环境生物技术及生物安全

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1、第八章环境生物技术及生物安全8.1概论8.2废物、污染物的生物处理技术8.3生物修复技术8.4环境友好产品的生产技术8.1.1环境基础环境：环境是由大气圈、生物圈、水圈、岩石圈、土壤圈组成的有机平衡体系，既相互依存又相互制约，无论任何一“圈”打破平衡，都可能引发一系列的连锁反应。环境污染：大气污染：空气中主要污染物有二氧化硫、氮氧化物、粒子状污染物、酸雨、一氧化碳（CO）、氟化物（F）、铅及其化合物http://www.envir.gov.cn/law/index.asp?page=68.1概论水体污染：氨氮、磷、石油类、高锰酸盐指数、生化需氧量、挥发酚、汞和氰化物。土壤污染：肥料

2、、农药、酸雨、塑料噪音：振幅和频率上完全无规律的震荡称之为噪声生物圈破坏：植被破坏，动物灭绝8.1.2环境生物技术概念环境生物技术：直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或净化、保护环境的生物技术体系。废物、污染物的生物处理技术生物补救与生物修复技术环境友好产品的生产技术8.1.3环境生物技术的内容废物生物处理后的终产物，无毒无害，稳定；可将废物资源化；投资省，能耗低；工艺生态化，无废生产；生物可降解制品将人类活动污染降低到最低水平；可再生资源的开发，保证了人类社会的可持续发展。8.1.4环境生物技术应用特点8.2.1废水处理技

3、术活性污泥法(ActivatedSludgeProcess)活性污泥是由具有生命活力的微生物类群组成的颗粒状絮状物。8.2.1废水处理技术稳定塘法(stabilizationpond)8.2.1废水处理技术Wetlands8.2.1废水处理技术Landsystem8.2.1废水处理技术Bio-filmtreatmentprocess8.2废物、污染物的生物处理技术8.2.2废气处理技术生物净气塔8.2.3城市垃圾的生物处理技术处理的目的是使垃圾资源化、减量化和无害化。当前发达国家中城市生活垃圾中作为资源再利用的分率高达40%,其余的部分,最通用的方法是卫生填埋法,堆肥法和焚化法。最

4、新处理技术是生物反应器式填埋场(Bioreactorlandfill,BL)。8.3生物修复技术生物修复（Bioremediation）：生物催化降解有机污染物以恢复环境或消除环境中污染物的一个受控或自发的过程。基本措施：接种微生物；添加营养物质；提供电子受体；提供共代谢底物以诱导共代谢酶产生；添加表面活性剂8.4环境友好产品的生产技术8.4.1可降解塑料聚－β－羟基烷酸(简称ＰＨＡｓ)：主要采用微生物发酵法生产。ＰＨＡｓ实现大规模工业化的主要障碍是生产成本问题。(1)采用廉价底物；(2)采用发酵技术进行ＰＨＡｓ的组装和结构调控；(3)构建自溶性ＰＨＡｓ生产菌种,简化胞内产物ＰＨＡ

5、ｓ的提取过程,降低提取成本。(4)基因工程植株生产淀粉：聚乳酸：8.4环境友好产品的生产技术8.4.2生物能源－－化石能源的替代品乙醇：废弃物发酵生产生物柴油：其他：甲烷、氢能、生物燃料电池9生物技术安全与专利9.1生物技术安全9.1.1实验室安全实验设施实验规程实验药品试剂实验生物体废弃物处理9.1生物技术安全9.1.2转基因安全关注问题---基因污染(geneticcontamination)污染传统作物污染自然界的生物基因库影响自然界的生态平衡影响微生态环境自然界的增殖和扩散9.1生物技术安全9.1.2转基因安全关注问题---基因污染(geneticcontamination

6、)防止转基因扩散的方法：终止子技术：在转基因作物中加入终止子基因;得到的转基因作物的种子由种子公司加上一种诱导剂;经诱导剂的作用及终止子基因间的相互作用,在种子胚胎发育的后期产生一种毒素;这种毒素杀死了发育后期的胚胎;最后得到的是成熟但不萌发的种子。9.1生物技术安全抑制子基因重组酶基因重组酶基因毒素基因PPLP阻断子重组酶毒素基因LP阻断子毒素基因LP毒素无毒素产生正常种子死种子加诱导剂不加诱导剂9.1生物技术安全9.1.2转基因安全关注问题---基因污染(geneticcontamination)防止转基因扩散的方法：不育：美国超级鲑鱼。植物质体转化：9.1生物技术安全9.1.

7、3生物技术社会安全问题---基因伦理社会结构：社会分歧：人的价值问题：9.1生物技术安全9.1.4食品、医疗安全毒副作用、过敏反应：跨物种感染：免疫反应：9.1生物技术安全9.1.5生物技术安全管理机制国际：《生物技术和植物遗传资源以及生物技术守则Ⅲ》《21世纪议程》《生物多样性公约》《卡塔赫纳生物安全议定书草案》《国际生物技术安全技术指南》9.1生物技术安全9.1.5生物技术安全管理机制美国：基于产品的管理《病毒-血清-毒素法》、《联邦植物害虫法》、《植物检疫法》、