搜索
第一章绪论环境与环境工程面临的问题,可持续发展与微生物环境工程微生物学的研究对象与任务微生物的概述环境与发展•环境问题广义：由自然力或人力引起生态平衡破坏，最后直接或间接影响人类的生存和发展的一切客观存在的问题。狭义：由于人类的生产和生活活动，使自然生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。环境问题发生阶段（1）人类出现以后直至产业革命，早期环境问题:人口的大量增加原始植被的大量破坏.（2）从产业革命到1984年发现南极臭氧空洞止，城市环境问题突出和“公害”加剧。八大公害事件（五十年代）：马斯河谷烟雾事件、多诺拉烟雾事件、伦敦烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件、水俣事件、富山事件、四日事件、米糠油事件六大公害事件（近年来）：意大利塞维索化学厂二恶英扩散事件、美国三里岛核电厂泄漏事件、墨西哥城液化气罐爆炸事件、印度博帕市农药厂化学品泄漏、苏联切尔诺贝利核电站泄漏、瑞士巴塞士桑多斯化学公司火灾（3）当代环境问题阶段，全球性大气环境问题。它始于1984年英国科学家发现，1985年美国科学家证实南极上空出现“臭氧空洞”。这一阶段的核心问题是“全球变暖”、“臭氧层破坏”和“酸沉降”三大全球性大气环境问题。伦敦烟雾事件•1952年伦敦烟雾事件是1952年12月5日－9日发生在伦敦的一次严重大气污染事件。这次事件造成多达12000人因为空气污染而丧生，并推动了英国环境保护立法的进程。•1952年伦敦烟雾是比较典型的由于燃煤废气和天气因素共同造成的环境灾害，在人类历史上曾经多次出现类似事件:发生在美国的1948年多诺拉烟雾事件、1930年比利时马斯河谷烟雾事件、1959年墨西哥波萨里卡事件都是此类环境灾害的典型案例。水俣病事件•当汞离子在水中被鱼虾摄入体内后转化成甲基汞(CH3Hg)n----一种主要侵犯神经系统的有毒物质。水俣湾里的鱼虾因为工业废水被污染，而这些被污染的鱼虾又被动物和人类食用。甲基汞进入人体后，会导致神经衰弱综合征，精神障碍、昏迷、瘫痪、震颤等，并可导致发生肾脏损害，重者可致急性肾功能衰竭，此外还可以致心脏、肝脏损害。据统计，有数十万人食用了水俣湾中被甲基汞污染的鱼虾。四日市事件•日本东部海岸伊势湾一角的四日市，原有人口25万人，主要是纺织工人。•1955年利用战前的海军燃料厂旧址建成一座炼油厂，以后又建立了10多个大厂和100多个中小企业，四日市成为噪声震耳，臭水横流，乌烟瘴气的城市。这个所谓的“石油联合企业之城”成了日本石油工业四分之一的重要临海工业区。•据1956年统计报道：四日市工厂烟囱排放二氧化硫浓度超过百万分之一，各工厂排放的二氧化硫和煤粉尘总量达13万吨。这个小城市终年黄烟弥漫，最高浓度相当人体答应限度的5.6倍。这些毒物进入人体的肺部，引起居民呼吸系统疾患，尤其突出的是哮喘病发作，受害人数超过2000多人。痛痛病事件•1955年至1972年发生在日本富山县神通川流域的公害事件。•症状:初始腰、背、手、脚等各关节疼痛随后遍及全身，有针刺般痛感数年后骨骼严重畸形，骨脆易折，甚至轻微活动或咳嗽，都能引起多发性病理骨折，最后衰弱疼痛而死。痛痛病事件病因：河岸的锌、铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了水体，使稻米含镉。而当地居民长期饮用受镉污染的河水，以及食用含镉稻米，致使镉在体内蓄积而中毒致病。截至1968年5月，共确诊患者258例，其中死亡128例，到1977年12月又死亡79例。•Climatechange气候变化—全球变暖·化石燃料·海平面上升·手机对社会的影响•Conservation保护生物学—基因侵蚀·全新世灭绝事件·入侵物种·物种灭绝·栖息地破坏·栖息地破碎化·授粉昆虫减少·珊瑚白化·捕鲸·鲸鱼搁浅•Dams水坝-水坝的环境影响环境问题列表•Energy能源-能源保护·可再生能源·能源利用率·可再生能源商业化•Geneticengineering遗传工程—基因污染•Intensivefarming精耕细作—过度放牧·灌溉·单一栽培·肉类生产的环境影响•Landdegradation—土地污染·沙漠化•Soil土壤—土壤保护·水土流失·土壤污染·土壤盐化•Nanotechnology纳米科技—纳米毒理学·纳米污染•Nuclearissues核问题—放射性尘埃·核能外泄·核动力•Overpopulation人口过剩—自然安葬•Pollution污染—空气污染·光污染·噪污染·热污染•水污染—酸雨·富营养化·海洋倾倒·石油泄漏·水危机•Resourcedepletion资源消耗—自然资源的开采•渔业—炸药捕鱼·水底拖网·氰化物捕鱼·鬼网·非法的、不报告的和不管制的捕捞·过度捕捞·鱼翅•伐木业—皆伐·森林开伐·非法砍伐•采矿业—酸性矿山废水·炸开山头采矿•Toxins毒素—氯氟烃·DDT·二噁英·重金属·除草剂·农药·毒性物质减量使用·有毒垃圾•Urbansprawl城市延伸•Waste垃圾—垃圾处置事件，危险性废物越境转移：危险性废物是指除放射性废物以外，具有化学活性或毒性、爆炸性、腐蚀性和其他对人类生存环境存在有害特性的废物。发达国家当前国内的环境问题工业废物、生活垃圾急剧增加；噪声问题仍很突出；氮氧化物污染仍未得到有效控制；大气中有害物质（重金属、致癌物质等）如故；水环境问题还未解决。发展中国家的环境问题主要是生态环境的破坏、环境卫生和大城市的污染问题。即发展中国家在发展社会经济的进程中，正步着发达国家“先污染后治理”的老路。可持续发展（SustainableDevelopment，1987）•微生物与环境保护•微生物技术的发展•极端微生物与环境有些微生物能在特殊的环境中生存，例如高温、低温、高盐、高碱、高酸、高压、高辐射等环境。这些微生物由于适应特殊环境的结果，形成独特的机能、结构和遗传基因。很多环境工程中遇到的废水就是在极端环境条件下的。研究对象和任务•环境工程微生物学是研究与环境领域（包括环境工程、给水排水工程、市政工程、废水处理等）有关的微生物及其生命活动规律。•主要内容包括：微生物的形态、结构及其功能微生物的营养、呼吸代谢、遗传和变异等在污染环境中的微生态区系饮用水细菌学物质循环和转化水体土壤自净化•环境工程微生物学研究任务防止或消除有害微生物充分利用有益的微生物资源微生物在环境污染治理（水处理）中的应用—生物监测•生物监测的主要优越性：长期性——汇集了生物在整个生活时期中环境因素改变的情况，可以反映当地的环境变化；综合性——能反映环境诸因子、多成分对生物有机体综合作用的结果直观性——直接把污染物与其毒性联系起来；灵敏性——有时甚至具有比精密仪器更高的灵敏性，有助于提早发现环境污染。•生物监测的主要缺点：定量化程度不够；需要一定的专业知识和经验。第三节微生物的概述•微生物（microorganism）个体微小（一般0.1mm），结构简单的微小生物的总称.包括无细胞结构的病毒，具有细胞结构的原核微生物和真核生物组成。微生物的分类•微生物的分类分类系统:界(kingdom)、门（phylum或division）、纲(class)、目(order)、科(family)、属(genus)、种(species)•微生物的分类依据生物属性，如形态、大小，染色反应，细胞结构，生理生化反应与氧气的关系、血清学关系等。以及DNA杂交或者测序.•分类系统主要文献《细菌和放线菌的鉴定》（克拉西尼科夫）《细菌分类学》（普雷沃）《伯杰氏细菌鉴定手册》环境与环境工程微生物微生物的命名•双名法由属名和种名两部分组成。属名（第一字母大写）在前，种名在后均用拉丁文或拉丁化的文字表示，如Staphylococcusaureus（金黄色葡萄球菌）typhoidbacillus（伤寒杆菌）Esherichiacoli（大肠埃希氏杆菌）Bacillussubtilis(枯草芽孢杆菌)病毒和类病毒病毒是一类由核酸和蛋白质等少数几种成分组成的超显微“非细胞生物”，能以感染态和非感染态两种状态存在。非细胞生物真病毒：至少含有核酸和蛋白质两种组分亚病毒拟病毒：只含不具独立浸染性的RNA组分类病毒：只含具有独立浸染性的RNA组分朊病毒：只含有单一蛋白质组分原核微生物和真核微生物•原核微生物只有核区没有核膜和细胞器古细菌，真细菌，蓝细菌，粘细菌，立克次氏体，支原体，衣原体，螺旋体•真核微生物核仁和染色体，有细胞器，进行有丝分裂。蓝藻以外的微型藻类，酵母，霉菌，原生动物，微型后生动物微生物的分类各级单元拉丁学名后缀微生物的特点微生物一些共同的特点1.体积小，面积大2.吸收多，转化快3.分布广，种类多4.生长旺，繁殖快5.适应强，易变异