现代环境生物工程 作者:王家德,成卓韦 编著出版时间:2014年版内容简介 现代环境生物工程基于自然界物质循环规律,利用微生物、植物、动物的生命代谢活动,将废弃物和危害物转化为资源利用或矿化为自然界的组成成分,是现代生物技术与环境工程的紧密交叉。因此,本书从系统介绍生物代谢、基因工程、酶(蛋白质)工程、细胞工程、发酵工程等基础理论和技术入手,讲述现代生物技术在污染治理、环境修复、生物质能源、环境友好材料、环境生物监测等领域的应用实践。本书注重结构的合理性和知识的完整性,并反映学科发展的前瞻性,可作为高等学校环境工程、环境科学等相关专业的本科生和研究生教材或教学参考书,也可供相关专业的教师和科技人员使用。目录第1章概述1?1生物技术11?1?1生物技术的定义11?1?2生物技术的发展11?1?3现代生物技术的应用31?2环境生物技术51?2?1环境生物技术的定义61?2?2污染控制技术61?2?3环境生物技术的发展7第2章生物及其代谢2?1生物92?1?1微生物92?1?2植物92?1?3动物102?2新陈代谢112?3与环境生物技术密切相关的代谢途径122?3?1糖酵解122?3?2TCA循环132?3?3乙醛酸循环142?3?4脂类代谢152?3?5蛋白质代谢152?3?6能量代谢162?4主要元素循环172?4?1氧循环172?4?2碳循环182?4?3氮循环192?4?4硫循环202?4?5磷循环202?4?6铁循环和锰循环21第3章基因工程3?1概述233?2基因工程技术233?2?1工具酶233?2?2目的基因263?2?3载体技术293?2?4目的基因导入技术323?2?5重组体的筛选技术343?3基因工程技术在环境污染治理中的应用373?3?1微生物基因改造383?3?2基因工程技术与污染治理403?3?3基因工程安全性问题41第4章酶工程4?1酶及酶工程424?2酶的催化特性及作用原理424?2?1酶的催化特性424?2?2酶催化反应原理444?3酶催化反应动力学454?3?1浓度464?3?2温度474?3?3pH474?3?4激活剂484?4酶的抑制作用484?4?1可逆性抑制作用484?4?2不可逆性抑制作用504?5酶的生产514?5?1微生物发酵产酶514?5?2动植物细胞产酶524?6酶的分离纯化524?6?1沉淀技术534?6?2离心技术554?6?3色谱分离技术554?6?4电泳技术584?7酶分子修饰594?7?1化学修饰594?7?2生物修饰614?8酶的固定化技术614?8?1酶的固定化方法624?8?2固定化酶的性质644?9酶在环境污染治理中的应用654?9?1几种重要的降解酶654?9?2酶在废水处理中的应用684?9?3酶在土壤修复中的应用694?9?4酶在环境监测中的应用70第5章细胞工程5?1细胞及细胞工程725?1?1细胞725?1?2细胞工程745?2细胞工程技术745?2?1微生物细胞工程755?2?2植物细胞工程765?2?3动物细胞工程775?3细胞工程在环境污染治理中的应用795?3?1细胞融合技术的应用795?3?2抗性植物的应用805?3?3微生物表面展示技术的应用81第6章发酵工程6?1概述846?2工业发酵菌种846?2?1微生物代谢产物类型856?2?2常见微生物及其代谢产物856?2?3工业发酵菌种的选育876?3发酵工艺及其控制916?3?1发酵类型916?3?2发酵工艺926?3?3发酵方式926?3?4发酵过程控制936?4发酵设备986?4?1机械搅拌式发酵罐986?4?2通风搅拌式发酵罐996?4?3厌氧发酵设备1006?5发酵工程在环境保护中的应用1006?5?1利用废渣液生产单细胞蛋白1016?5?2利用废渣液生产颗粒复混肥料1026?5?3亚硫酸盐纸浆废液乙醇发酵1026?5?4酵母循环系统102第7章废水生物处理7?1废水生物处理特性1037?1?1概述1037?1?2废水生物处理原理1037?1?3废水生物处理中的微生物生长特性1047?1?4废水生物处理中的动力学1057?1?5影响废水生物处理的因素1067?2废水生物处理工艺1087?2?1活性污泥法1087?2?2生物膜法1117?2?3厌氧生物处理工艺1157?2?4其他废水生物处理工艺1207?3现代生物处理技术在废水处理工程的应用1227?3?1生物强化技术1237?3?2废水生物脱氮除磷新技术1247?3?3生物絮凝剂129第8章废气生物处理8?1废气生物处理原理1378?1?1概述1378?1?2废气生物净化原理1378?1?3废气生物处理的微生物1388?1?4废气生物处理的填料1398?2废气生物处理工艺1398?2?1生物吸收法1408?2?2生物洗涤法1408?2?3生物过滤法1418?2?4生物滴滤法1428?2?5新型废气生物处理法1428?3废气生物处理的影响因素1448?3?1温度1448?3?2pH1458?3?3湿度1458?4有机废气生物处理发展1458?4?1微生物净化有机废气1458?4?2植物净化有机废气1478?4?3有机废气生物净化的研究热点1478?5含硫废气的生物处理1498?5?1脱硫微生物1498?5?2含硫污染物的脱硫机制1508?5?3生物脱硫技术1508?6CO2的生物处理1518?6?1植物固定CO21518?6?2微生物固定CO21528?6?3生物固定CO2的发展趋势1528?7NOx的生物处理1548?7?1生物法处理NOx的原理1548?7?2降解NOx的主要微生物1548?7?3生物法处理NOx的研究现状及发展趋势155第9章固体废物的生物处理9?1固体废物1579?2固体废物堆肥化处理1579?2?1堆肥的基本原理1589?2?2好氧堆肥技术1609?2?3厌氧堆肥技术1639?3固体废物填埋1669?3?1填埋的基本原理1669?3?2填埋渗滤液处理1689?3?3填埋气体产生、收集与利用1699?4固体废物的其他生物处理技术1719?4?1有机固体废物的蚯蚓处理技术1719?4?2蚯蚓处理的主要影响因素1729?4?3利用蚯蚓处理固体废物的优势及局限性172第10章生物修复基础10?1生物修复的概念17410?2生物修复特点及原则17510?2?1生物修复特点17510?2?2生物修复原则17610?3生物修复原理17610?3?1微生物修复17610?3?2植物修复17810?3?3动物修复17910?4生物修复的主要方法17910?4?1原位生物修复17910?4?2异位生物修复18010?5生物修复的影响因素18210?5?1受体特性18210?5?2污染物特性18710?5?3环境条件188第11章生物修复技术的应用11?1污染土壤的生物修复18911?1?1微生物修复技术18911?1?2植物修复技术19011?2污染水体的生物修复19111?2?1污染地表水的生物修复19111?2?2污染海洋的生物修复19311?2?3污染地下水的生物修复19311?3污染大气的植物修复19411?3?1绿色植物对气态污染物的修复19411?3?2绿色植物对降尘的修复19511?3?3绿色植物对生物性污染物的修复19611?3?4绿色植物的释氧修复19611?4固体废物污染的生物修复19711?4?1矿山的生物修复19711?4?2垃圾场的生物修复198第12章恢复生态学与技术12?1恢复生态学形成及发展20012?1?1恢复生态学概念20012?1?2恢复生态学的发展历程20012?1?3恢复生态学的研究内容20112?2恢复生态工程技术20212?2?1生态恢复的目标与原则20212?2?2生态恢复的方式和一般操作程序20312?2?3生态恢复的技术体系20412?2?4生态工程技术20412?3湿地生态恢复20612?3?1相关概念20612?3?2湿地生态恢复的指导理论20712?3?3湿地生态恢复的关键技术20912?3?4湿地生态恢复的常用模式213第13章生物质能源13?1能源21513?1?1能源的类型21513?1?2能源发展21513?2生物质能21713?2?1生物质能的分类及特点21713?2?2生物质能的发展21813?3生物质能源利用技术22013?3?1物理转化22113?3?2化学转化22113?3?3生物转化22313?4生物技术在生物质能源利用中的应用22413?4?1生物制沼气22413?4?2生物制燃料乙醇22413?4?3生物制氢22513?4?4生物柴油226第14章生物制烷14?1概述22714?2产甲烷的生化机制22714?2?1产甲烷菌22714?2?2产甲烷的生化机制及途径22814?3产甲烷过程的过程化学和微生物学23014?3?1过程化学23014?3?2微生物学23314?4产甲烷过程的热力学分析23414?5产甲烷过程的工艺和反应器23514?6影响产甲烷过程的因素23614?6?1有机负荷23614?6?2混合方式23614?6?3加热方式23614?6?4气体收集23714?6?5反应器运行237第15章生物制氢15?1氢能源23815?2制氢技术23815?2?1热化学制氢23815?2?2裂解水制氢23915?2?3生物制氢24015?3制氢微生物及制氢机制24115?3?1光解水制氢24115?3?2光发酵制氢24315?3?3暗发酵制氢24415?3?4光发酵和暗发酵耦合制氢24615?4生物制氢反应器24715?4?1光生物反应器24715?4?2厌氧发酵制氢反应器24915?5生物制氢研究展望250第16章生物制醇16?1概述25116?1?1生物燃料乙醇特点25116?1?2生物燃料乙醇的生产25216?2纤维素生物质生产燃料乙醇25316?2?1纤维素生物质原料25316?2?2纤维素生物质的预处理技术25416?2?3纤维素的水解25616?2?4纤维素的发酵25716?3生物燃料丁醇26016?3?1主要菌株及代谢过程26016?3?2生产工艺261第17章生物采油与生物制油17?1生物采油26317?1?1石油开采26317?1?2微生物采油原理26317?1?3油藏微生物26417?1?4微生物采油工艺26617?2生物制油26717?2?1微藻制油26817?2?2微生物制油271第18章生物燃料电池18?1燃料电池27618?2生物燃料电池27618?2?1工作原理27618?2?2生物燃料电池构型27718?3影响生物燃料电池性能的因素27918?3?1阳极室的操作条件27918?3?2阴极室的操作条件28018?3?3电池的外电阻28018?4生物燃料电池的应用280第19章环境友好材料生物技术19?1概述28219?2环境友好材料分类28219?2?1可再生天然材料28219?2?2仿生材料28419?2?3生物质材料28519?3可降解塑料28619?3?1可降解塑料定义28619?3?2光降解塑料28719?3?3生物降解塑料28819?3?4光?生物双降解塑料29119?4微生物农药29219?4?1微生物农药定义29219?4?2活体微生物杀虫剂29319?4?3微生物杀菌剂29619?4?4微生物除草剂29919?5微生物肥料30119?5?1微生物肥料定义30119?5?2微生物肥料的作用机制30119?5?3重要的微生物肥料303第20章环境生物监测20?1概述30720?1?1生物监测原理和方法30720?1?2生物监测特点30820?1?3指示生物30820?2水环境污染生物监测30920?2?1监测原理30920?2?2水污染的生物监测手段和方法30920?2?3生物群落监测法31120?2?4细菌学检验法31320?2?5生物测试法31420?2?6发光细菌毒性检测法31420?2?7其他方法31520?3空气污染生物监测31520?3?1植物监测31620?3?2动物监测31820?3?3微生物监测31920?4土壤污染的生物监测31920?4?1植物监测31920?4?2动物监测32020?4?3微生物监测32020?5生物污染监测32120?5?1基本概念32120?5?2生物对污染物的吸收及在体内分布32120?5?3生物样品的采集和制备32320?5?4生物样品的预处理32420?6生态监测32520?6?1生态监测定义32520?6?2生态监测的类型及方法32520?6?3生态监测指标体系32620?6?4生态监测方案32820?7生物传感器32920?7?1生物传感器的原理32920?7?2生物传感器的分类33020?7?3生物传感器在环境监测中的应用33020?7?4生物传感器的发展前景334参考文献 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