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第1章 绪论1

1.1 微生物在自然界的重要作用1

1.2 污染控制微生物学的研究对象和任务2

1.3 微生物学污染控制工程中的作用3

1.3.1 在水处理工程中的作用3

1.3.2 在土壤净化工程中的作用3

1.3.3 在污染空气净化工程中的作用4

1.3.4 在城市垃圾处理与资源化中的作用4

1.4 微生物概述5

1.4.1 微生物的定义5

1.4.2 原核微生物与真核微生物5

1.4.3 微生物的分类地位6

1.4.4 微生物的分类单位、命名和分类依据6

1.4.5 微生物的特点8

1.5 微生物学的发展简史9

1.5.1 微生物的形态学发展阶段9

1.5.2 微生物的生理学发展阶段9

1.5.3 微生物的分子生物学阶段10

1.6 污染控制微生物学的发展简史11

1.6.1 污染控制微生物学的产生11

1.6.2 污染控制微生物学的发展和形成11

第2章 污染控制微生物学原理12

2.1 原核微生物12

2.1.1 细菌12

2.1.2 放线茵15

2.1.3 蓝细菌16

2.2 真核微生物17

2.2.1 真菌17

2.2.2 藻类18

2.2.3 原生动物19

2.2.4 后生动物20

2.3 非细胞生物——病毒21

2.3.1 病毒的形态结构21

2.3.2 病毒的增殖22

2.4 微生物的营养23

2.4.1 微生物的营养物质23

2.4.2 物质的运输24

2.4.3 微生物的营养类型25

2.5 微生物的生长繁殖25

2.6 微生物的遗传和变异26

2.6.1 微生物的遗传26

2.6.2 微生物的变异28

2.7.1 新陈代谢的有关概念29

2.7 新陈代谢总论29

2.7.2 代谢的发生过程30

2.7.3 中间代谢的实验研究方法31

2.8 微生物的产能代谢33

2.8.1 微生物的酶和酶促反应33

2.8.2 化能异养型微生物的产能代谢——发酵与呼吸40

2.8.3 化能自养型微生物的产能代谢54

2.8.4 微生物对有机物的降解规律56

2.8.5 代谢调节60

第3章 微生物生态64

3.1 生态因子概述64

3.1.1 生态因子64

3.1.2 非生物因子66

3.1.3 生物因子82

3.2.1 土壤的生态条件84

3.2.2 土壤中微生物的数量和分布84

3.2 土壤微生物生态84

3.2.3 土壤自净和污染土壤微生物生态86

3.3 空气微生物生态86

3.4 水环境中的微生物87

3.4.1 水中微生物种类、数量及分布87

3.4.2 水体自净和污染水体的微生物生态88

3.5 微生物种群的生存竞争90

3.5.1 种内的生存竞争90

3.5.2 种间的生存竞争93

3.6 微生物的生物群落97

3.6.1 生态演替97

3.6.2 顶极群落98

3.6.3 群落的基本特征98

3.7 生态系统98

3.7.2 生态系统的功能99

3.7.1 生态系统的基本结构99

3.7.3 生态平衡100

3.7.4 生态系统中的能流100

3.8 微生物与自然界中的物质循环102

3.8.1 碳素循环102

3.8.2 氮素循环104

3.8.3 硫素循环104

3.8.4 其他元素的微生物转化105

第4章 废水好氧生物处理的原理与应用106

4.1 废水生物处理的基本原理106

4.1.1 好氧生物处理的基本原理106

4.1.2 厌氧生物处理的基本原理108

4.2 活性污泥法110

4.2.1 好氧活性污泥中的微生物群落110

4.2.2 活性污泥法的各种演变及应用112

4.3 生物膜法120

4.3.1 好氧生物膜中的微生物群落120

4.3.2 生物膜法的基本流程及特征121

4.3.3 生物膜反应器122

4.4 自然处理法136

4.4.1 稳定塘136

4.4.2 污水的土地处理系统140

第5章 废水厌氧生物处理原理及应用142

5.1 厌氧生物处理中的微生物及其生理特征142

5.1.1 非产甲烷细菌142

5.1.2 产甲烷细菌143

5.2 厌氧生物处理的微生物生态学147

5.2.1 厌氧生物处理过程中微生物优势种群的演替147

5.2.2 非产甲烷细菌和产甲烷细菌之间的相互关系147

5.2.3 产酸发酵菌群代谢的 NADH/NAD+调节149

5.2.4 产甲烷细菌的生态分布150

5.3 生物相分离技术150

5.3.1 生物相分离技术的概念150

5.3.2 两相厌氧生物处理技术152

5.3.3 最佳发酵产物的选择和控制153

5.4 厌氧生物处理工艺学154

5.4.1 厌氧生物处理工艺条件及其控制154

5.4.2 废水厌氧生物处理工艺157

第6章 水体的富营养化和脱氮除磷技术165

6.1 水体富营养化现象165

6.1.1 富营养化产生的原因165

6.1.2 富营养化的危害166

6.1.3 控制水体富营养化的措施与方法166

6.1.4 评价水体富营养化的指标168

6.2.2 生物脱氮的基本原理170

6.2.1 水体中氮化物的危害170

6.1.5 富营养化水体中的常见藻类170

6.2 生物脱氮170

6.2.3 生物脱氮的基本流程171

6.2.4 影响脱氮作用的环境因素173

6.2.5 同时硝化反硝化(SND)174

6.3 生物除磷176

6.3.1 生物除磷的基本原理176

6.3.2 生物除磷的基本工艺流程177

6.3.3 影响生物除磷的主要因素177

第7章 固体废弃物与大气污染的生物治理技术179

7.1 固体废弃物的生物处理技术179

7.1.1 微生物对固体废弃物的处理方法与原则179

7.1.2 有机固体废弃物的生物处理技术179

7.2 大气污染的生物处理技术184

7.2.2 微生物洗涤工艺185

7.2.1 微生物吸收工艺185

7.2.3 生物滴滤工艺186

7.2.4 微生物过滤工艺186

第8章 微生物对难降解物质的降解与转化188

8.1 有机污染物的生物降解性188

8.1.1 研究生物降解性的意义188

8.1.2 生物降解性的特点188

8.1.3 微生物降解有机物的潜在能力190

8.2 自然界中难降解物质的分解与转化190

8.2.1 纤维素的降解191

8.2.2 半纤维素的降解191

8.2.3 木质素的降解192

8.2.4 核酸的降解192

8.3 烃类化合物的分解与转化193

8.2.5 几丁质的降解193

8.3.1 烷烃类化合物的降解194

8.3.2 烯烃类化合物的降解194

8.3.3 三脂环烃类化合物的降解194

8.3.4 芳香烃类化合物的降解195

8.4 合成有机化合物的分解与转化195

8.4.1 氰(腈)类化合物的降解195

8.4.2 合成洗涤剂的降解196

8.4.3 塑料的降解196

8.4.4 化学农药的降解197

8.5 微生物对无机污染物的转化200

8.5.1 汞污染与转化200

8.5.2 铁的转化202

8.5.3 砷的转化203

8.5.4 镉的转化204

8.5.5 铅的转化205

第9章 水的卫生细菌学与给水处理技术206

9.1 水中的病原微生物及其检测技术206

9.1.1 水中细菌及病原微生物群落的分布206

9.1.2 水中的病原细菌206

9.1.3 生活饮用水的微生物污染指示菌及其指标207

9.1.4 饮用水的微生物学检验209

9.1.5 水中的病毒及其检验211

9.2 微污染水源水的生物预处理212

9.2.1 生物处理的对象和目的213

9.2.2 生物预处理的可行性214

9.2.3 生物预处理的特点214

9.2.4 生物氧化预处理技术215

9.3.1 臭氧活性炭219

9.3 饮用水的深度净化技术219

9.3.2 臭氧氧化220

9.3.3 活性炭吸附220

9.3.4 光催化氧化221

9.3.5 生物活性炭222

9.3.6 吹脱法223

9.3.7 其他开展研究的新技术223

9.4 饮用水的消毒技术224

9.4.1 用氯和含氯物质消毒224

9.4.2 用碘消毒226

9.4.3 水的臭氧氧化226

9.4.4 用银离子消毒228

9.4.5 用紫外线消毒229

9.4.7 饮用水的加热消毒231

9.4.6 超声波消毒231

第10章 生物修复技术232

10.1 生物修复技术原理232

10.1.1 基本概念232

10.1.2 用于生物修复的微生物类型232

10.1.3 生物修复的影响因素234

10.2 污染控制微生物修复的可行性238

10.2.1 生物修复技术的优点和局限性238

10.2.2 评价生物修复可行性的程序240

10.2.3 可处理性试验240

10.3 污染控制微生物修复工程技术241

10.3.1 土壤生物修复工程技术241

10.3.2 地下水生物修复工程技术244

10.3.3 海洋石油污染的生物修复245

11.1.1 固定化种类概述248

11.1 固定化技术及应用248

第11章 微生物新技术的研究与应用248

11.1.2 固定化方法249

11.1.3 应用固定化工程菌处理含酚废水简介250

11.2 生物传感器253

11.2.1 生物传感器的原理254

11.2.2 生物传感器的分类254

11.2.3 生物传感器的发展前景255

11.3 生物絮凝剂的生产与应用256

11.3.1 生物絮凝剂及其意义256

11.3.2 生物絮凝剂发展历史257

11.3.3 生物絮凝剂产生菌及筛选258

11.3.4 生物絮凝剂的结构及絮凝机理259

11.3.5 影响生物絮凝剂絮凝效果的因素261

11.3.6 生物絮凝剂的遗传学研究262

11.3.7 生物絮凝剂的发酵生产263

11.3.8 生物絮凝剂的应用266

11.3.9 发展与展望267

11.4 生物增强技术与应用268

11.4.1 生物增强技术的发展268

11.4.2 生物增强技术的实现269

11.4.3 生物增强技术的应用原则274

11.4.4 生物添加剂应用实例275

11.4.5 评估生物制剂效益的理论及方法278

11.4.6 综合评论及建议280

11.5 低温微生物及其在环境工程中的应用280

11.5.1 生物的生态及主要类群281

11.5.2 低温微生物适应性的分子机制281

11.5.3 低温微生物在环境污染物治理方面的应用281

参考文献284