环境生物技术 理论和应用PDF电子书下载

1 生物技术导论 1

1.1 环境生物技术的作用 2

1.2 环境生物技术的使用范围 2

1.3 环境生物技术的市场状况 4

1.4 地方因素对环境生物技术应用的影响 6

1.5 集成的方法 7

1.6 结束语 7

参考文献 8

2 微生物及其代谢 9

2.1 生物来源的污染物的固定、降解和监控 9

2.2 环境生物技术的主角 10

2.2.1 微生物 10

2.2.2 植物 12

2.3 新陈代谢 12

2.3.1 代谢能力的基因蓝图 16

2.3.2 微生物多样性 17

2.4 与环境生物技术密切相关的代谢途径 18

2.4.1 糖酵解 18

2.4.2 TCA循环 19

2.4.3 乙醛酸循环 19

2.4.4 大分子及其降解 19

2.5 细胞能量的产生 22

2.5.1 发酵 23

2.5.2 电子传递链：氧化磷酸化与甲烷生成反应 23

2.6 光合作用与植物技术基础 27

2.6.1 光反应 28

2.6.2 暗反应 31

2.7 氮循环 34

2.8 结束语 34

案例研究2.1 环境健康实验室（英国米德尔斯堡） 34

参考文献 35

3 生物干预的基础 37

3.1 生物系统的使用 37

3.2 极端微生物 38

3.2.1 嗜热菌 39

3.2.2 其他极端微生物 40

3.2.3 多样的降解能力 40

3.3 非生物性物质和其他问题的化合物 41

3.3.1 内分泌干扰物 42

3.3.2 新的发现 43

3.3.3 DNA的移动性 44

3.4 结束语 45

案例研究3.1 鱼的雌化（英格兰和威尔士） 46

参考文献 46

4 污染和污染控制 48

4.1 污染分类 48

4.1.1 毒性 49

4.1.2 持续性 49

4.1.3 迁移能力 49

4.1.4 控制简易性 50

4.1.5 生物富集性 50

4.1.6 化学性质 50

4.2 污染的环境 50

4.3 污染的控制策略 51

4.3.1 稀释和分散 51

4.3.2 浓缩和封存 51

4.4 实际的毒性问题 51

4.5 污染控制的实际应用 53

4.5.1 生物滤器 54

4.5.2 生物滴滤池 54

4.5.3 生物净化器 55

4.5.4 其他方法 56

4.6 “清洁”技术 57

4.6.1 工艺改进 57

4.6.2 生物控制 59

4.6.3 生物替代物 62

4.7 结束语 63

案例分析4.1 微生物污染控制（美国缅因州） 63

参考文献 63

5 污染土壤及生物修复 65

5.1 修复方法 66

5.1.1 生物法 66

5.1.2 化学法 66

5.1.3 物理法 67

5.1.4 凝固化／玻璃化 67

5.1.5 热处理法 67

5.2 原位和异位技术 67

5.2.1 原位技术 67

5.2.2 异位技术 68

5.3 集中和广泛处理技术 68

5.4 过程集成 69

5.5 生物修复的适用性 70

5.6 影响生物修复应用的因素 71

5.7 生物技术的选择 73

5.8 生物处理系统的主要特征 73

5.8.1 原位技术 74

5.8.2 生物技术应用中的原位监测 77

5.8.3 异位技术 77

5.8.4 过程选择与集成 80

5.8.5 修复技术的应用 80

5.9 结束语 81

案例分析5.1 石油污染的生物修复（美国，得克萨斯州） 81

案例分析5.2 环节动物生物反应器（英国） 81

参考文献 82

6 好氧微生物和废水处理 83

6.1 污水处理 84

6.2 处理过程存在的问题 84

6.3 土壤处理 86

6.3.1 化粪池 87

6.3.2 土壤处理应用的局限性 89

6.4 含氮废弃物 90

6.4.1 曝气 90

6.4.2 鼓风曝气系统 90

6.4.3 机械曝气系统 91

6.5 滴滤池 92

6.6 活性污泥法 94

6.6.1 处理过程的破坏 96

6.6.2 有机负荷 97

6.7 深筒工艺 97

6.8 纯氧系统 98

6.9 氧化沟 99

6.10 生物转盘 99

6.11 膜生物反应器 100

6.12 纤维素离子交换介质 101

6.13 污泥处理 101

6.14 结束语 101

案例研究6.1 软体动物生物滤器（美国罗得岛州） 102

案例研究6.2 简易型污水处理（加纳的塔科腊迪市） 102

参考文献 103

7 植物技术和光合作用 104

7.1 陆地植物系统（TPS） 105

7.2 金属的植物修复 105

7.2.1 植物抽提 105

7.2.2 超量积累 106

7.2.3 根际过滤 107

7.2.4 植物稳定化 107

7.3 有机物的植物修复 107

7.3.1 植物降解 108

7.3.2 根际降解 108

7.3.3 植物挥发 108

7.4 水力控制 109

7.5 植物的选择 111

7.6 应用 111

7.7 水生植物系统（APS） 112

7.8 大型水生植物处理系统（MaTS） 112

7.9 营养膜技术（NFT） 117

7.10 藻类处理系统（ATS） 118

7.10.1 污水处理 118

7.10.2 碳的固定 119

7.11 污染检测 122

7.12 结束语 122

案例研究7.1 自然的植物修复体系（德韦达郡和波厄斯郡，威尔士） 122

案例研究7.2 工程化的植物修复（Billingham，英国） 123

参考文献 124

8 生物技术与废物 125

8.1 生物废物的本质 125

8.1.1 生物废物的组成 125

8.1.2 填埋 127

8.2 生物废物处理 129

8.3 堆肥 131

8.4 堆肥应用于废物处理 133

8.4.1 家用堆肥 133

8.4.2 集中堆肥 133

8.4.3 过程参数 135

8.5 厌氧消化 136

8.6 将AD应用于垃圾处理 137

8.6.1 过程参数 139

8.6.2 沼气 141

8.7 其他生物技术 141

8.7.1 环节动物转化（AC） 142

8.7.2 生物垃圾制乙醇 144

8.7.3 富养发酵（EF） 145

8.8 结束语 146

案例研究8.1 废物管理的集成 147

案例研究8.2 用于修复土地的共堆肥（美国科罗拉多州） 147

参考文献 148

9 基因操作 149

9.1 驯化：非基因工程的细菌操作 150

9.2 通过基因工程操作细菌 150

9.3 基因工程的基本原理 151

9.3.1 酶，溶液体系和设备 151

9.3.2 DNA的转导 152

9.3.3 克隆载体 153

9.3.4 表达载体 154

9.3.5 报告基因 155

9.4 重组体分析 155

9.5 重组细菌 156

9.6 重组酵母 156

9.7 重组病毒 157

9.8 转基因植物 157

9.8.1 植物的转染 157

9.8.2 植物基因工程发展实例 159

9.9 结束语 162

案例分析9.1 工程化耐盐性（Rehovot，以色列） 162

参考文献 162

10 集成环境生物技术 165

10.1 生物能源 166

10.2 衍生生物燃料 167

10.2.1 甲烷沼气 167

10.2.2 乙醇发酵 170

10.2.3 短期轮伐矮林作业 171

10.2.4 生物柴油 173

10.2.5 碳累积或能量作物问题 175

10.3 整合型农业经营 175

10.3.1 植物病防治 175

10.3.2 生物杀虫剂 178

10.3.3 植物-微生物相互作用 179

10.3.4 共生固氮菌 181

10.3.5 内生菌根菌 182

10.3.6 植物病原体 183

10.4 结束语 184

案例分析10.1 综合污染控制（Hoy，Orkney） 184

案例分析10.2 应用生物能源（加拿大和美国） 185

参考文献 185

11 前景展望 187

11.1 生物传感器 187

11.2 制造工艺 187

11.3 废物处理 189

11.4 污染控制 189

11.5 基因操作生物体 190

11.6 结束语 191

参考文献 192

参考书和建议进一步阅读的书目 193