‘壹’ 环境生物技术的技术体系是环境生物技术主要应用在哪些领域
第一个问题:
根据1919 年生物技术欧洲协会(European Federation of Biotechnology)之定义,“环境生物技渗圆术”是指生物化学,微生物学及工程技术相结合之整合性科学.主要目的是利用微生物,动物或植物应用于农业,环境,工业及健康照顾上,以发展永续事业. 环境生物技术是一门由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科。是直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能,建立降低或消除污染物产生的生产工艺,或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统。
第二个问题:
现代生物技术在环境保护中的应用
(一)污水的生物净化。污水中的有毒物质包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一,固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,即可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多。近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚的废水也已实际应用于废水处理。 (二)污染土壤的生物修复。重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失。 (三)白色污染的消除。废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌,另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。 (四)化学农药污染的消除。利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物,有段胡的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO 和H O,这种降解途径彻底,一般不会带来副作用;有的是通过丛燃塌共代谢作用,将农药转化为可代谢的中间产物,从而从环境中消除残留农药,这种途径的降解结果比较复杂,有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应,就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造,改变其生化反应途径,以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染,最好全面推广生物农药。 所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。微生物杀虫剂,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果,例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。
‘贰’ 环境生物技术的环境保护
生物监测技术在环保领域中的应用1、 应用酶联免疫技术、PCR技术、电子显微技术、基因差异显示技术、生物传感器、基因探针、生物芯片等现代生物技术对环境进行监测与评价,是近年来国内外科学工作者研究的热点,研究报道也日益增多。应用酶联免疫技术检测分析环境中的农药及其代谢物是90年代的一项新技术。目前,国内外已经开发出杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农药以及多袜拆氯联苯、二恶英、抗菌素等污染物的酶联免疫分析方法,其中用于现场快速分析的酶免疫试剂盒已商品化。此技术具有快速灵敏,费用低,特异性强和适于现场大量样品分析等优点。
我国在环境污染的生物监测方面也取得了一些新进展。一是广泛开展了生物监测方法的研究;二是各种生物综合监测指标的研究;三是利用生物监测手段和评价环境质量。我国华东师大吴自荣等同志利用冷冻干燥的发光细菌的发光强度随水质污染程告旅枣度而变化的特点,研究提出了上海苏州河水质发光细菌测试和评价方法。
2、废水生物处理技术我国的水污染十分严重,高浓度有机物废水的处理是我国水污染治理的重点难题。污水中有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。应用遗传工程技术构建符合人们需要的微生物高效菌以及具有降解多种污染物功能的超级菌,可以提高对污染物的降解能力、加快降解速度,以增强净化污水的效力。如微生物高效菌能够将氰化物(氰化钾、氰氢酸、氰化亚铜等)分解成二氧化碳和氨;利用专门分解硫化物的微生物可以从废水中回收硫磺;利用能够降解石油烃的超级菌以清除油对水质的污染等。还可镇毕以将大量的微生物高效菌凝聚在泥粒上形成活性污泥,用来分解和吸附废水中的有毒物质,污水净化后沉积的污泥中存在丰富的氮、磷、钾等元素,是很好的有机肥料。
3、大气污染的生物处理随着现代工、农业的发展,大量有毒、有害气体被排出,严重污染环境。微生物对污染物能较快地适应,并可使废物、废气得到降解和转化。同传统空气污染控制技术如活性炭吸附、湿法洗涤和燃烧等相比,微生物法以其处理效果好、投资及运行费用低、易于管理等优点,逐渐应用于空气污染控制中。
近年来,采用把煤的物理选煤技术之一的浮选法和微生物处理相结合的方法而把煤和黄铁矿分开,进而达到脱硫。美国利用CBl菌株可脱去18%一47%的有机硫。捷克斯洛伐克1991年在其北部三个露天煤矿用氧化亚铁硫杆菌脱褐煤中硫,平均能脱去无机硫78.5%0有机硫23.4%。德国和荷兰用生物膜过滤器处理含硫化氢废气,其控制效率达90%以上。新西兰、英国、日本和美国也有在工业上规模应用的报导。
4、 固体废物的生物降解在众多的处理方法中(如堆肥、焚烧、热处理等),生物处理具有成本低、运行费用低、操作简单、易管理等优点。城市垃圾的“生物反应堆”理论就是其中的一种,它与传统的卫生填埋相反,允许适量的水分进入填埋场,增加湿度,为微生物的生长和繁殖提供有利的条件,从而加速固体废物的降解和稳定。
(1)好氧生物处理好氧生物处理是利用好氧微生物在有氧条件下的代谢作用,将废物中复杂的有机物分解成二氧化碳和水,其重要条件是保证充足的氧气供应、稳定的温度和水。实际工程中就是在填埋场中注人空气或氧气,使微生物处于好氧代谢状态。
(2)厌氧生物处理厌氧生物处理是利用在无氧条件下生长的厌氧或兼性微生物的代谢作用处理废物,其主要降解产物是甲烷和二氧化碳等,一般需要保证温度、无氧或低溶解氧浓度。
(3)准好氧处理准好氧填埋场的主要设计与运行思想是使渗滤液集水沟水位低于渗滤液集水干管管底高程,使大气可以通过集水干管上部空间和排气通道,使填埋场具有某种好氧条件。准好氧处理靠垃圾分解产生的发酵热造成内外温差,使空气流自然通过填埋体,促进垃圾的分解和稳定。准好氧填埋有如下优点:第一,它不需要强制通风,节省能量;第二,渗滤液产生后被迅速收集,减少了对地下水的污染;第三,相对于厌氧处理,垃圾稳定得更快,危险气体,如CH4,H2S等的产量降低。
(4)混合生物处理 混合生物处理是既有好氧又有厌氧的生物处理方法,是在填埋下一层垃圾之前好氧处理30一60d,其目的是让垃圾尽快经过产酸阶段为进入厌氧产甲烷阶段做准备。这种方法主要的优点在于把厌氧的操作简单和好氧的高效率有机地结合起来了,增加了对挥发性有机酸、对空气具危害性的污染物的降解,其主要特点是降解速度快。
5、 生物修复技术是80年代以来出现和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术,主要是利用生物独特的分解有机物质的能力,去除污染环境如土壤中的污染物,达到清除污染的目的。生物修复主要包括植物修复和微生物修复。近20年来,人们认识到植物吸收可以作为各种污染物的生存介质包括土壤等的净化技术开发。目前已经有利用沙漠植物修复科威特石油污染的土壤的研究工作。而微生物的修复工作更是显得多种多样,可以被广泛的用来去除土壤等介质中的石油污染、有机氯化物污染、聚合物污染和重金属污染等多种污染物,并且具有典型的处理速度快、经济、无二级污染的特点。
6、环境生物技术在预防污染上的应用(1)利用分子遗传技术筛选特定菌种将产品生产过程的废弃物直接转化为能源或副产品,如微生物化肥;利用DNA重组及蛋白质工程技术快速生成特定的酶,应用于生产环节,减少化学无机品用量,从而达到清洁生产的目的。
(2)利用分子微生物族群、基因技术、DNA修复改变某些物质的分子结构使其具有可降解性或加速自然降解的速度。例如生物农药、生物肥料、生物可降解塑料薄膜等生物产品将会大量应用到生产实际当中,逐步取代对环境存在污染或者污染威胁的环境物质的使用(如化学制成品的农药、化肥等)。
随着科技的进步,生物科学和生物工程、以及生物技术将被越来越广泛地应用于生物多样性保护、人类健康、环境污染防治和环境、经济、社会的可持续发展,同时在攻克环境保护的科技难关中有广阔的发展前景。2l世纪,实现生物多样性保护,合理开发生物资源,有效利用生物技术,必将是本世纪的重要课题。我国是污染严重的国家,我们要构建一个有利于现代生物技术在环保中应用的良好环境,同时最大限度地减少和预防与这些技术伴生的对人类和环境的危害。
‘叁’ 环境学导论的重点内容是什么
《环境学导论》课程教学大纲
授课专业:环境工程
学时数:36 学分数:2
一、课程的性质和目的
本课程是环境类专业本科生的专业基础课程。本课程的教学目的在于通过教与学,使学生正确理解和掌握与环境问题有关的基本概念、基本知识以及基本原理,以便为学习后续课程奠定必要的基础。
二、课程教学内容
第一章 绪论(2学时)
要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1、环境、环境科学的概念,环境科学的研究对象、研究目的和研究任务2、环境科学的内容和分科以及各分支学科之间的相互关系3、环境的组成和结构
要求一般了解与掌握的内容有:4、人类—环境系磨简统的发展及历史上出现的环境问题5、环境科学的发生及其发展过程
第二章 大气环境(7学时)
要求熟练掌握的重点内容有:1、大气污染、一次污染物、二次污染物的概念2、大气污染物的来源、主要的大气污染物以及大气污染的类型3、大气污染的化学转化的概念
要求橡盯深刻理解的内容有:4、生成硫酸盐、硝酸盐和光化学烟雾的大气污染的化学转化过程5、主要气象要素对大气污染的影响及主要污染源扩散的模式
要求一般了解与掌握的内容有:6、大气的结构和组成7、影响大气污染的地理因素及其他因素8、主要大气污染物控制技术、大气污染综合防治及大气环境标准
第三章 水体环境(6学时)
要求熟练掌握的重点内容有:1、水体、水体污染的概念2、水体污染物质的来源和水体污染的主要污染物3、生化需氧量、化学需氧量、总有机碳量、总需氧量的概念
要求深刻理解的内容有:4、污染物在水体中的运动特征、河流水体中污染物扩散的稳态一、二维模型及其解;河流水质模型及其解5、水体中耗氧有机物进行降解时的基本概况;水体富营养化过程;水体富营养化营养物质负荷的沃伦威德尔模型、吉柯奈尔—迪龙模型及其解;重金属在水体中的迁移转化
要求一般了解与掌握的内容有:6、天然水在环境中的循环、天然水的水质7、水环境质量标准、水环境污染防治对策、废水处理方法
第四章 土壤环境(6学时)
要求熟练掌握的重点内容有:1、土壤污染和土壤净化的概念2、土壤中重金属元素背景值的概念及其主要的检验方法3、重金属元素在土壤中污染梁游和的特征4、化学农药对环境污染的特征
要求深刻理解的内容有:5、土壤条件对重金属迁移转化的影响、主要重金属在土壤中的迁移转化6、农药在土壤中的迁移、降解及残留
要求一般了解与掌握的内容有:7、土壤的组成和性质8、土壤污染源、土壤污染物质、土壤污染的类型9、主要的农药类型10、土壤污染的防治
第五章 固体废物与环境(2学时)
要求熟练掌握的重点内容有:1、固体废物、资源化的概念2、固体废物的综合利用及其资源化系统
要求一般了解与掌握的内容有:3、固体废物的来源、分类、污染途径及其危害
第六章 环境质量评价(4学时)
要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:1、环境质量评价的概念、环境质量评价的类型及基本内容、环境质量评价的方法2、环境质量现状评价的程序、内容及方法3、环境影响评价的概念、环境影响评价程序、不确定性环境影响的评价方法4、环境影响报告书的编写
要求一般了解与掌握的内容有:5、环境质量的概念6、环境影响评价制度、环境影响评价意义和作用、环境影响评价类型
第七章 环境规划(3学时)
要求熟练掌握的重点内容有:1、环境规划的概念2、环境规划的编制程序及内容3、区域环境污染综合防治的基本概念和基本方法
要求深刻理解的内容有:4、区域环境规划决策方法、区域环境规划优化方法、环境承载力、污染物的环境容量
要求一般了解与掌握的内容有:5、环境规划的意义和作用、环境规划制定的原则、环境规划的类型6、区域清洁生产
第八章 全球环境问题(1学时)
要求熟练掌握的重点内容有:1、温室效应、生物多样性、危险废物的概念
要求一般了解与掌握的内容有:2、全球气候变化概况3、臭氧层破坏概况4、生物多样性被损害的概况及生物多样性的保护途径5、危险性废物越境转移概况
第九章 人口与环境(1学时)
要求熟练掌握的重点内容有:1、人口增长对环境的影响
要求一般了解与掌握的内容有:2、世界及中国人口现状3、人口预测的必要性和可能性、人口预测模型
第十章 能源与环境(2学时)
要求熟练掌握的重点内容有:1、电能生产对环境的影响
要求一般了解与掌握的内容有:2、世界能源消费情况3、各种能源的利用4、探索和开发新能源5、我国能源的现状和前景
第十一章 资源与环境(1学时)
要求一般了解与掌握的内容有:1、人口增长对土地资源的压力、土地资源的严重破坏、合理利用土地资源2、矿产资源的总态势、矿山开发造成的环境污染、矿产资源的发展战略
第十二章 持续发展与环境(1学时)
要求熟练掌握的重点内容有:1、协调发展的概念2、可持续发展的涵义
要求一般了解与掌握的内容有:3、环境与发展前景展望4、可持续发展战略、开阔持续发展道路应做好的几方面工作
三、课程教学的基本要求
本课程的教学环节包括课堂讲授,学生自学,习题,答疑,质疑,期中测验和期末考试。通过上述基本教学步骤,要求学生掌握和了解与环境问题有关的基本概念、基本知识以及基本原理,为学习后续课程奠定良好的基础。本课程课堂讲授36学时,考核方式为闭卷考试。成绩评定方式:平时成绩占20%,考试成绩占80%。
四、建议教材与教学参考书
[1] 唐永銮等.环境学导论.高等教育出版社,1987年
[2] 刘培桐.环境科学基础.化学工业出版社,1987年
[3] 唐孝炎.大气环境化学.高等教育出版社,1990年
[4] 陈静生.水环境化学.高等教育出版社,1987年
‘肆’ 什么是生物环境工程,他的主要研究内容有哪些麻烦全面点!
属于新型交差学科,研究生物、环境、微生物、生态则绝等因素对环境的影响,并利用生物技术改善和治盯盯橡理环境,优化人类活动和生产对环境的影响,每所学校根据自身特点开设的该方向在培养方向上有一定差异;一般而言,生物和环境工程都很强的学校该学科实力就更强凯旁些~
‘伍’ 生物环境包括什么
生物环境:影响生物生长、形态、发育和分布的任何其它动物、植物或微生物的活动属生态因素中的一类因素,可分为种内关系和种间关系。
人类生存的物理和生物环境是属于(生物的生存)环境。
生物的生存环境包括物理环境(非生物因素)、生物环境。
物理环境(非生物因素)包括:阳光、空气、水分、上壤、温度、湿度等多种因素,它们对生物的形态、生理和分布产生着影响。
‘陆’ 谈谈环境生物技术的内容,并比较与其他环境技术的优缺点
环境生物技术是一门由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科。是直烂伏接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能,建立降低或消除污染物产生的生产工艺,或者能够高效净化环境污染以及森桐同时生产有用物质的人工技术系统。
环境生物技术通常具有高效、低成此历坦本、无污染或少污染等优势,物种的选择与培育是技术的关键与难点
‘柒’ 环境科学都包含哪些内容
环境科学主要是运用自然科学和社会科学的有关学科的理论、技术和方法来研究环境问题。在与有关学科相互渗透、交叉的中形成了许多分支学科。属于自然科学方面的有环境地学、环境生物学、环境化学、环境物理学、环境医学、环境工程学;属于社会科学方面的有环境管理学、环境经济学、环境法学等。环境地学以人-地系统为对象,研究它的发生和发展,组成和结构,调节和控制,改造和利用。主要研究内容有:地理环境和地质环境等的组成、结构、性质和演化,环境质量调查、评价和预测,以及环境质量变化对人类的影响等。环境地学的学科体系尚未完全定型,目前较成熟的分支学科有环境地质学、环境地球化学、环境海洋学、环境土壤学、污染气象学等。环境生物学研究生物与受人乱配类干预的环境之间的相互作用的机理和规律。它有两个研究领域:一个是针对环境污染问题的污染生态学;一个是针对环境破坏问题的自然保护。环境生物学以研究生态系统为核心,向两个方向发展:从宏观上研究环境中污染物在生态系统中的迁移、转化、富集和归宿,以及对生态系统结构和功能的影响;从微观上研究污染物对生物的毒理作用和遗传变异影响的机理和规律。环境化学主要是鉴定和测量化学污染物在环境中的含量,研究它们的存在形态和迁移、转化规律,探讨污染物的回收利用和分解成为无害的简单化合物的机理。它有两个分支:环境污染化学和环境分析化学。环境物理学研究物理环境和宽陪扒人类之间的相互作用。主要研究声、光、热、电磁场和射线对人类的影响,以及消除其不良影响的技术途径和措施。声、光、热、电、射线,为人类生存和发展所必需。但是,它们在环境中的量过高或过低,就会造成污染和危害。环境医学研究环境与人群健康的关系,特别是研究环境污染对人群健康的有害影响及其预防措施,包括探索污染物在人体内的动态和作用机理,查明环境致病因素和致病条件,阐明污染物对健康损害的早期反应和潜在的远期效应,以便为制定环境卫生标准和预防措施提供科学依据。环境医学的研究领域有环境流行病学、环境毒理学、环境医学监测等。环境工程学是运用工程技术的原理和方法,防治环境污染,合理利用自然资源,保护和改善环境质量。主要研究内容有大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物的处理和利用、噪声控制等,并研究环境污染综合防治,以及运用系统分析和系统工程的方法,从区域环境的整体上寻求解决环境问题的最佳方案。此外,环境工程学还研究控制污染的慎昌技术经济问题,开展技术发展的环境影响评价工作。环境管理学研究采用行政的、法律的、经济的、教育的和科学技术的各种手段调整社会经济发展同环境保护之间的关系,处理国民经济各部门、各社会集团和个人有关环境问题的相互关系,通过全面规划和合理利用自然资源,达到保护环境和促进经济发展的目的。环境经济学研究经济发展和环境保护之间的相互关系,探索合理调节人类经济活动和环境之间的物质交换的基本规律,其目的是使经济活动能取得最佳的经济效益和环境效益。环境是一个有机的整体,环境污染又是极其复杂的、涉及面相当广泛的问题。因此,在环境科学发展过程中,环境科学的各个分支学科虽然各有特点,但又互相渗透,互相依存,它们是环境科学这个整体的不可分割的组成互相依存,它们是环境科学这个整体的不可分割的组成部分
‘捌’ 环境微生物学的研究内容
1.环境污染物对微生物的毒性
2.微生物对污染物的抗性
3.微生物抗污染物的分子机理
4.微生物对污染物的降解和降解机理
5.微生物降解污染物的分子遗传学
6.废气微生物处理方法
7.污水的微生物处理方法
8.固体废物的微生物处理方法
9.煤和石油的微生物脱硫方法
10.微生物和它们的代谢产物对环境的污染
‘玖’ 环境生物学在环境学研究中有哪些作用
环境生物学是环境科学的一个分支,研究的对象是受人类干预的生态系统。这里所说的人类干预包括两个方面:一是指人类活动对生态系统造成的污染;二是指人类活动对生态系统的影响和破坏,主要是人类对自然资源的不合理利用。研究内容主要是生物与受人类干预的环境之间相互作用的规律、及其机理,环境污染引起的生态效应,生物或生态系统对污染的净化功能,利用生物对环境进行监测、评价的原理和方法以及自然保护等。
环境生物学在环境学研究中有着非常重要的作用:通过环境生物学的学习研究,一是可以了解掌握环境污染物在生物体内从吸收到排泄的整个行为过程,和环境污染对生物在各级水平上的影响,了解污染物的生物效应的检测方法。二是进一步掌握生物净化污染物的基本原理,了解生物净化的基本方法和常用的工艺。环境污染物在生态系统中的行为和对生物体的危害,以及生物体在净化环境污染中的作用,使我们充分理解环境污染和生物之间的相互作用,更深层次地认识到环境保护的重要性。
‘拾’ 什么是生物环境工程研究的主要内容有哪些
新型交差学科,研究生物、环境、微生物、生态等因素对环返羡境的影响,并利用生物技术改善和治理环境,优化人类活动和生产对环境的影响.
主要以培育毕业生成为兼具环境、能源以及生物工程背景之跨领域人才,未来可继续进修包括理、工及生命科学院等相关领域之研究所,亦可参加高普考、技师掘败等专业证照考试,未来出路比单纯工程科系或生命科系的毕业生来的广泛,更受公民营机关、企业、工程顾问公司、生技产业及教育研究机构青睐.跨领域合作是未来工业技术与学术研究之必然发展趋势,而跨领域人才必然为产业与学术界积极招募的对象.
研究领域含包括生物安全、生态变迁、生物能源、污水处理、空气污染控制、土壤污染复育、分子生物技术、环境流体计算以及环境风险评估等相关领漏散拍域.