文档介绍：2004年深圳研究生院《环境工程概论》
——籍国东
北京大学环境工程系
2004年03月24日
环境工程微生物学基础
内容
1 概述
2 微生物类群与形态结构
3 微生物的生理生化
4 微生物生态
5 环境微生物检测
6 微生物对污染物的降解与转化(生物修复)
7 环境污染生物处理的一般技术原理
1 概述
环境微生物工程的由来
环境微生物工程涉及的学科体系
环境微生物工程的进展
自然界有丰富的生物资源,微生物是其中重要的一种,微生物在自然界物质循环和能量转化过程中具有巨大的作用,是整个生物圈维持生态平衡不可缺少重要组成部分;
环境微生物学:环境微生物学是研究人类生存环境与微生物之间的相互关系与作用规律的科学,它着重研究微生物对人类环境所产生的有益与有害的影响,阐明微生物、污染物与环境三者之间相互关系及作用规律。
环境微生物工程的由来
环境微生物工程:在研究环境微生物特性的基础上,将发现的规律进行归纳分析,对其中应用的部分助以技术系统,加以工程化,即形成了环境微生物工程。环境微生物工程中起主体作用的是微生物或其生物制品,应用的范围是目标环境,贯穿其间的是相关技术系统,通过工程技术的实施达到消除污染造福人类的根本目的。
环境微生物工程的起源:环境微生物学起源于20世纪60年代,环境微生物工程几乎与其同期诞生。60年代前虽然已有利用微生物净化污染的工程实例,但是相关机理和技术系统的研究还很少受到关注。
环境微生物工程的目标: 环境微生物工程利用微生物工程(发酵工程)的原理、技术和设备,面对整个生态系统,以生产有用物质和净化环境为目标,包括对污染物的资源化和建立清洁生产工艺。
环境微生物工程由基础研究和工程实施两部分组成,其学科体系涉及技术体系和学科体系两部分。其中的技术系统必须与微生物的研究、开发和利用相结合,还必然具有环境工程的特征,归纳如下:
(1)微生物茵株筛选、驯化、鉴定、结构、功能、生理生化、遗传变异,以及污染物降解转化途径的检测和实验技术;
(2)基因工程、酶工程、发酵工程和细胞工程等高新生物技术;
(3)环境污染的检测分析技术;
环境微生物工程的学科体系
(4) 污染物净化过程的测量、自控与信息传递技术;
(5) 工业化处理工程中水力系统、机械系统、电力
系统、构筑系统、供气系统和监测控制系统的
设计与制图技术;
(6) 生态处理中的生态技术及其他技术;
(7) 应用微生物菌体及其生物制品转化污染物为有
用物质或建立清洁生产工艺的有关技术;
(8) 用于环境微生物工程的经济效益分析、环境效
益分析和社会效益分析的现代信息处理技术。
根据环境微生物的基础研究和应用层次分析,相关工程所涉及的学科范围可概述如下:
(1)环境微生物工程的建立和运行均需对有关微生物进行基础研究,涉及到微生物学、细胞学、生理学、生物化学、分子生物学和遗传学等;
(2)环境微生物工程中构建新菌株要涉及到基因工程、细胞工程、酶工程和分子遗传学等学科;
(3)环境微生物工程中污染物的降解转化及监测评价涉及环境化学、环境生物学、环境地学、环境卫生学、环境毒理学和环境监测与评价等;
(4)环境微生物工程中对污染物测量和自动化控制涉及信息科学、电子工程技术、仪器分析和计算机科学等;
(5)应用发酵工程技术使污染物净化和资源化或建立清洁生产工艺的环境微生物工程要涉及工业微生物学和化工机械学等;
(6)在自然环境中建立环境微生物修复工程要涉及土壤学、水力学、气象学和生态学等;
(7)对环境微生物工程进行预算和评价要涉及经济学、法律学、环境规划管理和系统工程等。