖威脅企鵝生存：上萬小企鵝凍死 如果全球氣溫升高2攝氏度，企鵝主要棲息地面積將減少一半甚至三分之二。2008年7月Happy feet巨型魷魚死亡之謎：海洋噪音污染損害平衡 珠峰受大氣污染嚴重 積雪中查出禁用農藥 在常年積雪、海拔6000米之上的珠穆朗瑪峰上，竟能檢測出DDT、六六六等20年前就被禁用的農藥。 環(huán)境污染的分類 污染類型污染形式污染物性

9、質生理性污染、物理性污染、化學性污染和生物性污染污染物形態(tài)廢氣污染、廢水污染，固體廢物污染，噪聲污染及輻射污染被污染的客體大氣污染、水體污染、土壤污染、食品污染或多個客體同時被污染污染的原因生產污染、生活污染、農業(yè)污染和交通污染污染的程度輕度污染、中度污染、重度污染和嚴重污染污染影響范圍室內污染、點源污染、面源污染、區(qū)域污染和全球污染23/4620世紀著名的八大環(huán)境公害事件名稱地點時間危害情況馬斯河谷煙霧事件比利時1930.12幾千人發(fā)病，60人死亡多諾拉煙霧事件美國1948.106000人患病，17人死亡倫敦煙霧事件英國1952.125天內4000人死亡洛杉磯光化學煙霧美國1940年代引起眼

10、病，喉頭炎,頭痛水俁事件日本1953始癡呆，神經失常，死亡富山事件日本1931始關節(jié)痛,骨骼軟化萎縮,痛死四日事件日本1970年哮喘，肺氣腫，10多人死亡米糠油事件日本1968年患者5千多人，死亡16人 1、比利時馬斯河谷煙霧事件 馬斯河谷是比利時境內馬斯河旁一段長24公里的河谷地段。這一段中部低洼，兩側有百米的高山對峙，使河谷地帶處于狹長的盆地之中。 馬斯河谷地區(qū)是一個重要的工業(yè)區(qū)，建有3個煉油廠、3個金屬冶煉廠、4個玻璃廠和3個煉鋅廠，還有電力、硫酸、化肥廠和石灰窯爐，工業(yè)區(qū)全部處于狹窄的盆地中。 1930年12月115日，整個比利時大霧籠罩，氣候反常。由于特殊的地理位置，馬斯河谷上空出現

11、了很強的逆溫層。 通常，氣流上升越高，氣溫越低。但當氣候反常時，低層空氣溫度就會比高層空氣溫度還低，發(fā)生“氣溫的逆轉”現象，這種逆轉的大氣層叫做“逆轉層”。 逆轉層會抑制煙霧的升騰，使大氣中煙塵積存不散，在逆轉層下積蓄起來，無法對流交換，造成大氣污染現象。 在這種逆溫層和大霧的作用下，馬斯河谷工業(yè)區(qū)內13個工廠排放的大量煙霧彌漫在河谷上空無法擴散，有害氣體在大氣層中越積越厚，其積存量接近危害健康的極限。 第三天開始，在二氧化硫（SO2）和其他幾種有害氣體以及粉塵污染的綜合作用下，河谷工業(yè)區(qū)有上千人發(fā)生呼吸道疾病，癥狀表現為胸疼、咳嗽、流淚、咽痛、聲嘶、惡心、嘔吐、呼吸困難等。一個星期內就有60

12、多人死亡，是同期正常死亡人數的十多倍。其中以心臟病、肺病患者死亡率最高。許多家畜也未能幸免于難，紛紛死去。 這次事件曾轟動一時，雖然日后類似這樣的煙霧污染事件在世界很多地方都發(fā)生過，馬斯河谷煙霧事件卻是20世紀最早記錄下的大氣污染慘案。 2、美國多諾拉煙霧事件 1948年1O月2631日，美國賓夕法尼亞州的一個小鎮(zhèn)多諾拉持續(xù)的霧天使多諾拉鎮(zhèn)看上去格外昏暗。 氣候潮濕寒冷，天空陰云密布，一絲風都沒有，空氣失去了上下的垂直移動，出現逆溫現象。在這種死風狀態(tài)下，工廠的煙囪卻沒有停止排放，就像要沖破凝住了的大氣層一樣，不停地噴吐著煙霧。 大氣中的煙霧越來越厚重，工廠排出的大量煙霧被封閉在山谷中?？諝庵?/p>

13、散發(fā)著刺鼻的二氧化硫氣味，令人作嘔。空氣能見度極低。 隨之而來的是小鎮(zhèn)中近6000人突然發(fā)病，癥狀為眼病、咽喉痛、流鼻涕、咳嗽、頭痛、四肢乏倦、胸悶、嘔吐、腹瀉等，其中有17人很快死亡，大都原來就患有心臟病或呼吸系統(tǒng)疾病，情況和當年的馬斯河谷事件相似。 多諾拉煙霧事件發(fā)生的主要原因，是由于多諾拉小鎮(zhèn)上的工廠排放的含有二氧化硫等有毒有害物質的氣體及金屬微粒在氣候反常的情況下聚集在山谷中積存不散，這些毒害物質附著在懸浮顆粒物上，嚴重污染了大氣。人們在短時間內大量吸入這些有毒害的氣體，引起各種癥狀，以致暴病成災。 3、倫敦煙霧事件 1952年12月58日，地處泰晤士河河谷地帶的倫敦城市上空處于高壓中

14、心，一連幾日無風，風速表讀數為零。大霧籠罩著倫敦城，又值城市冬季大量燃煤，排放的煤煙粉塵在無風狀態(tài)下蓄積不散，煙和濕氣積聚在大氣層中，致使城市上空連續(xù)四五天煙霧彌漫，能見度極低。 汽車即便白天行駛也須打開車燈，行人走路都極為困難，只能沿著人行道摸索前行。 倫敦煙霧事件(1952)（市民點火把、車燈開啟） 由于大氣中的污染物不斷積蓄，許多人都感到呼吸困難，眼睛刺痛。倫敦醫(yī)院由于呼吸道疾病患者劇增而一時爆滿，倫敦城內到處都可以聽到咳嗽聲。僅僅4天時間，死亡人數達4000多人。 當時舉辦的一場盛大的得獎牛展覽中的350頭牛也慘遭劫難。一頭牛當場死亡，52頭嚴重中毒，其中14頭奄奄待斃。 2個月后，又

15、有8O00多人陸續(xù)喪生。這就是駭人聽聞的“倫敦煙霧事件”。 倫敦煙霧事件的兩個主因：冬季取暖燃煤和工業(yè)排放的煙霧，外因是逆溫層現象。燃煤產生的物質排放到大氣中后，會附著在飄塵上，凝聚在霧氣上，進入人的呼吸系統(tǒng)后會誘發(fā)支氣管炎、肺炎、心臟病。 當時持續(xù)幾天的“逆溫”現象，加上不斷排放的煙霧，使倫敦上空大氣中煙塵濃度比平時高10倍，二氧化硫的濃度是以往的6倍，整個倫敦城猶如一個令人窒息的毒氣室一樣 4、美國洛杉機光化學煙霧事件 洛杉磯在40年代就擁有250萬輛汽車，每天大約消耗1100噸汽油，排出1000多噸碳氫（CH）化合物，3O0多噸氮氧（NOx）化合物，700多噸CO。另外，還有煉油廠、供油

16、站等其他石油燃燒排放，這些化合物被排放到陽光明媚的洛杉磯上空，不啻制造了一個毒煙霧工廠。 從40年代初開始，洛杉礬每年從夏季至早秋，只要是晴朗的日子，城市上空就會出現一種彌漫天空的淺藍色煙霧，使整座城市上空變得渾濁不清。這種煙霧使人眼睛發(fā)紅，咽喉疼痛，呼吸憋悶、頭昏、頭痛。 1943年以后，煙霧更加肆虐，以致遠離城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘減產。洛杉磯光化學煙霧(1943) 僅19501951年，美國因大氣污染造成的損失就達15億美元。 1955年，因呼吸系統(tǒng)衰竭死亡的65歲以上的老人達400多人；1970年，約有75以上的市民患上了紅眼病。這就是最早出現

17、的新型大氣污染事件光化學煙霧污染事件。 光化學煙霧是由于汽車尾氣和工業(yè)廢氣排放造成的，一般發(fā)生在濕度低、氣溫在2432度的夏季晴天的中午或午后。 汽車尾氣中的烯烴類碳氫化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大氣中后，在強烈的陽光紫外線照射下，會吸收太陽光所具有的能量。這些物質的分子在吸收了太陽光的能量后，會變得不穩(wěn)定起來，原有的化學鏈遭到破壞，形成強氧化性物質。*光化學煙霧形成過程5、日本水俁病事件 1925年，日本氮肥公司在美麗的水俁鎮(zhèn)建廠。1949年后，這個公司開始生產氯乙烯（C2H5Cl）工廠把沒有經過任何處理的廢水排放到水俁灣中。 1956年，水俁灣附近發(fā)現了一種奇怪的病。這種病癥最初出現

18、在貓身上，被稱為“貓舞蹈癥”。病貓步態(tài)不穩(wěn)，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被稱為“自殺貓”。 隨后不久，此地也發(fā)現了患這種病癥的人。患者由于腦中樞神經和末梢神經被侵害，輕者口齒不清、步履瞞珊、面部癡呆、手足麻痹、感覺障礙、視覺喪失、震顫、手足變形，重者神經失常，或酣睡，或興奮，身體彎弓高叫，直至死亡。當時這種病由于病因不明而被叫做“怪病”，后來稱為“水俁病”。 1959年，熊本大學醫(yī)學院從病者的尸體、魚體和化工廠排污中都發(fā)現了有毒的甲基汞，確認甲基汞是水俁病的病因，該公司在生產氯乙烯和醋酸乙烯時，采用了成本較低的水銀催化工藝，大大量含有甲基汞的廢水排入水俁灣，使魚帶毒，人或貓吃毒魚而生病、死亡。當

19、時統(tǒng)計甲基汞中毒283人，死亡60人，6、日本富山骨痛病事件 1955年日本富山縣出現了一種怪病，病癥表現為腰、手、腳等關節(jié)疼痛。病癥持續(xù)幾年后，患者全身各部位會發(fā)生神經痛、骨痛現象，行動困難，甚至呼吸都會帶來難以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼軟化、萎縮，四肢彎曲，脊柱變形，骨質松脆，就連咳嗽都能引起骨折。有的人因無法忍受痛苦而自殺。這種病由此得名為“骨痛病”或“痛痛病”。 富山縣神通川上游的神岡礦山從19世紀80年代成為日本鋁礦、鋅礦的生產基地。神通川流域從1913年開始煉鋅，“骨痛病”正是由于煉鋅廠排放的含鎘廢水污染了周圍的耕地和水源而引起的。神岡的礦產企業(yè)長期將沒有處理的廢水排放注入

20、神通川，致使高濃度的含鎘廢水污染了水源。用這種含鎘的水澆灌農田，稻秧生長不良，生產出來的稻米成為“鎘米”?！版k米”和“鎘水”把神通川兩岸的人們帶進了“骨痛病”的陰霾中。 直到1961年，日本醫(yī)學界從事綜合臨床、病理、流行病學、動物實驗和分析化學的人員經過長期研究后發(fā)現，“骨痛病”是由于神通川上游的神岡礦山廢水引起的鎘（Cd）中毒。 鎘是重金屬，是對人體有害的物質。人體中的鎘主要是由于被污染的水、食物、空氣通過消化道與呼吸道攝入體內的，大量積蓄就會造成鎘中毒。 7、日本四日市哮喘病事件 1955年，位于日本東部的四日市的第一座煉油廠建成后，其他一些相關企業(yè)紛紛上馬，石油聯合企業(yè)逐漸形成規(guī)模。19

21、57年，昭石石油公司所屬的四日市煉油廠投資186億日元，1959年，這個石油公司中心企業(yè)開始投產，四日市很快發(fā)展成為一個“石油聯合企業(yè)城”。然而，正當人們對這個即將帶來滾滾財源的大型企業(yè)艷羨不已時，可怕的公害病卻已悄然潛入了人們的生活中。 工業(yè)廢水排入伊勢灣，水產發(fā)臭不能食用；石油冶煉產生的廢氣使天空終年煙霧彌漫。全市平均每月每平方千米降塵量為14噸（最多達30噸），大氣二氧化硫含量濃度超過標準56倍，大氣中煙霧厚達500米，其中漂浮著多種有毒有害氣體和金屬粉塵，很多人出現頭疼、咽喉疼、眼睛疼、嘔吐等癥狀，患哮喘病的人劇增。 四日市的居民長年累月地吸入這種被二氧化流及各種金屬粉塵污染的空氣，呼

22、吸器官受到損害，很多人患有呼吸系統(tǒng)疾病，如支氣管炎、哮喘、肺氣腫、肺癌等。 1970年，哮喘病患者人數超過2000人。到1972年止，達6376人，死亡10余人。到1979年10月底，確認患有大氣污染性疾病的患者人數為775491人。 8、日本米糠油事件 1968年3月，日本的九州、四國等地區(qū)的幾十萬只雞突然死亡。經調查，發(fā)現是飼料中毒，但因當時沒有弄清毒物的來源，也就沒有對此進行追究。 然而，事情并沒有就此完結，同年610月，有4家門人因患原因不明的皮膚病到九州大學附屬醫(yī)院就診，患者初期癥狀為痤瘡樣皮疹，指甲發(fā)黑，皮膚色素沉著，眼結膜充血等。 這種病來勢兇猛，患者數目很快達到1400多人，并

23、蔓延到數十個俯縣，患病人數增加到5000多人，其中16人死亡，實際受害人數達1.3萬多人。 通過尸體解剖，在死者五臟和皮下脂肪中發(fā)現了多氯聯苯，這是一種化學性質極為穩(wěn)定的脂溶性化合物，可以通過食物鏈而富集于動物體內。多氯聯苯被人畜食用后，多積蓄在肝臟等多脂肪的組織中，損害皮膚和肝臟，引起中毒。 專家從病癥的家族多發(fā)性了解到食用油的使用情況，懷疑與米糠油有關。經過對患者共同食用的米糠油進行追蹤調查，發(fā)現九州一個食用油廠在生產米糠油時，因生產管理不善，致使米糠油中混入了在脫臭工藝中使用的熱載體多氯聯苯，造成食物油污染。由于被污染了的米糠油的副產品被用做了飼料售出，還造成數十萬只家禽的死亡。 其他重

24、大環(huán)境污染事件 1、1986年劇毒物污染萊茵河事件 11月1日，瑞士巴塞爾市桑多茲化工廠倉庫失火，近30噸劇毒的硫化物、磷化物與含有水銀的化工產品隨滅火劑和水流入萊茵河。順流而下150公里內，60多萬條魚被毒死，500公里以內河岸兩側的井水不能飲用，靠近河邊的自來水廠關閉，啤酒廠停產。有毒物沉積在河底，將使萊茵河因此而“死亡”20年萊茵河污染事件(1986)2、印度博帕爾事件 1984年2月3日，美國聯合碳化公司在印度博帕爾市的農藥廠因管理混亂，操作不當，致使地下儲罐內劇毒的甲基異氰酸脂因壓力升高而爆炸外泄。45噸毒氣形成一股濃密的煙霧，以每小時5000米的速度襲擊了博帕爾市區(qū)。死亡近兩萬人，

25、受害20多萬人，5萬人失明，孕婦流產或產下死嬰，受害面積40平方公里，數千頭牲畜被毒死。博帕爾農藥泄漏受害者（1984） 3、切爾諾貝利核泄漏事件 1986年4月26日，位于烏克蘭基輔市郊的切爾諾貝利核電站，由于管理不善和操作失誤，4號反應堆爆炸起火，致使大量放射性物質泄漏。 西歐各國及世界大部分地區(qū)都測到了核電站泄漏出的放射性物質。31人死亡，300多人受到嚴重放射性傷害。而且在20年內，還將有3萬人可能因此患上癌癥?；o市和基輔州的中小學生全被疏散到海濱，核電站周圍的莊稼全被掩埋，少收2000萬噸糧食，距電站7公里內的樹木全部死亡，此后半個世紀內，10公里內不能耕作放牧，100公里內不能生

26、產奶 這次核污染飄塵給鄰國也帶來嚴重災難。這是世界上最嚴重的一次核污染。61/46我國環(huán)境保護的現狀 環(huán)境保護已成為當前國際關系、經貿合作中的一個極為重要的問題，也日益嚴重地影響著我國國民經濟的可持續(xù)發(fā)展 在我國過去幾十年的經濟發(fā)展中，由于忽視了發(fā)展中的環(huán)境保護，目前環(huán)境狀況十分嚴峻；近年來雖采取了大量控制措施，但環(huán)境質量下降的趨勢仍在繼續(xù) 從城市到鄉(xiāng)村，我國的大氣、河流、湖泊、海 洋和土壤等均受到不同程度的污染 我國是世界上環(huán)境污染最為嚴重的國家之一 62/46生態(tài)環(huán)境遭到嚴重破壞生態(tài)環(huán)境破壞是由于對自然資源的不合理開發(fā)和利用而引起的 中國科學院發(fā)布國情報告：中國在90年代的沙漠化速度是每年

27、2100km2，相當于兩個半香港，或30個北京城。而2000年已達2460km2，2003年已超過3000km2 遙感普查數字表明：中國水土流失面積已達367萬km2，約占國土面積的38，總量達每年50億噸，相當于全國的耕地每年被剝去1cm的肥土層，損失N.P.K肥4000多萬噸，相當于全國1年生產化肥的總和 地球土層的平均厚度18cm，在溫帶地區(qū)的自然條件下,每形成1cm的表土需100400年，即使管理極好，也需20年 此外，黃河斷流，塔里木河斷流，羅布泊消失，長江危機，長江每年表土流失24億噸，5億噸流入東海 濫用化肥和農藥，造成土壤退化，我國中低產田已由原來的60上升到80 63/46人

28、與環(huán)境的和諧之道解決環(huán)境問題的根本途徑是調節(jié)人類社會活動與環(huán)境的關系 要真正實現這種調節(jié)必須具備下列條件 掌握自然生態(tài)規(guī)律 通曉環(huán)境變化過程，能預測人類活動引起的環(huán)境影響，運用規(guī)律去利用自然資源、改造自然 64/463 生物技術應用于環(huán)境污染治理生物技術的概念 應用自然科學及工程學的原理，依靠微生物、動物、植物體對物料進行加工，以提供產品為社會服務的技術1982年，國際合作與發(fā)展組織 以現代生命科學為基礎，結合先進的工程技術手段和其他基礎學科的科學原理，按照預先的設計改造生物體或加工生物原料，為人類生產出所需產品或達到某種目的1986年，原國家科委 65/46現代生物技術傳統(tǒng)生物技術：以釀造為

29、代表，以微生物發(fā)酵為主題，一般可分為上游/中游/下游過程 20世紀40年代抗生素大規(guī)模發(fā)酵：化學工程+微生物工程現代生物技術（生物工程）：以DNA重組為主要手段的基因工程為核心，也包括酶工程/細胞工程/發(fā)酵工程等；多學科交叉；廣泛使用計算機及各種高科技儀器設備；應用領域廣泛 1953年DNA雙螺旋結構的發(fā)現 1973年第一次基因重組實驗的成功 環(huán)境生物技術是現代生物技術的重要研究和應用領域 66/46環(huán)境生物技術的概念環(huán)境生物技術是現代生物技術應用于環(huán)境污染防治的一門新興邊緣學科，誕生于1980年代末期 環(huán)境生物技術涉及生物技術、工程學、環(huán)境學、生態(tài)學等學科領域，既有較強的基礎理論要求，又具有

30、鮮明的技術應用特點 環(huán)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，建立降低或消除污染物產生的生產工藝，或者能夠認識環(huán)境過程、高效凈化環(huán)境污染、同時又生產有用物質的工程技術 67/46環(huán)境生物技術的進展進展 提高了去除傳統(tǒng)污染物，如BOD、懸浮物、氮、磷的能力 去除有毒有害有機化合物組分，如含氯有機溶劑 將一些特殊污染物降低到很低的濃度 毒性的生物測定方法開發(fā) 處理介質的拓展，如飲用水、地下水、土壤、空氣等 原因 現代生物技術的發(fā)展深化了對微生物特征的認識，提高了 改變或強化微生物功能的能量，獲得了高效工程菌 微生物生長環(huán)境和工藝手段的改進 生化需氧量(BOD5)：生化需

31、氧量也是水質有機污染綜合指標之一， 是指在一定溫度 (20)時，微生物作用下氧化分解所需的氧量。其來源、危害同化學 需氧量 化學耗氧量（COD）：是指化學氧化劑氧化水中有機污染物時所需氧量。水中有機污染物主要來源于生活污水或工業(yè)廢水的排放、動植物腐爛分解后流入水體。水體中有機物含量過高可降低水中溶解氧的含量，當水中溶解氧消耗殆盡時，水質腐敗變臭，導致水生生物缺氧，以至死亡69/46環(huán)境生物技術的層次劃分環(huán)境生物技術可分為三個層次 高層次是指以基因工程為主導的現代污染防治生物技術，如基因工程菌的構建、抗污染型轉基因植物的培育等 中層次是指傳統(tǒng)的生物處理技術，如活性污泥法、生物膜法，以及其在新的理論和背景下產生的強化處理技術和工藝，如生物流化床、生物強化工藝等 低層次是指利用天然處理系統(tǒng)進行廢物處理的技術，如氧化塘、人工濕地