環(huán)境生物技術(shù)思考題

1、第1頁緒論思考題1、我國的環(huán)境問題主要體現(xiàn)在哪些方面？水的問題、大氣的問題、生活垃圾水土流失嚴(yán)重、荒漠化加劇；包括淡水在內(nèi)的許多資源短缺；草原退化嚴(yán)重、沙化和堿化面積逐年增加；瀕危野生動物、植物物種增多，生物多樣性銳減；自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，經(jīng)濟(jì)損失重大。2、什么是環(huán)境生物技術(shù)？廣義上講：凡是涉及環(huán)境污染控制的一切與生物技術(shù)有關(guān)的技術(shù)，都可以稱為環(huán)境生物技術(shù)。嚴(yán)格上講：環(huán)境生物技術(shù)指的是直接或間接利用生物或生物體的某些組成部分或某些機(jī)能來降

2、低或消除污染物產(chǎn)生的生產(chǎn)工藝或能高效凈化環(huán)境污染，同時又能生成有用物質(zhì)的工程技術(shù)。3、環(huán)境生物技術(shù)劃分為幾個層次？各層次的內(nèi)容是什么？是否有明顯的界限？從技術(shù)難度和理論深度上環(huán)境生物技術(shù)一般可劃分為三個層次：第一層次：是指以基因工程為主導(dǎo)的近代污染物防治生物技術(shù)。包括構(gòu)建降解殺蟲劑、除草劑、多環(huán)芳烴類化合物等高效基因工程學(xué)，創(chuàng)造抗污染型轉(zhuǎn)基因植物等。這個層次是以現(xiàn)代生物技術(shù)知識為基礎(chǔ)，為尋求快速有效的污染治理與預(yù)防途徑提供了可能，是解決

3、目前出現(xiàn)的日益嚴(yán)重復(fù)雜的環(huán)境問題的強(qiáng)有力手段。第二層次：是以廢物的生物處理為主要內(nèi)容，既包括傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)，如廢水的生物處理的活性污泥法、生物膜法等，也包括在新的理論和技術(shù)支撐下開發(fā)出的廢物強(qiáng)化處理技術(shù)和工藝，如生物流化床等。這個層次的環(huán)境生物技術(shù)是當(dāng)今廢物生物處理中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，在高新技術(shù)不斷滲入的過程中，其本身也在不斷改進(jìn)，是目前環(huán)境污染治理中的主力軍。第三層次：是指利用天然處理系統(tǒng)進(jìn)行廢物處理的技術(shù)，主要包括氧化塘、人工濕

4、地系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生態(tài)工程等。這個層次的特點(diǎn)是最大限度地發(fā)揮自然界環(huán)境中生物生態(tài)功能；投資運(yùn)行費(fèi)用少，易于操作管理，是一種省力、省費(fèi)用、省能耗的技術(shù)。在解決實(shí)際環(huán)境污染問題時，三個層次的技術(shù)可能會集于一體，第3頁方法就稱為吸附法，為一種物理方法。可利用的吸附劑有：活性炭、高嶺土、氧化鋁、硅膠、硅藻土、多孔玻璃、膠原、纖維素、羥基石灰石等。影響酶與吸附劑結(jié)合程度的主要因子有：pH值、離子強(qiáng)度、溫度、溶劑性質(zhì)和種類、酶的濃度等。特點(diǎn)：操作簡單，條

5、件溫和，載體可以重復(fù)使用，但是酶與吸附劑吸附不牢固，容易脫落。包埋法：將酶或酶菌體包埋在凝膠微小格子或半透性的聚合物內(nèi)，這樣的酶固定化方法被稱為包埋法?？衫玫妮d體主要有：瓊脂、瓊脂糖、明膠、樹脂等。特點(diǎn)：不易滲漏，底物分子可以在包埋結(jié)構(gòu)中任意擴(kuò)散，不足是分子量大的底物在網(wǎng)格中擴(kuò)散較困難，這種方法不適合大分子底物的測定。結(jié)合法：選擇適宜的載體，使酶與載體通過共價鍵或離子鍵相互結(jié)合在一起的固定方法。特點(diǎn)：采用離子鍵相結(jié)合的方法：其條件溫和

6、，操作簡便，只需要一定的pH值、溫度和離子強(qiáng)度下即可，結(jié)合活性損失少，但結(jié)合力弱。采用共價鍵結(jié)合的方法：結(jié)合牢固，酶分子不易脫落，載體不易被降解，但是操作麻煩。交聯(lián)法：借助功能試劑，使酶結(jié)合到惰性載體上。功能試劑具有2個功能基團(tuán)：能與酶分子中ε氨基和α氮基發(fā)生共價交聯(lián)。主要的試劑有：戊二醛、雙偶氮苯、無水丁烯二酸一乙酸等。特點(diǎn)：操作簡單，結(jié)合牢固，不足之處是固定化時需要嚴(yán)格控制pH值。4、舉例說明酶在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用。活性污泥法就是

7、利用曝氣池內(nèi)的活性污泥中的微生物，不斷地從其周圍的環(huán)境中攝取污水中的有機(jī)物質(zhì)作為營養(yǎng)加以攝取和代謝。污水中的有機(jī)污染物首先被吸附在大量微生物棲息的活性污泥的表面，并與微生物細(xì)胞表面接觸，在微生物透膜酶的作用下，透過細(xì)胞壁進(jìn)入微生物細(xì)胞體內(nèi)，（小的有機(jī)物質(zhì)直接透過細(xì)胞壁進(jìn)入微生物體內(nèi)，大分子的有機(jī)物質(zhì)在胞外酶的作用下，被水解成小分子的有機(jī)物再進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)）。在各種酶的作用下對其進(jìn)行代謝反應(yīng)，從而達(dá)到將水體中有機(jī)污染物去除的目的。5、利用酶處