第一章 概述 1
第一节 环境生物技术基本概念 1
一、生物技术和生物工程 1
二、环境生物技术层次 2
第二节 环境生物技术范围及特征 3
第三节 环境生物技术的研究与应用 3
一、防治污染基因工程 3
二、防治污染细胞工程 4
三、生物处理发酵工程 5
四、生物净化酶学工程 14
五、生化处理强化技术 14
六、生物反应技术应用 16
七、大气净化生物技术 18
八、生物絮凝剂的开发 23
九、生物净化与生态工程 26
十、海洋开发生物技术 30
第四节 环境生物技术发展趋势 31
一、环境生物技术面临的重大任务 31
二、我国的环境生物技术 32
三、环境生物技术前景 33
第二章 基因工程与污染防治 34
第一节 基因工程分子生物学基础 34
一、DNA一级结构和命名 34
二、DNA二级结构 37
三、DNA变性与复性 39
四、遗传密码 41
第二节 质粒与遗传工程 45
一、基因工程载体 45
二、质粒的发现 46
三、质粒的类型 46
四、载体质粒的条件 47
五、质粒的复制 48
六、质粒育种 49
第三节 基因工程工具酶 51
一、限制性核酸内切酶 53
二、DNA聚合酶 56
三、T4DNA多聚酶和DNA连接酶 56
四、Taq DNA聚合酶 57
五、逆转录酶 57
六、末端脱氧核苷酰转移酶 58
七、脱氧核糖核酸酶Ⅰ 58
八、T4多核苷酸激酶 58
九、碱性磷酸化酶 58
第四节 分子克隆与基因工程 59
一、提取DNA 59
二、目的基因DNA与载体DNA的连接 61
三、重组DNA转化原核细胞 64
四、外源基因在原核细胞中的表达 66
第五节 治理污染基因工程实例 66
一、降解卤代芳烃基因工程菌 67
二、除草剂降解与防治基因工程 67
三、杀虫剂降解与防治基因工程 68
四、分解尼龙寡聚物基因工程菌 69
五、抗金属基因工程 70
六、分解多糖基因工程菌 71
第六节 小结 71
第三章 原生质体融合工程菌与抗性植物 73
第一节 概述 73
一、发展简史 73
二、原生质体基本概念与特点 74
三、原生质体融合步骤与条件 74
第二节 原生质体或细胞融合类型 80
一、好氧菌原生质体融合 89
二、厌氧菌原生质体融合 84
三、植物原生质体融合 86
四、电融合技术 94
五、单亲株灭活法 97
第三节 原生质体融合构建环境工程菌实例 101
一、纤维素降解菌原生质体融合 101
二、苯环化合物降解菌原生质体融合 102
三、原生质体融合制备细菌杀虫剂 102
第四节 小结 106
第四章 生物治理酶学工程 107
第一节 酶工程基本概念 107
一、酶制剂生产和应用的现状 107
二、新酶种和酶新用途的开发 110
三、基因工程技术在酶制剂生产中的应用 111
第二节 固定化酶和固定化细胞 111
一、固定化酶 111
二、固定化细胞 114
三、固定化技术处理废水 115
第三节 废水净化生物试剂添加技术 136
一、概述 136
二、LLMO生物活液 144
三、投菌法净化印染废水 148
第四节 活性污泥系统中的酶 153
一、城市污水中的酶 153
二、消化池污泥中的酶 154
三、活性污泥中的酶及功用 154
四、有毒物质对活性污泥酶活性的影响 155
第五节 小结 157
第五章 废物乙醇化发酵工程 158
第一节 概述 158
一、发酵基本概念与原理 158
二、乙醇发酵微生物 159
三、微生物菌株选育与构建 164
四、乙醇发酵菌的代谢途径 164
第二节 乙醇发酵反应器 167
一、糖化罐 167
二、乙醇发酵罐 168
三、与乙醇发酵有关的新型生物反应器 172
第三节 连续发酵工艺 176
一、发酵动力学及模型 176
二、连续发酵参数设计与流程 179
三、发酵工程中生物传感器的应用 183
第四节 可乙醇发酵废物类型及其发酵工艺 185
一、乙醇发酵的废物类型 185
二、废物乙醇发酵工艺流程 188
三、乙醇蒸馏和糟液再处理 196
四、生物处理发酵工程设计 199
第五节 生物处理发酵工程应用实例 199
一、亚硫酸纸浆废液乙醇发酵 199
二、木材下脚料乙醇发酵 203
第六节 小结 206
第六章 环境DNA扩增技术（PCR） 208
第一节 PCR技术基本原理 208
一、加热变性 209
二、退火 209
三、延伸 209
第二节 PCR技术操作 210
一、建立反应体系 210
二、变性反应 210
三、循环反应 210
四、产物的分离鉴定 211
第三节 PCR参数设计 211
一、引物 211
二、变温循环参数 212
三、Taq耐热性DNA多聚酶 212
四、dNTP与其他反应条件 214
第四节 PCR技术的发展 216
一、反向PCR 216
二、不对称PCR 217
三、锚定PCR 218
四、连接PCR 218
五、RNA扩增 219
六、PCR技术的自动化 219
第五节 环境PCR技术应用例证 221
一、环境样品DNA制备 222
二、检测环境微生物和病原菌 222
三、PCR用于环境微生物学的特点 224
第六节 小结 224
第七章 废物甲烷化与产氢工程 226
第一节 概述 226
一、能源基本概念 226
二、能源消耗 227
三、生物能源 229
第二节 废物能源化 229
一、废物能源化类型 229
二、废物能源化发展趋势 233
三、废物能源化生物技术的应用 233
第三节 厌氧发酵与厌氧处理 240
一、厌氧发酵基本原理 240
二、厌氧发酵工艺及反应器类型 244
三、厌氧工艺选择及控制 258
四、高浓度有机废水厌氧处理的经济分析 260
第四节 厌氧反应动力学模型 264
一、模型设计原理 264
二、研究实例 266
三、模型结果分析 269
第五节 小结 270
第八章 废物资源化单细胞蛋白工程 271
第一节 概述 271
一、单细胞蛋白工程发展过程 271
二、单细胞蛋白的营养价值 273
三、单细胞蛋白工程的应用范围 280
第二节 单细胞蛋白工艺过程 283
一、SCP生产的一般工艺流程 283
二、SCP工程发酵条件及控制 285
三、SCP发酵反应器 286
第三节 废物资源化SCP工程实例 294
一、亚硫酸纸浆废液 294
二、酒精生产和丙酮丁醇蒸馏废液 295
三、淀粉废液与废渣 298
四、味精生产废液 299
五、豆制品废液及味精、豆腐和面包酵母混合液 300
六、柠檬酸和金霉素废液 301
七、热带作物加工废液 301
八、合脂酸生产废水 301
九、石油、天然气及甲醇 302
十、纤维素废物生产SCP 304
十一、利用藻类生产SCP 307
第四节 小结 308
第九章 废水好氧生物处理工程 311
第一节 废水生物处理指标与应用 311
一、有机污染物指标 311
二、无机污染物指标 321
三、废水的生物指标 322
四、工业废水生物处理的可行性 323
第二节 有机污染物去除生化反应动力学基础 325
一、反应速度 325
二、反应级数 326
三、动力学方程应用 329
第三节 活性污泥处理法 345
一、活性污泥法的基本原理 345
二、活性污泥法工艺类型 349
三、氧传递与反应器结构 354
四、活性污泥法设计实例 359
第四节 生物膜处理法 363
一、生物膜法原理 364
二、生物膜反应器类型 367
三、生物膜法处理工艺设计 372
第五节 小结 374
第十章 生物净化系统与生态工程 376
第一节 污水土地处理系统 376
一、概述 376
二、污水土地处理系统的组成与类型 376
三、污水土地处理系统的发展与现状 378
四、土地处理系统经济效益 379
五、土地处理系统废水参数与系统约束 380
六、慢速渗滤污水土地处理系统实例 386
七、快速渗滤污水土地处理系统实例 390
第二节 废水处理稳定塘 392
一、稳定塘概述 592
二、稳定塘的分类与功能 393
三、稳定塘的规划与设计 398
四、综合生物塘 401
第三节 水生植物塘 404
一、以水生大型植物为基础的处理系统 404
二、实现AMATS全年运转的途径 405
三、AMATS的强化技术 406
第四节 人工湿地处理系统 407
一、人工湿地生态系统 407
二、芦苇湿地处理系统实例 408
第五节 生态工程 412
一、生态工程类型 412
二、持续农业与生态工程 413
三、生态工程实例 416
第六节 小结 421