第1讲-环境生物技术概论_精品.ppt

地面水主要污染物 石油类：主要来源于石油的开采、炼制、储运、使用和加工过程。石油类污染对水质和水生生物有相当大的危害。漂浮在水面上的油类可迅速扩散，形成油膜，阻碍水面与空气接触，使水中溶解氧减少。油类含有多环芳烃致癌物质，可经水生生物富集后危害人体健康 */53 */46 地面水主要污染物 生化需氧量(BOD5)：生化需氧量也是水质有机污染综合指标之一， 是指在一定温度 (20℃)时，微生物作用下氧化分解所需的氧量。其来源、危害同化学需氧量。 挥发酚：水体中的酚类化合物主要来源于含酚废水。酚类属有毒污染物。酚类化合物对鱼类有毒害作用，鱼肉中带有煤油味就是受酚污染的结果。 */53 */46 地面水主要污染物 汞：汞（Hg）及其化合物属于剧毒物质，可在体内蓄积。水体中汞对人体的危害主要表现为头痛、头晕、肢体麻木和疼痛等。总汞中的甲基汞在人体内极易被肝和肾吸收，其中只有15%被脑吸收，但首先受损是脑组织，并且难以治疗，往往促使死亡或遗患终生 氰化物：氰化物具有剧毒。氰化氢对人的致死量平均为50微克；氰化钠约100微克；氰化钾约120微克。氰化物经口、呼吸道或皮肤进入人体，极易被人体吸收。急性中毒症状表现为呼吸困难、痉挛、呼吸衰竭，导致死亡 */53 */46 2 生物技术应用于环境污染治理 生物技术的概念 概念的最初提出 (1917年匈牙利工程师 Karl Ereky - 利用生物将原材料转变为产品 原材料 － 甜菜 生物 － 猪 产品 － 猪肉　 Karl Ereky */46 生物技术的定义 生物技术（Biotechnology）是指利用生物有机体或组成部分发展新产品或新工艺的一种技术体系。 */53 */46 生物技术的发展简史 公元前 ~ 1800 古老生物技术阶段 如酿酒、酿醋、酱油、泡菜、奶酪 1800 ~ 1940 初期生物技术阶段 了解微生物的发酵过程，废水处理和固体废弃物的堆 肥处理 1940 ~ 1976 近代生物技术阶段 抗生素的生产 1977 ~ 现在 现代生物技术 DNA重组技术 */53 */46 现代生物技术的发展历史 – 重要事件 140年前，孟德尔（Mendel)在捷克莫勒温镇一个修道院里沉醉于豌豆杂交实验，他提出的遗传因子在半个世纪后被Morgan定义为基因 遗传学之父 － 孟德尔 （1822 – 1884) */53 */46 1944年,Avery证明了基因的物质基础是DNA Oswald Avery 夹膜、致病性的肺炎球菌 无夹膜、致病性的球菌 核酸 有夹膜、致病性的肺炎球菌 核酸是遗传信息的载体，也是遗传的物质基础 */53 */46 1953年, Watson和Crick揭示了DNA的分子结构 Watson、Crick的DNA双螺旋结构 */53 */46 1973年：美国斯坦福大学医学院遗传学家S.Cohen将体外构建的含有四环素和卡那霉素抗性基因的重组质粒导入大肠杆菌，获得了具有双抗性的大肠杆菌转化子，成功完成了第一个基因克隆实验。 第一个有目的的基因重组实验 – 现代生物技术的标志 */53 */46 */46 现代生物技术在环境污染中的应用 生物技术最早应用于环境污染治理的是利用农业废物堆肥。 “生物治理技术优于其他新技术的显著特点在于其是污染物消除技术而不是污染物分离技术 ” (美国环保局EPA) */53 */46 ①利用细菌、原生动物、藻类、鱼类和高等植物等作为指示生物，监测它们对环境的反应，便能对环境质量作出评价。 ②生物传感器是以微生物、细胞、酶、抗体等具有生物活性的物质作为污染物的识别元件，具有成本低、使用方便、测定快速等优点。 ③核酸探针技术的出现也为环境监测和评价提供了一条有效途径。例如，监测水环境中的大肠杆菌可用杆菌的核酸探针。 现代生物技术在环境污染中的应用 （1） 污染监测 */53 */46 采用纯培养或混合培养的的微生物菌株来降解污染物。例如科学家利用基因工程技术，将一种昆虫的耐DDT基因转移到细菌体内，培育一种专门“吃”DDT的细菌，大量培养，放到土壤中，土壤中的DDT就会被“吃”得一干二净。 （2） 污染治理 */53 */46 环境生物技术的概念 环境生物技术是现代生物技术应用于环境污染防治的一门新兴边缘学科，诞生于1980年代末期 环境生物技术涉及生物技术、工程学、环境学、生态学等学科领域，既有较强的基础理论要求，又具有鲜明的技术应用特点 环境生物技术指的是直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者高效净化环境污染、同时又生产有用物质的工程技术 */53 */46 环境生物技术的进展 进展