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一、环境污染问题1

第一章 绪论1

二、环境工程微生物学的产生与发展2

三、环境工程微生物学的研究内容和任务2

四、微生物概述3

五、微生物学在环境工程中的作用6

思考题7

一、病毒的形态大小、化学组成和结构8

二、病毒的增殖8

第一节 非细胞生物——病毒8

第二章 微生物学基础8

三、病毒生命活动的影响因素10

四、病毒的灭活方法与废水中病毒的去除10

第二节 原核微生物10

一、细菌10

二、放线菌19

三、鞘细菌21

四、其他原核微生物22

一、酵母菌26

第三节 真菌26

二、霉菌29

第四节 藻类32

一、藻类的生物学特征32

二、藻类的分布及生存条件33

三、藻类的繁殖33

四、环境工程中常见藻类34

二、原生动物的分类37

第五节 原生动物37

一、原生动物的形态及生理特征37

第六节 微型后生生物40

一、轮虫40

二、甲壳类动物41

三、线虫41

四、寡毛类动物41

思考题42

第一节 微生物细胞的化学组成43

第三章 微生物的营养与培养基43

第二节 微生物的营养物质44

一、水分44

二、碳源45

三、氮源45

四、矿质营养46

五、生长因子47

第三节 营养物质的跨膜运输47

一、单纯扩散48

二、促进扩散48

三、主动运输48

四、基团转位49

第四节 微生物的营养类型49

一、光能自养型50

二、化能自养型50

三、光能异养型50

四、化能异养型50

一、配制培养基的基本原则51

第五节 培养基51

二、培养基的类型及其应用52

思考题55

第四章 微生物的生理代谢及其生物化学基础56

第一节 新陈代谢56

第二节 微生物的酶和酶促反应56

一、酶的概念与特性56

二、酶的组成与结构57

三、酶的分类和命名58

四、酶作用的基本原理59

五、酶促反应动力学60

六、酶在环境工程中的应用62

第三节 微生物的能量代谢63

一、化能异养型微生物的产能代谢63

二、化能自养型微生物的产能代谢67

三、光能自养型微生物的能量代谢68

第四节 微生物对有机物质的分解代谢68

一、不含氮有机物的分解68

二、含氮有机物的分解69

一、酶活性的调节——反馈抑制作用机制70

二、酶合成的调节——诱导和阻遏作用机制70

第五节 代谢调节70

思考题72

第五章 微生物的生长繁殖及其影响因素73

第一节 微生物生长繁殖的概念73

第二节 微生物生长量的测定方法73

一、测定微生物的数量73

三、间接测定法74

二、测定细胞物质的质量74

第三节 微生物群体生长规律的研究方法75

一、微生物的分离与培养75

二、微生物的分批培养与群体生长规律75

三、同步培养79

四、连续培养80

第四节 活性污泥的生长规律及其指导意义82

一、活性污泥的生长曲线82

二、活性污泥生长曲线对废水生物处理的指导意义84

第五节 影响微生物生长的环境因素86

一、温度86

二、pH值89

三、氧化还原电位90

四、氧气91

五、水的活度与渗透压93

六、抗生素94

七、有毒化学物95

八、辐射与超声波97

第六节 菌种的退化、复壮和保藏98

一、菌种的退化与复壮98

二、菌种的保藏99

思考题100

第六章 微生物的遗传和变异102

第一节 微生物的遗传102

一、遗传和变异的物质基础102

二、DNA的复制以及遗传信息的表达105

一、突变的类型107

第二节 微生物的突变107

二、突变的机制109

第三节 细菌的基因重组110

一、转化111

二、接合112

三、转导113

第四节 遗传工程技术在环境工程中的应用114

一、诱变育种114

二、基因工程与工程菌的构建115

三、PCR技术在环境工程中的应用116

思考题117

第七章 微生物生态学基础118

第一节 生态系统与生态平衡118

一、生态系统的概念与功能118

二、生态学金字塔124

三、生态系统的平衡及其调节机制126

第二节 土壤微生物生态129

一、土壤的生态条件129

四、微生物在生态系统中的重要作用129

二、土壤微生物的种类及分布130

三、土壤污染与土壤自净134

第三节 空气微生物生态136

一、空气的生态条件136

二、空气微生物的种类及分布136

三、空气微生物的卫生标准137

一、水体微生物的生态特征138

第四节 水体微生物生态138

四、空气微生物的检测138

二、水体污染与水体的自净142

三、河流污化带系统及其生态学特征144

第五节 极端环境中的微生物146

一、嗜冷微生物146

二、嗜高温微生物147

三、嗜酸微生物147

四、嗜碱微生物148

五、嗜盐微生物148

六、其他极端环境微生物149

一、生态因子的概念150

二、非生物因子和生物因子150

三、生态因子作用的基本规律150

第六节 生态因子及其作用的基本规律150

第七节 微生物之间的生态关系152

一、生存竞争152

二、原始合作154

五、捕食关系155

六、寄生关系155

四、偏害关系155

三、共生关系155

第八节 微生物的群落特征156

一、群落及其基本特征156

二、群落的生态演替156

三、顶极群落158

思考题158

一、自然界中的碳素循环160

第二节 碳素循环160

第八章 微生物在物质循环中的作用160

第一节 物质循环与微生物的矿化作用160

二、微生物在碳素循环中的作用161

第三节 氮素循环162

一、自然界中的氮素循环162

二、微生物在氮素循环中的作用162

第四节 硫素循环165

一、自然界中的硫素循环166

二、微生物在硫素循环中的作用166

第五节 磷素循环168

一、自然界中的磷素循环168

二、微生物在磷素循环中的作用169

第六节 铁和锰的生物转化170

一、氧化铁和锰的微生物170

二、环境pH值对微生物氧化铁、锰的影响171

三、铁、锰转化造成的危害172

一、对合成有机物的降解作用173

第七节 微生物对有毒物质的降解与转化173

二、对无机污染物的转化179

思考题182

第九章 水污染控制的微生物学原理与技术183

第一节 污水生物处理的基本原理与类型183

一、污水生物处理的基本原理183

第二节 污水好氧生物处理技术及其微生物学原理184

一、活性污泥法184

二、污水生物处理的类型184

二、生物膜法194

第三节 废水厌氧生物处理的微生物学原理与技术202

一、废水厌氧生物处理的微生物学原理203

二、废水厌氧生物处理的工艺条件及其控制208

三、废水厌氧生物处理工艺与设备209

第四节 利用光合细菌处理高浓度有机废水214

一、光合细菌的特性214

二、光合细菌净化废水的原理和基本工艺流程215

一、稳定塘的概念及其特点217

第五节 稳定塘217

二、稳定塘对污水的净化机理218

三、稳定塘的主要类型220

第六节 水体的富营养化及其防治技术221

一、富营养化产生的原因221

二、富营养化的危害221

三、富营养化水体中的常见藻类222

四、评价水体富营养化的指标224

五、控制水体富营养化的措施与方法225

一、废水脱氮除磷的意义227

第七节 废水处理脱氮除磷的微生物学原理与技术227

二、废水的生物脱氮原理与工艺228

三、废水的生物除磷原理与工艺232

第八节 微污染水源水的生物预处理236

一、微污染水源水生物预处理的目的和意义236

二、生物预处理的特点237

三、国内外实践简介238

第九节 水中的病原微生物与饮用水的消毒239

一、水中的病原微生物239

二、饮用水的消毒240

思考题242

第十章 固体废物的微生物处理技术244

第一节 固体废物生物处理的基本原理244

一、好氧堆肥的生物学原理245

二、厌氧堆肥的生物学原理246

第二节 有机固体废物的堆肥技术247

一、好氧堆肥247

二、厌氧堆肥250

一、填埋场地的选择251

第三节 卫生填埋251

二、场地的设计252

三、填埋方法252

四、填埋坑中微生物对有机物的降解过程253

五、渗滤液的处理方法254

六、垃圾填埋场气体的产生和控制方法256

第四节 厌氧发酵257

一、厌氧发酵工艺257

二、厌氧发酵装置的结构和工作原理258

三、固体废物厌氧发酵的影响因素259

四、城市粪便的厌氧发酵处理260

思考题261

第十一章 工业废气的微生物处理技术262

第一节 工业废气微生物处理原理与工艺类型262

一、工业废气微生物处理的基本原理262

二、工艺类型263

第二节 微生物吸收工艺263

第四节 微生物过滤工艺264

第三节 微生物滴滤工艺264

一、土壤滤池265

二、堆肥滤池266

三、微生物过滤箱266

四、生物滤池性能的影响因素267

第五节 污水处理过程的废气处理268

一、污水处理过程的废气来源268

二、活性污泥法净化废气的机理与工艺过程268

三、活性污泥法处理废气的优越性268

四、对废水处理的影响269

第六节 废气微生物处理技术的发展现状和展望270

思考题272

第十二章 污染环境的微生物修复273

第一节 生物修复技术原理273

一、生物修复的概念273

二、用于生物修复的微生物273

三、生物修复的影响因素275

第二节 生物修复技术的可行性研究276

五、生物修复的主要方法276

四、应用生物修复技术的前提条件276

一、生物修复技术的优点和局限性277

二、评价生物修复可行性的程序277

三、可处理性试验278

第三节 微生物修复工程技术279

一、土壤生物修复工程技术279

二、地下水生物修复工程技术282

三、富营养化水体的微生物修复284

四、海洋石油污染的生物修复285

思考题287

第十三章 环境工程微生物学实验288

实验一 光学显微镜的使用及细菌、放线菌和蓝细菌个体形态的观察288

实验二 好氧活性污泥中菌胶团形态和生物相的观察291

实验三 微生物直接计数法293

实验四 微生物的染色294

实验五 培养基的制备和灭菌297

实验六 细菌纯种分离、培养和接种技术301

实验七 纯培养菌种的菌体、菌落形态观察304

实验八 水中细菌总数的测定306

实验九 水中大肠菌群数的测定308

实验十 空气微生物的检测312

附录315

附录一 显微镜的维护与保养315

附录二 常用染色液的配制315

附录三 几种常用染色方法317

附录四 常用培养基318

主要参考文献321