1 绪论 1
1.1 微生物的发现 1
1.2 微生物的定义、化学组成、分类及其特点 1
1.2.1 微生物的定义 1
1.2.2 微生物的化学组成 2
1.2.3 微生物的分类 3
1.2.4 微生物的特点 3
1.3 微生物在自然界物质循环中的作用与环保 4
1.3.1 碳素循环 4
1.3.2 氮素循环 5
1.3.3 硫素循环 5
1.3.4 磷素循环 6
1.4 环境工程微生物学的研究对象和任务 7
1.5 环境工程微生物学的发展历程和前沿热点 7
1.5.1 发展历程 7
1.5.2 前沿热点 9
小结 11
思考题 11
名词术语 11
2 微生物的形态结构及其与环境的关系 12
2.1 微生物形态结构的观察 13
2.1.1 显微镜 13
2.1.2 显微镜观察样品的制备 15
2.2 原核微生物 15
2.2.1 细菌 15
2.2.2 古细菌 23
2.2.3 放线菌 25
2.2.4 蓝细菌 26
2.2.5 其他原核微生物 27
2.3 真核微生物 28
2.3.1 原生动物 28
2.3.2 微型后生动物 32
2.3.3 真菌 34
2.3.4 藻类 37
2.4 病毒 40
2.4.1 病毒的特点和分类 41
2.4.2 病毒的大小、形态与结构 41
2.4.3 病毒的培养与增殖 42
小结 44
思考题 45
名词术语 45
3 微生物的培养和分离 46
3.1 营养物质的类型和水平 46
3.1.1 碳源质 46
3.1.2 氮源质 47
3.1.3 能源 48
3.1.4 无机盐 49
3.1.5 生长因子 50
3.1.6 水 51
3.2 微生物的培养基 52
3.2.1 培养基的定义和种类 52
3.2.2 培养基的配制原则和方法 56
3.2.3 微生物培养基的选择与优化 61
3.3 微生物培养方法 63
3.3.1 实验室液体培养基培养 63
3.3.2 实验室固体培养基培养 64
3.3.3 工程实际中微生物的培养方法 66
3.4 微生物的分离方法 67
3.4.1 固体培养基上的分离 68
3.4.2 液体培养基中的分离 71
3.5 微生物的生长 71
3.5.1 微生物生长的测试和表征 72
3.5.2 微生物的生长规律 74
小结 79
思考题 80
名词术语 80
4 微生物的遗传变异和菌种选育 81
4.1 基因对遗传性状的控制 81
4.1.1 遗传和变异的物质基础DNA 81
4.1.2 DNA的结构与复制 82
4.1.3 DNA在微生物中的存在形态 85
4.2 基因突变 85
4.2.1 基因突变的类型及突变型的筛选 86
4.2.2 基因突变的分子基础 88
4.2.3 基因突变的特点 89
4.2.4 基因突变的机制 90
4.2.5 DNA损伤和修复 94
4.3 菌种的选育 95
4.3.1 从自然界中获得新菌种 96
4.3.2 自发突变与定向培育 97
4.3.3 诱变育种 98
4.3.4 基因重组 104
4.4 基因工程 110
4.4.1 基因工程的发展历史及发展前沿 111
4.4.2 基因工程的主要过程 114
4.4.3 基因的提取及微生物群落结构 115
4.4.4 目的基因的制备与菌种鉴定 119
4.4.5 基因工程的应用 123
4.5 菌种保藏与灭菌 128
4.5.1 菌种保藏的原因 128
4.5.2 菌种保藏的原理 128
4.5.3 菌种保藏的常用方法 128
4.5.4 国内外菌种保藏机构 133
小结 136
思考题 137
名词术语 138
5 微生物的酶与新陈代谢 139
5.1 酶的分类和催化特点 139
5.1.1 酶的分类和命名 139
5.1.2 酶的催化特点 143
5.2 酶的组成和结构 144
5.2.1 酶的组成 144
5.2.2 酶的结构 145
5.3 酶活力及其影响因素 147
5.3.1 酶的活性 147
5.3.2 影响因素 149
5.4 酶的提取与固定化 150
5.4.1 酶的提取 150
5.4.2 酶的固定化 151
5.5 营养物质进入微生物细胞的过程 152
5.5.1 简单扩散 152
5.5.2 促进扩散 153
5.5.3 主动运输 154
5.5.4 基团移位 156
5.6 微生物的新陈代谢 159
5.6.1 微生物的能量代谢 159
5.6.2 微生物的合成代谢 164
5.6.3 微生物的分解代谢 172
5.7 微生物对污染物的降解转化 173
5.7.1 含碳化合物的降解转化 174
5.7.2 含氮化合物的降解转化 177
5.7.3 含硫化合物的降解转化 180
5.7.4 含磷化合物的降解转化 182
5.7.5 难降解物质的降解转化 184
5.7.6 微生物降解动力学 192
5.7.7 微生物降解转化的影响因素 195
小结 203
思考题 204
名词术语 204
6 微生物在水处理中的应用 205
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 兼氧处理 215
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 223
6.2.3 厌氧处理法 228
6.2.4 脱氮除磷 238
6.2.5 实际工程中微生物的培养与控制 248
6.2.6 微生物在重点污染行业废水处理中的工程应用 255
6.3 微生物在给水处理中的应用 267
6.3.1 给水工艺概况及特点 267
6.3.2 微污染水源水的生物处理 268
6.3.3 给水生物处理中的生物相 271
6.3.4 给水生物处理工程实例 277
小结 279
思考题 280
名词术语 280
7 微生物在大气污染治理中的应用 281
7.1 有机废气的微生物处理技术 281
7.1.1 有机废气的微生物处理原理 281
7.1.2 有机废气的微生物处理工艺 282
7.1.3 微生物在有机废气处理中的应用 287
7.2 硫氧化物微生物净化技术 288
7.2.1 煤炭微生物脱硫 288
7.2.2 微生物烟气脱硫技术 289
7.3 微生物烟气脱硝技术 290
7.3.1 微生物净化NOx废气的原理 290
7.3.2 微生物净化NOx废气工艺流程 291
7.3.3 微生物脱除NOx技术的研究进展 291
小结 291
思考题 292
名词术语 292
8 微生物技术在固体废物处理中的应用 293
8.1 生活垃圾处理 293
8.1.1 生活垃圾堆肥 293
8.1.2 生活垃圾卫生填埋 296
8.2 餐厨垃圾处理 298
8.2.1 餐厨垃圾堆肥 298
8.2.2 餐厨垃圾饲料化 299
8.2.3 餐厨垃圾发酵产甲烷 300
8.2.4 餐厨垃圾厌氧产氢 301
8.2.5 餐厨垃圾产乳酸 301
8.2.6 餐厨垃圾产乙醇 302
8.2.7 餐厨垃圾制酶 303
8.3 剩余污泥处理 303
8.3.1 污泥发酵 304
8.3.2 污泥脱水 307
8.3.3 污泥生物制能 309
8.4 其他固体废物处理 309
8.4.1 工业固体废物 309
8.4.2 农业固体废物 311
8.5 实际工程案例模拟习题 314
小结 314
思考题 315
名词术语 316
9 微生物生态修复 317
9.1 概述 317
9.1.1 微生物修复的主要方法 318
9.1.2 微生物修复可利用的微生物种类 320
9.1.3 影响微生物修复的因素 321
9.2 原位微生物修复 324
9.2.1 原位修复概念 324
9.2.2 原位修复原理 324
9.2.3 影响原位修复的因素 326
9.2.4 原位修复的工程技术方法 330
9.3 异位微生物修复 332
9.3.1 异位微生物修复机理 332
9.3.2 影响异位微生物修复的环境条件 334
9.3.3 异位修复技术方法 338
9.4 微生物修复工程实例 343
9.4.1 原位微生物修复的应用实例 343
9.4.2 异位微生物修复的应用实例 346
9.5 微生物修复的应用前景 348
小结 350
思考题 351
名词术语 351
10 微生物在矿业环境领域中的应用 352
10.1 矿山固体废物资源化的微生物处理 352
10.1.1 金属矿的微生物浸出 353
10.1.2 非金属矿的微生物浸出 357
10.1.3 微生物浮选 360
10.2 微生物在煤矿脱硫和产能中的应用 366
10.2.1 煤矿微生物脱硫 366
10.2.2 微生物增产煤层气 369
10.3 有色矿山重金属离子废水的微生物处理 374
10.3.1 菌种的选育 375
10.3.2 微生物处理工艺 376
10.4 工程应用实例 376
10.4.1 微生物浸出技术处理矿山废石 376
10.4.2 微生物处理含重金属矿山废水 378
小结 379
思考题 380
名词术语 380
参考文献 381