環境微生物學

環境微生物學

環境微生物學是環境科學中的一個重要分支,是20世紀60年代末興起的一門邊緣學科。環境微生物學研究自然環境中的微生物群落,結構,功能與動態;研究微生物對不同環境中的物質轉化以及能量變遷的作用與機理,進而考察其對環境質量的影響。

研究內容

1.環境污染物對微生物的毒性
2.微生物對污染物的抗性
3.微生物抗污染物的分子機理
4.微生物對污染物的降解和降解機理
5.微生物降解污染物的分子遺傳學
6.廢氣微生物處理方法
7.污水的微生物處理方法
8.固體廢物的微生物處理方法
9.煤和石油的微生物脫硫方法
10.微生物和它們的代謝產物對環境的污染

研究目的

究微生物與污染環境的相互關係,特別是如何利用微生物有效降解日趨嚴重的多種多樣的環境污染物,為解決全世界環境污染問題提出一些有效可持續發展的方法和技術以及理論基礎。
環境微生物與醫學、發酵工業、環境保護、數學、化學和社會科學都有密切的關係。

與其他學科的關係

1.與微生物學關係:是微生物學的一個重要分支。
2.與微生物生態學的關係:
微生物生態學(Microbial Ecology)便是指研究微生物與其周圍生物和非生物環境之間相互關係的一門科學。也有人認為生態學也可以稱為環境生物學,那么微生物生態學也可以稱為環境微生物學(Environmental Microbiology)。但是在內容的重點和所包括的範圍方面它們是有區別的。微生物生態學包括研究非污染環境和污染環境中的微生物學;微生態學(Microecology)是研究細胞水平的生態學。這就說明微生物生態學是巨觀生態學;而微生態學是生態學的微觀層次。微生物生態學的研究對象是微生物與外環境的相互關係;而微生態學的研究對象則是有生命的宿主。微生物生態學側重於微生物;而微生態學側重點於植物、動物和人類宿主,研究正常微生物菌群與宿主相互關係的生命學科。
環境醫學(Environmental Medicine):研究環境污染物及其代謝產物與人類健康和疾病的相互關係。

學科歷史

到了20世紀50年代末和60年代初,由於人口的膨脹,各種工業的迅速發展,環境污染日趨嚴重。同時人們發現排放到自然環境中去的污染物對土壤和水中的微生物生命和代謝有很大的影響,並發現許多微生物能降解各種人工合成的和天然的污染物。
由於農民大量使用合成洗滌劑、各種農藥和化肥,引起農村的水體也受到了嚴重污染並引起許多水體出現富營養化的問題。
還發現許多污染物,如DDT、PCBs和汞化合物能在食物鏈中引起生物放大作用(Biomagnification)。由於這些問題引起許多科學家對環境微生物學的濃厚興趣,並使它得到了迅速發展。
太空技術的發展給人們提供了研究某些極端環境微生物的有力工具。
在70年代由於氮肥的短缺促使人們研究共生固氮微生物和非共生固氮微生物。能源的危機使人們試圖利用一些廢物,經過微生物的轉化作用生產有用的燃料。
在海洋中石油污染物的降解研究開始於60年代後期,所以到了90年代人們開始利用微生物去除環境污染物。
由於現代分析手段和技術方法的不斷改進,分子生物學技術的迅速發展,人們對污染環境問題的高度重視,給環境微生物學的研究和發展起著非常大的促進作用。
近幾十年來,中國人口迅速增長,特別改革開放後鄉鎮企業突飛猛進的發展,在給中國人民帶來經濟繁榮的同時,也給中國的環境造成了嚴重威脅,許多江河、土壤和農田受到了嚴重污染。新的污染源和污染物種類不斷出現。
為了解決中國日趨嚴重的環境污染問題,中國政府和有關企業投放了大量的人力和財力開展了污染環境的治理工作。由於利用微生物處理污染物有許多優點,中國十分重視利用微生物處理各種污水和廢氣,並廣泛開展了各種污染環境的微生物種類和分布的調查,發現了許多對污染物具有強降解能力的微生物,並對各種苯環污染物、石油、洗滌劑、農藥、染料的降解途徑和降解程度,各種重金屬的微生物轉化和吸附,廢水中氮和磷的微生物去除,各種污水處理系統中微生物生態學進行了比較全面的研究,建立各種處理效果顯著的各種污水處理工藝,包括活性污泥法,各種生物膜反應器,固定化細胞等等。
清華大學環境科學系還建立許多方法用於測定有機污染物的好氧降解。

研究意義

在當前環境污染日益嚴重的情況下,環境微生物學主要深入研究並闡明微生物,污染物與環境三者間的相互關係與作用規律,為保護環境,造福人類服務。
1.由於微生物個體微小,有很大的細胞比表面積,微生物生理生化功能多樣,代謝能力強,易適應新環境,遺傳功能易於改造,繁殖速度快,能徹底淨化環境污染物,不會造成二次污染,處理污染物時只需在常溫,常壓下進行,不需特殊的設備,在處理污染物過程中還會產生許多有用的產物,所以利用有關的混合微生物群體淨化環境污染物有重要的實際和經濟意義。尤其近年來,生物工程技術不斷發展,基因工程技術的廣泛使用,使構建新的具有降解多種污染物的微生物菌株成為可能,為更有效地淨化日趨嚴重的環境污染帶來了新的希望。
2.許多環境污染物或微生物轉化某些污染物產生的一些中間產物對人體和生態平衡危害極大,有些污染物或它們的代謝中間產物甚至可以導致人體細胞癌變,所以開展污染生態中微生物降解污染物的途徑、降解程度和降解速率的研究,可以給環境醫學和環境保護的對策提供理論依據。
3.自然界有許多微生物是人、動物和植物的病原菌,有些微生物在自然界生長和代謝過程中,產生一些毒物或改變局部的自然條件,結果不利於其它生物的生長和生存,象這樣的微生物我們應當設法控制它們的生長和擴散。
4.由於科學技術的發展,人們生活和工作的需要,排放到自然環境中的人工合成化合物越來越多,這些化合物在自然界停留的時間應引起我們高度重視。在許多已開發國家,每一種人工合成化合物排放到自然界之前,都應經過微生物可降解試驗的研究,以便判斷該化合物將對環境產生的影響。

學科教材

作者:趙開弘
定價:44.00元
開本:16開
出版日期:2009年8月

內容簡介

本書共分11章,闡述了有關環境微生物的基本概念和理論、環境微生物的分類和特性、環境微生物的生理和代謝、環境微生物的遺傳和進化、環境微生物的生態規律和多樣性、涉及環境微生物的技術方法、環境微生物學最新進展等。從“實踐—認識—再實踐”的高度,揭示環境微生物學的發展規律,以便在理論上和實踐上完全摒棄“先污染後治理”這種亡羊補牢式的陳舊思維,全面樹立以“綠色生態”打造“可持續發展”這種環境生態新理念。鑒於環境微生物學的基礎性,我們儘量多介紹有關環境微生物學的基本理論和技術,分章節詳細介紹它們和環境科學與環境工程的滲透與融合。根據環境微生物學在生命和環境領域的地位和作用,力求做到既全面詳盡,又主次分明重點突出。鑒於現代生命科學基礎的分子生物學和基因工程在環境微生物學中的重要作用,我們力求綜合這些重要學科,以不同的環境與資源問題為例加以重點介紹。
總之,全書以重大環境與資源問題為中心,著眼於詳盡介紹環境微生物學的基本理論和技術方法,力求內容新穎、覆蓋面廣、概念清晰、邏輯嚴謹、深入淺出、言簡意賅,充分反映現代環境微生物學的總體面貌、最新成就和發展方向。本書可供環境科學與工程專業本科生和相關專業的硏究生作為環境微生物學教材之用,也可作為從事環保、環境生物技術研究的有關科研人員的參考書。
在華中科技大學出版社組織下,2008年3月在武漢舉行了全國環境微生物學教材編審會,組成了環境微生物學編寫組,全書由多所高校的相關專業老師集體編寫。具體分工如下:第1章由內蒙古大學的趙吉、第2章由華中農業大學的張娟與南華大學的唐東山、第3章由天津理工大學的馮炘與解玉紅、第4章由桂林電子科技大學的蔣永榮、第5章由天津理工大學的馮炘與解玉紅、第6章由河北大學的馬建薇與華中科技大學的朱菁萍、第7章由武漢理工大學的刁紅麗與鄭州大學的郭夏麗,第8章由廣東仲愷農業工程學院的陶雪琴、第9章由湖北師範學院的蘇平、第10章由鄭州輕工業學院的魏明寶與鄭先君、第11章由華中科技大學的朱菁萍編寫,全書由華中農業大學農業微生物學國家重點實驗室的趙開弘和內蒙古大學的趙吉分別擔任正、副主編,統編修改而成。
本書在編寫過程中參考了國內外許多優秀教材及科研論文,具體細目列於每章之後,方便讀者跟蹤學科最新進展。對於所參考的文獻資料,在此向其作者謹致謝忱。此外,在書後附錄D列出了環境微生物學有關的重要專業英文關鍵字,希望讀者掌握這些基本辭彙,它有利於讀者從點上把握環境微生物學全貌,而且有利於讀者查閱相關文獻,特別是英文文獻。
最後,編者用力雖勤,然限於水平,書中紕漏之處在所難免,懇請業內同仁和廣大讀者不吝指正,以便再版修訂,使臻完善。

章節目錄

第1章緒論(1)
1.1環境微生物學的重要概念(1)
1.1.1生命及其基本特徵(1)
1.1.2重要術語(2)
1.1.3微生物的分類(3)
1.1.4原核生物與真核生物(5)
1.2環境微生物學的研究任務(5)
1.2.1環境微生物學的範疇(5)
1.2.2環境微生物學的研究內容(6)
1.3環境微生物學的歷史與發展(7)
1.3.1人類對環境微生物的認識(7)
1.3.2環境微生物學的形成與發展(8)
1.3.3微生物在環境工程中的套用(9)
1.3.4環境微生物生物技術的套用(10)
1.4環境微生物的起源與進化(12)
1.4.1地球上生命的起源(12)
1.4.2環境微生物的起源(13)
1.4.3放氧光合作用的進化(14)
1.4.4真核細胞的形成(15)
1.5環境微生物的重要特性(16)
1.5.1微生物的生物多樣性(16)
1.5.2微生物生理類群的多樣性(17)
1.5.3微生物的環境適應性(18)
1.5.4環境中微生物的安全性(18)
1.6環境微生物學與相關學科的相互滲透和促進(20)
1.7學習環境微生物學的意義(21)
複習思考題(21)
主要參考文獻(22)
第2章環境中的微生物及其特性(24)
2.1微生物概述(24)
2.1.1微生物的定義(24)
2.1.2微生物的分類與命名(24)
2.1.3微生物的基本特點(26)
2.2原核微生物(28)
2.2.1細菌(28)
2.2.2古菌(34)
2.2.3放線菌(38)
2.2.4其他原核生物(39)
2.3真核微生物(41)
2.3.1酵母菌(41)
2.3.2黴菌(43)
2.3.3大型真菌(46)
2.3.4真核藻類(47)
2.3.5原生動物(48)
2.3.6微型後生動物(50)
2.4病毒(52)
2.4.1病毒的特徵和分類(52)
2.4.2病毒的結構(53)
2.4.3亞病毒(54)
2.4.4病毒的增殖過程(55)
2.4.5環境因子對病毒的影響(55)
複習思考題(56)
主要參考文獻(56)
第3章微生物的營養與代謝(58)
3.1微生物的營養(58)
3.1.1微生物的化學組成和營養要素(59)
3.1.2微生物的營養類型(61)
3.1.3微生物的培養基(61)
3.2微生物的酶(61)
3.2.1酶的定義、分類和特性(62)
3.2.2酶的組成與結構(62)
3.2.3酶活力及其影響因素(66)
3.3微生物的能量代謝(69)
3.3.1生物氧化(69)
3.3.2生物氧化的類型(73)
3.3.3微生物的分解代謝(74)
3.3.4微生物的合成代謝(79)
複習思考題(82)
主要參考文獻(83)
第4章微生物的生長及其環境(84)
4.1微生物的生長(84)
4.1.1微生物的生長繁殖特徵(84)
4.1.2研究微生物生長的方法(85)
4.1.3微生物生長繁殖的測定(88)
4.1.4環境因素對微生物生長的影響(88)
4.1.5微生物在自然環境中的生長(92)
4.2陸地環境中的微生物(93)
4.2.1土壤作為微生物的一種環境(93)
4.2.2土壤中的微生物(94)
4.2.3根際微生物(96)
4.3大氣環境中的微生物(99)
4.3.1空氣中微生物的存活(99)
4.3.2空氣是傳播微生物的介質(100)
4.3.3室外空氣中的微生物(101)
4.3.4室內空氣中的微生物(101)
4.3.5空氣微生物的衛生標準及檢測(103)
4.4水環境中的微生物(104)
4.4.1水環境中的微生物生境(104)
4.4.2淡水環境中的微生物(105)
4.4.3海水環境中的微生物(107)
4.4.4河口微生物動態變化(108)
4.4.5近海噬藻體的重要功能(108)
4.5極端環境中的微生物(110)
4.5.1高溫環境中的微生物(110)
4.5.2低溫環境中的微生物(111)
4.5.3高鹽環境中的微生物(112)
4.5.4高酸環境中的微生物(112)
4.5.5高鹼環境中的微生物(113)
4.5.6高壓環境中的微生物(114)
4.5.7高輻射環境中的微生物(115)
複習思考題(115)
主要參考文獻(116)
第5章環境微生物的遺傳與變異(117)
5.1環境微生物的遺傳和變異現象及其意義(117)
5.2微生物遺傳與變異的分子基礎(118)
5.2.1DNA的結構與功能(118)
5.2.2中心法則與蛋白質的合成(124)
5.3環境微生物的變異與育種(128)
5.3.1基因突變及其特點(128)
5.3.2基因突變的類型(133)
5.3.3基因突變的套用(134)
5.4基因重組(138)
5.4.1真核微生物的雜交(139)
5.4.2原核微生物的接合(140)
5.4.3原核微生物的轉導(141)
5.4.4轉化(142)
5.4.5原生質體融合(144)
5.4.6基因工程(144)
5.5菌種的衰退、復壯和保藏(147)
5.5.1菌種的衰退與復壯(147)
5.5.2菌種的保藏(148)
複習思考題(149)
主要參考文獻(149)
第6章環境微生物生態學(151)
6.1生態學概述(151)
6.1.1微生物生態學的定義和研究內容(151)
6.1.2生物種群和群落(151)
6.1.3生態系統和生物圈(153)
6.1.4生態平衡(157)
6.2微生物之間和與動植物之間的關係(157)
6.2.1濕地的典型微生物生態作用(157)
6.2.2微生物與微生物之間的關係(159)
6.2.3微生物與植物之間的關係(162)
6.2.4微生物與人和動物之間的關係(164)
6.3環境微生物的生物多樣性(167)
6.3.1微生物多樣性(167)
6.3.2可培養微生物和不可培養微生物(168)
6.4環境微生物基因組信息所展示的生物進化規律(170)
6.4.1分子系統發育分析(170)
6.4.2DNA和蛋白質的進化(172)
6.4.3基因組的生物多樣性(175)
6.4.4環境微生物抗生素抗性的生態規律(179)
6.5廢水處理中的微生物群落及其分子生態學分析(180)
6.5.1好氧活性污泥處理的微生物群落(180)
6.5.2廢水深度處理中的微生物群落(181)
複習思考題(183)
主要參考文獻(184)
第7章環境微生物在物質循環和污染物代謝中的作用(186)
7.1微生物與物質循環(186)
7.1.1氧循環(186)
7.1.2碳循環(187)
7.1.3氮循環(192)
7.1.4硫循環(196)
7.1.5磷循環(198)
7.1.6氫循環(200)
7.1.7鐵、錳循環(201)
7.1.8其他微量元素的營養性和毒性(202)
7.2環境中微生物與化學物質的相互作用(202)
7.2.1化學不平衡的複雜環境(202)
7.2.2微生物對環境中化學物質狀態的影響(203)
7.2.3微生物細胞對環境中化學物質的回響(205)
7.3微生物與金屬的相互作用(206)
7.3.1環境中金屬的微生物可利用性(207)
7.3.2金屬和類金屬的生物甲基化(208)
7.3.3金屬對微生物細胞的毒性效應(211)
7.3.4微生物對金屬的抗性和解毒機制(212)
7.3.5微生物轉化金屬的有益效應和有害效應(214)
7.4環境微生物物質轉化的熱力學規律(219)
7.4.1生命體系中的熱力學原理(219)
7.4.2溫室氣體及其生物地球化學循環(221)
7.5環境微生物的污染物代謝(223)
7.5.1污染物的結構、毒性與微生物降解性之間的關係(223)
7.5.2影響污染物微生物降解的環境因素(225)
7.5.3有機污染物的微生物降解途徑(226)
複習思考題(238)
主要參考文獻(238)
第8章污染控制的微生物學原理(240)
8.1廢水生物處理的環境微生物學技術(240)
8.1.1廢水微生物處理的原理(240)
8.1.2廢水的污染指標及測定方法(241)
8.1.3活性污泥法(243)
8.1.4生物膜法(246)
8.1.5氧化塘法(252)
8.2廢水脫氮除磷工藝及原理(253)
8.2.1脫氮除磷的意義(253)
8.2.2脫氮除磷原理(253)
8.2.3廢水脫氮除磷工藝(255)
8.2.4生物脫氮除磷技術的發展趨勢(258)
8.3厭氧反應器(259)
8.3.1厭氧生物處理的原理(259)
8.3.2厭氧生物處理法的發展(261)
8.3.3升流式厭氧污泥床反應器(261)
8.3.4厭氧折流反應器(263)
8.4有機固體廢物的生物處理(264)
8.4.1堆製法(264)
8.4.2厭氧消化法(沼氣發酵)(266)
8.5微生物在廢氣治理中的套用(267)
8.5.1廢氣的微生物處理方法(267)
8.5.2處理廢氣的微生物(268)
複習思考題(269)
主要參考文獻(270)
第9章環境微生物生物技術(271)
9.1環境微生物的基因工程(271)
9.1.1基因工程工具酶(271)
9.1.2環境微生物核酸的提取(273)
9.1.3環境微生物功能基因的克隆與表達(273)
9.1.4環境微生物基因工程菌的構建(276)
9.1.5基因工程菌的環境污染控制套用(279)
9.2環境微生物的蛋白質工程(281)
9.2.1固定化酶技術在環境治理中的套用(282)
9.2.2基因工程抗體及其環境套用(283)
9.2.3蛋白質工程疫苗及其環境意義(283)
9.3環境微生物的細胞工程(284)
9.3.1細胞融合(284)
9.3.2固定化微生物在環境治理中的套用(286)
9.3.3環境微生物的單細胞蛋白技術(287)
9.3.4農業生物控制中的環境微生物技術(288)
9.4環境微生物的代謝工程(291)
9.4.1微生物細胞外多聚物的開發與套用(291)
9.4.2微生物能源(292)
9.4.3微生物採油(298)
複習思考題(299)
主要參考文獻(299)
第10章環境微生物學實驗方法(301)
10.1環境微生物取樣和富集(301)
10.1.1培養基的配製與選擇(301)
10.1.2環境微生物的取樣(303)
10.1.3從野外微生物群落到微生物純培養物(304)
10.1.4活性污泥中細菌的分離和培養(305)
10.1.5獲得環境微生物純培養的方法(306)
10.1.6環境微生物數量和生物量的測定方法(307)
10.2指示微生物(311)
10.2.1指示微生物的概念(311)
10.2.2總大腸菌群(312)
10.2.3糞大腸菌(313)
10.2.4糞鏈球菌(313)
10.2.5產氣莢膜梭菌(314)
10.2.6異養平板計數(314)
10.2.7噬菌體(314)
10.2.8其他指示微生物(314)
10.3顯微技術(315)
10.3.1顯微技術的原理(315)
10.3.2微生物的形態、特殊結構的觀察(319)
10.3.3細菌的簡單染色和革蘭氏染色(321)
10.3.4套用分子探針和螢光探針顯微術的原位檢測(321)
10.4生理學方法(322)
10.4.1純培養微生物活性測定(323)
10.4.2適於測定環境樣品活性方法的選擇(324)
10.4.3碳呼吸(325)
10.4.4放射性標記示蹤物摻入細胞大分子(326)
10.4.5腺苷酸能荷(327)
10.4.6酶分析(327)
10.5免疫學方法(328)

圖書信息

書名:環境微生物學/高等學校教材
ISBN:750256566
作者:樂毅全/王士芬
出版社:化學工業出版社
定價:28
頁數:244
出版日期:2005-3-1
版次:1
開本:小16開
包裝:平裝
簡介:本書在汲取國內外眾多優秀教材、文獻資料的基礎上,闡述了與環境工程、市政工程等環境領域有關的微生物及其生命活動規律;從細胞、分子或種群等不同水平上研究環境微生物的形態構造、生理代謝、遺傳變異和生態分布等,並從微生物與物質循環的角度敘述了微生物在自然界中的地位和作用;書中還介紹了生物學新技術在環境微生物學領域的套用並含有與其配套的環境微生物學實驗。本書內容全面,文字簡明,概念清晰,書中各章節前均有“學習重點”、章節後附有“建議閱讀”以及“本章小結”和“思考與實踐”,力求重點突出、便於教師備課及學生學習。
本書適用於高等學校環境科學、環境工程專業本科生作教材使用,也可作為相關專業的研究生教材,並可供從事環境領域研究工作的人員參考。
目錄:
第一篇 環境微生物學基礎............1第一章 緒論............2第一節微生物對人類環境可持續發展的影響............2一、微生物的特點............2二、微生物對人類環境可持續發展影響的要點............2第二節環境微生物學的定義與研究對象............3第三節環境微生物學的研究任務與內容............3一、研究微生物在自然環境中存在的基本狀況與活動規律............3二、研究微生物對環境化學污染物防治及其它有利影響............3三、研究微生物對環境的有害影響及其防治............5四、研究環境監測中的微生物技術與方法............6第四節中國環境微生物學的興起與發展............6
第二章 環境中的微生物............8第一節微生物類群與生物三域............8一、微生物及其類群............8二、生物三域特徵............8第二節真細菌............9一、細菌............9二、放線菌............19三、光合型細菌............21四、鞘細菌............23五、滑動細菌............23六、其他細菌型微生物............24第三節古細菌............25一、古細菌的特點............25二、產甲烷古細菌群............25三、還原硫酸鹽古細菌群............26四、極端嗜鹽古細菌群............26五、無細胞壁古細菌群............27六、極端嗜熱和超嗜熱的代謝元素硫的古細菌群............27第四節真菌............27一、真菌的營養體............27二、真菌的繁殖與繁殖體............29三、真菌的菌落特徵............30四、真菌的分類及常見屬............31第五節藻類和原生動物............34一、藻類............34二、原生動物............36第六節非細胞型微生物............37一、病毒............37二、細菌病毒--噬菌體............39三、亞病毒............40第七節 微生物的分類、鑑定和保藏............41一、微生物分類與鑑定............41二、微生物菌種的保藏............43
第三章 微生物的生長與代謝............45第一節微生物的營養與營養類型............45一、微生物的化學組成與營養物質............45二、微生物的營養類型............47三、營養物質的攝取............49第二節微生物的代謝............50一、酶............50二、微生物的能量生成與轉換............51三、微生物呼吸作用類型............52四、微生物的同化作用............55第三節微生物的生長繁殖............57一、生長與繁殖的概念............57二、微生物生長量的測定方法............58三、分批培養............58四、連續培養............59五、細菌的非可培養狀態............60第四節環境因素對微生物生長的影響............60一、氧氣和氧化還原電位............60二、溫度............61三、水及其可供給性............61四、氫離子濃度............62五、輻射............62六、超音波............62七、壓力............62八、化學物質............63
第四章 微生物的遺傳與變異............65第一節微生物的遺傳............65一、微生物遺傳的物質基礎............65二、細胞中DNA的複製............69三、RNA與遺傳表達............70四、微生物基因表達的調控............72第二節 微生物的變異............73一、微生物的變異與基因突變............73二、突變類型............73三、基因突變的機理............74四、DNA損傷的修復............76第三節 微生物基因重組............77一、原核微生物的基因重組............77二、真核微生物的基因重組............78第四節 人工構建新菌株............79一、誘變育種............79二、原生質體融合............80三、基因工程............81
第五章 微生物在環境中的分布及其相互關係............84第一節微生物在環境中的分布............84一、微生物在土壤中的分布............84二、微生物在水體中的分布............85三、微生物在空氣中的分布............87四、微生物在食品上的分布............88五、極端環境中的微生物............89第二節微生物間的相互關係............91一、互生關係............91二、共生關係............91三、寄生關係............92四、拮抗關係............92
第六章微生物在物質循環中的作用............94第一節碳素生物循環............94一、微生物分解有機質的一般途徑............94二、微生物分解纖維素............95三、微生物分解半纖維素............96四、微生物分解果膠類物質............97五、微生物分解澱粉............97六、微生物分解脂類物質............97七、微生物分解木素及芳香族物質............98八、微生物分解烴類............99第二節 氮素生物循環............100一、微生物轉化氮素物質的一般途徑............100二、氨化作用............101三、硝化作用............103四、反硝化作用............104五、生物固氮作用............105第三節 其它無機元素的生物循環與轉化............106一、無機元素循環與轉化的一般途徑............106二、硫素的生物循環與轉化............106三、磷素的生物循環與轉化............109四、鐵的生物循環與轉化............110
第二篇 微生物治理環境............111第七章微生物對污染物的降解與轉化............112第一節 概述............112一、生物降解與轉化的概念............112二、微生物降解與轉化物質的巨大潛力............112三、有機污染物的可生物降解性............113四、微生物降解污染物的機制............115五、影響微生物降解與轉化的生態學因素............116第二節微生物對有機污染物的降解............117一、石油............117二、芳香族與鹵代烴............120三、化學農藥............123四、合成洗滌劑............128五、化學塑膠............129六、其它有機污染物............130第四節微生物對重金屬及類金屬的轉化............131一、汞............131二、砷............133三、硒............134四、碲............135五、鉛............135六、錫............135七、其它重金屬............135
第八章廢水的生物處理............137第一節 概述............137一、水體污染及其危害............137二、污染物濃度指標及其意義............137三、污水排放標準及處理要求............138四、污水處理一般技術途徑............139第二節 有機污水的生物處理............139一、有機污水生物處理的基本原理............139二、好氧生物處理............140三、厭氧生物處理............151四、其它處理技術............156第三節 氮磷污水的生物處理............159一、生物脫氮技術............159二、生物除磷技術............162第四節 其它無機污染物廢水的生物處理............165一、含硫廢水的生物處理............165二、金屬廢水的生物處理............166
第九章廢渣與廢氣的生物處理............169第一節 廢渣的生物處理............169一、概述............169二、高溫堆肥法............171三、衛生填埋法............175第二節 廢氣的生物處理............178一、原理與微生物相............178二、主要影響因素............178三、工藝類型............179四、套用與進展............180
第十章污染環境的生物修復............182第一節概述............182一、生物修復的概念............182二、生物修復的原理與影響因素............182三、生物修復的發展過程............183第二節生物修復的類型............183一、原位生物修復............183二、異位生物修復............185三、原位-異位聯合生物修復............186第三節 生物修復的套用............186一、農藥污染的生物修復............186二、石油污染的生物修復............186三、污染水體的生物修復............187
第十一章 環保型微生物製劑的開發套用............189第一節環保型微生物製劑及其品種............189一、微生物降解劑............189二、微生物農藥............189三、微生物肥料............192四、生物表面活性劑............195五、生物塑膠............197第二節環保型微生物製劑的生產與使用............199一、菌種選育............199二、菌數擴增與生產............201三、微生物製劑及其保存............202四、微生物製劑的使用............202第三節 環保型微生物製劑展望............202一、關於環保型微生物製劑的遲效問題............203二、關於環保型微生物製劑的失效問題............203
第十二章 微生物與廢物資源化............204第一節 單細胞蛋白............204一、單細胞蛋白的經濟生物學特性............204二、生產單細胞蛋白的微生物............205三、單細胞蛋白生產之一般工藝流程............206四、廢物生產單細胞蛋白實例............207五、單細胞蛋白的可接受性與安全性............211第二節細菌冶金............212一、細菌冶金的原理............213二、細菌冶金的微生物及主要影響因素............213三、細菌冶金的方法............214第三節微生物與能源............215一、微生物產生甲烷............215二、微生物產生醇類............216三、微生物產生氫氣............216
第三篇 微生物污染環境............217第十三章環境中的致病微生物............218第一節空氣的微生物污染............218一、空氣中的病原微生物及其傳播............218二、污水處理與污水灌溉引起的空氣污染............220三、空氣微生物污染的防治措施............221第二節水體的微生物污染............221一、水中的病原微生物............221二、水中微生物的污染防治............224三、醫院污水的微生物污染............224四、醫院污水的無害化處理............224五、飲水安全與消毒............225第三節土壤的微生物污染............228一、土壤中的病原微生物及其傳播............228二、土壤生物性污染的預防............229第四節食品的微生物污染............229一、幾種典型的食品微生物污染............229二、食品微生物污染防治............231第五節醫院內感染............231第六節血源性感染............232
第十四章微生物的代謝產物與環境污染............234第一節微生物毒素的污染與危害............234一、細菌毒素............234二、放線菌毒素............236三、真菌毒素............236四、藻類毒素............240第二節 微生物一般代謝產物的污染與危害............241一、氨............241二、硝酸與亞硝酸............241三、氮氧化物............241四、硫化氫............241五、酸性礦水............242六、甲基汞............243七、羥胺............243八、亞硝胺類............244九、腐殖質............244十、農藥代謝的毒性產物............245十一、氣味代謝物............245十二、材料的霉腐與損害............247
第十五章微生物與水體富營養化............251第一節 概述............251第二節 富營養化水體微生物的動態變化............252一、富營養化微生物種群............252二、富營養化時微生物的數量變化............253第三節水體富營養化的影響及危害............254一、自然景觀的危害............254二、水體生態及生物的影響............254第四節 富營養化成因及影響因素............255一、水體富營養化的成因............255二、富營養化形成的其它影響因素............256第五節富營養化監測指標與評價............256一、富營養化指標............256二、富營養化的評價............257
第四篇 微生物監測環境............259第十六章環境污染的指示微生物............260第一節一般污染指示微生物............260一、細菌總數............260二、黴菌和酵母菌總數............260第二節糞便污染指示菌............262一、大腸菌群............262二、糞大腸菌群............264三、糞鏈球菌............265四、產氣莢膜梭菌............265五、蛭弧菌............265第三節 其它指示微生物............266一、致病菌的指示菌............266二、腸道病毒的指示微生物............266
第十七章污染物毒性的微生物學檢測方法............269第一節 原核微生物檢測法............269一、發光細菌 細菌生物發光抑制試驗............269二、硝化細菌-----硝化作用抑制試驗............270第二節真核微生物檢測法............271一、藻類 生長抑制試驗............271二、原生動物 微尺度群落級毒性試驗............272第三節活性污泥毒性檢測法............273一、脫氫酶活性試驗............273二、呼吸抑制試驗............274第四節微生物學檢測法評價............275
第十八章污染物致突變性的微生物檢測方法............276第一節 基因突變試驗............276一、鼠傷寒沙門氏菌/哺乳動物微粒體酶試驗(Ames試驗)............276二、發光細菌試驗............278三、其它基因突變試驗............279第二節 DNA損傷修複試驗............280一、SOS顯色試驗............280二、聚合酶缺陷型菌株試驗............281三、重組缺陷型菌株試驗............282四、溶原性細菌試驗............282第三節 DNA重組試驗............283第四節 微生物致突變試驗與致癌物的確定............283
第十九章 微生物監測技術的新發展............285第一節 分子生物學技術在環境微生物監測中的套用............285一、分子生物學技術與環境微生物的分類、鑑定、監測............285二、報告基因與環境微生物監測............288第二節 微生物感測器在環境監測中的套用............291一、微生物感測器的構建............291二、微生物感測器在環境監測中的套用............292
主要參考書目............294
環境微生物學專業辭彙索引............295

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