生物技術(shù)與環(huán)境

關(guān)于生物技術(shù)與環(huán)境第1頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Outline

污水處理

大氣凈化

固體廢棄物的生物處理

生物技術(shù)與環(huán)境污染監(jiān)測(cè)第2頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地球總水量13.9億立方千米，三分之二被水覆蓋。咸水97.5%2.5%冰帽和冰川地下水易得的江河湖淡水不到總淡水量1%中國(guó)水資源問(wèn)題：南多北少，東多西少、時(shí)多時(shí)少、總量多人均少畝均少。水資源問(wèn)題一.污水處理第3頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表示水污染的幾個(gè)指標(biāo)：(1)生化需氧量(BOD)：表示在有氧條件下，好氧微生物氧化分解單位體積水中有機(jī)物所消耗的游離氧的數(shù)量，常用單位為mg／L，這是一種間接表示水被有機(jī)污染物污染程度的指標(biāo)。在20℃和在BOD的測(cè)定條件(氧充足、不攪動(dòng))下，以五日作為測(cè)定BOD的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱之為五日生化需氧量，以BOD5表示。(2)化學(xué)需氧量(COD)：用強(qiáng)氧化劑——重鉻酸鉀，在酸性條件下能夠?qū)⒂袡C(jī)物氧化為H2O和CO2，此時(shí)所測(cè)出的耗氧量稱為化學(xué)需氧量(COD)。COD能夠比較精確地表示有機(jī)物含量，而且測(cè)定需時(shí)較短，不受水質(zhì)限制，因此多作為工業(yè)廢水的污染指標(biāo)。(3)總需氧量(TOD)：有機(jī)物主要是由碳(C)、氫(H)、氮(N)、硫(S)等元素所組成。當(dāng)有機(jī)物完全被氧化時(shí)，C、H、N、S分別被氧化為CO2、H2O、NO和SO2，此時(shí)的需氧量稱為總需氧量(TOD)。第4頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.氧化塘法生物氧化塘(OxidationPond)又稱穩(wěn)定塘，是利用藻類和細(xì)菌兩類生物間功能上的協(xié)同作用處理污水的一種生態(tài)系統(tǒng)。氧化塘的凈化原理:氧化塘的凈化原理是利用了細(xì)菌與藻類的互生關(guān)系。藻類進(jìn)行光合作用釋放氧氣；細(xì)菌利用藻類產(chǎn)生的氧氣分解流入塘內(nèi)的有機(jī)物；分解產(chǎn)物中的CO2、N、P等無(wú)機(jī)物以及一部分小分子有機(jī)物成為藻類的營(yíng)養(yǎng)源；增殖的細(xì)菌和藻類細(xì)胞為微型動(dòng)物所捕食。第5頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月氧化塘內(nèi)的生物學(xué)過(guò)程藻類細(xì)菌衰亡細(xì)胞CO2、NH3H2O、PO43－O2流入污水能沉淀的固體處理出水O2

風(fēng)陽(yáng)光（厭氧性）（兼性）有機(jī)物微生物有機(jī)酸、醇等微生物CH4＋CO2＋NH3等第6頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月藻類：位于氧化塘的表層，常見(jiàn)的有：小球藻屬、衣藻屬、眼蟲(chóng)藻屬等。細(xì)菌：大量存在于氧化塘下層，在好氣狀態(tài)下，無(wú)色桿菌、假單胞菌、芽孢桿菌等優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)；在氧化塘底部的厭氧層還有硫酸還原菌和甲烷細(xì)菌。微型動(dòng)物：存在多種原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)、以及甲殼類等。氧化塘內(nèi)的生物組成第7頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.人工濕地處理系統(tǒng)法濕地：每年在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)均具有前的表面水層,能維持大型水生植物生長(zhǎng)的生態(tài)系統(tǒng)。人工濕地：根據(jù)自然濕地模擬的人工生態(tài)系統(tǒng)，用于處理廢水。第8頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月人工濕地處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：凈化效率優(yōu)于氧化塘；運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低；對(duì)廢水處理廠難以去除的營(yíng)養(yǎng)元素凈化效果好。應(yīng)用實(shí)例：蘆葦濕地處理系統(tǒng)第9頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.污水土地處理系統(tǒng)污水土地處理系統(tǒng)(LandTreatmentSystem)利用土地及其中的微生物和植物根系對(duì)污染物的凈化能力來(lái)處理已經(jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污水或廢水，同時(shí)利用其中的水分和肥分促進(jìn)農(nóng)作物、牧草或樹(shù)木生長(zhǎng)的工程設(shè)施。污水土地處理系統(tǒng)的組成污水的預(yù)處理設(shè)施，污水的調(diào)節(jié)與儲(chǔ)存設(shè)施，污水的輸送、布水和控制系統(tǒng)，土地處理面積，排出水收集系統(tǒng)。第10頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土地處理的凈化機(jī)理凈化機(jī)理包括：土壤的過(guò)濾截留、物理和化學(xué)的吸附、化學(xué)分解、生物氧化以及植物和微生物的攝取等作用。第11頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土地處理系統(tǒng)要求對(duì)污水進(jìn)行必要的預(yù)處理，去除污水中有害物質(zhì)。土地處理系統(tǒng)是按照全年連續(xù)運(yùn)行的污水處理設(shè)施；污灌則是按照農(nóng)作物的需要進(jìn)行灌溉。土地處理系統(tǒng)有完整的工程系統(tǒng)并可以調(diào)控，其底層防滲系統(tǒng)，有效的控制了污水對(duì)地下水可能造成的污染。土地處理系統(tǒng)地面上種植的植物，以有利于污水處理的牧草、林木、青飼料等經(jīng)濟(jì)作物為主，不中直接食用的農(nóng)作物；污灌的土地常以糧食、蔬菜等農(nóng)作物為主。土地處理系統(tǒng)與污灌的主要區(qū)別第12頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.活性污泥處理法

活性污泥

污水經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的曝氣后，水中會(huì)產(chǎn)生一種以好氧菌為主體的茶褐色絮凝體，其中含有大量的活性微生物，這種污泥絮體就是活性污泥?；钚晕勰嗍且约?xì)菌，原生動(dòng)物和后生動(dòng)物所組成的活性微生物為主體，此外還有一些無(wú)機(jī)物，未被微生物分解的有機(jī)物和微生物自身代謝的殘留物。根據(jù)生物反應(yīng)器中微生物存在狀態(tài)(懸浮，附著)可將污水生物處理技術(shù)分為活性污泥法(懸浮的有活性的生物絮體)和生物膜法(附著的有活性的生物膜)，及后來(lái)的復(fù)合式(懸浮，附著)生物處理、技術(shù)。第13頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

基本流程

污水→格柵→泵間→沉砂池→初沉池→活性污泥曝氣池→二沉池→消毒1.曝氣池：微生物降解有機(jī)物的反應(yīng)場(chǎng)所2.二沉池：泥水分離3.污泥回流：確保曝氣池內(nèi)生物量穩(wěn)定4.曝氣：為微生物提供溶解氧，同時(shí)起到攪拌混合的作用。曝氣系統(tǒng)與空氣擴(kuò)散裝置活性污泥反應(yīng)器來(lái)自空壓機(jī)的空氣剩余污泥污泥井混合液回流污泥系統(tǒng)二沉池處理水進(jìn)水第14頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月活性污泥法的基本工藝流程出水初沉池曝氣池二沉池進(jìn)水污泥回流污泥剩余污泥活性污泥法的基本流程第15頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.污水中有足夠的可溶解性易降解有機(jī)物

2.混合液中含有足夠的溶解氧

3.活性污泥再曝氣池中呈懸浮狀態(tài)

4.活性污泥連續(xù)回流

5.及時(shí)排除剩余污泥

6.沒(méi)有對(duì)微生物有毒害作用的物質(zhì)進(jìn)入活性污泥法處理系統(tǒng)有效運(yùn)行得基本條件第16頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月活性污泥凈化污水的過(guò)程活性污泥凈化污水的作用是由吸附和氧化兩個(gè)階段完成的，活性污泥在與廢水初期接觸的20～30min內(nèi)，就可以去除75%以上的BOD，在于活性污泥具有巨大的表面積(2000~10000m2/m3),且其表面具有多糖類粘液層。氧化分解在吸附階段之后，所需時(shí)間比吸附時(shí)間長(zhǎng)的多，可見(jiàn)暴氣池的大部分容積是在進(jìn)行有機(jī)物的氧化和微生物的合成?？山到庥袡C(jī)物氧化合成1/32/3無(wú)機(jī)物＋能量新細(xì)胞物質(zhì)無(wú)機(jī)物＋能量殘留物質(zhì)80％20％內(nèi)源代謝第17頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月厭氧生物處理的特點(diǎn)

與廢水的好氧生物處理工藝相比，廢水的厭氧生物處理工藝具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：①能耗降低，而且還可以回收生物能(沼氣)；因?yàn)閰捬跎锾幚砉に嚐o(wú)需為微生物提供氧氣，所以不需要鼓風(fēng)曝氣，減少了能耗，而且厭氧生物處理工藝在大量降低廢水中的有機(jī)物的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生大量的沼氣。②污泥產(chǎn)量很低。③厭氧微生物可以使生物不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解；對(duì)于某些含有難降解有機(jī)物的廢水，利用厭氧工藝進(jìn)行處理可以獲得更好的處理效果。第18頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

①厭氧生物處理過(guò)程中所涉及到的生化反應(yīng)過(guò)程較為復(fù)雜。②厭氧微生物特別是其中的產(chǎn)甲烷細(xì)菌對(duì)溫度、pH等環(huán)境因素非常敏感。③厭氧生物處理出水水質(zhì)仍通常較差，一般需要利用好氧工藝進(jìn)行進(jìn)一步的處理；④厭氧生物處理的氣味較大；⑤對(duì)氨氮的去除效果不好，還可能由于原廢水中含有的有機(jī)氮在厭氧條件下的轉(zhuǎn)化導(dǎo)致氨氮濃度的上升。主要缺點(diǎn)：第19頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.生物膜處理法生物膜法與活性污泥法均屬于好氧生物處理技術(shù)。

共同特點(diǎn)：是在有氧的條件下，利用好氧微生物來(lái)氧化分解污水中可生物降解的有機(jī)物。

不同之處：微生物在處理構(gòu)筑物中的生存方式有所不同。第20頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物膜法分為以下三類：

1）潤(rùn)壁型生物膜法

廢水和空氣沿固定的或轉(zhuǎn)動(dòng)的接觸介質(zhì)表面的生物膜流過(guò)，如生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤等；

2）浸沒(méi)型生物膜法

接觸濾料固定在曝氣池內(nèi)，完全浸沒(méi)在水中，采用鼓風(fēng)曝氣，如生物接觸氧化；

3）流動(dòng)床型生物膜法

使附著有生物膜的活性炭、砂等小粒徑接觸介質(zhì)懸浮流動(dòng)于曝氣池中，如生物流化床。第21頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物濾池于1889年在勞倫斯實(shí)驗(yàn)廠首先開(kāi)始研究,1910年后期在美國(guó)開(kāi)始了大規(guī)模的應(yīng)用，20世紀(jì)70年代逐步被好氧法代替，隨著新型濾料的不斷誕生，生物濾池又得到了的改進(jìn)，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。生物濾池第22頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物濾池的構(gòu)造生物濾池由濾床、布水裝置和排水系統(tǒng)三部分組成。第23頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月池壁濾料布水系統(tǒng)排水系統(tǒng)第24頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.大氣凈化什么是大氣污染物的微生物處理？指利用微生物的生物化學(xué)作用，使大氣污染物分解。轉(zhuǎn)化為無(wú)害或少害物質(zhì)。目前主要用來(lái)凈化有機(jī)污染物特別是脫除臭味。廢氣微生物處理的特點(diǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗低、不消耗有用的原料、安全可靠、無(wú)二次污染等。廢氣生物處理的兩個(gè)階段污染物由氣相轉(zhuǎn)入液相或固相表面的液膜中；污染物在液相或固相表面被微生物降解。第25頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月煤炭的微生物脫硫細(xì)菌浸出法利用微生物把煤炭中不同類型的硫分解成可溶性鐵鹽和硫酸后濾出煤粉。表面改性法利用細(xì)菌的氧化作用或附著作用改變黃鐵礦表面性質(zhì)(疏水性)，提高分離能力，從而將黃鐵礦從煤中脫除。第26頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月微生物對(duì)無(wú)機(jī)廢氣的處理微生物對(duì)無(wú)機(jī)廢氣的處理主要利用一些化能自養(yǎng)菌如硝化細(xì)菌、硫化細(xì)菌和氫細(xì)菌等。適合于微生物處理的無(wú)機(jī)廢氣污染組分主要有：氨和硫化氫。例如：硫化氫的生物處理第27頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月微生物對(duì)有機(jī)廢氣的處理微生物吸收法(MicroorganismAbsorption)原理：利用微生物、營(yíng)養(yǎng)物和水組成的吸收液處理廢氣，適合于處理可溶性的氣態(tài)污染物。裝置：由吸收器(物理溶解過(guò)程)和廢水反應(yīng)器(生物處理過(guò)程)兩部分組成。微生物洗滌法(MicroorganismWash)利用污水廠剩余污泥配制混合液作為吸收劑處理廢氣，對(duì)脫除復(fù)合型臭氣效果較好。微生物過(guò)濾法(MicroorganismAdsorption)利用含有微生物的固體顆粒吸收廢氣中的污染物。包括以下類型：堆肥濾池、土壤濾池、微生物過(guò)濾箱第28頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月吸收設(shè)備－填料塔第29頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三.固體廢棄物的生物處理生物處理就是以固體廢物中的可降解有機(jī)物或其它組分為對(duì)象，利用生物對(duì)其作用，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定產(chǎn)物、能源和其他有用物質(zhì)的一種處理技術(shù)。第30頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、生活垃圾中50~60%是有機(jī)物，會(huì)腐爛變質(zhì)，釋放臭氣，污染環(huán)境；會(huì)孳生蚊蠅，危害健康。2、糞便、污水廠污泥大部分是有機(jī)物，堆放過(guò)程中會(huì)釋放污染物，污染環(huán)境。3、農(nóng)業(yè)廢棄物基本上全是有機(jī)物，傾倒水體中會(huì)釋放污染物；焚燒會(huì)污染大氣。有機(jī)物是固體廢物污染的重要來(lái)源有機(jī)污染物有必要進(jìn)行治理有機(jī)污染物通常是可生物降解的生物處理是一種很好的途徑第31頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固體廢棄物的分類固體廢棄物處理的基本原則：無(wú)害化、減量化、資源化固體廢棄物的微生物處理的主要方法：堆肥法衛(wèi)生填埋法厭氧發(fā)酵法(厭氧堆肥化)第32頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月堆肥化是利用自然界廣泛存在的微生物，有控制地促進(jìn)固體廢物中可降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物化學(xué)過(guò)程。根據(jù)微生物生長(zhǎng)的環(huán)境可將堆肥化分為好氧堆肥化和厭氧堆肥化兩種。(一)堆肥法[堆肥化]第33頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.好氧堆肥化好氧堆肥化是以好氧菌為主對(duì)廢物中的有機(jī)物進(jìn)行吸收、氧化、分解及轉(zhuǎn)化，微生物把一部分有機(jī)物氧化成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，并釋放出能量，把另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化合成為新的細(xì)胞物質(zhì)，使微生物生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生更多的生物體。第34頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月好氧堆肥化微生物堆肥中含有的微生物種類主要有細(xì)菌、真菌和放線菌，堆肥過(guò)程中，隨有機(jī)物的降解，堆肥微生物在數(shù)量和種群上會(huì)發(fā)生變化。高溫階段會(huì)出現(xiàn)較多的真菌。第35頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月好氧堆肥化過(guò)程溫度變化規(guī)律(1)中溫階段嗜溫性微生物比較活躍，主要利用堆肥中可溶性有機(jī)物進(jìn)行繁殖，并釋放出能量，溫度不斷上升。這階段的微生物主要是細(xì)菌和真菌。第36頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)堆溫升高到45℃以上即進(jìn)入高溫階段，嗜熱性微生物逐漸代替了嗜溫性微生物，復(fù)雜的有機(jī)物如半纖維素、纖維素和蛋白質(zhì)等也開(kāi)始被強(qiáng)烈分解。在高溫階段，在50℃進(jìn)行活動(dòng)的主要是嗜熱性真菌和放線菌，溫度上升到60℃時(shí)，真菌停止活動(dòng)，僅為嗜熱性放線菌與細(xì)菌活動(dòng)，溫度升至70℃以上時(shí)，微生物大量死亡或進(jìn)入休眠狀態(tài)。在該階段后期，由于可降解有機(jī)物已大部分耗盡，微生物的內(nèi)源呼吸占主導(dǎo)作用。(2)高溫階段第37頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第38頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在此階段嗜溫性微生物又占優(yōu)勢(shì)，對(duì)殘余較難降解的有機(jī)物進(jìn)一步分解，腐殖質(zhì)不斷增多且穩(wěn)定化。在此階段，只剩下部分較難降解的有機(jī)物和新形成的腐殖質(zhì)，此時(shí)微生物活性下降，發(fā)熱量減少，溫度下降至中溫，并最終過(guò)渡到環(huán)境溫度。(3)降溫階段第39頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月好氧靜態(tài)堆肥工藝一般采用露天強(qiáng)制通風(fēng)垛，當(dāng)一批物料堆積成垛后，不再添加新料和翻堆，直至物料腐熟后運(yùn)出。缺點(diǎn)是有機(jī)物和微生物分布不均勻，局部會(huì)發(fā)生厭氧。第40頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月間歇式好氧動(dòng)態(tài)堆肥工藝采用間歇翻堆的強(qiáng)制通風(fēng)垛或間歇進(jìn)出料的發(fā)酵倉(cāng)，將物料批量地進(jìn)行發(fā)酵處理。堆肥裝置有垛體、長(zhǎng)方形池式發(fā)酵倉(cāng)、立筒形發(fā)酵倉(cāng)等。第41頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月連續(xù)式好氧動(dòng)態(tài)堆肥工藝是一種發(fā)酵時(shí)間更短的動(dòng)態(tài)二次發(fā)酵技術(shù)，采取連續(xù)進(jìn)料和連續(xù)出料的方式進(jìn)行，物料在發(fā)酵裝置內(nèi)處于連續(xù)翻動(dòng)狀態(tài)下，組分易于混合均勻，形成空隙利于通風(fēng)、水分蒸發(fā)迅速，使發(fā)酵周期縮短。堆肥裝置有達(dá)諾筒和漿葉式發(fā)酵塔等。第42頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.厭氧堆肥化厭氧消化是指在厭氧狀態(tài)下，利用厭氧微生物，有控制地使廢物中可生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CH4、CO2和穩(wěn)定物質(zhì)的生物化學(xué)過(guò)程。第43頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：厭氧微生物生長(zhǎng)速度慢，處理效率低，設(shè)備體積大會(huì)產(chǎn)生H2S等惡臭氣體可將廢棄物中低品位生物能轉(zhuǎn)化為高品位沼氣適于處理高濃度有機(jī)廢水和廢物厭氧消化后的殘?jiān)鸦痉€(wěn)定，可做農(nóng)肥、飼料或堆肥化原料生產(chǎn)過(guò)程全封閉厭氧消化特點(diǎn)第44頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月厭氧消化過(guò)程——三個(gè)階段1、第一階段(水解階段)：在水解與發(fā)酵細(xì)菌作用下，大分子有機(jī)物如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪，經(jīng)水解與發(fā)酵轉(zhuǎn)化為單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氫等。水解與發(fā)酵細(xì)菌：纖維素分解菌、淀粉分解菌、蛋白質(zhì)分解菌、脂肪分解菌原生動(dòng)物：鞭毛蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)、變形蟲(chóng)參與第一階段代謝的微生物：真菌：毛霉、根霉、曲霉第45頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、第二階段(產(chǎn)酸階段)：在產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸菌和同型乙酸菌作用下，把第一階段產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成氫、二氧化碳和乙酸。CH3CH2CH2CH2COOH+2H2OCH3CH2COOH+CH2COOH+H2CH3CH2COOH+2H2OCH3COOH+3H2+CO2CH3CH2OH+2H2OCH3COOH+2H22CO2+4H2CH3COOH+2H2O產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸菌：將丙酮酸及其它脂肪酸轉(zhuǎn)化為乙酸、二氧化碳、氫氣。同型乙酸菌：將二氧化碳、氫氣轉(zhuǎn)化為乙酸；將甲酸、甲醇轉(zhuǎn)化為乙酸。參與第二階段代謝的微生物：第46頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.第三階段(產(chǎn)甲烷階段)：通過(guò)兩組不同的產(chǎn)甲烷菌作用，將氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷或者乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷。產(chǎn)甲烷菌：甲烷桿菌甲烷球菌參與第三階段代謝的微生物甲烷八疊球菌甲烷螺旋菌4H2+CO2CH4+2H2OCH3COOHCH4+CO2第47頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三階段厭氧消化模式第48頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二)衛(wèi)生填埋法(SanitaryLandfill)什么是衛(wèi)生填埋法？指將垃圾在填埋場(chǎng)里分層填埋的處理方法。由廢物層(一般厚度2.5～3.0m)和覆土層(一般厚度為0.2～0.3m)構(gòu)成一個(gè)填埋單元，由一系列填埋單元構(gòu)成一個(gè)填埋層，當(dāng)填埋至設(shè)計(jì)高度后再蓋上一層0.9～1.2m的土壤，壓實(shí)后就得到了一個(gè)完整的衛(wèi)生填埋場(chǎng)。覆土層廢物層第二層第一層不透水層夯實(shí)粘土衛(wèi)生填埋場(chǎng)示意圖第49頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月好氧分解階段微生物利用垃圾空隙中的空氣進(jìn)行好氧分解。厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段微生物利用硝酸根和硫酸根作為氧源，產(chǎn)生硫化物、氮?dú)夂投趸?，硫酸鹽還原菌和反硝化細(xì)菌的繁殖速度大于產(chǎn)甲烷細(xì)菌。厭氧分解產(chǎn)甲烷階段當(dāng)還原狀態(tài)達(dá)到一定程度時(shí)開(kāi)始產(chǎn)甲烷，坑內(nèi)溫度升至55℃時(shí)，進(jìn)入穩(wěn)定產(chǎn)氣階段。穩(wěn)定產(chǎn)氣階段此階段穩(wěn)定地產(chǎn)生二氧化碳和甲烷。填埋坑內(nèi)微生物活動(dòng)過(guò)程的四個(gè)階段第50頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四.生物技術(shù)與環(huán)境污染監(jiān)測(cè)生物與其生存環(huán)境之間存在著相互影響，相互制約，相互依存的密切關(guān)系，生物需要不斷地直接或間接從環(huán)境中吸取營(yíng)養(yǎng)，進(jìn)行新陳代謝，維持自身生命。當(dāng)環(huán)境受到污染后，生物在吸收營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)，也吸收了污染物質(zhì)，并在體內(nèi)遷移、積累，從而遭受污染，受到污染的生物，在生態(tài)、生理和生化指標(biāo)，污染物在體內(nèi)的行為等方面會(huì)發(fā)生變化，出現(xiàn)不同的癥狀或反應(yīng)，可以利用這些變化來(lái)反映和度量環(huán)境污染的程度。第51頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.指示生物(IndicatorOrganism)被用來(lái)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量及其變化、污染程度的生物稱作指示生物。已用指示生物作為監(jiān)測(cè)氣象、水土、周圍環(huán)境污染程度?，F(xiàn)在所指的指示生物包括自然指示生物、活性污泥指示生物和有毒物質(zhì)指示生物等。第52頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)光細(xì)菌在適當(dāng)條件下能發(fā)射出肉眼可見(jiàn)的藍(lán)綠色光，當(dāng)發(fā)光細(xì)菌與水樣中有毒物質(zhì)接觸時(shí)，可影響或干擾細(xì)菌的新陳代謝，使細(xì)菌的發(fā)光強(qiáng)度下降或熄滅，在一定毒物濃度范圍內(nèi)，有毒物質(zhì)濃度與發(fā)光強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)線性關(guān)系，因?yàn)榭墒褂蒙锇l(fā)光光度計(jì)測(cè)定水樣的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度來(lái)監(jiān)測(cè)有毒物質(zhì)的濃度。發(fā)光細(xì)菌作為毒性檢測(cè)的生物學(xué)方法，因其簡(jiǎn)便、快速、靈敏且成本較低而受到重視。市場(chǎng)上已有專門利用發(fā)光細(xì)菌法原理的生物毒性(污染)測(cè)定儀。應(yīng)用舉例：發(fā)光細(xì)菌第53頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)簡(jiǎn)稱細(xì)菌回變?cè)囼?yàn)，使用鼠沙門氏傷寒桿菌稱為Ames試驗(yàn)，這種細(xì)菌的野生型即原養(yǎng)型能自行合成組氨酸或色氨酸和乳糖，其突變體則缺乏這些能力，在相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)缺乏培養(yǎng)基中不能生長(zhǎng)，若在受試物的作用下，能生長(zhǎng)成菌株，則說(shuō)明受試物使之發(fā)生了回變。應(yīng)用舉例：Ames試驗(yàn)第54頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第55頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月S.t.his回變S.t.his

吸入濾紙片保溫可疑“三致”試樣

鼠肝勻漿（含羥化酶）陽(yáng)性陰性利用回變檢測(cè)致癌劑

——艾姆斯試驗(yàn)法鼠傷寒沙門氏菌的組氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型第56頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.核酸探針和PCR技術(shù)全世界每年有2億5千萬(wàn)人感染水源性疾病，而不同的的微生物病原體具有不同的致病劑量，因此確定水樣中病原體的數(shù)量，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度顯得十分重要。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PCR對(duì)星狀病毒的檢測(cè)靈敏度比電鏡更高，并可鑒定這一病毒的不同血清型。利用多鏈PCR技術(shù)可檢測(cè)非人源性E.coli的甘氨酸羧酶基因，從而可快速鑒定河流是否受到人糞便的污染。英國(guó)人開(kāi)發(fā)了一種基于PCR的E.coli檢測(cè)方法可以在24小時(shí)完成對(duì)99種不同的環(huán)境水樣的檢測(cè)，與標(biāo)準(zhǔn)方法100%相吻合，現(xiàn)已列為泰晤士河的例行項(xiàng)目?；赑CR技術(shù)的生物監(jiān)測(cè)第57頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.生物芯片生物芯片主要指通過(guò)平面微細(xì)加工技術(shù)在固體芯片表面構(gòu)建的微流體分析單元和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞蛋白質(zhì)、核酸以及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測(cè)。他是繼大規(guī)模集成電路之后的又一次具有深遠(yuǎn)意義的科學(xué)技術(shù)革命。第58頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月生物芯片的種類第59頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ComparisonofDNAChipTechnologies

Oligo-Chip cDNA-Chip GenomicChip8nor20n<2,000n>50,000n sequencingexpressionexpressiongenomicanalysis

SensitivityofDNAchipbasedassaysisafunctionof:ProbeandtargetDNA/RNA(Complexity)Chipsurface(autofluorescence&non-spec.bkg)Attachmentchemistry/methodology(hyb.efficiency&crosshyb.)Hybridizationefficiency(lotsoffactors)Detectiontechnology(signaltype,efficiency,noise)第60頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.生物傳感器轉(zhuǎn)換器敏感元件待測(cè)物是一門由生物、化學(xué)、物理、醫(yī)學(xué)、電子技術(shù)等多種學(xué)科互相滲透成長(zhǎng)起來(lái)的高新技術(shù)。

應(yīng)用領(lǐng)域：環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品分析、生物醫(yī)學(xué)。生物傳感器的模型第61頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月敏感材料由生物體成分(或本身)組成的傳感器。利用生物活性物質(zhì)具有的分子識(shí)別功能，專一、靈敏。第62頁(yè)，課件共73頁(yè)