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1 生物技术导论1

1.1 环境生物技术的作用2

1.2 环境生物技术的使用范围2

1.3 环境生物技术的市场状况4

1.4 地方因素对环境生物技术应用的影响6

1.5 集成的方法7

1.6 结束语7

参考文献8

2 微生物及其代谢9

2.1 生物来源的污染物的固定、降解和监控9

2.2 环境生物技术的主角10

2.2.1 微生物10

2.2.2 植物12

2.3 新陈代谢12

2.3.1 代谢能力的基因蓝图16

2.3.2 微生物多样性17

2.4 与环境生物技术密切相关的代谢途径18

2.4.1 糖酵解18

2.4.2 TCA循环19

2.4.3 乙醛酸循环19

2.4.4 大分子及其降解19

2.5 细胞能量的产生22

2.5.1 发酵23

2.5.2 电子传递链：氧化磷酸化与甲烷生成反应23

2.6 光合作用与植物技术基础27

2.6.1 光反应28

2.6.2 暗反应31

2.7 氮循环34

2.8 结束语34

案例研究2.1 环境健康实验室（英国米德尔斯堡）34

参考文献35

3 生物干预的基础37

3.1 生物系统的使用37

3.2 极端微生物38

3.2.1 嗜热菌39

3.2.2 其他极端微生物40

3.2.3 多样的降解能力40

3.3 非生物性物质和其他问题的化合物41

3.3.1 内分泌干扰物42

3.3.2 新的发现43

3.3.3 DNA的移动性44

3.4 结束语45

案例研究3.1 鱼的雌化（英格兰和威尔士）46

参考文献46

4 污染和污染控制48

4.1 污染分类48

4.1.1 毒性49

4.1.2 持续性49

4.1.3 迁移能力49

4.1.4 控制简易性50

4.1.5 生物富集性50

4.1.6 化学性质50

4.2 污染的环境50

4.3 污染的控制策略51

4.3.1 稀释和分散51

4.3.2 浓缩和封存51

4.4 实际的毒性问题51

4.5 污染控制的实际应用53

4.5.1 生物滤器54

4.5.2 生物滴滤池54

4.5.3 生物净化器55

4.5.4 其他方法56

4.6 “清洁”技术57

4.6.1 工艺改进57

4.6.2 生物控制59

4.6.3 生物替代物62

4.7 结束语63

案例分析4.1 微生物污染控制（美国缅因州）63

参考文献63

5 污染土壤及生物修复65

5.1 修复方法66

5.1.1 生物法66

5.1.2 化学法66

5.1.3 物理法67

5.1.4 凝固化／玻璃化67

5.1.5 热处理法67

5.2 原位和异位技术67

5.2.1 原位技术67

5.2.2 异位技术68

5.3 集中和广泛处理技术68

5.4 过程集成69

5.5 生物修复的适用性70

5.6 影响生物修复应用的因素71

5.7 生物技术的选择73

5.8 生物处理系统的主要特征73

5.8.1 原位技术74

5.8.2 生物技术应用中的原位监测77

5.8.3 异位技术77

5.8.4 过程选择与集成80

5.8.5 修复技术的应用80

5.9 结束语81

案例分析5.1 石油污染的生物修复（美国，得克萨斯州）81

案例分析5.2 环节动物生物反应器（英国）81

参考文献82

6 好氧微生物和废水处理83

6.1 污水处理84

6.2 处理过程存在的问题84

6.3 土壤处理86

6.3.1 化粪池87

6.3.2 土壤处理应用的局限性89

6.4 含氮废弃物90

6.4.1 曝气90

6.4.2 鼓风曝气系统90

6.4.3 机械曝气系统91

6.5 滴滤池92

6.6 活性污泥法94

6.6.1 处理过程的破坏96

6.6.2 有机负荷97

6.7 深筒工艺97

6.8 纯氧系统98

6.9 氧化沟99

6.10 生物转盘99

6.11 膜生物反应器100

6.12 纤维素离子交换介质101

6.13 污泥处理101

6.14 结束语101

案例研究6.1 软体动物生物滤器（美国罗得岛州）102

案例研究6.2 简易型污水处理（加纳的塔科腊迪市）102

参考文献103

7 植物技术和光合作用104

7.1 陆地植物系统（TPS）105

7.2 金属的植物修复105

7.2.1 植物抽提105

7.2.2 超量积累106

7.2.3 根际过滤107

7.2.4 植物稳定化107

7.3 有机物的植物修复107

7.3.1 植物降解108

7.3.2 根际降解108

7.3.3 植物挥发108

7.4 水力控制109

7.5 植物的选择111

7.6 应用111

7.7 水生植物系统（APS）112

7.8 大型水生植物处理系统（MaTS）112

7.9 营养膜技术（NFT）117

7.10 藻类处理系统（ATS）118

7.10.1 污水处理118

7.10.2 碳的固定119

7.11 污染检测122

7.12 结束语122

案例研究7.1 自然的植物修复体系（德韦达郡和波厄斯郡，威尔士）122

案例研究7.2 工程化的植物修复（Billingham，英国）123

参考文献124

8 生物技术与废物125

8.1 生物废物的本质125

8.1.1 生物废物的组成125

8.1.2 填埋127

8.2 生物废物处理129

8.3 堆肥131

8.4 堆肥应用于废物处理133

8.4.1 家用堆肥133

8.4.2 集中堆肥133

8.4.3 过程参数135

8.5 厌氧消化136

8.6 将AD应用于垃圾处理137

8.6.1 过程参数139

8.6.2 沼气141

8.7 其他生物技术141

8.7.1 环节动物转化（AC）142

8.7.2 生物垃圾制乙醇144

8.7.3 富养发酵（EF）145

8.8 结束语146

案例研究8.1 废物管理的集成147

案例研究8.2 用于修复土地的共堆肥（美国科罗拉多州）147

参考文献148

9 基因操作149

9.1 驯化：非基因工程的细菌操作150

9.2 通过基因工程操作细菌150

9.3 基因工程的基本原理151

9.3.1 酶，溶液体系和设备151

9.3.2 DNA的转导152

9.3.3 克隆载体153

9.3.4 表达载体154

9.3.5 报告基因155

9.4 重组体分析155

9.5 重组细菌156

9.6 重组酵母156

9.7 重组病毒157

9.8 转基因植物157

9.8.1 植物的转染157

9.8.2 植物基因工程发展实例159

9.9 结束语162

案例分析9.1 工程化耐盐性（Rehovot，以色列）162

参考文献162

10 集成环境生物技术165

10.1 生物能源166

10.2 衍生生物燃料167

10.2.1 甲烷沼气167

10.2.2 乙醇发酵170

10.2.3 短期轮伐矮林作业171

10.2.4 生物柴油173

10.2.5 碳累积或能量作物问题175

10.3 整合型农业经营175

10.3.1 植物病防治175

10.3.2 生物杀虫剂178

10.3.3 植物-微生物相互作用179

10.3.4 共生固氮菌181

10.3.5 内生菌根菌182

10.3.6 植物病原体183

10.4 结束语184

案例分析10.1 综合污染控制（Hoy，Orkney）184

案例分析10.2 应用生物能源（加拿大和美国）185

参考文献185

11 前景展望187

11.1 生物传感器187

11.2 制造工艺187

11.3 废物处理189

11.4 污染控制189

11.5 基因操作生物体190

11.6 结束语191

参考文献192

参考书和建议进一步阅读的书目193