微生物的作用

前言

本書的翻譯出版，旨在使讀者了解微生物在廢棄物處理過程中的重要性，以及如何更好地利用微生物的生理代謝來處理人類工業(yè)和生活中的各種廢棄物。本書對兩種最常用的微生物處理過程——堆肥（好氧）過程和消化（厭氧）過程進(jìn)行了全面、具體的介紹，包括兩種處理過程中涉及的微生物種類、各種環(huán)境條件和微生物之間的相互關(guān)系、工藝設(shè)備、處理過程中的監(jiān)測指標(biāo)及監(jiān)測方法等。微生物處理廢棄物是一種用自然方法應(yīng)對環(huán)境問題的理想方法，只要我們充分了解微生物的各種生理特性，就能利用特定的微生物為我們解決環(huán)境問題，從而達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。本書由南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院鞠美庭和王平主持翻譯并統(tǒng)稿。各章翻譯人員分別為：第1章，王平、黃訪、鞠美庭；第2章，王平、黃訪、鞠美庭；第3章，王平、黃訪、鞠美庭；第4章，王平、王海勇、鞠美庭；第5章，張楠、王平、鞠美庭；第6章，張楠、王平、鞠美庭；第7章，張楠、黃訪、王平、鞠美庭；第8章，張楠、黃訪、王平、鞠美庭；第9章，李倩、張楠、王平、鞠美庭；第10章，李倩、黃訪、王平、鞠美庭；第11章，李倩、張楠、王平、鞠美庭；第12章，李倩、黃訪、王平、鞠美庭；第13章，張楠、王海勇、王平、鞠美庭；第14章，王海勇、王平、鞠美庭；第15章，王海勇、王平、鞠美庭；第16章，王海勇、王平、鞠美庭（各翻譯人員單位均為南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院）。本書得以翻譯出版要感謝化學(xué)工業(yè)出版社的大力支持。由于時間及水平所限，翻譯可能存在疏漏之處，希望得到專家、學(xué)者及廣大讀者的批評指正。譯者2012年8月于南開園

內(nèi)容概要

　　本書對兩種最常用的微生物處理過程——堆肥（好氧）過程和消化（厭氧）過程進(jìn)行了全面、具體的介紹，包括兩種處理過程中涉及的微生物種類、各種環(huán)境條件和微生物之間的相互關(guān)系、工藝設(shè)備、處理過程中的監(jiān)測指標(biāo)及監(jiān)測方法等。全書包括16章，討論了消化過程諸多方面的問題。前幾章集中討論了不同類型廢棄物處理中的微生物群落，包括堆肥、蚯蚓堆肥和厭氧消化。后面的章節(jié)討論了最終產(chǎn)品中存在的“好”的和“壞”的微生物。后面的章節(jié)介紹了應(yīng)用基礎(chǔ)研究和土壤微生物群落處理廢物的研究成果，希望讀者能充分體會生物廢棄物處理技術(shù)的藝術(shù)，并且通過閱讀最后一章，能學(xué)會如何更好地利用微生物的代謝途徑。本書可供從事環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)、固體廢物、生物堆肥等相關(guān)研究的科研人員使用，也可供高等院校環(huán)境專業(yè)師生和其他感興趣的人士參考閱讀。

書籍目錄

第1章 好氧廢棄物處理和厭氧廢棄物處理中的微生物
 1.1 概述
 1.2 底物
 1.2.1 木質(zhì)素
 1.2.2 纖維素
 1.2.3 半纖維素（木聚糖、果膠、淀粉）
 1.2.4 微生物細(xì)胞壁組成成分：胞壁質(zhì)和幾丁質(zhì)
 1.3 好氧或厭氧降解：四段微生物作用過程
 1.3.1 堆肥
 1.3.2 厭氧消化
 1.4 分子工具在堆肥和厭氧污泥微生物群落差異研究中的應(yīng)用
 1.5 碳氮平衡
 1.6 結(jié)論
 參考文獻(xiàn)
第2章 通過發(fā)酵回收生物能的近期發(fā)展
 2.1 引言
 2.2 生物乙醇發(fā)酵
 2.3 甲烷發(fā)酵
 2.4 其他發(fā)酵產(chǎn)品
 2.5 微生物甲烷生產(chǎn)的最佳發(fā)酵條件、瓶頸和過程控制
 2.5.1 甲烷發(fā)酵的缺點
 2.5.2 氨抑制
 2.5.3 微量元素的供給
 2.5.4 發(fā)酵溫度
 2.5.5 保留時間
 2.6 發(fā)酵罐性能的參考標(biāo)準(zhǔn)
 2.7 發(fā)酵的控制和監(jiān)測
 2.8 微生物能源轉(zhuǎn)化的可持續(xù)性
 2.8.1 過程能源需求和溫室氣體排放
 2.8.2 副產(chǎn)品對生物能源可持續(xù)性的影響
 2.8.3 物質(zhì)和能量平衡
 2.8.4 微生物能源轉(zhuǎn)化潛力
 參考文獻(xiàn)
第3章 高濃度廢水產(chǎn)生甲烷過程中的共生微生物群落
 3.1 甲烷
 3.1.1 甲烷的來源
 3.1.2 甲烷的雙重特征
 3.2 高濃度廢水的組成成分
 3.3 甲烷生產(chǎn)過程
 3.3.1 甲烷反應(yīng)器
 3.3.2 甲烷形成的影響因素
 3.4 高濃度廢水產(chǎn)生甲烷的微生物
 3.4.1 厭氧產(chǎn)甲烷食物鏈
 3.4.2 高效厭氧消化中的產(chǎn)甲烷古細(xì)菌
 3.4.3 互生產(chǎn)乙酸細(xì)菌
 3.5 前景
 參考文獻(xiàn)
第4章 沼氣技術(shù)——控制氣體流量以提高混合、加熱和脫硫
 4.1 歷史發(fā)展
 4.1.1 歐洲
 4.1.2 亞洲
 4.1.3 數(shù)值工具和現(xiàn)有技術(shù)
 4.2 BIO4?GAS方法
 4.2.1 方法的發(fā)展
 4.2.2 混合和攪拌
 4.2.3 加熱
 4.2.4 硫化氫氧化
 4.3 結(jié)論
 參考文獻(xiàn)
第5章 蚯蚓堆肥技術(shù)：蚯蚓促進(jìn)微生物的作用
 5.1 什么是蚯蚓堆肥技術(shù)？
 5.2 蚯蚓
 5.3 蚯蚓堆肥食物網(wǎng)
 5.4 蚯蚓堆肥的運行過程
 5.5 蚯蚓堆肥過程中蚯蚓對微生物降解的促進(jìn)和加速
 5.6 在蚯蚓堆肥過程中蚯蚓對微生物群落的影響
 5.6.1 蚯蚓對微生物群落結(jié)構(gòu)的影響
 5.6.2 蚯蚓對微生物群落活動的影響
 5.6.3 在蚯蚓堆肥過程中蚯蚓對總大腸菌群的影響
 5.6.4 蚯蚓對微生物群落組成的影響
 5.6.5 分子工具在蚯蚓堆肥研究中的應(yīng)用
 5.7 結(jié)論
 參考文獻(xiàn)
第6章 堆肥的微生物活性與堆肥穩(wěn)定性的關(guān)系
 6.1 概述
 6.2 堆肥過程中的重要條件
 6.3 堆肥過程中的微生物活性
 6.4 堆肥的穩(wěn)定性
 6.4.1 堆肥穩(wěn)定性的定義
 6.4.2 堆肥穩(wěn)定性評價
 6.5 堆肥的穩(wěn)定性和農(nóng)業(yè)用途
 6.5.1 堆肥在保護(hù)土壤質(zhì)量中起的作用
 6.5.2 使用不穩(wěn)定堆肥的啟示
 6.6 結(jié)論
 參考文獻(xiàn)
第7章 新的分子工具在監(jiān)測規(guī)模堆肥中的作用
 7.1 介紹
 7.1.1 堆肥過程中的微生物
 7.2 研究微生物多樣性的分子方法
 7.2.1 序列
 7.2.2 指紋圖譜法
 7.2.3 微陣列的陰性選擇
 7.2.4 診斷芯片
 7.2.5 定量實時PCR法
 7.3 結(jié)論
 參考文獻(xiàn)
第8章 堆肥抑制的生產(chǎn)和應(yīng)用：環(huán)境、食物及健康優(yōu)勢
 8.1 引言
 8.2 堆肥過程
 8.3 堆肥過程的控制
 8.4 肥堆的抑制性
 8.5 抑制機理
 8.5.1 生物因素
 8.5.2 非生物活動
 8.6 堆肥茶
 8.7 評估堆肥抑制性的測試
 8.8 抑制性堆肥的使用
 8.9 農(nóng)業(yè)中的農(nóng)藥
 8.10 結(jié)束語
 參考文獻(xiàn)
第9章 堆肥衛(wèi)生設(shè)施
 9.1 簡介
 9.1.1 衛(wèi)生、堆肥化的重要因素
 9.1.2 屏障——產(chǎn)品的應(yīng)用
 9.2 風(fēng)險因素
 9.2.1 原料
 9.2.2 堆肥原料的污染
 9.3 帶來風(fēng)險的生物體
 9.3.1 腸道病原菌
 9.3.2 其他致病細(xì)菌
 9.3.3 致病病毒
 9.3.4 致病寄生生物
 9.4 滅活過程
 9.5 堆肥中的熱量產(chǎn)生
 9.6 堆肥中的熱量分布
 9.7 攪拌的功能
 9.8 滅活的計算
 9.9 堆肥過程的衛(wèi)生水平的檢驗
 參考文獻(xiàn)
第10章 在動物健康促進(jìn)和植物保護(hù)中的微生物拮抗劑
 10.1 促進(jìn)健康的微生物拮抗劑
 10.1.1 腸道細(xì)菌的競爭力
 10.1.2 尋找抗生素的替代品
 10.1.3 微生物飼料添加劑：等待接受
 10.2 微生物植物保護(hù)劑
 10.2.1 拮抗劑在植物保護(hù)方面的應(yīng)用
 10.2.2 靶子與士兵：植物表面和內(nèi)部的微生物生態(tài)學(xué)
 10.2.3 來自自然——回歸自然：篩選新的拮抗微生物
 10.2.4 商業(yè)應(yīng)用的艱難歷程
 10.2.5 前景：為市場接受的有競爭力的產(chǎn)品
 10.3 結(jié)論
 參考文獻(xiàn)
第11章 有益和有害微生物的相互作用：從堆肥過程到堆肥的應(yīng)用
 11.1 簡介
 11.2 堆肥過程開始時的微生物
 11.3 堆肥過程中微生物的演替
 11.4 堆肥控制對微生物群落的影響
 11.5 有害微生物的殺滅
 11.6 有益微生物群在堆肥化過程中的發(fā)展
 11.7 堆肥改良對土壤微生物群的影響
 11.8 結(jié)論
 參考文獻(xiàn)
第12章 堆肥微生物群落與植物的相互作用
 12.1 微生物生態(tài)學(xué)方法
 12.1.1 微生物群落評測
 12.1.2 克隆庫
 12.1.3 DNA芯片
 12.2 堆肥系統(tǒng)
 12.3 堆肥的應(yīng)用對土壤中微生物群落的影響
 12.4 堆肥的應(yīng)用對根系和根際微生物群落的影響
 12.5 結(jié)論
 參考文獻(xiàn)
第13章 土壤的退化和修復(fù)：微生物及其功能
 13.1 土壤質(zhì)量
 13.2 半干旱地區(qū)的土壤退化
 13.3 微生物活動和土壤退化
 13.4 基于微生物參數(shù)的土壤質(zhì)量指數(shù)
 13.5 利用有機改良劑進(jìn)行土壤修復(fù)——以一個半干旱地區(qū)的研究為例
 13.5.1
半干旱地區(qū)有機改良劑的短期影響：對土壤微生物群落大小、活動和結(jié)構(gòu)的影響
 13.5.2
半干旱地區(qū)有機改良劑的長期影響：對土壤微生物群落活動和結(jié)構(gòu)的影響
 13.6 有機廢棄物的宏蛋白質(zhì)組學(xué)
 13.7 結(jié)論和最后的話
 參考文獻(xiàn)
第14章 堆肥產(chǎn)物會影響土壤微生物群落嗎？
 14.1 引言
 14.2 作為生物肥料的堆肥
 14.3 堆肥作為土壤改良劑的使用
 14.4 堆肥改良劑如何影響土壤微生物
 14.4.1 堆肥改良劑對微生物數(shù)量的影響
 14.4.2 堆肥改良劑對微生物活性的影響
 14.4.3 堆肥改良劑對微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性的影響
 14.5 案例研究——不同種類堆肥產(chǎn)物對農(nóng)場土壤微生物的長期影響
 14.5.1 試驗設(shè)計
 14.5.2 結(jié)果和討論
 14.5.3 展望
 14.6 結(jié)論
 參考文獻(xiàn)
第15章 生物有機肥在泰國有機農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的生產(chǎn)和使用：個案研究
 15.1 概述
 15.1.1 生態(tài)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)
 15.1.2 泰國的有機農(nóng)業(yè)
 15.1.3 生物有機肥的前景
 15.2 材料和方法
 15.2.1 選擇生產(chǎn)生物有機肥的原料
 15.2.2 根際促生菌（PGPR）的特性和生產(chǎn)
 15.2.3 生物有機肥在農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)中的應(yīng)用
 15.2.4 生物有機肥料的質(zhì)量控制
 15.3 生物有機肥產(chǎn)品的結(jié)果和在農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)中的應(yīng)用
 15.3.1 生物有機肥產(chǎn)品及其特性
 15.3.2 生物有機肥在農(nóng)業(yè)種植系統(tǒng)中的應(yīng)用
 15.3.3 生物有機肥的質(zhì)量控制
 15.4 討論
 15.4.1 影響優(yōu)質(zhì)有機肥生產(chǎn)的因素
 15.4.2 有機肥改良劑對土壤性質(zhì)的影響
 15.4.3 根際促生菌對促進(jìn)植物成長的效應(yīng)
 15.5 結(jié)論：生物有機肥應(yīng)用的新興研究、教育和擴展需求
 參考文獻(xiàn)
第16章 挑戰(zhàn)、機遇和未來的研究需求
 16.1 全球挑戰(zhàn)
 16.1.1 廢物管理
 16.1.2 土地退化和土壤侵蝕
 16.1.3 人口增長、食物需求和疾病
 16.1.4 能源需求
 16.1.5 氣候變化
 16.2 微生物對解決當(dāng)前全球挑戰(zhàn)的作用
參考文獻(xiàn)
附錄

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