環(huán)境生物制劑的開發(fā)與應(yīng)用

1 總論1
1.1 環(huán)境問題與環(huán)境污染1
1.1.1 環(huán)境問題1
1.1.2 環(huán)境污染2
1.2 環(huán)境生物制劑的開發(fā)4
1.2.1 環(huán)境生物制劑4
1.2.2 環(huán)境生物制劑開發(fā)的多學(xué)科性4
1.2.3 環(huán)境生物制劑的開發(fā)5
1.3 環(huán)境生物制劑的應(yīng)用5
1.3.1 環(huán)境生物制劑在水處理中的應(yīng)用5
1.3.2 環(huán)境生物制劑在空氣污染控制中的應(yīng)用6
1.3.3 環(huán)境生物制劑在固體廢物處理與資源化中的應(yīng)用6
1.3.4 環(huán)境生物制劑在生物修復(fù)中的應(yīng)用6
1.4 清潔生產(chǎn)與環(huán)境生物制劑7
2 環(huán)境生物制劑開發(fā)的基本方法9
2.1 環(huán)境生物制劑特點及其研究要求9
2.1.1 環(huán)境生物制劑特點9
2.1.2 研究環(huán)境生物制劑的要求10
2.2 環(huán)境生物制劑的研究方法11
2.2.1 目的菌的富集培養(yǎng)12
2.2.2 直接篩選高效菌群13
2.2.3 純化分離菌種13
2.2.4 誘變育種14
2.2.5 構(gòu)建基因工程菌15
2.2.6 固定化微生物技術(shù)16
2.3 微生物的生理學(xué)原理18
2.3.1 微生物的營養(yǎng)及營養(yǎng)成分19
2.3.2 微生物的營養(yǎng)類型21
2.3.3 微生物的糖代謝與能量代謝21
2.3.4 自養(yǎng)微生物的營養(yǎng)代謝24
2.3.5 微生物的代謝調(diào)節(jié)25
2.4 微生物的生態(tài)學(xué)原理29
2.4.1 微生物個體的生態(tài)條件29
2.4.2 微生物種群的生存競爭33
2.4.3 微生物的生物群落34
參考文獻(xiàn)36
3 高效工程菌的構(gòu)建37
3.1 高效工程菌構(gòu)建的意義和一般方法37
3.1.1 高效工程菌構(gòu)建的意義37
3.1.2 高效工程菌組建的一般方法37
3.1.3 微生物法和微生物生態(tài)法38
3.2 高效工程菌的篩選42
3.2.1 微生物的分布概況42
3.2.2 一些極端微生物的應(yīng)用44
3.2.3 工程菌的篩選方法47
3.2.4 工程菌的鑒定50
3.3 高效工程菌的馴化51
3.3.1 工程菌馴化的意義51
3.3.2 工程菌馴化的一般過程52
3.4 高效工程菌的生態(tài)組合52
3.4.1 工程菌組合的生態(tài)學(xué)理論52
3.4.2 微生物的群落演替規(guī)律56
3.4.3 高效工程菌系統(tǒng)的穩(wěn)定性57
3.4.4 高效工程菌的應(yīng)用57
參考文獻(xiàn)60
4 生物制劑添加技術(shù)61
4.1 生物制劑添加技術(shù)的提出及發(fā)展61
4.2 生物制劑添加技術(shù)的投加方式和機(jī)理62
4.2.1 生物添加技術(shù)的技術(shù)路線62
4.2.2 直接投加特效降解微生物62
4.2.3 投加遺傳工程菌65
4.2.4 投加生物共代謝基質(zhì)及輔助營養(yǎng)物質(zhì)66
4.3 生物制劑的添加使用方法67
4.4 生物制劑添加技術(shù)的應(yīng)用原則68
4.5 生物添加系統(tǒng)中微生物的存活及活性檢測技術(shù)的發(fā)展68
4.6 生物添加系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計69
4.7 生物制劑添加技術(shù)作用的效果及評價70
4.7.1 生物制劑添加技術(shù)的優(yōu)點70
4.7.2 生物制劑添加技術(shù)作用弱的原因71
4.8 評估生物制劑效益的理論及方法72
4.8.1 總菌數(shù)測定72
4.8.2 耗氧量測定72
4.8.3 厭氣生物制劑活性測定72
4.8.4 利用生長動力學(xué)概念評估添加效益72
4.8.5 由生物系統(tǒng)動力學(xué)變化探討生物制劑效益73
4.8.6 綜合評論及建議74
4.9 生物制劑添加技術(shù)的應(yīng)用74
參考文獻(xiàn)76
5 微生物肥料78
5.1 概述78
5.2 微生物肥料的主要功效及作用機(jī)理79
5.2.1 促進(jìn)植物對營養(yǎng)元素的吸收79
5.2.2 分泌多種生理活性物質(zhì)刺激調(diào)節(jié)植物生長80
5.2.3 產(chǎn)生抗病和抗逆作用，間接促進(jìn)植物生長80
5.2.4 節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境81
5.3 微生物肥料的種類81
5.3.1 根瘤菌肥料81
5.3.2 固氮菌肥料84
5.3.3 解磷菌肥料86
5.3.4 鉀細(xì)菌肥料88
5.3.5 光合細(xì)菌肥料88
5.3.6 PGPR菌肥90
5.3.7 復(fù)合微生物肥料91
5.3.8 其他微生物肥料91
5.4 微生物肥料與環(huán)境治理92
5.5 目前我國微肥研制及應(yīng)用中存在的問題93
5.6 微生物肥料研究與生產(chǎn)的發(fā)展趨勢94
5.7 微生物肥料產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)95
參考文獻(xiàn)96
6 微生物飼料97
6.1 青貯飼料98
6.1.1 青貯飼料的微生物來源98
6.1.2 青貯飼料生產(chǎn)的技術(shù)要點98
6.2 微生物蛋白飼料98
6.2.1 概述98
6.2.2 微生物蛋白飼料的生產(chǎn)100
6.2.3 微生物飼料蛋白生產(chǎn)的原料101
6.3 微生物飼料添加劑105
6.3.1 微生物飼料概述105
6.3.2 微生物飼料添加劑的作用機(jī)理106
6.3.3 微生物飼料添加劑的種類107
6.4 微生物飼料的發(fā)展方向108
參考文獻(xiàn)109
7 生物表面活性劑110
7.1 前言110
7.1.1 生物表面活性劑的特點111
7.1.2 生物表面活性劑的分類和性質(zhì)112
7.2 生物表面活性劑的生產(chǎn)與控制116
7.2.1 從動植物材料中提取116
7.2.2 發(fā)酵法生產(chǎn)生物表面活性劑116
7.2.3 酶促反應(yīng)生產(chǎn)生物表面活性劑119
7.3 生物表面活性劑的應(yīng)用123
7.3.1 應(yīng)用于石油開采業(yè)（MEOR技術(shù)）123
7.3.2 在環(huán)境生物工程上的應(yīng)用123
7.3.3 在食品工業(yè)和精細(xì)化工中的應(yīng)用124
7.3.4 在其他方面的應(yīng)用124
7.4 生物表面活性劑的發(fā)展與展望124
7.5 生物乳化劑125
7.5.1 乳狀液概述125
7.5.2 乳化劑及其分類126
7.5.3 生物乳化劑及其應(yīng)用127
7.6 生物破乳劑128
7.6.1 破乳劑128
7.6.2 生物破乳劑及其應(yīng)用131
參考文獻(xiàn)131
8 有效微生物菌群133
8.1 概述133
8.2 主要成分及作用機(jī)理134
8.2.1 光合菌群134
8.2.2 乳酸菌群134
8.2.3 酵母菌群135
8.2.4 放線菌群135
8.2.5 醋酸桿菌135
8.3 微生物與土壤環(huán)境137
8.4 EM技術(shù)在環(huán)保方面的應(yīng)用137
8.4.1 在污水處理中的應(yīng)用137
8.4.2 EM對水體藻型富營養(yǎng)化的控制142
8.4.3 在土壤凈化中的應(yīng)用144
8.4.4 在垃圾處理和再利用中的應(yīng)用144
8.4.5 在空氣凈化中的應(yīng)用144
8.5 EM技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用145
8.5.1 在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用145
8.5.2 在養(yǎng)殖業(yè)方面應(yīng)用145
8.5.3 在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用145
8.6 總結(jié)與建議146
參考文獻(xiàn)147
9 固定化生物活性炭的研究與應(yīng)用148
9.1 固定化技術(shù)的種類與固定化方法148
9.1.1 固定化微生物技術(shù)概述148
9.1.2 固定化方法149
9.1.3 不同種類固定化技術(shù)的比較150
9.1.4 活性炭固定化技術(shù)的選擇151
9.2 活性炭與生物活性炭151
9.2.1 活性炭概述151
9.2.2 固定化生物活性炭的形成152
9.3 固定化生物活性炭工程菌的篩選與馴化、固定153
9.3.1 工程菌的篩選153
9.3.2 工程菌的培養(yǎng)和馴化153
9.3.3 工程菌的馴化方法154
9.3.4 工程菌的擴(kuò)大培養(yǎng)154
9.3.5 固定化載體的選擇154
9.3.6 工程菌的固定方法155
9.4 固定化生物活性炭的結(jié)構(gòu)及作用機(jī)理155
9.4.1 有機(jī)物的生物降解155
9.4.2 固定化微生物的反應(yīng)特性157
9.4.3 活性炭與微生物協(xié)同作用157
9.4.4 IBAC使用壽命158
9.5 人工固定化技術(shù)的理論研究159
9.5.1 固定化微生物應(yīng)用系統(tǒng)分析159
9.5.2 固定化細(xì)胞顆粒反應(yīng)動力學(xué)模型161
9.6 固定化生物活性炭的微生物生理學(xué)164
9.6.1 工程菌的生長繁殖規(guī)律164
9.6.2 IBAC濾罐的反應(yīng)特征167
9.6.3 IBAC的降解規(guī)律初探168
9.7 固定化生物活性炭使用中的微生物生態(tài)學(xué)171
9.7.1 工程菌的變化171
9.7.2 環(huán)境因素對生物活性炭的影響174
9.8 固定化生物活性炭技術(shù)在飲用水深度處理中的應(yīng)用175
9.8.1 實驗系統(tǒng)簡介176
9.8.2 運行效果分析176
9.9 固定化生物活性炭技術(shù)在微污染水源水處理中的應(yīng)用178
9.9.1 實驗裝置簡介178
9.9.2 工程菌的篩選與馴化178
9.9.3 實驗結(jié)果分析179
9.10固定化生物活性炭技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用182
9.10.1 處理煤氣廢水182
9.10.2 對石化廢水的深度處理182
9.10.3 處理甲醇廢水182
9.10.4 處理含油廢水183
9.10.5 固定化生物活性炭發(fā)展趨勢183
參考文獻(xiàn)183
10 生物修復(fù)中的生物制劑185
10.1 生物修復(fù)的概念185
10.2 生物修復(fù)的影響因素186
10.2.1 微生物營養(yǎng)鹽186
10.2.2 添加電子受體186
10.2.3 共代謝物質(zhì)187
10.2.4 有毒有害有機(jī)污染物的物理化學(xué)性質(zhì)187
10.3 生物制劑及其發(fā)展187
10.4 生物制劑的優(yōu)點188
10.5 生物制劑的實現(xiàn)188
10.6 生物制劑在生物修復(fù)中的應(yīng)用188
10.6.1 在水體修復(fù)中的應(yīng)用188
10.6.2 在土壤修復(fù)中的應(yīng)用194
10.6.3 在工業(yè)廢水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用203
參考文獻(xiàn)204
11 生物絮凝劑的生產(chǎn)與應(yīng)用206
11.1 絮凝劑概述206
11.1.1 無機(jī)絮凝劑206
11.1.2 有機(jī)絮凝劑207
11.2 生物絮凝劑的起源及發(fā)展207
11.3 生物絮凝劑的分類、功能及其應(yīng)用優(yōu)勢208
11.3.1 生物絮凝劑的分類208
11.3.2 生物絮凝劑的優(yōu)勢208
11.4 生物絮凝劑的基礎(chǔ)研究210
11.4.1 生物絮凝劑產(chǎn)生菌210
11.4.2 生物絮凝劑產(chǎn)生菌產(chǎn)絮機(jī)理研究212
11.5 生物絮凝劑的應(yīng)用研究217
11.5.1 絮凝效果影響因素217
11.5.2 絮凝機(jī)理研究218
11.5.3 應(yīng)用現(xiàn)狀218
11.6 復(fù)合型生物絮凝劑的開發(fā)與研究220
11.6.1 復(fù)合型生物絮凝劑發(fā)酵底物的選擇220
11.6.2 高效生物絮凝劑產(chǎn)生菌的篩選221
11.6.3 復(fù)合型微生物絮凝劑的生產(chǎn)223
11.6.4 復(fù)合型微生物絮凝劑凈化效果研究225
11.6.5 復(fù)合型微生物絮凝劑毒理學(xué)研究227
11.6.6 復(fù)合型微生物絮凝劑產(chǎn)生菌遺傳學(xué)研究227
11.7 現(xiàn)狀與發(fā)展228
11.7.1 生物絮凝劑研究現(xiàn)狀228
11.7.2 生物絮凝劑研究發(fā)展趨勢228
參考文獻(xiàn)229
12 生物制劑的安全性評價231
12.1 生物技術(shù)與生物安全231
12.2 生物制劑安全性評價232
12.2.1 生物制劑安全性評價的主要內(nèi)容232
12.2.2 生物制劑安全性評價的目的232
12.2.3 生物安全管理法規(guī)和政策233
12.3 重組DNA的生物危害和控制措施236
12.3.1 概述236
12.3.2 實驗室重組DNA實驗隱含的危害237
12.3.3 重組DNA實驗的安全控制措施237
12.4 生物制劑規(guī)模生產(chǎn)的安全性問題238
12.4.1 酶制劑238
12.4.2 單細(xì)胞蛋白質(zhì)238
12.4.3 抗生素238
12.4.4 疫苗239
12.4.5 工程菌大規(guī)模培養(yǎng)的生物安全問題239
12.5 轉(zhuǎn)基因生物體生物安全問題及其法律控制240
12.5.1 轉(zhuǎn)基因生物體及其生物安全問題240
12.5.2 實施轉(zhuǎn)基因生物制劑生物法律控制241
12.5.3 關(guān)于轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性的對應(yīng)策略241
12.5.4 代表性案例242
12.5.5 轉(zhuǎn)基因生物體的擴(kuò)散途徑及防范措施243
12.6 復(fù)合型微生物絮凝劑的安全性評價244
12.6.1 急性經(jīng)口毒性實驗244
12.6.2 Ames實驗245
12.6.3 微核實驗246
12.6.4 致畸實驗247
12.6.5 結(jié)論248
參考文獻(xiàn)248
附錄基因工程安全管理辦法250