環境生物技術：理論和應用（簡體書）

本書由三大部分組成：第一部分包括與環境相關的生物技術的作用和市場，必要的化學和微生物學知識以及生物干預的基本原理；第二部分包括環境生物技術及其應用，描述生動、形象、貼切，是本書的核心部分；第三部分總結環境生物技術的集成和未來的發展前景。本書結構合理，盡可能以相互聯系的方式介紹環境生物技術，體現出眾多主題之間固有的相互聯系性。 在日常生活的各個領域，生物技術都扮演了越來越重要的角色。以往，生物技術曾被認為是非常昂貴和極不尋常的選擇。但現在，生物技術作為一種實實在在的備選方案，被應用于製造業、土地的生物修復、污染控制和廢物處理等過程。利用生物工程的方法治理環境污染問題已經從生物學的角度被人們欣然接受了。但令創業者們困惑的是，他們並不十分清楚如何將微觀的功能體應用于大規模的實際應用中。這些空白正是本書希望可以解決的問題。 本書采用了以環境為焦點的方法，它打破了傳統的學科分類，提供了一個統一展示這一主題的方式，這也是對目前實際應用中環境生物技術的精確描述。將這一主題分成不同的主線，涵蓋了污染、廢物控制和製造業。本書在這一背景下，詳述了微生物技術和方法在生物干預和工業生產中的潛力。章后附有一系列具體的工業案例研究，使讀者能夠從宏觀的角度理解生物技術的應用。 本書可以作為學習環境科學、環境管理和環境生物學的大學生和研究生掌握生物技術或污染控制的基礎性參考書。本書同時也適于從事和污水、廢物管理和污染控制有關的專業人員參考。

1 生物技術導論 1.1環境生物技術的作用 1.2環境生物技術的使用范圍 1.3環境生物技術的市場狀況 1.4地方因素對環境生物技術應用的影響 1.5集成的方法 1.6結束語參考文獻 2 微生物及其代謝 2.1生物來源的污染物的固定、降解和監控 2.2環境生物技術的主角 2.2.1微生物 2.2.2植物 2.3新陳代謝 2.3.1代謝能力的基因藍圖 2.3.2微生物多樣性 2.4與環境生物技術密切相關的代謝途徑 2.4.1糖酵解 2.4.2TCA循環 2.4.3乙醛酸循環 2.4.4大分子及其降解 2.5細胞能量的產生 2.5.1發酵 2.5.2電子傳遞鏈：氧化磷酸化與甲烷生成反應 2.6光合作用與植物技術基礎 2.6.1光反應 2.6.2暗反應 2.7氮循環 2.8結束語案例研究2.1環境健康實驗室(英國米德爾斯堡) 參考文獻 3 生物干預的基礎 3.1生物系統的使用 3.2極端微生物 3.2.1嗜熱菌 3.2.2其他極端微生物 3.2.3多樣的降解能力 3.3非生物性物質和其他問題的化合物 3.3.1內分泌干擾物 3.3.2新的發現 3.3.3DNA的移動性 3.4結束語案例研究3.1魚的雌化(英格蘭和威爾士) 參考文獻 4 污染和污染控制 4.1污染分類 4.1.1毒性 4.1.2持續性 4.1.3遷移能力 4.1.4控制簡易性 4.1.5生物富集性 4.1.6化學性質 4.2污染的環境 4.3污染的控制策略 4.3.1稀釋和分散 4.3.2濃縮和封存 4.4實際的毒性問題 4.5污染控制的實際應用 4.5.1生物濾器 4.5.2生物滴濾池 4.5.3生物凈化器 4.5.4其他方法 4.6“清潔”技術 4.6.1工藝改進 4.6.2生物控制 4.6.3生物替代物 4.7結束語案例分析4.1微生物污染控制(美國緬因州) 參考文獻 5 污染土壤及生物修復 5.1修復方法 5.1.1生物法 5.1.2化學法 5.1.3物理法 5.1.4凝固化／玻璃化 5.1.5熱處理法 5.2原位和異位技術 5.2.1原位技術 5.2.2異位技術 5.3集中和廣泛處理技術 5.4過程集成 5.5生物修復的適用性 5.6影響生物修復應用的因素 5.7生物技術的選擇. 5.8生物處理系統的主要特徵 5.8.1原位技術 5.8.2生物技術應用中的原位監測. 5.8.3異位技術 5.8.4過程選擇與集成 5.8.5修復技術的應用 5.9結束語案例分析5.1石油污染的生物修復(美國，得克薩斯州) 案例分析5.2環節動物生物反應器(英國) 參考文獻 6 好氧微生物和廢水處理 6.1污水處理 6.2處理過程存在的問題 6.3土壤處理 6.3.1化糞池 6.3.2土壤處理應用的局限性 6.4含氮廢棄物 6.4.1曝氣 6.4.2鼓風曝氣系統 6.4.3機械曝氣系統 6.5滴濾池 6.6活性污泥法 6.6.1處理過程的破壞 6.6.2有機負荷 6.7深筒工藝 6.8純氧系統 6.9氧化溝 6.10生物轉盤 6.11膜生物反應器 6.12纖維素離子交換介質 6.13污泥處理 6.14結束語案例研究6.1軟體動物生物濾器(美國羅得島州) 案例研究6.2簡易型污水處理(加納的塔科臘迪市) 參考文獻 7 植物技術和光合作用 7.1陸地植物系統(TPS) 7.2金屬的植物修復 7.2.1植物抽提 7.2.2超量積累 7.2.3根際過濾 7.2.4植物穩定化 7.3有機物的植物修復 7.3.1植物降解 7.3.2根際降解 7.3.3植物揮發 7.4水力控制 7.5植物的選擇 7.6應用 7.7水生植物系統(APS) 7.8大型水生植物處理系統(MATS) 7.9營養膜技術(NET) 7.10藻類處理系統(ATS) 7.10.1污水處理 7.10.2碳的固定 7.11污染檢測 7.12結束語案例研究7.1自然的植物修復體系(德韋達郡和波厄斯郡，威爾士) 案例研究7.2工程化的植物修復(Billingham，英國) 參考文獻 8 生物技術與廢物 8.1生物廢物的本質 8.1.1生物廢物的組成 8.1.2填埋 8.2生物廢物處理 8.3堆肥 8.4堆肥應用于廢物處理 8.4.1家用堆肥 8.4.2集中堆肥 8.4.3過程參數 8.5厭氧消化 8.6將AD立用于垃圾處理 8.6.1過程參數 8.6.2沼氣 8.7其他生物技術 8.7.1環節動物轉化(AC) 8.7.2生物垃圾制乙醇 8.7.3富養發酵(EF) 8.8結束語案例研究8.1廢物管理的集成案例研究8.2用于修復土地的共堆肥(美國科羅拉多州) 參考文獻 9 基因操作 9.1馴化：非基因工程的細菌操作 9.2通過基因工程操作細菌 9.3基因工程的基本原理 9.3.1酶，溶液體系和設備 9.3.2DNA的轉導 9.3.3克隆載體 9.3.4表達載體 9.3.5報告基因 9.4重組體分析 9.5重組細菌 9.6重組酵母 9.7重組病毒 9.8轉基因植物 9.8.1植物的轉染 9.8.2植物基因工程發展實例 9.9結束語案例分析9.1工程化耐鹽性(Rehovot，以色列) 參考文獻 10 集成環境生物技術 10.1生物能源 10.2衍生生物燃料 10.2.1甲烷沼氣 10.2.2乙醇發酵 10.2.3短期輪伐矮林作業 10.2.4生物柴油 10.2.5碳累積或能量作物問題 10.3整合型農業經營 10.3.1植物病防治 10.3.2生物殺蟲劑 10.3.3植物一微生物相互作用 10.3.4共生固氮菌 10.3.5內生菌根菌 10.3.6植物病原體 10.4結束語案例分析10.1綜合污染控制(Hoy，0rkney) 案例分析10.2應用生物能源(加拿大和美國) 參考文獻 11 前景展望 11.1生物傳感器 11.2製造工藝 11.3廢物處理 11.4污染控制 11.5基因操作生物體 11.6結束語參考文獻參考書和建議進一步閱讀的書目