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目录3

上篇 基础篇3

1 微生物资源3

1.1 微生物资源的概念3

1.1.1 自然资源3

1.1.2 生物资源3

1.1.3 微生物资源3

1.2 微生物资源特性4

1.2.1 物种多样性4

1.2.2 代谢类型多样性5

1.2.3 生态系统多样性7

1.2.4 生活方式的多样性9

1.2.5 遗传多样性10

1.3 微生物资源的重点研究领域11

1.3.1 寻找发现新菌种11

1.3.4 微生物制剂的产业化12

1.3.3 发展完善各种微生物环境保护应用技术12

1.3.2 利用现代生物技术改造菌种12

1.3.5 极端微生物研究13

1.3.6 微生物分子生态学研究13

2 微生物资源与环境14

2.1 自然环境系统中的微生物资源14

2.1.1 微生物资源与物质循环之间的关系14

2.1.2 微生物资源与生物环境之间的关系19

2.1.3 微生物资源与自然资源形成之间的关系24

2.2.1 微生物资源与环境监测26

2.2 微生物资源的应用26

2.2.2 微生物资源与污染预防和污染治理27

2.2.3 微生物资源与物质的综合利用28

2.3 极端环境微生物资源28

2.3.1 嗜盐微生物28

2.3.2 嗜酸微生物29

2.3.3 嗜碱微生物30

2.3.6 其他极端微生物31

2.3.4 嗜热微生物31

2.3.5 嗜低温微生物31

3 微生物对污染物的降解和转化33

3.1 微生物的营养33

3.1.1 微生物营养的需求33

3.1.2 微生物营养类型34

3.1.3 微生物营养物质进入方式35

3.1.4 微生物胞外物质的利用37

3.2 微生物代谢38

3.2.1 微生物代谢类型38

3.2.2 微生物代谢调节39

3.3 降解污染物的微生物43

3.3.1 土著微生物43

3.3.2 外来微生物43

3.3.3 基因工程菌44

3.4.2 共代谢作用45

3.4.1 微生物对污染物降解的特点45

3.4 微生物对污染物的降解作用45

3.4.3 微生物的去毒作用46

3.4.4 微生物的激活作用47

3.5 影响微生物降解污染物质的因素48

3.5.1 微生物的代谢活性对污染物质降解的影响48

3.5.2 微生物的适应性48

3.5.3 污染物种类对降解性的影响48

3.5.4 污染物化学结构对降解性的影响48

3.5.5 环境因素对降解性能影响49

3.6 微生物对有机污染物的生物降解50

3.6.1 烷烃和烯烃类化合物的生物降解50

3.6.2 芳香族化合物的生物降解51

3.6.3 卤代脂肪烃的生物降解52

3.6.4 卤代芳烃的生物降解52

3.6.5 农药的生物降解53

3.6.7 塑料的生物降解54

3.6.6 合成洗涤剂的生物降解54

3.7 微生物对重金属的生物转化55

3.7.1 汞的生物转化55

3.7.2 砷的生物转化55

3.7.3 硒的生物转化56

3.7.4 其他重金属的生物转化56

3.7.5 微生物对重金属的生物转化在污染控制中的应用57

4 微生物资源研究基本方法58

4.1 单一菌种分离鉴定58

4.1.1 样品采集58

4.1.2 富集培养59

4.1.3 纯化分离61

4.1.4 菌种鉴定61

4.2 混合菌群的培养62

4.2.1 活性污泥的培养和驯化62

4.2.3 生物膜培养与挂膜64

4.2.2 活性污泥培养和驯化过程中生物相的变化64

4.2.4 厌氧颗粒污泥的培养65

4.3 群落微生物分析方法66

4.3.1 核酸分子杂交技术67

4.3.2 基于PCR扩增技术的研究方法68

4.3.3 rRNA基因同源分析方法70

4.3.4 梯度电泳技术70

4.3.5 生物醌技术71

4.4.1 微生物菌群构建的意义72

4.4 微生物菌群构建72

4.4.2 微生物菌群构建原理73

4.4.3 微生物菌群构建原则75

4.4.4 微生物菌群构造现状75

5 微生物资源的保护和保藏78

5.1 微生物资源保护78

5.1.1 微生物资源与人类生态系统78

5.1.2 微生物资源保护的重要性80

5.1.3 微生物资源保护策略81

5.2.1 概述82

5.2 微生物物种资源的保藏82

5.2.2 菌种保藏的原理和方法83

5.2.3 保藏方法的研究方向85

5.2.4 保藏机构及其组织86

6.1 生物修复89

6.1.2 生物修复的基本原理与类型89

6.1.1 生物修复的概念及其产生与发展89

6 微生物资源与生物修复89

下篇 应用篇89

6.1.3 生物修复的应用与进展91

6.2 重金属污染的微生物修复94

6.2.1 重金属污染的来源94

6.2.2 重金属在环境中的迁移转化及危害95

6.2.3 重金属污染的微生物修复机理96

6.2.4 几种重金属污染的微生物修复99

6.3.1 石油污染的来源和种类102

6.3 石油污染的微生物修复102

6.3.2 石油污染物在环境中的迁移及其危害103

6.3.3 降解石油污染物的微生物104

6.3.4 石油污染的微生物修复机理107

6.3.5 石油污染的微生物修复及应用109

6.4 化学农药污染的微生物修复111

6.4.1 化学农药的种类111

6.4.2 化学农药在环境中的迁移及其危害111

6.4.3 降解化学农药污染物的微生物113

6.4.4 化学农药污染的微生物修复机理115

6.4.5 化学农药污染的微生物修复实例118

6.5 结语119

7 微生物资源与水处理121

7.1 概论121

7.2 厌氧微生物处理污水121

7.2.2 厌氧微生物处理的基本原理122

7.2.1 厌氧微生物处理的产生与发展122

7.2.3 厌氧微生物处理的特点124

7.2.4 厌氧微生物处理工艺125

7.3 好氧活性污泥法134

7.3.1 好氧活性污泥法的原理134

7.3.2 活性污泥法处理污水的过程134

7.3.3 好氧活性污泥中的微生物135

7.3.4 活性污泥中微生物的作用136

7.3.5 好氧活性污泥的培养驯化137

7.3.6 培养驯化过程中生物相的变化规律138

7.3.7 引起污泥膨胀的原因139

7.3.8 活性污泥膨胀的抑制对策139

7.3.9 好氧活性污泥处理污水的工艺140

7.4 好氧生物膜法142

7.4.1 生物膜微生物142

7.4.2 生物膜的结构与净化原理145

7.4.4 生物膜反应器146

7.4.3 生物膜的培养146

7.5 氧化塘149

7.5.1 氧化塘中的微生物150

7.5.2 利用藻类处理污水150

7.6 污水深度处理152

7.6.1 脱氮微生物152

7.6.2 生物脱氮过程154

7.6.3 聚磷菌154

7.6.4 微生物脱氮除磷工艺155

7.7 微污染水源水处理技术158

7.7.1 深度处理技术158

7.7.2 生物预处理技术160

8 微生物资源与固体废弃物处理162

8.1 微生物处理生活有机垃圾162

8.1.1 概述162

8.1.2 生活有机垃圾的堆肥化处理163

8.1.3 生活有机垃圾的产沼处理167

8.1.4 生活有机垃圾中的废纤维素糖化处理170

8.1.5 生活有机垃圾的饲料化171

8.2 微生物处理垃圾渗滤液171

8.2.1 概述171

8.2.2 垃圾渗滤液的好氧处理173

8.2.3 垃圾渗滤液的厌氧处理175

8.2.4 垃圾渗滤液的好氧-厌氧联合处理177

8.2.5 垃圾渗滤液的土地处理179

8.3 微生物处理处置污泥179

8.3.1 概述179

8.3.2 污泥堆肥处理180

8.3.3 污泥消化185

8.3.4 污泥微生物处理的新工艺192

9.1.1 有效微生物群的定义193

9.1.2 有效微生物群的特点193

9 微生物资源的产业化193

9.1 有效微生物群193

9.1.3 有效微生物群的作用机理194

9.1.4 有效微生物群的组成194

9.1.5 有效微生物群在环境治理中的应用效果194

9.1.6 有效微生物群技术在种植业中的应用195

9.1.7 有效微生物群技术在养殖业中的应用196

9.2 微生物絮凝剂198

9.2.2 合成有机高分子絮凝剂199

9.2.1 无机絮凝剂和合成有机絮凝剂的发展和应用现状199

9.2.3 微生物絮凝剂及其特点200

9.2.4 微生物絮凝剂的成分分析200

9.2.5 微生物絮凝剂在水处理中的应用201

9.2.6 开发微生物絮凝剂的关键203

9.3 微生物肥料204

9.3.1 微生物肥料的定义204

9.3.2 微生物肥料的特点和优点204

9.3.4 微生物肥料的分类和应用205

9.3.3 我国微生物肥料开发利用的现状与问题205

9.3.5 微生物肥料的应用效果207

9.3.6 微生物肥料的开发和生产过程208

9.3.7 微生物肥料应用应注意的问题208

9.3.8 微生物肥料对保护生态环境的作用和意义209

9.3.9 微生物肥料的发展前景210

10 微生物资源与资源化和能源化212

10.1 中水回用212

10.1.1 中水回用概述212

10.1.2 采用生物法的中水回用技术213

10.1.3 膜生物反应器在中水回用中的应用217

10.2 微生物制取沼气220

10.2.1 沼气发酵概述220

10.2.2 沼气发酵的机理（过程）221

10.2.3 沼气发酵微生物222

10.2.4 沼气发酵的影响因素225

10.2.5 沼气发酵的启动和运行228

10.2.6 沼气发酵技术的应用230

10.3 有机废弃物生产燃料乙醇232

10.3.1 有机废弃物生产燃料乙醇的概况232

10.3.2 有机废弃物生产燃料乙醇的原理234

10.3.3 有机废弃物生产燃料乙醇的工艺235

10.3.4 有机废弃物生产燃料乙醇的发酵方法237

10.3.5 影响乙醇产率的因素239

10.3.6 存在问题与发展前景240

10.4 生物制氢241

10.4.1 生物制氢概述241

10.4.2 光合作用制氢242

10.4.3 发酵制氢技术研究现状246

10.4.4 发酵法生物制氢机理248

10.4.5 影响微生物产氢发酵的因素251

10.4.6 生物制氢技术的应用及前景254

11.1.1 基因工程分子生物学基础256

11.1 基因工程与微生物资源的开发利用256

11 现代生物技术与微生物资源开发利用256

11.1.2 克隆子的筛选和鉴定263

11.1.3 分子生物学技术在微生物监测评价中的应用265

11.1.4 基因工程技术在污染治理中的应用269

11.2 细胞工程与微生物资源的开发利用271

11.2.1 概述271

11.2.2 微生物细胞工程273

11.2.3 细胞工程技术在污染治理中的应用274

11.3 酶工程与微生物资源的开发利用275

11.3.1 酶的发酵生产及分离纯化276

11.3.2 酶分子的改造282

11.3.3 固定化技术及酶反应器284

11.3.4 生物传感器289

11.4.1 概述293

11.4.2 微生物发酵过程293

11.4 发酵工程与微生物资源的开发利用293

11.4.3 发酵的操作方式296

11.4.4 发酵工程在净化处理环境污染中的应用298

12 微生物制剂与生态安全302

12.1 生物制剂安全评价302

12.1.1 生物安全评价的意义302

12.1.2 评价原则303

12.1.3 评价内容303

12.1.4 评价方法304

12.1.5 转基因食品安全性评价中应注意的问题306

12.2 开放环境中使用微生物制剂的生物安全问题306

12.3 基因工程微生物的生态安全问题307

12.3.1 基因工程微生物的应用307

12.3.2 基因工程微生物的潜在危害307

12.3.3 影响基因工程微生物对生态安全危害的因素309

12.3.4 解决方法310

参考文献313