生物技術(shù)與環(huán)境

關(guān)于生物技術(shù)與環(huán)境第1頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月Outline

污水處理

大氣凈化

固體廢棄物的生物處理

生物技術(shù)與環(huán)境污染監(jiān)測第2頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月地球總水量13.9億立方千米，三分之二被水覆蓋。咸水97.5%2.5%冰帽和冰川地下水易得的江河湖淡水不到總淡水量1%中國水資源問題：南多北少，東多西少、時多時少、總量多人均少畝均少。水資源問題一.污水處理第3頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月表示水污染的幾個指標(biāo)：(1)生化需氧量(BOD)：表示在有氧條件下，好氧微生物氧化分解單位體積水中有機物所消耗的游離氧的數(shù)量，常用單位為mg／L，這是一種間接表示水被有機污染物污染程度的指標(biāo)。在20℃和在BOD的測定條件(氧充足、不攪動)下，以五日作為測定BOD的標(biāo)準(zhǔn)時間，稱之為五日生化需氧量，以BOD5表示。(2)化學(xué)需氧量(COD)：用強氧化劑——重鉻酸鉀，在酸性條件下能夠?qū)⒂袡C物氧化為H2O和CO2，此時所測出的耗氧量稱為化學(xué)需氧量(COD)。COD能夠比較精確地表示有機物含量，而且測定需時較短，不受水質(zhì)限制，因此多作為工業(yè)廢水的污染指標(biāo)。(3)總需氧量(TOD)：有機物主要是由碳(C)、氫(H)、氮(N)、硫(S)等元素所組成。當(dāng)有機物完全被氧化時，C、H、N、S分別被氧化為CO2、H2O、NO和SO2，此時的需氧量稱為總需氧量(TOD)。第4頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.氧化塘法生物氧化塘(OxidationPond)又稱穩(wěn)定塘，是利用藻類和細菌兩類生物間功能上的協(xié)同作用處理污水的一種生態(tài)系統(tǒng)。氧化塘的凈化原理:氧化塘的凈化原理是利用了細菌與藻類的互生關(guān)系。藻類進行光合作用釋放氧氣；細菌利用藻類產(chǎn)生的氧氣分解流入塘內(nèi)的有機物；分解產(chǎn)物中的CO2、N、P等無機物以及一部分小分子有機物成為藻類的營養(yǎng)源；增殖的細菌和藻類細胞為微型動物所捕食。第5頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月氧化塘內(nèi)的生物學(xué)過程藻類細菌衰亡細胞CO2、NH3H2O、PO43－O2流入污水能沉淀的固體處理出水O2

風(fēng)陽光（厭氧性）（兼性）有機物微生物有機酸、醇等微生物CH4＋CO2＋NH3等第6頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月藻類：位于氧化塘的表層，常見的有：小球藻屬、衣藻屬、眼蟲藻屬等。細菌：大量存在于氧化塘下層，在好氣狀態(tài)下，無色桿菌、假單胞菌、芽孢桿菌等優(yōu)勢生長；在氧化塘底部的厭氧層還有硫酸還原菌和甲烷細菌。微型動物：存在多種原生動物、輪蟲、以及甲殼類等。氧化塘內(nèi)的生物組成第7頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2.人工濕地處理系統(tǒng)法濕地：每年在足夠長的時間內(nèi)均具有前的表面水層,能維持大型水生植物生長的生態(tài)系統(tǒng)。人工濕地：根據(jù)自然濕地模擬的人工生態(tài)系統(tǒng)，用于處理廢水。第8頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月人工濕地處理系統(tǒng)的優(yōu)點：凈化效率優(yōu)于氧化塘；運轉(zhuǎn)費用低；對廢水處理廠難以去除的營養(yǎng)元素凈化效果好。應(yīng)用實例：蘆葦濕地處理系統(tǒng)第9頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月3.污水土地處理系統(tǒng)污水土地處理系統(tǒng)(LandTreatmentSystem)利用土地及其中的微生物和植物根系對污染物的凈化能力來處理已經(jīng)經(jīng)過預(yù)處理的污水或廢水，同時利用其中的水分和肥分促進農(nóng)作物、牧草或樹木生長的工程設(shè)施。污水土地處理系統(tǒng)的組成污水的預(yù)處理設(shè)施，污水的調(diào)節(jié)與儲存設(shè)施，污水的輸送、布水和控制系統(tǒng)，土地處理面積，排出水收集系統(tǒng)。第10頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月土地處理的凈化機理凈化機理包括：土壤的過濾截留、物理和化學(xué)的吸附、化學(xué)分解、生物氧化以及植物和微生物的攝取等作用。第11頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月土地處理系統(tǒng)要求對污水進行必要的預(yù)處理，去除污水中有害物質(zhì)。土地處理系統(tǒng)是按照全年連續(xù)運行的污水處理設(shè)施；污灌則是按照農(nóng)作物的需要進行灌溉。土地處理系統(tǒng)有完整的工程系統(tǒng)并可以調(diào)控，其底層防滲系統(tǒng)，有效的控制了污水對地下水可能造成的污染。土地處理系統(tǒng)地面上種植的植物，以有利于污水處理的牧草、林木、青飼料等經(jīng)濟作物為主，不中直接食用的農(nóng)作物；污灌的土地常以糧食、蔬菜等農(nóng)作物為主。土地處理系統(tǒng)與污灌的主要區(qū)別第12頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月4.活性污泥處理法

活性污泥

污水經(jīng)過一段時間的曝氣后，水中會產(chǎn)生一種以好氧菌為主體的茶褐色絮凝體，其中含有大量的活性微生物，這種污泥絮體就是活性污泥。活性污泥是以細菌，原生動物和后生動物所組成的活性微生物為主體，此外還有一些無機物，未被微生物分解的有機物和微生物自身代謝的殘留物。根據(jù)生物反應(yīng)器中微生物存在狀態(tài)(懸浮，附著)可將污水生物處理技術(shù)分為活性污泥法(懸浮的有活性的生物絮體)和生物膜法(附著的有活性的生物膜)，及后來的復(fù)合式(懸浮，附著)生物處理、技術(shù)。第13頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月

基本流程

污水→格柵→泵間→沉砂池→初沉池→活性污泥曝氣池→二沉池→消毒1.曝氣池：微生物降解有機物的反應(yīng)場所2.二沉池：泥水分離3.污泥回流：確保曝氣池內(nèi)生物量穩(wěn)定4.曝氣：為微生物提供溶解氧，同時起到攪拌混合的作用。曝氣系統(tǒng)與空氣擴散裝置活性污泥反應(yīng)器來自空壓機的空氣剩余污泥污泥井混合液回流污泥系統(tǒng)二沉池處理水進水第14頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月活性污泥法的基本工藝流程出水初沉池曝氣池二沉池進水污泥回流污泥剩余污泥活性污泥法的基本流程第15頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.污水中有足夠的可溶解性易降解有機物

2.混合液中含有足夠的溶解氧

3.活性污泥再曝氣池中呈懸浮狀態(tài)

4.活性污泥連續(xù)回流

5.及時排除剩余污泥

6.沒有對微生物有毒害作用的物質(zhì)進入活性污泥法處理系統(tǒng)有效運行得基本條件第16頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月活性污泥凈化污水的過程活性污泥凈化污水的作用是由吸附和氧化兩個階段完成的，活性污泥在與廢水初期接觸的20～30min內(nèi)，就可以去除75%以上的BOD，在于活性污泥具有巨大的表面積(2000~10000m2/m3),且其表面具有多糖類粘液層。氧化分解在吸附階段之后，所需時間比吸附時間長的多，可見暴氣池的大部分容積是在進行有機物的氧化和微生物的合成?？山到庥袡C物氧化合成1/32/3無機物＋能量新細胞物質(zhì)無機物＋能量殘留物質(zhì)80％20％內(nèi)源代謝第17頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月厭氧生物處理的特點

與廢水的好氧生物處理工藝相比，廢水的厭氧生物處理工藝具有以下主要優(yōu)點：①能耗降低，而且還可以回收生物能(沼氣)；因為厭氧生物處理工藝無需為微生物提供氧氣，所以不需要鼓風(fēng)曝氣，減少了能耗，而且厭氧生物處理工藝在大量降低廢水中的有機物的同時，還會產(chǎn)生大量的沼氣。②污泥產(chǎn)量很低。③厭氧微生物可以使生物不能降解的一些有機物進行降解或部分降解；對于某些含有難降解有機物的廢水，利用厭氧工藝進行處理可以獲得更好的處理效果。第18頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月

①厭氧生物處理過程中所涉及到的生化反應(yīng)過程較為復(fù)雜。②厭氧微生物特別是其中的產(chǎn)甲烷細菌對溫度、pH等環(huán)境因素非常敏感。③厭氧生物處理出水水質(zhì)仍通常較差，一般需要利用好氧工藝進行進一步的處理；④厭氧生物處理的氣味較大；⑤對氨氮的去除效果不好，還可能由于原廢水中含有的有機氮在厭氧條件下的轉(zhuǎn)化導(dǎo)致氨氮濃度的上升。主要缺點：第19頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月5.生物膜處理法生物膜法與活性污泥法均屬于好氧生物處理技術(shù)。

共同特點：是在有氧的條件下，利用好氧微生物來氧化分解污水中可生物降解的有機物。

不同之處：微生物在處理構(gòu)筑物中的生存方式有所不同。第20頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月生物膜法分為以下三類：

1）潤壁型生物膜法

廢水和空氣沿固定的或轉(zhuǎn)動的接觸介質(zhì)表面的生物膜流過，如生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤等；

2）浸沒型生物膜法

接觸濾料固定在曝氣池內(nèi)，完全浸沒在水中，采用鼓風(fēng)曝氣，如生物接觸氧化；

3）流動床型生物膜法

使附著有生物膜的活性炭、砂等小粒徑接觸介質(zhì)懸浮流動于曝氣池中，如生物流化床。第21頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月生物濾池于1889年在勞倫斯實驗廠首先開始研究,1910年后期在美國開始了大規(guī)模的應(yīng)用，20世紀(jì)70年代逐步被好氧法代替，隨著新型濾料的不斷誕生，生物濾池又得到了的改進，應(yīng)用范圍不斷擴大。生物濾池第22頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月生物濾池的構(gòu)造生物濾池由濾床、布水裝置和排水系統(tǒng)三部分組成。第23頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月池壁濾料布水系統(tǒng)排水系統(tǒng)第24頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月二.大氣凈化什么是大氣污染物的微生物處理？指利用微生物的生物化學(xué)作用，使大氣污染物分解。轉(zhuǎn)化為無害或少害物質(zhì)。目前主要用來凈化有機污染物特別是脫除臭味。廢氣微生物處理的特點設(shè)備簡單、能耗低、不消耗有用的原料、安全可靠、無二次污染等。廢氣生物處理的兩個階段污染物由氣相轉(zhuǎn)入液相或固相表面的液膜中；污染物在液相或固相表面被微生物降解。第25頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月煤炭的微生物脫硫細菌浸出法利用微生物把煤炭中不同類型的硫分解成可溶性鐵鹽和硫酸后濾出煤粉。表面改性法利用細菌的氧化作用或附著作用改變黃鐵礦表面性質(zhì)(疏水性)，提高分離能力，從而將黃鐵礦從煤中脫除。第26頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物對無機廢氣的處理微生物對無機廢氣的處理主要利用一些化能自養(yǎng)菌如硝化細菌、硫化細菌和氫細菌等。適合于微生物處理的無機廢氣污染組分主要有：氨和硫化氫。例如：硫化氫的生物處理第27頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月微生物對有機廢氣的處理微生物吸收法(MicroorganismAbsorption)原理：利用微生物、營養(yǎng)物和水組成的吸收液處理廢氣，適合于處理可溶性的氣態(tài)污染物。裝置：由吸收器(物理溶解過程)和廢水反應(yīng)器(生物處理過程)兩部分組成。微生物洗滌法(MicroorganismWash)利用污水廠剩余污泥配制混合液作為吸收劑處理廢氣，對脫除復(fù)合型臭氣效果較好。微生物過濾法(MicroorganismAdsorption)利用含有微生物的固體顆粒吸收廢氣中的污染物。包括以下類型：堆肥濾池、土壤濾池、微生物過濾箱第28頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月吸收設(shè)備－填料塔第29頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月三.固體廢棄物的生物處理生物處理就是以固體廢物中的可降解有機物或其它組分為對象，利用生物對其作用，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定產(chǎn)物、能源和其他有用物質(zhì)的一種處理技術(shù)。第30頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1、生活垃圾中50~60%是有機物，會腐爛變質(zhì)，釋放臭氣，污染環(huán)境；會孳生蚊蠅，危害健康。2、糞便、污水廠污泥大部分是有機物，堆放過程中會釋放污染物，污染環(huán)境。3、農(nóng)業(yè)廢棄物基本上全是有機物，傾倒水體中會釋放污染物；焚燒會污染大氣。有機物是固體廢物污染的重要來源有機污染物有必要進行治理有機污染物通常是可生物降解的生物處理是一種很好的途徑第31頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月固體廢棄物的分類固體廢棄物處理的基本原則：無害化、減量化、資源化固體廢棄物的微生物處理的主要方法：堆肥法衛(wèi)生填埋法厭氧發(fā)酵法(厭氧堆肥化)第32頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月堆肥化是利用自然界廣泛存在的微生物，有控制地促進固體廢物中可降解有機物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物化學(xué)過程。根據(jù)微生物生長的環(huán)境可將堆肥化分為好氧堆肥化和厭氧堆肥化兩種。(一)堆肥法[堆肥化]第33頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.好氧堆肥化好氧堆肥化是以好氧菌為主對廢物中的有機物進行吸收、氧化、分解及轉(zhuǎn)化，微生物把一部分有機物氧化成簡單的無機物，并釋放出能量，把另一部分有機物轉(zhuǎn)化合成為新的細胞物質(zhì)，使微生物生長繁殖，產(chǎn)生更多的生物體。第34頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月好氧堆肥化微生物堆肥中含有的微生物種類主要有細菌、真菌和放線菌，堆肥過程中，隨有機物的降解，堆肥微生物在數(shù)量和種群上會發(fā)生變化。高溫階段會出現(xiàn)較多的真菌。第35頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月好氧堆肥化過程溫度變化規(guī)律(1)中溫階段嗜溫性微生物比較活躍，主要利用堆肥中可溶性有機物進行繁殖，并釋放出能量，溫度不斷上升。這階段的微生物主要是細菌和真菌。第36頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)堆溫升高到45℃以上即進入高溫階段，嗜熱性微生物逐漸代替了嗜溫性微生物，復(fù)雜的有機物如半纖維素、纖維素和蛋白質(zhì)等也開始被強烈分解。在高溫階段，在50℃進行活動的主要是嗜熱性真菌和放線菌，溫度上升到60℃時，真菌停止活動，僅為嗜熱性放線菌與細菌活動，溫度升至70℃以上時，微生物大量死亡或進入休眠狀態(tài)。在該階段后期，由于可降解有機物已大部分耗盡，微生物的內(nèi)源呼吸占主導(dǎo)作用。(2)高溫階段第37頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月在此階段嗜溫性微生物又占優(yōu)勢，對殘余較難降解的有機物進一步分解，腐殖質(zhì)不斷增多且穩(wěn)定化。在此階段，只剩下部分較難降解的有機物和新形成的腐殖質(zhì)，此時微生物活性下降，發(fā)熱量減少，溫度下降至中溫，并最終過渡到環(huán)境溫度。(3)降溫階段第39頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月好氧靜態(tài)堆肥工藝一般采用露天強制通風(fēng)垛，當(dāng)一批物料堆積成垛后，不再添加新料和翻堆，直至物料腐熟后運出。缺點是有機物和微生物分布不均勻，局部會發(fā)生厭氧。第40頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月間歇式好氧動態(tài)堆肥工藝采用間歇翻堆的強制通風(fēng)垛或間歇進出料的發(fā)酵倉，將物料批量地進行發(fā)酵處理。堆肥裝置有垛體、長方形池式發(fā)酵倉、立筒形發(fā)酵倉等。第41頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月連續(xù)式好氧動態(tài)堆肥工藝是一種發(fā)酵時間更短的動態(tài)二次發(fā)酵技術(shù)，采取連續(xù)進料和連續(xù)出料的方式進行，物料在發(fā)酵裝置內(nèi)處于連續(xù)翻動狀態(tài)下，組分易于混合均勻，形成空隙利于通風(fēng)、水分蒸發(fā)迅速，使發(fā)酵周期縮短。堆肥裝置有達諾筒和漿葉式發(fā)酵塔等。第42頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2.厭氧堆肥化厭氧消化是指在厭氧狀態(tài)下，利用厭氧微生物，有控制地使廢物中可生物降解的有機物轉(zhuǎn)化為CH4、CO2和穩(wěn)定物質(zhì)的生物化學(xué)過程。第43頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點：缺點：厭氧微生物生長速度慢，處理效率低，設(shè)備體積大會產(chǎn)生H2S等惡臭氣體可將廢棄物中低品位生物能轉(zhuǎn)化為高品位沼氣適于處理高濃度有機廢水和廢物厭氧消化后的殘渣已基本穩(wěn)定，可做農(nóng)肥、飼料或堆肥化原料生產(chǎn)過程全封閉厭氧消化特點第44頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月厭氧消化過程——三個階段1、第一階段(水解階段)：在水解與發(fā)酵細菌作用下，大分子有機物如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪，經(jīng)水解與發(fā)酵轉(zhuǎn)化為單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油及二氧化碳、氫等。水解與發(fā)酵細菌：纖維素分解菌、淀粉分解菌、蛋白質(zhì)分解菌、脂肪分解菌原生動物：鞭毛蟲、纖毛蟲、變形蟲參與第一階段代謝的微生物：真菌：毛霉、根霉、曲霉第45頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2、第二階段(產(chǎn)酸階段)：在產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸菌和同型乙酸菌作用下，把第一階段產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成氫、二氧化碳和乙酸。CH3CH2CH2CH2COOH+2H2OCH3CH2COOH+CH2COOH+H2CH3CH2COOH+2H2OCH3COOH+3H2+CO2CH3CH2OH+2H2OCH3COOH+2H22CO2+4H2CH3COOH+2H2O產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸菌：將丙酮酸及其它脂肪酸轉(zhuǎn)化為乙酸、二氧化碳、氫氣。同型乙酸菌：將二氧化碳、氫氣轉(zhuǎn)化為乙酸；將甲酸、甲醇轉(zhuǎn)化為乙酸。參與第二階段代謝的微生物：第46頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月3.第三階段(產(chǎn)甲烷階段)：通過兩組不同的產(chǎn)甲烷菌作用，將氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷或者乙酸脫羧產(chǎn)生甲烷。產(chǎn)甲烷菌：甲烷桿菌甲烷球菌參與第三階段代謝的微生物甲烷八疊球菌甲烷螺旋菌4H2+CO2CH4+2H2OCH3COOHCH4+CO2第47頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月三階段厭氧消化模式第48頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)衛(wèi)生填埋法(SanitaryLandfill)什么是衛(wèi)生填埋法？指將垃圾在填埋場里分層填埋的處理方法。由廢物層(一般厚度2.5～3.0m)和覆土層(一般厚度為0.2～0.3m)構(gòu)成一個填埋單元，由一系列填埋單元構(gòu)成一個填埋層，當(dāng)填埋至設(shè)計高度后再蓋上一層0.9～1.2m的土壤，壓實后就得到了一個完整的衛(wèi)生填埋場。覆土層廢物層第二層第一層不透水層夯實粘土衛(wèi)生填埋場示意圖第49頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月好氧分解階段微生物利用垃圾空隙中的空氣進行好氧分解。厭氧分解不產(chǎn)甲烷階段微生物利用硝酸根和硫酸根作為氧源，產(chǎn)生硫化物、氮氣和二氧化碳，硫酸鹽還原菌和反硝化細菌的繁殖速度大于產(chǎn)甲烷細菌。厭氧分解產(chǎn)甲烷階段當(dāng)還原狀態(tài)達到一定程度時開始產(chǎn)甲烷，坑內(nèi)溫度升至55℃時，進入穩(wěn)定產(chǎn)氣階段。穩(wěn)定產(chǎn)氣階段此階段穩(wěn)定地產(chǎn)生二氧化碳和甲烷。填埋坑內(nèi)微生物活動過程的四個階段第50頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月四.生物技術(shù)與環(huán)境污染監(jiān)測生物與其生存環(huán)境之間存在著相互影響，相互制約，相互依存的密切關(guān)系，生物需要不斷地直接或間接從環(huán)境中吸取營養(yǎng)，進行新陳代謝，維持自身生命。當(dāng)環(huán)境受到污染后，生物在吸收營養(yǎng)的同時，也吸收了污染物質(zhì)，并在體內(nèi)遷移、積累，從而遭受污染，受到污染的生物，在生態(tài)、生理和生化指標(biāo)，污染物在體內(nèi)的行為等方面會發(fā)生變化，出現(xiàn)不同的癥狀或反應(yīng)，可以利用這些變化來反映和度量環(huán)境污染的程度。第51頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月1.指示生物(IndicatorOrganism)被用來監(jiān)測評價環(huán)境質(zhì)量及其變化、污染程度的生物稱作指示生物。已用指示生物作為監(jiān)測氣象、水土、周圍環(huán)境污染程度。現(xiàn)在所指的指示生物包括自然指示生物、活性污泥指示生物和有毒物質(zhì)指示生物等。第52頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)光細菌在適當(dāng)條件下能發(fā)射出肉眼可見的藍綠色光，當(dāng)發(fā)光細菌與水樣中有毒物質(zhì)接觸時，可影響或干擾細菌的新陳代謝，使細菌的發(fā)光強度下降或熄滅，在一定毒物濃度范圍內(nèi)，有毒物質(zhì)濃度與發(fā)光強度呈負相關(guān)線性關(guān)系，因為可使用生物發(fā)光光度計測定水樣的相對發(fā)光強度來監(jiān)測有毒物質(zhì)的濃度。發(fā)光細菌作為毒性檢測的生物學(xué)方法，因其簡便、快速、靈敏且成本較低而受到重視。市場上已有專門利用發(fā)光細菌法原理的生物毒性(污染)測定儀。應(yīng)用舉例：發(fā)光細菌第53頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月細菌回復(fù)突變試驗簡稱細菌回變試驗，使用鼠沙門氏傷寒桿菌稱為Ames試驗，這種細菌的野生型即原養(yǎng)型能自行合成組氨酸或色氨酸和乳糖，其突變體則缺乏這些能力，在相應(yīng)的營養(yǎng)缺乏培養(yǎng)基中不能生長，若在受試物的作用下，能生長成菌株，則說明受試物使之發(fā)生了回變。應(yīng)用舉例：Ames試驗第54頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月第55頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月S.t.his回變S.t.his

吸入濾紙片保溫可疑“三致”試樣

鼠肝勻漿（含羥化酶）陽性陰性利用回變檢測致癌劑

——艾姆斯試驗法鼠傷寒沙門氏菌的組氨酸營養(yǎng)缺陷型第56頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月2.核酸探針和PCR技術(shù)全世界每年有2億5千萬人感染水源性疾病，而不同的的微生物病原體具有不同的致病劑量，因此確定水樣中病原體的數(shù)量，提高檢測的準(zhǔn)確度顯得十分重要。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PCR對星狀病毒的檢測靈敏度比電鏡更高，并可鑒定這一病毒的不同血清型。利用多鏈PCR技術(shù)可檢測非人源性E.coli的甘氨酸羧酶基因，從而可快速鑒定河流是否受到人糞便的污染。英國人開發(fā)了一種基于PCR的E.coli檢測方法可以在24小時完成對99種不同的環(huán)境水樣的檢測，與標(biāo)準(zhǔn)方法100%相吻合，現(xiàn)已列為泰晤士河的例行項目?；赑CR技術(shù)的生物監(jiān)測第57頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月3.生物芯片生物芯片主要指通過平面微細加工技術(shù)在固體芯片表面構(gòu)建的微流體分析單元和系統(tǒng)，以實現(xiàn)對細胞蛋白質(zhì)、核酸以及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測。他是繼大規(guī)模集成電路之后的又一次具有深遠意義的科學(xué)技術(shù)革命。第58頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月生物芯片的種類第59頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月ComparisonofDNAChipTechnologies

Oligo-Chip cDNA-Chip GenomicChip8nor20n<2,000n>50,000n sequencingexpressionexpressiongenomicanalysis

SensitivityofDNAchipbasedassaysisafunctionof:ProbeandtargetDNA/RNA(Complexity)Chipsurface(autofluorescence&non-spec.bkg)Attachmentchemistry/methodology(hyb.efficiency&crosshyb.)Hybridizationefficiency(lotsoffactors)Detectiontechnology(signaltype,efficiency,noise)第60頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月4.生物傳感器轉(zhuǎn)換器敏感元件待測物是一門由生物、化學(xué)、物理、醫(yī)學(xué)、電子技術(shù)等多種學(xué)科互相滲透成長起來的高新技術(shù)。

應(yīng)用領(lǐng)域：環(huán)境監(jiān)測、食品分析、生物醫(yī)學(xué)。生物傳感器的模型第61頁，課件共73頁，創(chuàng)作于2023年2月敏感材料由生物體成分(或本身)組成的傳感器。利用生物活性物質(zhì)具有的分子識別功能，專一、靈敏。第62頁，課件共73頁