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1 生物降解的基本原理1

1．1 环境污染物与环境微生物1

1．1．1 环境污染物1

1．1．2 环境微生物2

1．2 环境微生物类群3

1．2．1 细菌4

1．2．2 放线菌5

1．2．3 真菌6

1．2．4 原生动物7

1．2．5 微型后生动物7

1．2．6 藻类8

1．2．7 极端环境微生物9

1．3 环境微生物生态学原理13

1．3．1 环境微生物的重要生态因子13

1．3．2 微生物的生长与种群增长18

1．3．3 微生物群落结构20

1．3．4 微生物种群间的相互关系27

1．3．5 环境微生物与物质循环29

1．3．6 微生物与污染物净化35

1．3．7 污染物、环境、微生物三者的关系40

1．4 环境微生物的代谢41

1．4．1 微生物的营养41

1．4．2 微生物生理代谢的基础——酶43

1．4．3 微生物的能量代谢44

1．4．4 微生物的合成代谢46

1．5 污染物质的可生物降解性47

1．6 污染物质的生物迁移转化途径51

1．6．1 污染物质的扩散迁移51

1．6．2 吸附与沉积52

1．6．4 污染物质的降解与累积54

1．6．3 微生物对污染物质的吸收54

1．6．5 污染物质的生物富集56

1．6．6 污染物质的生物转化57

1．7 生物对污染的适应与进化58

1．8 污染物生物降解的营养动力学60

1．8．1 氧的消耗及其反应动力学60

1．8．2 Monod方程62

1．8．3 能量代谢与物质平衡63

2 好氧处理过程与原理65

2．1 微生物好氧代谢原理65

2．2 活性污泥法原理66

2．2．1 活性污泥法的原理66

2．2．2 活性污泥絮体的形成68

2．2．3 活性污泥微生物68

2．2．4 活性污泥反应动力学71

2．3 活性污泥法过程及其影响因素73

2．4 活性污泥法工艺74

2．4．1 传统活性污泥工艺74

2．4．2 阶段曝气池75

2．4．3 渐减曝气池75

2．4．4 吸附再生法75

2．4．5 生物吸附氧化法76

2．4．6 完全混合法77

2．4．7 序批式活性污泥法77

2．4．8 氧化沟法78

2．5 好氧生物膜法78

2．5．1 生物膜的结构与净化原理79

2．5．2 生物膜生物类群81

2．5．3 生物膜生长介质82

2．6 生物膜营养动力学85

2．6．1 生物膜基本反应动力学85

2．6．2 生物滤池生物膜营养动力学88

2．6．3 生物接触氧化生物膜营养动力学89

2．7 好氧生物膜反应器91

2．7．1 生物滤池91

2．7．2 生物转盘法93

2．7．3 生物接触氧化法95

2．7．4 生物流化床法96

3 厌氧生物处理过程与原理99

3．1 概述99

3．2 厌氧微生物101

3．2．1 产酸细菌102

3．2．2 产甲烷菌103

3．2．3 产酸菌与产甲烷菌的关系104

3．3 厌氧反应生物化学原理105

3．3．1 水解反应106

3．3．2 发酵酸化反应107

3．3．3 产乙酸反应108

3．3．4 产甲烷反应109

3．3．5 厌氧脱氮反应111

3．3．6 硫酸盐还原反应111

3．4 有机物的厌氧生物可降解性113

3．4．1 BMP测试113

3．4．2 碳水化合物的厌氧生物可降解性113

3．4．3 蛋白质的厌氧生物可降解性114

3．4．4 脂肪、脂肪酸的厌氧生物可降解性115

3．4．5 酚类化合物厌氧生物可降解性116

3．4．6 厌氧生物难降解化合物116

3．5 厌氧生物降解营养动力学117

3．6 影响厌氧生物降解的因素119

3．6．1 温度119

3．6．2 pH值120

3．6．3 营养物与微量元素122

3．6．4 生物毒性物质123

3．7．1 厌氧消化池124

3．6．5 氮与硫124

3．7 厌氧生物处理工艺124

3．7．2 厌氧接触法125

3．7．3 厌氧生物滤池127

3．7．4 厌氧流化床129

3．7．5 升流式厌氧污泥床反应器131

3．8 厌氧除磷脱氮技术134

3．8．1 厌氧生物脱氮134

3．8．2 生物除磷137

3．8．3 除磷脱氮139

4 贫营养环境污染物生物降解141

4．1 贫营养环境141

4．1．1 贫营养环境及污染特征141

4．1．2 环境水质与水质标准的发展142

4．1．3 贫营养水生物处理原理145

4．2．1 贫营养环境微生物特性147

4．2 贫营养环境微生物147

4．2．2 贫营养环境微生物群落149

4．2．3 生物膜及其生物相152

4．3 贫营养环境中的基质利用158

4．3．1 基质利用及营养动力学158

4．3．2 二级基质利用160

4．3．3 非稳定基质处理过程161

4．4 贫营养水体的生物处理技术162

4．4．1 饮用水的传统处理工艺162

4．4．2 生物活性炭处理工艺163

4．4．3 生物预处理165

4．4．4 生物接触氧化法167

4．4．5 生物处理组合工艺168

4．5 富营养化水质的净化170

4．5．1 富营养化水质特征170

4．5．2 富营养化水体中有机物的去除172

4．5．4 富营养化水体中藻类的脱除173

4．5．3 富营养化水体中氮和磷的去除173

5 石油污染的生物降解176

5．1 石油污染物在环境中的迁移与转化176

5．1．1 石油污染物176

5．1．2 石油污染物在环境中的迁移177

5．2 石油及碳氢化合物的生物降解179

5．2．1 烷烃的降解179

5．2．2 苯及烷基苯类化合物的降解181

5．2．3 石油污染物的生物转化反应184

5．3 石油污染物降解微生物186

5．3．1 石油污染物降解微生物的类群186

5．3．2 BTEX降解者188

5．3．3 石油污染的反硝化降解菌191

5．4．1 甲基苯和二甲基苯的降解研究195

5．4 石油污染降解研究195

5．4．2 石油污染物降解的土壤呼吸测定200

5．4．3 氮和磷的增加与石油污染物的降解202

5．4．4 石油污染物的自然降解206

5．5 石油污染物生物反应器208

5．5．1 颗粒活性炭生物过滤器208

5．5．2 地下水污染生物过滤器210

5．5．3 挥发性气体化合物生物过滤器214

5．5．4 生物膜反应器215

5．5．5 生物反应器中生物膜结构217

5．6 影响石油污染物降解的环境因素222

6 芳香族化合物的生物降解226

6．1 芳香族化合物的环境行为227

6．1．1 芳香族化合物在水环境中的吸附过程227

6．1．2 芳香化合物在土壤环境中的迁移228

6．1．3 芳香族化合物在生态系统中的转移229

6．2 芳香族化合物生物降解230

6．2．1 芳香族化合物生物降解原理231

6．2．2 多环芳香化合物的生物降解233

6．2．3 卤代芳香族化合物的生物降解238

6．2．4 芳香族化合物生物降解途径240

6．3 芳香族化合物的环境毒性240

6．3．1 芳香族化合物的一般性质240

6．3．2 烷基苯类化合物的环境毒性241

6．4 芳香族化合物降解微生物243

6．4．1 芳香族化合物的降解微生物243

6．4．2 芳香族化合物降解微生物的分布格局246

6．4．3 白腐菌对芳香族化合物的降解250

6．5 芳香族化合物生物降解的影响因素252

6．5．1 易降解有机物对芳香族化合物降解的影响252

6．5．2 苯环上取代基的影响253

7 卤代有机化合物的生物降解257

7．1 环境中卤代有机化合物的来源257

7．1．1 卤代有机化合物的自然产生257

7．1．2 卤代有机物的人为释放259

7．2 卤代有机化合物的环境行为261

7．2．1 卤代有机化合物的溶解性261

7．2．2 卤代有机物的挥发性263

7．2．3 卤代有机物的残留264

7．3 卤代有机物的环境毒性266

7．3．1 卤代脂肪烃的环境毒性266

7．3．2 卤代芳香族化合物的环境毒性267

7．4 卤代有机化合物的生物去卤作用269

7．4．1 生物去卤途径269

7．4．2 生物降解性271

7．4．3 多氯联苯的去氯化作用272

7．5．1 卤代有机化合物的好氧生物降解280

7．5 卤代有机化合物的生物降解280

7．5．2 卤代有机化合物的厌氧生物降解283

8 有机农药在环境中的生物降解291

8．1 有机农药的环境行为291

8．1．1 农药在环境中的分配291

8．1．2 农药在土壤环境中的移动性292

8．1．3 农药在水体环境中的迁移295

8．1．4 农药在大气环境中的迁移与转化297

8．1．5 农药的残留与富集299

8．2 农药污染的生态效应301

8．2．1 农药污染对食物链的破坏301

8．2．2 农药对农田生态系统的影响302

8．2．3 农药污染对土壤生态系统影响304

8．2．5 农药对人体健康的影响306

8．2．4 农药污染对水生生态系统的影响306

8．3 农药的生物降解308

8．3．1 农药在环境中的生物降解308

8．3．2 农药降解的数量变化规律309

8．3．3 微生物的农药代谢途径313

8．3．4 土壤根际环境的农药降解316

8．3．5 影响农药生物降解的因素317

8．4 农药生物降解微生物318

8．5 有机氯农药的生物降解320

8．5．1 有机氯农药的脱氯反应320

8．5．2 DDT的生物降解321

8．5．3 六六六的生物降解322

8．5．4 2，4-D的生物降解323

8．6 有机磷农药的生物降解324

8．6．1 有机磷农药的生物降解反应324

8．6．2 对硫磷等农药的微生物降解过程325

9．1 危险性有机污染概述327

9 危险性有机污染物的生物降解327

9．2 化学物质的三致作用及其影响因素329

9．2．1 化学物质的致癌作用329

9．2．2 化学物质的致突变作用330

9．2．3 化学物质的致畸作用331

9．2．4 化合物环境毒性的影响因素332

9．3 多氯联苯的生物降解334

9．3．1 PCBs的生物降解途径335

9．3．2 PCB降解半衰期337

9．4 三氯乙烯的生物降解340

9．4．1 TCE的生物降解作用340

9．4．2 三氯乙烯和四氯乙烯的降解344

9．4．3 影响TCE生物降解的因素347

9．5 多环芳烃类化合物的生物降解351

9．5．1 多环芳烃的性质及环境中的分布351

9．5．2 多环芳烃的生物降解354

9．6．1 五氯酚的环境特性及代谢途径358

9．6 五氯酚的生物降解358

9．6．2 厌氧颗粒污泥与五氯酚生物降解360

9．7 环境荷尔蒙363

10 污染环境的生物修复365

10．1 生物修复概念与原理365

10．2 生物修复方法与工程措施367

10．2．1 自然生物修复367

10．2．2 原位生物修复369

10．3 地下水污染生物修复373

10．4 土壤污染生物修复375

10．5 海洋环境生物修复377

10．6 石油污染生物修复379

10．7 植物生物修复381

10．8 生物修复的生物固定技术385

10．9 异位生物修复的生物反应器386

主要参考文献389