目录 3
上篇 基础篇 3
1 微生物资源 3
1.1 微生物资源的概念 3
1.1.1 自然资源 3
1.1.2 生物资源 3
1.1.3 微生物资源 3
1.2 微生物资源特性 4
1.2.1 物种多样性 4
1.2.2 代谢类型多样性 5
1.2.3 生态系统多样性 7
1.2.4 生活方式的多样性 9
1.2.5 遗传多样性 10
1.3 微生物资源的重点研究领域 11
1.3.1 寻找发现新菌种 11
1.3.4 微生物制剂的产业化 12
1.3.3 发展完善各种微生物环境保护应用技术 12
1.3.2 利用现代生物技术改造菌种 12
1.3.5 极端微生物研究 13
1.3.6 微生物分子生态学研究 13
2 微生物资源与环境 14
2.1 自然环境系统中的微生物资源 14
2.1.1 微生物资源与物质循环之间的关系 14
2.1.2 微生物资源与生物环境之间的关系 19
2.1.3 微生物资源与自然资源形成之间的关系 24
2.2.1 微生物资源与环境监测 26
2.2 微生物资源的应用 26
2.2.2 微生物资源与污染预防和污染治理 27
2.2.3 微生物资源与物质的综合利用 28
2.3 极端环境微生物资源 28
2.3.1 嗜盐微生物 28
2.3.2 嗜酸微生物 29
2.3.3 嗜碱微生物 30
2.3.6 其他极端微生物 31
2.3.4 嗜热微生物 31
2.3.5 嗜低温微生物 31
3 微生物对污染物的降解和转化 33
3.1 微生物的营养 33
3.1.1 微生物营养的需求 33
3.1.2 微生物营养类型 34
3.1.3 微生物营养物质进入方式 35
3.1.4 微生物胞外物质的利用 37
3.2 微生物代谢 38
3.2.1 微生物代谢类型 38
3.2.2 微生物代谢调节 39
3.3 降解污染物的微生物 43
3.3.1 土著微生物 43
3.3.2 外来微生物 43
3.3.3 基因工程菌 44
3.4.2 共代谢作用 45
3.4.1 微生物对污染物降解的特点 45
3.4 微生物对污染物的降解作用 45
3.4.3 微生物的去毒作用 46
3.4.4 微生物的激活作用 47
3.5 影响微生物降解污染物质的因素 48
3.5.1 微生物的代谢活性对污染物质降解的影响 48
3.5.2 微生物的适应性 48
3.5.3 污染物种类对降解性的影响 48
3.5.4 污染物化学结构对降解性的影响 48
3.5.5 环境因素对降解性能影响 49
3.6 微生物对有机污染物的生物降解 50
3.6.1 烷烃和烯烃类化合物的生物降解 50
3.6.2 芳香族化合物的生物降解 51
3.6.3 卤代脂肪烃的生物降解 52
3.6.4 卤代芳烃的生物降解 52
3.6.5 农药的生物降解 53
3.6.7 塑料的生物降解 54
3.6.6 合成洗涤剂的生物降解 54
3.7 微生物对重金属的生物转化 55
3.7.1 汞的生物转化 55
3.7.2 砷的生物转化 55
3.7.3 硒的生物转化 56
3.7.4 其他重金属的生物转化 56
3.7.5 微生物对重金属的生物转化在污染控制中的应用 57
4 微生物资源研究基本方法 58
4.1 单一菌种分离鉴定 58
4.1.1 样品采集 58
4.1.2 富集培养 59
4.1.3 纯化分离 61
4.1.4 菌种鉴定 61
4.2 混合菌群的培养 62
4.2.1 活性污泥的培养和驯化 62
4.2.3 生物膜培养与挂膜 64
4.2.2 活性污泥培养和驯化过程中生物相的变化 64
4.2.4 厌氧颗粒污泥的培养 65
4.3 群落微生物分析方法 66
4.3.1 核酸分子杂交技术 67
4.3.2 基于PCR扩增技术的研究方法 68
4.3.3 rRNA基因同源分析方法 70
4.3.4 梯度电泳技术 70
4.3.5 生物醌技术 71
4.4.1 微生物菌群构建的意义 72
4.4 微生物菌群构建 72
4.4.2 微生物菌群构建原理 73
4.4.3 微生物菌群构建原则 75
4.4.4 微生物菌群构造现状 75
5 微生物资源的保护和保藏 78
5.1 微生物资源保护 78
5.1.1 微生物资源与人类生态系统 78
5.1.2 微生物资源保护的重要性 80
5.1.3 微生物资源保护策略 81
5.2.1 概述 82
5.2 微生物物种资源的保藏 82
5.2.2 菌种保藏的原理和方法 83
5.2.3 保藏方法的研究方向 85
5.2.4 保藏机构及其组织 86
6.1 生物修复 89
6.1.2 生物修复的基本原理与类型 89
6.1.1 生物修复的概念及其产生与发展 89
6 微生物资源与生物修复 89
下篇 应用篇 89
6.1.3 生物修复的应用与进展 91
6.2 重金属污染的微生物修复 94
6.2.1 重金属污染的来源 94
6.2.2 重金属在环境中的迁移转化及危害 95
6.2.3 重金属污染的微生物修复机理 96
6.2.4 几种重金属污染的微生物修复 99
6.3.1 石油污染的来源和种类 102
6.3 石油污染的微生物修复 102
6.3.2 石油污染物在环境中的迁移及其危害 103
6.3.3 降解石油污染物的微生物 104
6.3.4 石油污染的微生物修复机理 107
6.3.5 石油污染的微生物修复及应用 109
6.4 化学农药污染的微生物修复 111
6.4.1 化学农药的种类 111
6.4.2 化学农药在环境中的迁移及其危害 111
6.4.3 降解化学农药污染物的微生物 113
6.4.4 化学农药污染的微生物修复机理 115
6.4.5 化学农药污染的微生物修复实例 118
6.5 结语 119
7 微生物资源与水处理 121
7.1 概论 121
7.2 厌氧微生物处理污水 121
7.2.2 厌氧微生物处理的基本原理 122
7.2.1 厌氧微生物处理的产生与发展 122
7.2.3 厌氧微生物处理的特点 124
7.2.4 厌氧微生物处理工艺 125
7.3 好氧活性污泥法 134
7.3.1 好氧活性污泥法的原理 134
7.3.2 活性污泥法处理污水的过程 134
7.3.3 好氧活性污泥中的微生物 135
7.3.4 活性污泥中微生物的作用 136
7.3.5 好氧活性污泥的培养驯化 137
7.3.6 培养驯化过程中生物相的变化规律 138
7.3.7 引起污泥膨胀的原因 139
7.3.8 活性污泥膨胀的抑制对策 139
7.3.9 好氧活性污泥处理污水的工艺 140
7.4 好氧生物膜法 142
7.4.1 生物膜微生物 142
7.4.2 生物膜的结构与净化原理 145
7.4.4 生物膜反应器 146
7.4.3 生物膜的培养 146
7.5 氧化塘 149
7.5.1 氧化塘中的微生物 150
7.5.2 利用藻类处理污水 150
7.6 污水深度处理 152
7.6.1 脱氮微生物 152
7.6.2 生物脱氮过程 154
7.6.3 聚磷菌 154
7.6.4 微生物脱氮除磷工艺 155
7.7 微污染水源水处理技术 158
7.7.1 深度处理技术 158
7.7.2 生物预处理技术 160
8 微生物资源与固体废弃物处理 162
8.1 微生物处理生活有机垃圾 162
8.1.1 概述 162
8.1.2 生活有机垃圾的堆肥化处理 163
8.1.3 生活有机垃圾的产沼处理 167
8.1.4 生活有机垃圾中的废纤维素糖化处理 170
8.1.5 生活有机垃圾的饲料化 171
8.2 微生物处理垃圾渗滤液 171
8.2.1 概述 171
8.2.2 垃圾渗滤液的好氧处理 173
8.2.3 垃圾渗滤液的厌氧处理 175
8.2.4 垃圾渗滤液的好氧-厌氧联合处理 177
8.2.5 垃圾渗滤液的土地处理 179
8.3 微生物处理处置污泥 179
8.3.1 概述 179
8.3.2 污泥堆肥处理 180
8.3.3 污泥消化 185
8.3.4 污泥微生物处理的新工艺 192
9.1.1 有效微生物群的定义 193
9.1.2 有效微生物群的特点 193
9 微生物资源的产业化 193
9.1 有效微生物群 193
9.1.3 有效微生物群的作用机理 194
9.1.4 有效微生物群的组成 194
9.1.5 有效微生物群在环境治理中的应用效果 194
9.1.6 有效微生物群技术在种植业中的应用 195
9.1.7 有效微生物群技术在养殖业中的应用 196
9.2 微生物絮凝剂 198
9.2.2 合成有机高分子絮凝剂 199
9.2.1 无机絮凝剂和合成有机絮凝剂的发展和应用现状 199
9.2.3 微生物絮凝剂及其特点 200
9.2.4 微生物絮凝剂的成分分析 200
9.2.5 微生物絮凝剂在水处理中的应用 201
9.2.6 开发微生物絮凝剂的关键 203
9.3 微生物肥料 204
9.3.1 微生物肥料的定义 204
9.3.2 微生物肥料的特点和优点 204
9.3.4 微生物肥料的分类和应用 205
9.3.3 我国微生物肥料开发利用的现状与问题 205
9.3.5 微生物肥料的应用效果 207
9.3.6 微生物肥料的开发和生产过程 208
9.3.7 微生物肥料应用应注意的问题 208
9.3.8 微生物肥料对保护生态环境的作用和意义 209
9.3.9 微生物肥料的发展前景 210
10 微生物资源与资源化和能源化 212
10.1 中水回用 212
10.1.1 中水回用概述 212
10.1.2 采用生物法的中水回用技术 213
10.1.3 膜生物反应器在中水回用中的应用 217
10.2 微生物制取沼气 220
10.2.1 沼气发酵概述 220
10.2.2 沼气发酵的机理（过程） 221
10.2.3 沼气发酵微生物 222
10.2.4 沼气发酵的影响因素 225
10.2.5 沼气发酵的启动和运行 228
10.2.6 沼气发酵技术的应用 230
10.3 有机废弃物生产燃料乙醇 232
10.3.1 有机废弃物生产燃料乙醇的概况 232
10.3.2 有机废弃物生产燃料乙醇的原理 234
10.3.3 有机废弃物生产燃料乙醇的工艺 235
10.3.4 有机废弃物生产燃料乙醇的发酵方法 237
10.3.5 影响乙醇产率的因素 239
10.3.6 存在问题与发展前景 240
10.4 生物制氢 241
10.4.1 生物制氢概述 241
10.4.2 光合作用制氢 242
10.4.3 发酵制氢技术研究现状 246
10.4.4 发酵法生物制氢机理 248
10.4.5 影响微生物产氢发酵的因素 251
10.4.6 生物制氢技术的应用及前景 254
11.1.1 基因工程分子生物学基础 256
11.1 基因工程与微生物资源的开发利用 256
11 现代生物技术与微生物资源开发利用 256
11.1.2 克隆子的筛选和鉴定 263
11.1.3 分子生物学技术在微生物监测评价中的应用 265
11.1.4 基因工程技术在污染治理中的应用 269
11.2 细胞工程与微生物资源的开发利用 271
11.2.1 概述 271
11.2.2 微生物细胞工程 273
11.2.3 细胞工程技术在污染治理中的应用 274
11.3 酶工程与微生物资源的开发利用 275
11.3.1 酶的发酵生产及分离纯化 276
11.3.2 酶分子的改造 282
11.3.3 固定化技术及酶反应器 284
11.3.4 生物传感器 289
11.4.1 概述 293
11.4.2 微生物发酵过程 293
11.4 发酵工程与微生物资源的开发利用 293
11.4.3 发酵的操作方式 296
11.4.4 发酵工程在净化处理环境污染中的应用 298
12 微生物制剂与生态安全 302
12.1 生物制剂安全评价 302
12.1.1 生物安全评价的意义 302
12.1.2 评价原则 303
12.1.3 评价内容 303
12.1.4 评价方法 304
12.1.5 转基因食品安全性评价中应注意的问题 306
12.2 开放环境中使用微生物制剂的生物安全问题 306
12.3 基因工程微生物的生态安全问题 307
12.3.1 基因工程微生物的应用 307
12.3.2 基因工程微生物的潜在危害 307
12.3.3 影响基因工程微生物对生态安全危害的因素 309
12.3.4 解决方法 310
参考文献 313