1 绪论 1
本章要点 1
1.1 微生物的发现 1
1.2 微生物的定义、化学组成和分类 1
1.2.1 微生物的定义 1
1.2.2 微生物的化学组成 1
1.2.3 微生物的分类 2
1.3 微生物在自然界物质循环中的作用 3
1.3.1 碳素循环 3
1.3.2 氮素循环 3
1.3.3 硫素循环 4
1.3.4 磷素循环 4
1.4 环境工程微生物学的研究对象和任务 5
1.5 环境工程微生物学的发展历史和趋势 5
1.5.1 微生物学的发展历史 5
1.5.2 环境工程微生物学的发展趋势 7
小结 8
思考题 8
2 微生物的形态结构及其与环境的关系 9
本章要点 9
2.1 微生物形态结构的观察 9
2.1.1 显微镜 10
2.1.2 显微镜观察样品的制备 11
2.2 原核微生物 11
2.2.1 细菌 12
2.2.2 古细菌 20
2.2.3 放线菌 22
2.2.4 蓝细菌 23
2.2.5 其他原核微生物 24
2.3 真核微生物 25
2.3.1 原生动物 25
2.3.2 微型后生动物 30
2.3.3 真菌 32
2.3.4 藻类 36
2.4 病毒 39
2.4.1 病毒的特点和分类 40
2.4.2 病毒的大小、形态与结构 40
2.4.3 病毒的培养与增殖 41
小结 43
思考题 44
3 微生物的培养和分离 45
本章要点 45
3.1 微生物的营养物质和营养类型 45
3.1.1 营养物质的类型和水平 45
3.1.2 营养类型及其与污染治理的关系 52
3.2 微生物的培养基 54
3.2.1 培养基的定义及配制原则 54
3.2.2 培养基的种类 59
3.2.3 培养基的配制方法 63
3.2.4 微生物培养基的选择和常用的微生物培养基 63
3.3 微生物的培养方法 64
3.3.1 微生物菌种的来源 64
3.3.2 微生物菌种的采样及灭菌 65
3.3.3 微生物培养方法分类 67
3.3.4 实验室液体培养方法 67
3.3.5 实验室固体培养方法 68
3.4 微生物的分离方法 70
3.4.1 固体培养基上的分离 70
3.4.2 液体培养基中的分离 72
3.5 微生物生长繁殖的测定 72
3.5.1 微生物生长繁殖的测试方法 73
3.5.2 微生物的生长规律 75
3.5.3 微生物生长繁殖的环境因素及控制 83
小结 97
思考题 98
4 微生物对污染物的降解转化 99
本章要点 99
4.1 微生物的酶 99
4.1.1 酶的概念和催化特点 99
4.1.2 酶的分类和命名 100
4.1.3 酶的组成和结构 104
4.1.4 酶活力及其影响因素 107
4.1.5 酶的固定化 111
4.2 营养物质进人微生物细胞的过程 111
4.2.1 简单扩散 112
4.2.2 促进扩散 113
4.2.3 主动运输 114
4.2.4 基团移位 116
4.3 微生物的能量代谢 118
4.3.1 生物氧化的类型 118
4.3.2 生物氧化的作用 122
4.4 微生物对污染物的降解转化 123
4.4.1 含碳化合物的降解转化 123
4.4.2 含氮化合物的降解转化 125
4.4.3 含硫化合物的降解转化 128
4.4.4 含磷化合物的降解转化 131
4.4.5 难降解物质的降解转化 133
4.4.6 微生物降解动力学 141
4.4.7 微生物降解转化的影响因素 144
4.5 微生物的合成代谢 148
4.5.1 CO2的固定 149
4.5.2 生物固氮 150
4.5.3 有机酸的合成 152
4.5.4 糖类的合成 153
4.5.5 核苷酸的生物合成 155
4.5.6 氨基酸、多肽、蛋白质的合成 155
小结 159
思考题 160
5 微生物的遗传和变异 162
本章要点 162
5.1 基因对遗传性状的控制 162
5.1.1 遗传和变异的物质基础DNA 162
5.1.2 DNA的结构与复制 164
5.2 基因突变 167
5.2.1 微生物突变体的主要类型 167
5.2.2 基因突变的分子基础 168
5.2.3 基因突变的特点 169
5.2.4 基因突变的机制 170
5.3 菌种的选育 173
5.3.1 从自然界中获得新菌种 173
5.3.2 自发突变与定向培育 176
5.4 诱变育种 177
5.4.1 物理诱变 178
5.4.2 化学诱变 181
5.5 基因重组 183
5.5.1 原核微生物的基因重组 183
5.5.2 真核微生物的基因重组 188
5.6 基因工程 190
5.6.1 基因工程的发展历史 191
5.6.2 基因工程的主要过程 191
5.6.3 基因工程的应用 193
5.6.4 基因工程研究展望 195
5.7 菌种保藏与灭菌 196
5.7.1 菌种的退化和防治 196
5.7.2 菌种保藏的原理和方法 198
5.7.3 国内外菌种保藏机构 202
小结 203
思考题 205
6 微生物在水处理中的应用 206
本章要点 206
6.1 基本处理方法 207
6.1.1 好氧处理 207
6.1.2 厌氧处理 211
6.1.3 兼氧 214
6.2 微生物在污水处理中的应用 215
6.2.1 活性污泥法 215
6.2.2 生物膜法 221
6.2.3 厌氧处理法 225
6.2.4 脱氮除磷 233
6.2.5 实际工程中微生物的培养与控制 242
6.2.6 微生物在重点污染行业废水处理中的应用 249
6.3 微生物在给水处理中的应用 264
6.3.1 给水工艺概况及特点 265
6.3.2 微污染水源水的生物处理 265
6.3.3 给水生物处理中的生物相 269
6.3.4 消毒技术 271
6.3.5 给水生物处理工程实例 276
小结 277
思考题 278
7 微生物在大气污染治理中的应用 279
本章要点 279
7.1 有机废气的微生物处理技术 279
7.1.1 有机废气的微生物处理原理 279
7.1.2 有机废气的微生物处理工艺 280
7.1.3 有机废气生物处理法的应用及研究方向 285
7.2 硫氧化物微生物净化技术 285
7.2.1 煤炭微生物脱硫 285
7.2.2 微生物烟气脱硫技术 286
7.3 微生物烟气脱硝技术 287
7.3.1 微生物净化NOx废气的原理 287
7.3.2 微生物净化NOx废气工艺流程 288
7.3.3 微生物脱除NOx技术的研究进展 288
小结 288
思考题 289
8. 微生物技术在固体废物处理中的应用 290
本章要点 290
8.1 剩余污泥处理 290
8.1.1 污泥发酵 290
8.1.2 污泥脱水 294
8.1.3 污泥生物制能 296
8.2 生活垃圾处理 296
8.2.1 堆肥法 296
8.2.2 卫生填埋 299
8.3 其他固体废物处理 301
8.3.1 工业固体废物 301
8.3.2 农业固体废物 303
小结 306
思考题 307
9 生物修复 308
本章要点 308
9.1 概述 308
9.2 生物修复的主要方法及微生物的种类 309
9.2.1 生物修复的主要方法 309
9.2.2 生物修复中利用的微生物 310
9.3 生物修复的影响因素 311
9.4 原位生物修复 313
9.4.1 原位修复概念 313
9.4.2 原位修复原理 314
9.4.3 影响原位修复因素 315
9.4.4 原位修复的工程技术方法 319
9.5 异位生物修复 320
9.5.1 异位生物修复机理 321
9.5.2 影响异位生物修复的环境条件 322
9.5.3 异位生物修复技术方法 327
9.6 工程实例 332
9.6.1 原位生物修复的实例 332
9.6.2 异位生物修复的应用实例 335
9.6.3 植物修复法 337
9.7 生物修复的应用前景 339
小结 340
思考题 341
参考文献 342
术语索引 345