污染控制微生物學(xué)

內(nèi)容概要

本書除介紹了微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特征、新陳代謝、生長繁殖和遺傳變異等知識外，還敘述了難降解物質(zhì)的降解與轉(zhuǎn)化規(guī)律、廢水生物處理基本原理和新工藝、新技術(shù)及生物修復(fù)等方面內(nèi)容，反映了國內(nèi)外最新研究成果。此外，還首次在污染控制微生物學(xué)中闡述了微生物生態(tài)學(xué)的基本原理。
本書可作為高等學(xué)校的市政工程、環(huán)境工程和環(huán)境科學(xué)等學(xué)科本科生和研究生的教材。同時，還可供從事環(huán)境保護(hù)工作的科研人員、技術(shù)人員和相關(guān)的工程設(shè)計人員參考。

書籍目錄

第1章  緒論
    1．1 污染控制微生物學(xué)的研究對象和任務(wù)
    1．2 污染控制中的微生物作用
    1．3 微生物概述
    1．4 微生物學(xué)的發(fā)展簡史
    1．5 污染控制微生物學(xué)的發(fā)展簡史
    思考題
第2章  原核微生物
    2．1 細(xì)菌
    2．2 放線菌
    2．3 鞘細(xì)菌
    2．4 滑動細(xì)菌
    2．5 藍(lán)細(xì)菌
    2．6 光合細(xì)菌
    思考題
第3章  真核微生物
    3．1 真菌
    3．2 藻類
    3．3 原生動物
    3．4 后生動物
    思考題
第4章  非細(xì)胞生物——病毒
    4．1 病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)
    4．2 病毒的增殖
    4．3 影響水中病毒存活的因素
    4．4 水中病毒的去除與破壞
    4．5 微生物主要類群形態(tài)特征比較
    思考題
第5章  微生物的營養(yǎng)
    5．1 微生物的營養(yǎng)物質(zhì)
    5．2 微生物細(xì)胞的化學(xué)組成
    5．3 物質(zhì)的運(yùn)輸
    5．4 微生物的營養(yǎng)類型
    5．5 培養(yǎng)基
    思考題
第6章  微生物的代謝
    6．1 微生物的酶和酶促反應(yīng)
    6．2 化能異養(yǎng)型微生物的產(chǎn)能代謝一發(fā)酵與呼吸
    6．3 化能自養(yǎng)型微生物的產(chǎn)能代謝
    6．4 微生物的有機(jī)物質(zhì)代謝
    6．5 代謝調(diào)節(jié)
    思考題
第7章  微生物的生長繁殖
    7．1 微生物純培養(yǎng)的生長
    7．2 微生物的生長曲線
    思考題
第8章  微生物的生態(tài)
    8．1 自然環(huán)境中的微生物生態(tài)分布
    8．2 微生物個體的生態(tài)條件
    8．3 微生物種群的生存競爭
    8．4 微生物群落的生態(tài)的演替
    8．5 生態(tài)系統(tǒng)
    8．6 微生物與自然界中的物質(zhì)循環(huán)
    8．7 環(huán)境微生物分子生態(tài)學(xué)
    8．8 水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)
    思考題
第9章  微生物的遺傳和變異
    9．1 微生物的遺傳
    9．2 微生物的突變
    9．3 細(xì)菌的基因重組
    9．4 基因工程在環(huán)境科學(xué)與工程中的應(yīng)用
    思考題
第10章  微生物對難降解物質(zhì)的降解與轉(zhuǎn)化
    10．1 有機(jī)污染物的生物降解性
    10．2 微生物對自然界中難降解物質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化
    10．3 微生物對石油化工廢水中烴類化合物的分解與轉(zhuǎn)化
    10．4 微生物對合成有機(jī)化合物的分解與轉(zhuǎn)化
    10．5 微生物對無機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化
    思考題
第11章  廢水生物處理基本原理和主要微生物類群
    11．1 廢水生物處理基本原理
    11．2 好氧生物處理
    11．3 氧化塘
    11．4 厭氧生物處理簡介
    11．5 廢水生化處理中主要微生物類群
    思考題
第12章  厭氧生物學(xué)原理及厭氧生物處理技術(shù)
    12．1 非產(chǎn)甲烷細(xì)菌
    12．2 產(chǎn)甲烷細(xì)菌
    12．3 厭氧生物處理微生物生態(tài)學(xué)
    12．4 厭氧生物處理工藝學(xué)
    思考題
第13章  水體的富營養(yǎng)化和氮磷的去除
    13．1 水體富營養(yǎng)化
    13．2 生物脫氮
    13．3 生物除磷
    思考題
第14章  污染控制微生物學(xué)的應(yīng)用
    14．1 微污染水源水的生物預(yù)處理
    14．2 污染控制微生物學(xué)在廢水處理中的應(yīng)用
    14．3 污染控制微生物學(xué)在大氣治理中的應(yīng)用
    14．4 微生物在固體廢棄物處理中的應(yīng)用
    思考題
第15章  生物修復(fù)技術(shù)
    15．1 概述
    15．2 生物修復(fù)技術(shù)的原理
    15．3 生物修復(fù)的可行性研究
    15．4 生物修復(fù)工程技術(shù)
    15．5 海洋石油污染的生物修復(fù)
    15．6 無機(jī)污染物的生物積累和生物吸著
    15．7 湖泊的生物修復(fù)
    15．8 污染土壤的植物修復(fù)
    思考題
附錄
    附錄一 2003年哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試試題
    附錄二 2004年哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試試題
    附錄三 2005年哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試試題
    附錄四 2006年哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試試題
    附錄五 2007年哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試試題
    附錄六 2006年哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士研究生入學(xué)考試試題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   1．1 污染控制微生物學(xué)的研究對象和任務(wù) 污染控制微生物學(xué)是環(huán)境污染治理與微生物學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生發(fā)展起來的一門邊緣性學(xué)科，屬于環(huán)境微生物學(xué)的研究范疇，重點是研究污染控制工程中涉及的微生物學(xué)問題，是在普通微生物學(xué)的基礎(chǔ)上，著重研究棲息在自然環(huán)境、受污染環(huán)境和人工處理系統(tǒng)中的微生物生態(tài)、環(huán)境的自凈作用、環(huán)境污染及其生物處理工程中的微生物學(xué)原理。 微生物學(xué)（microbiology）是研究微生物及其生命活動規(guī)律的一門基礎(chǔ)學(xué)科。研究的內(nèi)容涉及微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、分類鑒定、生理生化、生長繁殖、遺傳變異、生態(tài)分布，微生物各類群之間、微生物與其他生物之間及微生物與環(huán)境之間的相互作用、相互影響的復(fù)雜關(guān)系等，目的是為了更好地認(rèn)識、利用、控制和改造微生物，造福于人類。而污染控制微生物學(xué)是研究環(huán)境污染治理中的微生物，雖然有其特殊性，但它也離不開普通微生物學(xué)的基本原理，只有掌握這些基本原理，才能在此基礎(chǔ)上把微生物學(xué)原理應(yīng)用到污染控制中去。本學(xué)科就是要在學(xué)習(xí)微生物學(xué)原理的基礎(chǔ)上，著重討論與環(huán)境污染控制有關(guān)的微生物學(xué)問題。微生物在整個自然界的物質(zhì)循環(huán)和轉(zhuǎn)化過程中起著巨大的作用，作為分解者，是整個生物圈維持生態(tài)平衡不可缺少的部分。不難想像，如果沒有微生物的分解作用，地球上將會尸骨遍野，堆積如山，人類將無法生存和發(fā)展。正是因為分解轉(zhuǎn)化的作用，我們才能夠利用微生物進(jìn)行環(huán)境污染的生物處理，使污染物得以去除，環(huán)境得到凈化。參與環(huán)境污染凈化的微生物主要有細(xì)菌、真菌、藻類和原生動物等類群，它們彼此之間、它們同污染物之間構(gòu)成了種種復(fù)雜關(guān)系，而且微生物本身又在污染的環(huán)境中生長繁殖，不斷演變，所以，闡明微生物自身的生長變化規(guī)律以及與環(huán)境的復(fù)雜關(guān)系是本學(xué)科的主要任務(wù)之一。具體來講，就是要搞清楚被污染環(huán)境中微生物的種類、生態(tài)分布、生長繁殖和遺傳變異的規(guī)律，同時，還要闡明污染控制的作用機(jī)理。 事物的發(fā)展總是辯證的，大多數(shù)微生物對人類是有益的。例如，在釀造業(yè)、石油發(fā)酵、抗生素藥品生產(chǎn)中，特別是在環(huán)境污染控制等方面，微生物都起著重要作用。但是有少數(shù)微生物是有害的，例如，病原微生物（病毒、細(xì)菌、霉菌、變形蟲的某些種）能引起人類和牲畜等動植物產(chǎn)生疾病；環(huán)境中的藍(lán)藻、綠藻和甲藻等中的某些種，若極度生長，將引起湖泊發(fā)生“水華”和海洋發(fā)生“赤潮”；硫細(xì)菌和鐵細(xì)菌能造成管道的生物腐蝕和堵塞等。因此，如何最有效地去除環(huán)境中有害于人類健康的病原微生物，防止和控制微生物造成的危害，也是污染控制微生物學(xué)研究的主要任務(wù)之一。此外，如何發(fā)揮學(xué)科的支撐作用，開發(fā)新的處理工藝，解決處理中的微生物學(xué)問題，把微生物的新技術(shù)應(yīng)用到污染控制工程中去，也屬于本學(xué)科亟待研究解決的問題之一。 1．2 污染控制中的微生物作用 1．2．1 在給水排水工程中的作用 給水工程和排水工程（廢水處理）二者雖然在工程設(shè)施和工藝流程方面各不相同，但目的都是解決水源的無害化問題。  1．2．1．1在給水工程中的作用 水是生命的源泉，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生存的一個基本條件。在5．1億km2的地球總表面積中，71％被水覆蓋，因此，人們把地球稱為水球。但是，這些水中的97．3％是海水，淡水僅占地球總水量的2．7％，而淡水中能夠被人類開采利用的只有0．2％。隨著人類的進(jìn)步、科學(xué)的發(fā)展，環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重，出現(xiàn)了全球性的水資源危機(jī)。特別是在人口稠密的大城市，用于生活的飲用水和工業(yè)生產(chǎn)用水的水量日益增大，水的供需之間矛盾越來越大。1977年聯(lián)合國曾向全世界發(fā)出警告：“水資源匱乏將成為一種嚴(yán)重的社會危機(jī)”。聯(lián)合國大會已從1993年開始，將每年的3月22日定為世界水日，足可見水資源危機(jī)的嚴(yán)重性。在我國，像北京、上海、天津、沈陽、哈爾濱、青島、深圳等許多大城市都普遍存在水資源短缺和供水不足的問題，加之水污染的嚴(yán)重性更使水資源危機(jī)加深，同時，也使給水的凈化增加很大的困難。評價給水水質(zhì)的一個重要內(nèi)容就是水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，這也是污染控制微生物學(xué)中的一項重要內(nèi)容。水是病原微生物主要的傳播媒介，如傷寒、痢疾、霍亂和腹瀉等疾病，就是由于水中存在的細(xì)菌性病原體引起的。所以，給水工作者都應(yīng)具備水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)知識，了解水中病原微生物的生長及傳播規(guī)律，進(jìn)而掌握消毒和殺菌的方法，以保證飲水衛(wèi)生，防止疾病蔓延。水中往往存在致突變污染物，這些物質(zhì)可以利用微生物檢測出來。另外，藻類大量滋生時會堵塞給水廠的濾池，并會使水中帶有異味或增加水的色度、濁度等，因此，在給水工程中應(yīng)盡可能除去這些微生物，以提供符合標(biāo)準(zhǔn)的生活飲用水和工業(yè)生產(chǎn)用水。同時，也可利用工程菌形成固定化生物活性炭，來消除水中的微量有機(jī)物；利用微生物生產(chǎn)生物絮凝劑，取代無機(jī)和有機(jī)絮凝劑，以進(jìn)一步提高飲用水水質(zhì)。 1．2．1．2在排水工程中的作用 排水工程主要是對廢水進(jìn)行處理，去除廢水中的各種污染物，達(dá)到無害化的目的。廢水處理有物理、化學(xué)和生物等多種方法，其中生物處理法占有很重要的地位。生物處理法的基本原理就是利用各種微生物的分解作用，對廢水中的污染物進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化，使之礦化且使水中的重金屬得以適當(dāng)轉(zhuǎn)化。由于生物處理法具有高效、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點，因此被普遍采用。 生物處理法主要包括活性污泥法、生物膜法（生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池、接觸氧化）、自然處理法（氧化塘、氧化溝等）、厭氧消化法等等。在實際處理中，可以根據(jù)被處理的廢水性質(zhì)以及各種處理法的特點來選擇較為適宜的組合式處理工藝。另外，在受污染水體的生物修復(fù)技術(shù)中，微生物起著極為重要的作用。

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