第一篇：环境生物技术试题答案

环境生物技术试题A卷

一、名词解释（每个4分 共20分）

1.环境污染 2.生物降解 3.有机污染物阈值 4.微生物的生化呼吸曲线 5.基因工程菌6.生化需氧量 7.激活作用 8.总有机碳

二、填空题（54分 每空1分）

1.二是污染水体、其三是污染土壤。

2.环境污染一般有以下几个特征：1.2.3.用的复杂性；4.影响的多样性；5.治理的困难性。

3.环境污染物按污染源分归纳为1.2.3.染；4.其他类污染。

4.控制对象的污染物。

5.污染物的生物积累是指污染物在生物体内蓄积，一步浓度增大的现象；而污染物的生物放大是指污染物在生物体内的浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。

6.目前国际上环境生物技术最有应用前景的领域是1.技术；2.污染事故现场补救与现场修复技术；3.可降解材料的生物合成技术。

7.污染物具有高效降解能力的菌株或微生物群。

8.根据生物降解能力大小，将所有污染物分为1.2.3.9.微生物降解转化原来不能利用的化合物的现象。微生物的共代谢有三种情况：

1.2.3.10.发生改变，从而降低或去除污染物的毒性的过程称为去毒，也称为钝化。

11.化学结构对生物降解性的影响有：1.2.3.取代基的数目；4.甲基的分支；5.其他因素。

12.13.还有氧气、营养物质和温度等环境因素。

14.15.生物降解的关键因素，光和紫外光可加快微生物对多氯联苯的降解。

三、简答题（26分）

1.理想的基因工程均应具备什么条件？基因工程菌“第一里程碑”是什么？（10分）

2.测定污染物生物可降解性有哪些方法？意义是什么？（6分）

3.微生物对污染物的解毒作用的途径有哪些？是什么？（6分）

4.微生物代谢农药的后果是什么？（4分）

环境生物技术试题B卷

一、名词解释

1.环境污染 2.持久污染物 3.有机污染物阈值 4.污染环境的自净 5.基因工程菌 6.化学需氧量 7.相对耗氧速率曲线8.生物降解作用

二、填空题（54分 每空1分）

1.二是污染水体、其三是污染土壤。

2.环境污染一般有以下几个特征：1.2.3.用的复杂性；4.影响的多样性；5.治理的困难性。

3.环境污染物迁移方式归纳为1.2.3.4.控制对象的污染物。

5.污染物的生物积累是指污染物在生物体内蓄积，一步浓度增大的现象；而污染物的生物放大是指污染物在生物体内的浓度随营养级的提高而逐步增大的现象。

6.目前国际上环境生物技术最有应用前景的领域是1.技术；2.污染事故现场补救与现场修复技术；3.可降解材料的生物合成技术。

7.污染物具有高效降解能力的菌株或微生物群。

8.9.微

生物降解转化原来不能利用的化合物的现象。微生物的共代谢有三种情况：

1.2.3.10.发生改变，从而降低或去除污染物的毒性的过程称为去毒，也称为钝化。

11.化学结构对生物降解性的影响有：1.2.3.取代基的数目；4.甲基的分支；5.其他因素。

12.的对污染物具有高效降解能力的菌株或微生物群。

13.还有氧气、营养物质和温度等环境因素。

14.15.生物降解的关键因素，光和紫外光可加快微生物对多氯联苯的降解。

三、简答题（26分）

1.理想的基因工程均应具备什么条件？基因工程菌“第一里程碑”是什么？(10分)

2.测定污染物生物可降解性有哪些方法？意义是什么？（6分）

3.微生物对污染物的作用是什么？对污染物生物降解的主要过程是什么？（6分）

4.石油降解微生物应用在哪些方面？（4分）

第二篇：环境生物技术

一、名词解释

1.生化需氧量（BOD，biochemical oxygen demand）：“生物化学需氧量”的简称。是指在一

定期间内，微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质，特别是有机物质所消耗的溶解氧的数量。以毫克/升或百分率、ppm表示。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标。BOD越大，表示水体中有机物越多，污染越严重。如果进行生物氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量（BOD5），相应地还有BOD10、BOD20。

2.化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消

耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。

3.污泥负荷率：有机物与微生物之比称污泥负荷率(F:M)。它影响过程的代谢深度和污泥的沉降性能，也影响运行的稳定性和基建费用。污泥负荷率低些，过程的运行比较容易，处理效率比较稳定，剩余污泥量比较少，但基本建设和运行费用一般要高些。普通活性污泥法的负荷率常在0.15～0.3公斤BOD5/公斤污泥之间。

4.容积负荷：volume loading 每立方米池容积每日负担的有机物量，一般指单位时间

负担的五日生化需氧量公斤数（曝气池，生物接触氧化池和生物滤池）或挥发性悬浮固体公斤数（污泥消化池）。其计量单位通常以kg/(m3·d)表示。

5.废水厌氧生物处理：在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，降解废水中的有机物，使

其转化成甲烷和二氧化碳等物质，达到污水进化的过程。

6.生物表面活性剂：是微生物或植物在一定条件下培养时，在其代谢过程中分泌出的具有

一定表面活性的代谢产物，能显著改变特别是降低液体表面张力或两相间界面张力的物质，如糖脂､多糖脂､脂肽或中性类脂衍生物等

7.生物修复：是指利用生物特别是微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消

除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。

8.生物农药：又称天然农药，利用生物体本身或由生物体产生的生理活性物质作为杀虫剂

或除草剂，对特定的病虫害产生作用的安全性能高的新农药。

9.农用抗生素：是指由微生物发酵产生、具有农药功能、用于农业上防治病虫草鼠等

有害生物的次生代谢产物。放线菌、真菌、细菌等微生物均能产生农用抗生素，其中放线菌产生的农用抗生素最多。

10.内碳源：活性污泥中微生物死亡后自溶后释放的含碳有机物，也称二次性基质。

11.驯化：这里特指活性污泥的驯化，是定向选育微生物的方法与过程，通过人工措施使微生物逐步适应某种特定条件，最后获得具有较高耐力和代谢活性好的菌株。

二、简答

1.环境生物技术的基本概念、研究内容？

答：环境生物技术是一门由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科，是直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统。其研究内容：分为三个层次，第一层次是以基因工程为主导的现代环境生物技术，第二层次是以废物的生物处理的传统环境生物技术，第三次是以氧化糖、人工湿地和农业生态地为主的传统环境生物技术。

2.活性污泥性能指标有哪些？

答：（1）MLSS（Mixed Liquid Suspanded Solid）指1L曝气池混合液中所含悬浮固体干重，它是衡量反应器中活性污泥数量多少的指标。它包括微生物菌体（Ma）、微生物自生氧化产物（Me）、吸附在污泥絮体上不能被微生物所降解的有机物（Mi）和无机物（Mii）。

（2）、MLVSS（Mixed Liquid Volatile Suspanded Solid）指1L曝气池混合液中所含挥发性悬浮固体含量，它只包括微生物菌体（Ma）、微生物自生氧化产物（Me）、吸附在污泥絮体上不能被微生物所降解的有机物（Mi），不包括无机物（Mii）。所以MLVSS能比较确切地反映反应器中微生物的数量。

（3）、SV% 污泥沉降比，曝气池混合液在量筒中静止30min后，污泥所占体积与原混合液体积的比值。

（4）、SVI 污泥体积指数，指曝气池混合液经30min静止沉降后1g干污泥所占的体积，单位为ml/g。

（5）、SDI 即污泥密度指数，指100ml混合液静止30min后所含活性污泥的g数。单位为g/ml。

（6）、污泥负荷 ：污泥负荷是反应器设计和运行的一个重要参数，它指单位活性污泥所能去除的五日生化需氧量，单位是kgBOD5/kgMLSS。

3.什么是丝状线膨胀？引起丝状线膨胀的原因及其预防措施？

答：活性污泥处理中，丝状细菌及其他丝状微生物异常地大量增殖，造成最终沉定池中污泥几乎不沉淀的异常现象称为丝状线膨胀。原因：（1）偏酸环境：偏酸易于丝状菌生长繁殖；

（2）供氧不足；（3）水温偏高；（4）碳氮比失衡。

预防措施：(1)强化曝气；(2)调整负荷；(3)分段注水；(4)投加含氮化合物；(5)投加石灰和消化污泥；(6)稀释流入污水；(7)如碳水化合物增多，要调查废水的来源；(8)有毒废水进入系统时，应进行预处理；(9)接种活性污泥。

4.什么是厌氧生物处理、好氧生物处理？两者之间的比较。

答：废水厌氧生物处理：在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，降解废水中的有机物，使其转化成甲烷和二氧化碳等物质，达到污水进化的过程。

好氧生物处理：利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。

两者之间的比较：

(1)好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。且处理过程中散发的臭气较少。厌氧生物处理缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大等。

（2）废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量(CH4)等优点。好氧生物处理过程需通氧，费用较高。

（3）好氧生物处理较厌氧生物处理负荷较低。

（4）两者作用的微生物不同：好氧处理为好氧微生物，厌氧处理为厌氧生物。

5．厌氧生物转盘的工艺特点？

答：工艺特点，书上P180.6.生物膜法中，生物膜载体的条件？

答：(1)生物膜载体要易流化不易流失；（2）要易于挂膜且无害；（3）可以提供较大的比表面积以增加生物附着量；（4）价格低廉且易就地取材；（5）生物相容性好，粒度及孔径适中，可以偶联足够的生物分子；（6）机械强度大，性质稳定，使用寿命长。

7.生物膜法的机理？

答：生物膜法是指废水流过生长在固定支承物表面上的生物膜，利用生物氧化作用和各相间的物质交换，降解废水中有机物的方法。其作用机理：生物膜法处理废水就是使废水与生物膜接触，进行固、液相的物质交换，利用膜内微生物将有机物氧化，使废水获得净化，同时，生物膜内微生物不断生长与繁殖。生物膜在载体上的生长过程是这样的：当有机废水或由活性污泥悬浮液培养而成的接种液流过载体时，水中的悬浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，又进一步吸附、分解废水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。

8.影响活性污泥处理废水效果的因素？

答：书上P57，营养物质、pH值、温度、溶解氧的含量以及某些有毒物质等极大地影响着好氧生物处理系统的运行及净化功能。

⑴营养物质 ：污水中各种营养物质的量及比例影响着微生物的生长、繁殖，从而影响好氧生物处理系统的处理效果。

⑵溶解氧的含量 ：溶解氧(即DO)是影响好氧生物处理系统运行的主要因素之一。⑶pH值

⑷污水的温度

⑸有毒物质

9.在PHAs的生产过程中，通常采用的发酵方式有哪些？流加发酵法有哪些优势？ 答：书P372底，P373上。

10.影响纤维素酸水解的因素？

答：书P252

11.生物表面活性剂大规模生产的条件及应用与前景？

答;书P452—P456

12.危险性化合物的微生物降解的意义？

第三篇：环境生物技术论文

废水生物处理新技术的理论与应用

唐耿兰

摘要：针对我国目前生态环境状况，对废水生物处理技术近年来的发展进步、功能作用及特性进行了分析。

关键词：废水生物处理、污染控制技术、城市废水处理厂、生物处理技术价及阐释。

引言：随着经济社会的不断发展，各地废水处理工作不断迅速有效地开展，污水处理厂数目明显增加。城市污水处理厂作为解决城市水污染最基本的途径，是保护城市生态环境，治理河流污染的必要举措。本文针对废水处理问题，介绍了废水生物处理新技术。

废水生物处理技术已有一百多年的历史，其理论和实用技术在此一百多年间也不断发展和进步，并得到广泛应用，对控制水污染和改善水体水质起到了重要作用。而从全世界范围看，水污染至今还没有得到有效控制，特别是在广大的发展中国家。在我国，水污染依然严重，水环境与水生生态状况仍十分严峻，近年来我国城市废水处理厂建设进入了一个新的高速发展时期，对废水处理新技术的要求日益增长。广大环境保护科技工作者非常需要一部系统全面、反映废水处理技术现状和发展的著作。

一、废水生物处理新技术：

废水生物处理是用生物学的方法处理废水的总称，是现代废水处理应用中最广泛的方法之一，主要借助微生物的分解作用把废水中有机物转化为简单的无机物，使废水得到净化。按对氧气需求情况，废水生物处理可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。

厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为废水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使废水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、废水灌溉、氧化塘，等等。

生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称，是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为污水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使污水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点，满足其要求条件；污水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大，冬季一般效果较差。

二、生物转盘

生物转盘工艺是废水生物处理新工艺的一种。

废水生物处理新技术之生物膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法，废水中微生物沿固体（可称载体）表面生长的生物处理方法的统称，主要用于去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，因微生

物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化废水的目的。

生物膜法具有以下特点：一是对水量、水质、水温变动适应性强；二是处理效果好并具良好硝化功能；三是污泥量小（约为活性污泥法的3/4）且易于固液分离；四是动力费用省。用废水生物处理新技术生物膜法处理废水的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化池等。

生物转盘作为一种好氧处理废水的生物反应器，可以说是随着塑料的普及而出现的。反应器由水槽和一组圆盘构成：数十片、近百片塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串，平放在一个断面呈半圆形的条形槽的槽面上。盘径一般不超过4米,槽径约大几厘米，有电动机和减速装置转动盘轴，转速1.5～3转/分左右，决定于盘径，盘的周边线速度在15米/分左右。废水从槽的一端流向另一端，盘轴高出水面，盘面约40%浸在水中，约60%暴露在空气中。盘轴转动时,盘面交替与废水和空气接触。盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖，生物膜交替地与废水和空气充分接触，不断地取得污染物和氧气，净化废水。膜和盘面之间因转动而产生切应力，随着膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜从盘面脱落，随水流走。生物转盘一般用于水量不大时。同生物滤池相比，生物转盘法中废水和生物膜的接触时间比较长，而且有一定的可控性。水槽常分段，转盘常分组，既可防止短流，又有助于负荷率和出水水质的提高，因负荷率是逐级下降的。生物转盘如果产生

臭味，可以加盖。

三、生物转盘应用实例

废水生物处理新工艺中一体化废水处理装置一体化废水处理装置，是一种以旋转生物处理单元——生物转盘为核心的高效废水处理装置。整个装置分为以下几个处理单元：

1、初沉池 废水通过提升泵将调节池废水提升至SW装置内，首先进入初沉池，初沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用浅层沉降原理，使废水中大部分悬浮物和无机颗粒物沉降下来，同时也可夹带去除一部分有机物。为了便于随时提取某块斜板以清理所附载的难以滑落的污泥，装置采用了活动斜板。初沉池底部与缺氧区隔开，避免缺氧池混合液的搅动，影响初沉池的沉淀效果，初沉池的污泥定期由抽粪车清除。

2、缺氧池 缺氧池位于生物转盘壳体和外部箱体间的夹层内，在此空间内，初沉池的来水与经水力提升转子提升的回流硝化液以及二沉池的回流污泥在此混合，并经潜水搅拌机充分混合，完成反硝化过程，硝态氮在反硝化菌的作用下最终形成氮气，从水中逸出，最终达到脱氮的目的。

3、旋转生物处理单元—生物转盘 夹层缺氧池经脱氮的出水自流至旋转生物处理单元。旋转生物处理单元是装置的核心部分，采用了独特的复合生化技术，能在低能耗条件下高效降解污染物。整个旋转生物处理单元由三级生物反应器组成，每个生物反应器由一个生物转子和一个生化槽组成，每个生物转子内部由多级生物叶轮构成，每个生物叶轮上设置了大量地螺旋状的生物叶片。在传动装置的驱动下，三个生物转子同步旋转，空气（氧气）通过生物转子端面的气水孔进入，与废水混合，经氧气、废水、微生物三相接触和传质，实现含碳有机物的降

解和含氮有机物的硝化过程。同时，旋转的生物叶片被废水冲刷，老化的生物膜脱落，新的生物膜形成，从而达到生物系统不断更新的过程。硝化后的废水经水力转子提升至中间分配水槽，分配水槽由堰门控制着去往沉淀池和缺氧池废水流量。

4、二沉池 二沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用浅层沉降原理，将旋转生物处理单元的出水中含有大量脱落老化的生物膜沉淀，澄清后的处理出水进入下一个单元。沉淀的污泥一部分通过回流污泥泵进入缺氧池，另一部作为剩余污泥有抽粪车定期外运。

四．城市生活污水处理技术的新发展：

1.新的处理工艺开发研究的主要目标

进一步提高出水水质：降低悬浮物，降解富营养物，去除生物难降解物减少其它，溶解性无机物含量改善卫生指标，降低在相同处理能力和效果时的处理费用，减少占地面积，提高处理能力。

2.活性污泥法－膜分离处理技术

在膜分离技术中，膜就相当于普通滤池中的滤料，它可以让混合液中的一部分组分顺畅通过，让其余组分不能通过，从而达到分离混合液的目的。膜的分类及分离特征：

微滤：细菌、原生动物；

超滤：乳化剂、病毒；

纳米过滤：腐殖酸、酶、活性剂/颜料；

反渗透：溶解盐

城市生活污水处理中主要采用：微滤、超滤，工业废水处理：纳米过滤、反渗透

五．污水好氧微生物处理新工艺

废水经格栅去除杂物后,用潜污泵抽至斜板沉淀池,同时加入去磷剂,出水自流进入曝气生物滤池,DO控制在3~5 mg/l,出水进入清水池后再进入消毒池,二氧化氯加入量为30 g/M3废水,停留时间1.5 h。曝气生物滤池12~24小时进行反冲洗一次,反冲洗出水再返回调节池、斜板沉淀池每天排泥一次,排入污泥沉淀池,其上清液进入调节池,剩余污泥定期消毒后环卫清污车运走。经处理后水质达到(GB8978-1996)一级排放标准。以曝气生物滤池为主工艺处理医院污水,工艺可靠、出水稳定,但必须按严格的管理程序、即质量测试、操作设备、工艺技术管理环节,同时设备必须一年进行一次大修,处理后水质稳定达标排放是可行的。

活性污泥降解污水中有机物的过程：

活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为两个阶段，吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段，主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去，这是由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的粘性物质所致。在稳定阶段，主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。当污水中的有机物处于悬浮状态和胶态时，吸附阶段很短，一般在15～45min左右，而稳定阶段较长。

结论：城市废水处理新技术的不断涌现，为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用，减少有害污水的产生，为我国环境保护打下坚实的基础。

参考文献：《现代废水处理新技术》、《污水好氧处理新工艺》、《污水厌氧处理新工艺》、《城市废水处理技术》

第四篇：环境与生物技术

现代生物技术在环境保护中的应用

摘要：日益严重的环境污染问题成为制约经济和社会发展的重要障碍。随着环境生物技术的迅猛发展，生物技术在治理环境污染中的应用也越来越广泛。文章重点介绍了生物技术在环境污染治理中的应用。

关键词：现代生物技术生态环境环境保护

现代生物技术是指以DNA技术为先导，包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称。自20世纪80年代以来，生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。目前，现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，且随着日益突出的环境问题，其在治理污染、环境生物监测、工业清洁生产、工业废弃物、城市生活垃圾的处理、有毒有害物质的无害化处理等方面发挥着重要的作用。严格的说，环境生物技术指的是直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够认识环境过程、高效净化环境污染、同时又生产有用物质的工程技术。由于其在处理环境污染物等方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入，人们已越来越意识到，现代生物技术的发展，为从根本上解决环境问题提供了无限的希望。在改良环境中没有其他技术所可代替和比拟的。为此，本文将主要谈谈现代生物技术在环境保护中的应用。

一、现代生物技术在环境治理上的特点

（1）生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。

（2）利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。

（3）生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。

所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。

二、现代生物技术在环境保护中的应用

生物处理技术概述

生物处理就是在设计的工程设施内，利用生物降解与与转化作用去除水、废水、固体废弃物、废气等介质的污染物质。利用生物处理技术进行污染物的无害化处理已有近百年的历史。尽管生物处理已有很长的历史，但随着生物技术的发展、污染问题的发展、工程技术的进步，新的和改良的生物处理工艺仍不断涌现，大大拓展了生物处理的应用领域。

环境生物技术中利用微生物的降解作用来处理水中污染物的方法，通常被称为

生化处理方法或生物降解法，以植物吸收为主来净化土壤与水体的方法有土地生物修复、生物塘和人工湿地技术等

1、生物处理在在水污染治理中的基本原理。

好氧处理技术好氧降解技术包括活性污泥法和生物膜法。

（1）活性污泥法活性污泥法是最传统的好氧生物处理技术。活性污泥是指微生物利用废水中的有机物生长与繁殖而形成的絮凝体。活性污泥法的工作原理是：在废水中通过曝气供氧，促进微生物生长形成活性污泥，利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能来净化废水中的有机污染物。处理过程中，有机降解是依赖活性污泥的吸附与氧化分解能力，而泥水分离则是利用活性污泥的凝聚和沉降性能。活性污泥法中两项最基本的技术措施是：通过曝气来提高反应器水体中溶解氧的水平；通过污泥回流来保证反应器中的生物量与活性。

（2）生物膜法生物膜法是在处理污水的反应器中添加介质（填料）作为微生物附着的载体。在分解有机污染物的过程中，微生物在介质表面生长繁殖，逐步形成粘液状的膜，然后利用固着在介质表面的这种微生物膜来净化污水。在分解有机污染物的过程中，膜逐步增厚，形成表层好氧、内层兼氧和厌氧的微生态环境，因此生物膜法具有一定的厌氧降解功能。生物膜法具有无需污泥回流、膜的生物活性高、反应稳定等优点。

厌氧处理技术自20世纪70年代起，就有一大批类似好氧降解的厌氧反应器被研制和开发出来，如厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧流化床（AFB）、厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）、厌氧内循环反应器（IC）、厌氧折流板式反应器（ABR）和厌氧序列式反应器（ASBR）等。厌氧技术的应用范围已扩展到高、中、低浓度的多类有机废水和生活污水的处理，其特点是废水处理和能源回收相结合，但出水水质难以达到直接排放的要求。

2、环境生物技术在固体废弃物处理中的应用

利用生物技术处理固体废弃物中的城市生活垃圾和农业废弃物，主要方法是卫生填埋、堆肥和发酵沼气。

卫生填埋

卫生填埋是将城市生活垃圾存积在大坑或低洼地的卫生填埋场，填埋场下层应有不透水的自然隔水基质或人工隔水层，在填埋场设置排气口和监测系统，每天填入的垃圾压实后铺盖一层土壤，并通过科学管理来恢复地貌和维护生态平衡。其原理是利用微生物将垃圾中的有机物分解。垃圾通过卫生填埋还可产生沼气。堆肥

堆肥是固体基质在有效的低温条件下的发酵过程，适用于生活垃圾的处理。其基本步骤是：废弃物—预处理—堆肥—后处理—存放。对堆肥处理器进行足够的通气是堆肥成功的关键。该技术安全性高，成本低廉。

发酵产生沼气

主要利用畜禽粪便、农作物秸秆、生活污水等。其原理是微生物厌氧发酵使有机质降解，产生沼气，此法在农村有着广阔的发展前景，沼气不但可用作照明和燃料，还可建成以沼气工程为纽带的“猪、沼、果”生态农场等生态农业模式。

3、生物技术在在废气及大气污染治理中的应用

在废气及大气污染治理中的应用采用生物技术控制和处理废气，将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质，从而净化空气，是一项空气污染控制的新技术。目前采用的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等，所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。

生物过滤法生物滤池内部填充活性填料，废气经加压预湿后从底部进入生物滤池，气体中的无机污染物、有机污染物或恶臭物质与填料上附着生成的生物膜（微生物）接触，被生物膜吸收，最终被降解为水和二氧化碳或其它成分，处理过的气体从生物滤池的顶部排出。该方法的特点是设备少、操作简单、不需外加营养物、投资运行费用低、去除效率高，但反应条件较难控制、占地面积较大。生物洗涤法生物洗涤法分为废气吸收和悬浮液再生两个阶段，通常由一个装有填料的洗涤器（吸收设备）和一个装有活性污泥或生物膜的生物反应器（再生反应器）构成废气从吸收设备底部进入，向上流动，与顶部喷淋向下的生物悬浮液在填料床中相互接触，经传质过程进入液相，再进入微生物细胞内或经微生物分泌的胞外酶作用分解，净化后的气体从吸收设备顶部排出。吸收了废气的生物悬浮液从再生反应池的底部进入，通入空气充氧，废气被微生物氧化利用的过程也就是悬浮液的再生过程，再生后的悬浮液再进入吸收设备进行顶部喷淋，吸收与再生两个过程反复进行。该方法的特点是反应条件易控制、压降低、填料不易堵塞，但设备较多，需外加营养，成本较高，对溶解度小的化合物难以处理。生物滴滤法生物滴滤法是在生物吸收法基础上进行的改进，集合了生物过滤法和生物吸收法两种工艺的优点，生物吸收和生物降解同时发生在一个反应装置内。滴滤池内装有填料，填料表面被生物膜覆盖。循环水不断喷洒在填料上，废气通过滴滤池时，气体的污染物被微生物降解。该方法的特点是只有一个反应器、操作简单、压降低、填料不易堵塞、污染物去除效率高，比生物过滤法能更有效地处理含卤化合物、硫化氢或氨等废气。但需外加营养、运行成本较高。

植物修复植物修复技术是一种以太阳能为动力，利用植物的同化功能净化大气的绿色技术。由于植物的种类、群落及生态习性与功能的差异，不同的植物可在不同的时空尺度上对近地表大气污染进行修复。主要过程是持留和去除。植物对大气中的粉尘有阻挡、过滤和吸附作用，其滞尘量的大小与树种、林带宽度、草皮面积、林带种植状况以及气象条件有关。植物的杀菌作用可以减轻生物性大气污染。植物通过吸收作用、同化作用、降解、转化以及对酸雨的中和缓冲作用等对化学性污染物具有一定的去除作用。植物修复是一项对环境友好、技术要求相对较低的修复方法，容易为社会民众所接受，而且与传统的修复技术相比，成本要低得多。大气污染的植物修复理论与技术对城市园林绿化、环境规划和生态环境建设具有一定的指导意义和应用价值。

4、生物技术在污染土壤的生物修复中的应用

重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是：通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失。

5、在生物监测方面的应用

传统的环境监测以化学分析，即用成熟的仪器和生物分析(如鱼的毒性测试)为主，当代生物技术的发展有望增加相关的新手段，如通过测定微生物的酶和细胞基团等来监测环境的变化。目前研究较多的有生物发光菌(Bioluminescentbacterium)、氰菌(Cya2nobacteria)、卤素呼吸菌(Halorespiringbacterium)、苯乙烯降解菌和兰贻贝(Bluemussels)等，主要监测水

体中的有害物和海水藻类的爆发。ManBockGu和 Ge2unCheelGil应用生物发光细菌开发出了两阶段多频道毒性连续监测系统。每个频道含有一个两阶段生物反应系统,其中含有特定的生物发光菌株。使用该系统可连续监测同一样品和分别确定不同类型毒性。通过分析，从每个频道获得的资料，可得到总体毒性和各类单项毒性的数据。

三、环境生物技术的发展前景

1、微生物脱硫技术的开发

利用微生物脱去煤中的无机硫和有机硫，可控制燃煤中SO2等含硫气体的排放。这些微生物包括硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、酸热硫化叶菌等。日本利用氧化亚铁硫杆菌已使H2S脱除率达99.99%，我国利用该菌对炼油厂进行干气催化和工业废气脱硫，H2S脱除率分别为71.5%和46.9%。在燃煤的处理过程中，还可采用浮选与微生物脱硫技术相结合，对煤和黄铁矿进行分离，达到清除或降低燃煤SO2排放的目的。利用微生物还可将石油成分中的硫分离出来。虽然生物技术在大气污染治理中的应用时间尚短，但其具有技术简单成本低、安全性好、无二次污染等优点。今后，在微生物脱硫技术以及高活性脱硫菌种的研制和培养方面，配以清洁生产技术的研究，将会备受关注，也会成为解决原煤燃烧产生的SO2污染的最佳途径。

2、水污染治理工艺的完善

废水生物处理技术在实验室阶段已比较成熟，也已比较广泛地应用于实际工程中。好氧与厌氧工艺相结合、生物膜法与活性污泥法相结合的废水处理技术、无害化的生产工艺过程、高效完善的自动化体系以及构建针对难降解污染物的生物基因库和特殊功能的微生物的培养研究是今后主要的发展方向。

3、难降解污染物的处理

基因工程是通过基因分离和重组技术，将人类需要的目的基因片段移到受体生物细胞中并表达出来，使受体生物具有该目的基因表达后显现出来的特殊性状，以改进生物物种。利用基因工程构建的高效菌种来处理如杀虫剂、塑料、橡胶制品、医疗废物、危险废物等难降解的污染物，是现代环境生物技术发展的热点之一。

4、生物传感器的研制

随着科技的进步，分子生物技术将会在开发研制生物传感器方面发挥积极作用。生物传感器可以满足实施自动连续监测的需要，判断环境污染发展的趋势，探索污染物在环境中的迁移转化以及降解规律，检测污染致突变的成因，分析污染的来源，从而使生物环境污染监测更便捷、更灵敏、更全面。生物传感器具有成本低、制作容易、使用方便、测定快速等优点。

5、与其它技术的结合环境生物技术的发展离不开相关科学技术的配合。其与相关科学技术的结合，可提高处理效率、增强处理效果。将光、声、电与高效生物处理技术相结合，处理高浓度有毒有害难降解有机废水，如光催化氧化－生物处理新技术、电化学高级氧化－高效生物处理技术、辐射分解－生物处理组合工艺等；采用SBR＋臭氧氧化工艺和物化气浮－接触氧化处理印染废水，采用混凝－气浮－厌氧－好氧处理苎麻废水、油田和炼油废水等。这些工艺、设备、电子计算机的结合正在使以环境生物技术为主的综合治理技术向自动化、模块化方向发展。

参考文献：

「1」 《现代环境生物技术》王建龙 文湘华 清华大学出版社第二版

「2」 《江西化工》 2003年第3期“环境生物技术在“三废”治理中的应用”

刘小兵蒋柏泉王伟(南昌大学环境与化学工程学院)

「3」 刘淑梅，张淑芬 环境生物技术的研究现状及发展趋势[J].环境科学与管

理，2005，30（4）：44-46.「4」 林海 现代生物技术在环境保护中的应用[A]中国高新技术企业，2010,19-154

「5」 孔繁翔.环境生物学[M].北京:高等教育出版社,2000

「6」 陈坚.环境生物技术[J]，生物工程进展，2001(5)

环

境

生

物

技

术

论

文

第五篇：环境生物技术导论

环境生物技术与环境安全

黄瑞普

（河北科技大学环工学院安全工程091班）

摘要：文章分析了我国目前生态环境状况,论述了现代环境生物技术在治理大气、水，固体废弃物等重大方面的应用，并对其未来前景作出展望。

关键词：环境生物技术；环境保护

作者简介：黄瑞普（1989-)，男，河北省邢台人，河北科技大学环境科学与工程学院安全工程系学生，从事安全科学与工程方面的学习。

0.引言

我国是世界上环境污染最为严重的国家之一,从城市到乡村,我国的河流、海洋、大气和土壤等均受到不同程度的污染，我国所面临的环境形势不容乐观。

1.我国生存环境形势严峻

目前,中国人口庞大,经济处于高速增长的态势,环境的压力愈益加大,再加上中国技术和管理水平低下,经济增长方式比较粗放,能源、资源的消耗量大,资源效率低,污染物排放严重,土地资源利用不合理,生态破坏更加严重。技术和管理水平的提高还需要较长的时期,这就决定了中国经济增长方式由粗放型向集约型方式的转变在短期内不可能得到大的改观,生态环境恶化的趋势还要延续,而且遏制的难度将越来越大。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,用现代环境生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已变得刻不容缓。

1.1．水体污染十分严重

在我国,水体污染十分严重。工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,水资源严重短缺。

1.2．工业废弃物和城市生活垃圾污染严重

随着域市居民生活水平的提高和中国经济的高速发展,城市生活垃圾每年以10%的速率增长。不少城市由于垃圾得不到及时处理而受到“垃圾包围城市”的困扰。工业固体废弃物也与日俱增,工业废弃物累计堆积量已超过66亿吨,占地超过5万公顷。

1.3．空气污染严重

根据2009年6月中国环保部公布的2008年《中国环境状况公报》,我国城市空气质量总体上依然严重,造成我国空气污染的主要原因是烧煤和汽车尾气,其中烧煤是最根本原因。中国的大气环境污染以煤烟型为主,主要污染物为总悬浮颗粒物和二氧化硫。酸雨污染范围大体未变,污染程度居高不下。

2.环境生物技术与环境治理

环境生物技术采用现代分子生物学和分子生态学的原理和方法,充分利用各种环境生物的特殊功能,进行生物净化、生物修复、生物转化和生物催化,从污染治理、清洁生产到可再生资源利用,多层面、全方位地解决工业和生活污染、农业和农村面源污染、荒漠化和海水污染等问题。

环境生物技术是环境污染治理中一种有效的技术方法,与其它传统处理方法相比具有治理效果好,运行费用低,无二次污染等特点。目前,在废气、污水治理及固体废弃物处置方法中,环境生物技术已得到广泛应用。

2.1．空气的生物净化

应用生物技术来处理废气和净化空气是控制大气污染的一项新技术,代表了大气处理净化处理技术的未来发展方向。废气的生物处理是利用微生物新陈代谢过程中需要营养物质这一特点,把废气中的有害物质转化成无害的物质。微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性,并可将其作为代谢底物降解、转化。同常规的有机废气处理技术相比,生物技术具有效果好、投资及运行费用低、安全性好、无二次污染、易于管理等优点,尤其在处理低浓度、生物降解性好的有机废气时更显其优越性。

2.2．污水的生物净化

污水生物处理是用生物学的方法处理污水的总称,是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。其主要原理是:根据水体自净的原则,利用微生物的催化作用和代谢活性,好氧或厌氧分解和转化污水中的污染物后,配合物理、化学方法使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气为污水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使污水得到净化。污水生物处理效果好,费用低,技术较简单,应用比较简单。

2.3固体废弃物的生物处理

固体废弃物主要包括固体生活垃圾和生产废弃物。生物技术处理垃圾废弃物能够降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都可以被生物重新利用,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样可以做到一劳永逸,既不留下长期污染问题,也对垃圾废弃物进行了资源化利用。

固体废弃物的生物处理技术是利用微生物对有机固体废物的分解作用使其无害化可以使有机固体废物转化为能源、食品、饲料和肥料,还可以用来从废品和废渣中提取金属,是固化废物资源化的有效的技术方法。

3.结束语

环境生物技术作为一门新兴的技术其开发前景不可限量。大力发展环境生物技术,是我国实施可持续发展战略的重要组成部分,也是推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展之路的重要技术保障。相信在不久的未来环境生物技术必会在环境保护领域发挥愈来愈重要的作用。

参考文献

[1] 段丽霞,向梅梅 现代科技与21世纪的植物保护[J];贵州农业科学;2005年02期

[2]宋思扬.生物技术概论[M].北京：科学出版社，2002P56-68

[3]张庆阳 全球气候变化的对策之我见[期刊论文]-气候与环境研究2003(5)