現(xiàn)代環(huán)境生物工程(王家德)
現(xiàn)代環(huán)境生物工程基于自然界物質(zhì)循環(huán)規(guī)律，利用微生物、植物、動物的生命代謝活動，將廢棄物和危害物轉(zhuǎn)化為資源利用或礦化為自然界的組成成分，是現(xiàn)代生物技術與環(huán)境工程的緊密交叉。因此，本書從系統(tǒng)介紹生物代謝、基因工程、酶（蛋白質(zhì)）工程、細胞工程、發(fā)酵工程等基礎理論和技術入手，講述現(xiàn)代生物技術在污染治理、環(huán)境修復、生物質(zhì)能源、環(huán)境友好材料、環(huán)境生物監(jiān)測等領域的應用實踐。本書注重結(jié)構(gòu)的合理性和知識的完整性，并反映學科發(fā)展的前瞻性，可作為高等學校環(huán)境工程、環(huán)境科學等相關專業(yè)的本科生和研究生教材或教學參考書，也可供相關專業(yè)的教師和科技人員使用。
第1章概述
1?1生物技術1
1?1?1生物技術的定義1
1?1?2生物技術的發(fā)展1
1?1?3現(xiàn)代生物技術的應用3
1?2環(huán)境生物技術5
1?2?1環(huán)境生物技術的定義6
1?2?2污染控制技術6
1?2?3環(huán)境生物技術的發(fā)展7
第2章生物及其代謝
2?1生物9
2?1?1微生物9
2?1?2植物9
2?1?3動物10
2?2新陳代謝11 第1章概述
1?1生物技術1
1?1?1生物技術的定義1
1?1?2生物技術的發(fā)展1
1?1?3現(xiàn)代生物技術的應用3
1?2環(huán)境生物技術5
1?2?1環(huán)境生物技術的定義6
1?2?2污染控制技術6
1?2?3環(huán)境生物技術的發(fā)展7
第2章生物及其代謝
2?1生物9
2?1?1微生物9
2?1?2植物9
2?1?3動物10
2?2新陳代謝11
2?3與環(huán)境生物技術密切相關的代謝途徑12
2?3?1糖酵解12
2?3?2TCA循環(huán)13
2?3?3乙醛酸循環(huán)14
2?3?4脂類代謝15
2?3?5蛋白質(zhì)代謝15
2?3?6能量代謝16
2?4主要元素循環(huán)17
2?4?1氧循環(huán)17
2?4?2碳循環(huán)18
2?4?3氮循環(huán)19
2?4?4硫循環(huán)20
2?4?5磷循環(huán)20
2?4?6鐵循環(huán)和錳循環(huán)21
第3章基因工程
3?1概述23
3?2基因工程技術23
3?2?1工具酶23
3?2?2目的基因26
3?2?3載體技術29
3?2?4目的基因?qū)爰夹g32
3?2?5重組體的篩選技術34
3?3基因工程技術在環(huán)境污染治理中的應用37
3?3?1微生物基因改造38
3?3?2基因工程技術與污染治理40
3?3?3基因工程安全性問題41
第4章酶工程
4?1酶及酶工程42
4?2酶的催化特性及作用原理42
4?2?1酶的催化特性42
4?2?2酶催化反應原理44
4?3酶催化反應動力學45
4?3?1濃度46
4?3?2溫度47
4?3?3pH47
4?3?4激活劑48
4?4酶的抑制作用48
4?4?1可逆性抑制作用48
4?4?2不可逆性抑制作用50
4?5酶的生產(chǎn)51
4?5?1微生物發(fā)酵產(chǎn)酶51
4?5?2動植物細胞產(chǎn)酶52
4?6酶的分離純化52
4?6?1沉淀技術53
4?6?2離心技術55
4?6?3色譜分離技術55
4?6?4電泳技術58
4?7酶分子修飾59
4?7?1化學修飾59
4?7?2生物修飾61
4?8酶的固定化技術61
4?8?1酶的固定化方法62
4?8?2固定化酶的性質(zhì)64
4?9酶在環(huán)境污染治理中的應用65
4?9?1幾種重要的降解酶65
4?9?2酶在廢水處理中的應用68
4?9?3酶在土壤修復中的應用69
4?9?4酶在環(huán)境監(jiān)測中的應用70
第5章細胞工程
5?1細胞及細胞工程72
5?1?1細胞72
5?1?2細胞工程74
5?2細胞工程技術74
5?2?1微生物細胞工程75
5?2?2植物細胞工程76
5?2?3動物細胞工程77
5?3細胞工程在環(huán)境污染治理中的應用79
5?3?1細胞融合技術的應用79
5?3?2抗性植物的應用80
5?3?3微生物表面展示技術的應用81
第6章發(fā)酵工程
6?1概述84
6?2工業(yè)發(fā)酵菌種84
6?2?1微生物代謝產(chǎn)物類型85
6?2?2常見微生物及其代謝產(chǎn)物85
6?2?3工業(yè)發(fā)酵菌種的選育87
6?3發(fā)酵工藝及其控制91
6?3?1發(fā)酵類型91
6?3?2發(fā)酵工藝92
6?3?3發(fā)酵方式92
6?3?4發(fā)酵過程控制93
6?4發(fā)酵設備98
6?4?1機械攪拌式發(fā)酵罐98
6?4?2通風攪拌式發(fā)酵罐99
6?4?3厭氧發(fā)酵設備100
6?5發(fā)酵工程在環(huán)境保護中的應用100
6?5?1利用廢渣液生產(chǎn)單細胞蛋白101
6?5?2利用廢渣液生產(chǎn)顆粒復混肥料102
6?5?3亞硫酸鹽紙漿廢液乙醇發(fā)酵102
6?5?4酵母循環(huán)系統(tǒng)102
第7章廢水生物處理
7?1廢水生物處理特性103
7?1?1概述103
7?1?2廢水生物處理原理103
7?1?3廢水生物處理中的微生物生長特性104
7?1?4廢水生物處理中的動力學105
7?1?5影響廢水生物處理的因素106
7?2廢水生物處理工藝108
7?2?1活性污泥法108
7?2?2生物膜法111
7?2?3厭氧生物處理工藝115
7?2?4其他廢水生物處理工藝120
7?3現(xiàn)代生物處理技術在廢水處理工程的應用122
7?3?1生物強化技術123
7?3?2廢水生物脫氮除磷新技術124
7?3?3生物絮凝劑129第8章廢氣生物處理
8?1廢氣生物處理原理137
8?1?1概述137
8?1?2廢氣生物凈化原理137
8?1?3廢氣生物處理的微生物138
8?1?4廢氣生物處理的填料139
8?2廢氣生物處理工藝139
8?2?1生物吸收法140
8?2?2生物洗滌法140
8?2?3生物過濾法141
8?2?4生物滴濾法142
8?2?5新型廢氣生物處理法142
8?3廢氣生物處理的影響因素144
8?3?1溫度144
8?3?2pH145
8?3?3濕度145
8?4有機廢氣生物處理發(fā)展145
8?4?1微生物凈化有機廢氣145
8?4?2植物凈化有機廢氣147
8?4?3有機廢氣生物凈化的研究熱點147
8?5含硫廢氣的生物處理149
8?5?1脫硫微生物149
8?5?2含硫污染物的脫硫機制150
8?5?3生物脫硫技術150
8?6CO2的生物處理151
8?6?1植物固定CO2151
8?6?2微生物固定CO2152
8?6?3生物固定CO2的發(fā)展趨勢152
8?7NOx的生物處理154
8?7?1生物法處理NOx的原理154
8?7?2降解NOx的主要微生物154
8?7?3生物法處理NOx的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢155
第9章固體廢物的生物處理
9?1固體廢物157
9?2固體廢物堆肥化處理157
9?2?1堆肥的基本原理158
9?2?2好氧堆肥技術160
9?2?3厭氧堆肥技術163
9?3固體廢物填埋166
9?3?1填埋的基本原理166
9?3?2填埋滲濾液處理168
9?3?3填埋氣體產(chǎn)生、收集與利用169
9?4固體廢物的其他生物處理技術171
9?4?1有機固體廢物的蚯蚓處理技術171
9?4?2蚯蚓處理的主要影響因素172
9?4?3利用蚯蚓處理固體廢物的優(yōu)勢及局限性172
第10章生物修復基礎
10?1生物修復的概念174
10?2生物修復特點及原則175
10?2?1生物修復特點175
10?2?2生物修復原則176
10?3生物修復原理176
10?3?1微生物修復176
10?3?2植物修復178
10?3?3動物修復179
10?4生物修復的主要方法179
10?4?1原位生物修復179
10?4?2異位生物修復180
10?5生物修復的影響因素182
10?5?1受體特性182
10?5?2污染物特性187
10?5?3環(huán)境條件188
第11章生物修復技術的應用
11?1污染土壤的生物修復189
11?1?1微生物修復技術189
11?1?2植物修復技術190
11?2污染水體的生物修復191
11?2?1污染地表水的生物修復191
11?2?2污染海洋的生物修復193
11?2?3污染地下水的生物修復193
11?3污染大氣的植物修復194
11?3?1綠色植物對氣態(tài)污染物的修復194
11?3?2綠色植物對降塵的修復195
11?3?3綠色植物對生物性污染物的修復196
11?3?4綠色植物的釋氧修復196
11?4固體廢物污染的生物修復197
11?4?1礦山的生物修復197
11?4?2垃圾場的生物修復198
第12章恢復生態(tài)學與技術
12?1恢復生態(tài)學形成及發(fā)展200
12?1?1恢復生態(tài)學概念200
12?1?2恢復生態(tài)學的發(fā)展歷程200
12?1?3恢復生態(tài)學的研究內(nèi)容201
12?2恢復生態(tài)工程技術202
12?2?1生態(tài)恢復的目標與原則202
12?2?2生態(tài)恢復的方式和一般操作程序203
12?2?3生態(tài)恢復的技術體系204
12?2?4生態(tài)工程技術204
12?3濕地生態(tài)恢復206
12?3?1相關概念206
12?3?2濕地生態(tài)恢復的指導理論207
12?3?3濕地生態(tài)恢復的關鍵技術209
12?3?4濕地生態(tài)恢復的常用模式213
第13章生物質(zhì)能源
13?1能源215
13?1?1能源的類型215
13?1?2能源發(fā)展215
13?2生物質(zhì)能217
13?2?1生物質(zhì)能的分類及特點217
13?2?2生物質(zhì)能的發(fā)展218
13?3生物質(zhì)能源利用技術220
13?3?1物理轉(zhuǎn)化221
13?3?2化學轉(zhuǎn)化221
13?3?3生物轉(zhuǎn)化223
13?4生物技術在生物質(zhì)能源利用中的應用224
13?4?1生物制沼氣224
13?4?2生物制燃料乙醇224
13?4?3生物制氫225
13?4?4生物柴油226
第14章生物制烷
14?1概述227
14?2產(chǎn)甲烷的生化機制227
14?2?1產(chǎn)甲烷菌227
14?2?2產(chǎn)甲烷的生化機制及途徑228
14?3產(chǎn)甲烷過程的過程化學和微生物學230
14?3?1過程化學230
14?3?2微生物學233
14?4產(chǎn)甲烷過程的熱力學分析234
14?5產(chǎn)甲烷過程的工藝和反應器235
14?6影響產(chǎn)甲烷過程的因素236
14?6?1有機負荷236
14?6?2混合方式236
14?6?3加熱方式236
14?6?4氣體收集237
14?6?5反應器運行237第15章生物制氫
15?1氫能源238
15?2制氫技術238
15?2?1熱化學制氫238
15?2?2裂解水制氫239
15?2?3生物制氫240
15?3制氫微生物及制氫機制241
15?3?1光解水制氫241
15?3?2光發(fā)酵制氫243
15?3?3暗發(fā)酵制氫244
15?3?4光發(fā)酵和暗發(fā)酵耦合制氫246
15?4生物制氫反應器247
15?4?1光生物反應器247
15?4?2厭氧發(fā)酵制氫反應器249
15?5生物制氫研究展望250第16章生物制醇
16?1概述251
16?1?1生物燃料乙醇特點251
16?1?2生物燃料乙醇的生產(chǎn)252
16?2纖維素生物質(zhì)生產(chǎn)燃料乙醇253
16?2?1纖維素生物質(zhì)原料253
16?2?2纖維素生物質(zhì)的預處理技術254
16?2?3纖維素的水解256
16?2?4纖維素的發(fā)酵257
16?3生物燃料丁醇260
16?3?1主要菌株及代謝過程260
16?3?2生產(chǎn)工藝261第17章生物采油與生物制油
17?1生物采油263
17?1?1石油開采263
17?1?2微生物采油原理263
17?1?3油藏微生物264
17?1?4微生物采油工藝266
17?2生物制油267
17?2?1微藻制油268
17?2?2微生物制油271第18章生物燃料電池
18?1燃料電池276
18?2生物燃料電池276
18?2?1工作原理276
18?2?2生物燃料電池構(gòu)型277
18?3影響生物燃料電池性能的因素279
18?3?1陽極室的操作條件279
18?3?2陰極室的操作條件280
18?3?3電池的外電阻280
18?4生物燃料電池的應用280
第19章環(huán)境友好材料生物技術
19?1概述282
19?2環(huán)境友好材料分類282
19?2?1可再生天然材料282
19?2?2仿生材料284
19?2?3生物質(zhì)材料285
19?3可降解塑料286
19?3?1可降解塑料定義286
19?3?2光降解塑料287
19?3?3生物降解塑料288
19?3?4光?生物雙降解塑料291
19?4微生物農(nóng)藥292
19?4?1微生物農(nóng)藥定義292
19?4?2活體微生物殺蟲劑293
19?4?3微生物殺菌劑296
19?4?4微生物除草劑299
19?5微生物肥料301
19?5?1微生物肥料定義301
19?5?2微生物肥料的作用機制301
19?5?3重要的微生物肥料303
第20章環(huán)境生物監(jiān)測
20?1概述307
20?1?1生物監(jiān)測原理和方法307
20?1?2生物監(jiān)測特點308
20?1?3指示生物308
20?2水環(huán)境污染生物監(jiān)測309
20?2?1監(jiān)測原理309
20?2?2水污染的生物監(jiān)測手段和
方法309
20?2?3生物群落監(jiān)測法311
20?2?4細菌學檢驗法313
20?2?5生物測試法314
20?2?6發(fā)光細菌毒性檢測法314
20?2?7其他方法315
20?3空氣污染生物監(jiān)測315
20?3?1植物監(jiān)測316
20?3?2動物監(jiān)測318
20?3?3微生物監(jiān)測319
20?4土壤污染的生物監(jiān)測319
20?4?1植物監(jiān)測319
20?4?2動物監(jiān)測320
20?4?3微生物監(jiān)測320
20?5生物污染監(jiān)測321
20?5?1基本概念321
20?5?2生物對污染物的吸收及在體內(nèi)分布321
20?5?3生物樣品的采集和制備323
20?5?4生物樣品的預處理324
20?6生態(tài)監(jiān)測325
20?6?1生態(tài)監(jiān)測定義325
20?6?2生態(tài)監(jiān)測的類型及方法325
20?6?3生態(tài)監(jiān)測指標體系326
20?6?4生態(tài)監(jiān)測方案328
20?7生物傳感器329
20?7?1生物傳感器的原理329
20?7?2生物傳感器的分類330
20?7?3生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測中的應用330
20?7?4生物傳感器的發(fā)展前景334
參考文獻
書單推薦
