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第九章 污染介质生物处理的微生物学原理1

第一节 污水好氧生物处理1

一、污水生物处理的基本原理1

二、好氧活性污泥法2

三、生物膜法12

第二节 污水厌氧生物处理系统16

一、厌氧生物处理的基本原理17

二、厌氧处理中的微生物及其相互关系17

三、厌氧生物处理的控制条件20

四、厌氧生物处理工艺21

第三节 污水脱氮除磷生物处理系统25

一、生物脱氮处理系统26

二、生物除磷系统30

第四节 污水生态工程处理系统34

一、生态工程的概念34

二、污水生态工程处理系统34

第五节 微污染饮用源水（水源水）生物处理系统42

一、微污染水源水的水质特征43

二、微污染水源的生物预处理系统43

三、微污染水源水的生物深度处理工艺45

第六节 饮用水的微生物去除及消毒47

一、水中的病原微生物47

二、水处理过程―混凝、沉淀和过滤技术对微生物的去除57

三、饮用水的消毒58

第七节 固体废弃物的生物处理与资源化技术66

一、有机固体废弃物的堆肥（composting）技术67

二、有机固体废弃物的厌氧发酵71

三、有机固体废弃物的卫生填埋73

四、有机固体废弃物的生物处理和资源化新技术75

第八节 气态污染物的生物处理系统76

一、微生物净化气态污染物的原理76

二、废气生物处理系统76

第九节 污染控制中生物强化及微生物菌群的选育81

一、生物强化81

二、微生物菌群的选育86

第十章 污染环境的生物修复87

第一节 生物修复概述87

一、生物修复技术的产生和发展87

二、生物修复的典型个例88

三、生物修复的优势89

四、生物修复的基本原理89

五、生物修复工程项目的可行性分析92

六、生物修复过程的强化93

七、生物修复中的生物强化94

八、阻碍生物修复成功的因素及风险评价100

第二节 生物修复工程的主要处理方法及其发展方向102

一、处理方法102

二、生物修复技术的发展方向112

第三节 污染土壤的生物修复113

一、适于原位修复的污染土壤113

二、需要异位处理的污染土壤114

三、可用原位-异位相结合处理的污染土壤114

第四节 污染水体及淤泥的生物修复114

一、适于原位修复的污染水体114

二、需要异位强化的污染水体115

三、需要原位-异位相结合强化处理的水体115

第五节 白腐真菌的生物降解及其在生物修复中的应用115

一、白腐真菌对木质素及类似有机污染物的生物降解116

二、白腐真菌降解有机污染物用于生物修复的特点121

三、白腐真菌生物修复中应用122

第十一章 微生物与金属污染124

第一节 微生物与金属的相互作用124

一、微生物对金属的依赖性124

二、金属对微生物的毒性效应126

三、微生物对金属的抗性和解毒机制129

四、微生物对金属的积累与转化131

五、环境中金属的生物可利用性132

第二节 汞的微生物转化133

一、生态环境中的汞循环133

二、汞的微生物转化134

第三节 其他重金属的微生物转化140

一、砷的微生物转化140

二、硒的微生物转化144

三、碲的微生物转化145

四、铅的微生物转化145

五、锡的微生物转化146

六、镉的微生物转化146

七、铬的微生物转化146

第四节 含金属污水的生物处理技术149

第五节 金属污染生态环境的生物修复方法150

第十二章 微生物的生理生化过程与环境污染154

第一节 微生物产生的环境污染物154

一、含氮化合物154

二、硫化物155

三、甲基汞（methylmercury）155

四、简单的碳化合物156

五、气味代谢物156

六、毒素157

第二节 微生物与酸矿水的产生157

第三节 水体富营养化158

一、富营养化水体的特点159

二、富营养化的影响和危害159

三、富营养化的评价161

四、富营养化的成因162

五、富营养化的控制162

第四节 生物霉腐与微生物毒素163

一、微生物产生的霉腐163

二、微生物与金属腐蚀165

三、微生物产生的毒素167

第十三章 污染环境的微生物监测174

第一节 有毒有害有机污染物对微生物的毒性效应174

一、有机污染物对微生物的主要作用174

二、有机污染物对微生物产生的毒性效应175

第二节 污染压力下的微生物活性及群落结构176

一、异养菌数量176

二、物种多样性177

三、群落结构177

四、代谢功能177

第三节 微生物对环境污染物的生物富集178

第四节 污染环境的微生物监测180

一、环境污染的指示微生物180

二、致突变污染物的微生物检测186

三、污染物生物毒性的微生物检测―发光细菌的微毒检测法187

四、微生物监测技术的新发展189

第十四章 环境微生物技术194

第一节 生物能源194

一、生物产氢194

二、微生物产甲烷196

三、有机废弃物的乙醇发酵200

第二节 可生物降解塑料PHAs203

一、PHAs的结构与性能203

二、产PHAs的微生物204

三、PHB的生物合成204

四、PHB的生物降解205

五、PHAs的应用前景205

第三节 生物絮凝剂的开发与应用206

一、生物絮凝剂产生菌的种类与培养条件206

二、生物絮凝剂的种类与特性208

三、生物絮凝剂的絮凝机理209

四、生物絮凝剂的应用210

五、前景展望212

第四节 生物表面活性剂的开发与应用212

一、生物表面活性剂的种类与性质212

二、生物表面活性剂的生产方式214

三、生物表面活性剂的应用216

四、问题和展望218

第五节 细菌浸矿218

一、细菌浸矿的生态学原理219

二、细菌浸出机理220

三、影响细菌浸出率的因素221

四、细菌浸矿的应用223

五、展望225

第六节 化石燃料的微生物脱硫225

一、脱硫微生物的种类及其生理特性225

二、微生物脱硫的机理227

三、煤炭的微生物脱硫229

四、展望231

第十五章 环境微生物学与现代分子生物学技术232

第一节 传统环境微生物研究技术232

一、环境样品采集和处理232

二、环境微生物的显微观察和计量235

三、分离计数环境中微生物的培养方法238

四、环境样品微生物活性的测定242

第二节 与环境微生物学研究相关的分子生物学技术248

一、从环境中获取微生物核酸248

二、基因探针和探针探测251

三、聚合酶链反应254

四、重组DNA技术259

五、限制性片段长度多态性分析260

六、变性温度梯度凝胶电泳263

七、质粒分析263

第三节 分子生物学技术在环境微生物研究中的应用265

一、研究生态环境中微生物的群落组成、结构及其多样性265

二、检测环境样品中功能基因存在及其表达267

三、研究环境中微生物的生理活性267

四、监测环境中特定微生物的存在及其动态267

五、研究微生物的系统发育及序列的变化268

第四节 降解型基因工程菌的构建及应用268

一、面对难降解环境污染物的历史性选择268

二、降解型基因工程菌的构建270

三、基因工程菌在生物修复等净化过程中的释放和问题278

四、GEM用于生物修复过程的监测和控制280

五、基因工程在原位生物修复等污染控制系统中使用的风险与防护280

第五节 免疫检测的应用282