环境生物技术（一）生物技术的内容基因工程：在基因水平上操作并改变生物遗传的技术，它的核心是重组DNA 技术。

细胞工程：应用细胞培养、细胞融合等细胞生物学方法，以改善品种，生产生物制品及其组分的技术。

酶工程：在一定生物反应装置中利用酶的催化作用，将相应的原料转化成有用物质的技术。

发酵工程：培养活细胞以取得生物体或代谢产物的技术。

蛋白质工程：运用基因工程全套技术改变蛋白质结构的技术。

染色体工程：探索基因在染色体上的定位，异源基因导入、染色体结构改变。

生化工程：生物反应器及产品的分离、提纯技术。

生物反应器：利用酶或生物体（微生物、动植物细胞）具有的功能，在生物体外进行化学反应的装置系统。

（二）、环境生物技术环境生物技术的定义可以由生物技术的定义延伸扩展而获得，即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某些机能．建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统，称之为环境生物技术。

二、环境生物技术的研究内容第一层次-现代环境生物技术，是指以基因工程为主导的现代污染防治生物技术．如构建降解杀虫剂、除草剂、多环芳烃类化合物等污染物的高效基因工程菌，创造抗污染型转基因植物等。

这一层次知识密集，为快速、有效地防治污染开辟了新途径，使解决日益出现的大量环境难题成为可能。

第二层次是指传统的废物生物处理技术，如活性污泥法、生物膜法，及其在新的理论和技术背景下产生出的强化处理技术和工艺，如生物流化床、生物强化工艺等。

这是目前广泛使用的治理污染的生物技术，仍在不断强化和改进，已为控制现时的环境质量起到了极其重要的作用。

第三层次是指利用天然处理系统进行废物处理的技术，如氧化塘、人工湿地和农业生态工程等，其特点是最大限度地发挥自然界的生物环境功能，投资运行费用少，易于操作管理。

三、环境生物技术的应用环境生物监测：监测追踪污染物(精确、敏感、即時)生物修复：大气污染的治理,水污染的治理,污染土壤的生物修复污染生物预防清洁生产、绿色技术、降低污染：转基因植物增加抗病虫害，減少农药使用生物燃料、生物塑胶重点研究范围：（1）解决基因工程菌从实验室进入模拟系统和现场应用过程中，其遗传稳定性、功能高效性和生态安全性等方面的问题；（2）无害化或无污染生物生产工艺技术研究，如生物制浆、生物絮凝剂、生物冶金等；（3）生物反应器和固定化技术高效处理废水的工业应用研究；（4）废物资源化和能源化研究，利用废物生产单细胞蛋白、生物塑料、生物肥料以及甲烷、氢气等；（5）发展对环境污染物的生理毒性及其对生态影响的检测技术。

水环境污染生物监测一、生物群落监测方法二、生物测试法：利用生物受到污染物质危害或毒害后所产生的反应或生理机能的变化，来评价水体污染状况，确定毒物安全浓度的方法称为生物测试法。

三、细菌学检验法生物监测是一类通过生物（动物、植物、微生物）在环境中的分布，生长发育状况及生理生化指标和生态系统的变化来研究环境质量状况的环境监测技术方法。

生物监测的特点生物监测能反映各种污染物的综合影响，具有直观、客观、综合和历史可溯源性的特点;理化监测是定期采样,结果不能反映采样前、后的情况,而生态系统中生物汇集了整个生长期环境因素改变的情况;有些水生生物对污染物很敏感,有些连精密仪器都测不出的微量元素的浓度,却能通过生物放大作用在生物体内积累而被测出。

生物监测——综合性、连续性、敏感性、经济性、直观性生物浓缩（bioconcentration)：环境中某些污染物含量在生物体之间沿着食物链逐级增高，使生物体内浓度超过环境中浓度，称为生物浓缩作用。

生物放大：环境中某些不易降解的化学性污染物，可通过食物链使高位营养级生物体内的浓度比地位营养级生物体内的浓度增加许多倍。

生物监测类型——依据监测对象水环境生物监测、大气环境生物监测、土壤环境生物监测生物监测方法——依据监测手段分子监测技术、微生物监测技术、植物监测技术、生物传感器监测技术分子生物监测PCR技术：聚合酶链反应，是一种选择性体外扩增DNA或RNA的方法.应用PCR 技术分析特定环境样品中微生物种群动态，步骤：1）DNA(RNA)提取 2）扩增3）产物监测分析生物标记物biomarker分析：机体与环境因子(物理的、化学的或生物的)交互作用引起的所有可测定的改变,包括生化的、生理的、行为的、免疫的、细胞的、遗传的等多方面的改变.水环境的生态监测方法指示生物Indicator Organism 法、污水生物系统法、PFU 法环境生物材料生物吸附剂生物表面活性剂生物吸附定义：利用生物体及其衍生物来吸附水中重金属的过程。

优势：(1)在低浓度下,金属可以被选择性的去除;(2)节能、处理效率高;(3)操作时的ｐＨ值和温度条件范围宽;(4)易于分离回收重金属;(5)吸附剂易再生利用。

生物吸附剂种类：藻类生物吸附剂、真菌生物吸附剂、细菌生物吸附剂微生物固定化方法一般来说大致可分成吸附法，共价结合法，交联法和包埋法等四大类。

吸附法分为物理吸附法和离子吸附法两种，前者使用具有高度吸附能力的硅胶、活性碳、多孔玻璃、石英砂和纤维素等，吸附剂将生物细胞吸附到表面上使之固定化共价结合法是微生物细胞表面上的功能团和固相支持物表面的反应基团之间形成化学共价健连接，从而成为生物吸附剂。

交联法与共价结合法一样，都是靠化学结合的方法使生物细胞固定，但交联法所采用的载体是非水溶性的，如采用戊二醛或双偶联苯胺等带有两个以上的多宫能团交联剂与细胞进行交联，形成生物吸附剂，其结合力是共价键。

包埋法是最常用的方法，按包埋系数的结构可分为凝胶包埋和微胶囊法，即将生物细胞包裹于凝胶的微小格子内或半透膜聚合物的超滤膜内，该方法操作简单，制作的生物吸附剂强度高。

生物表面活性剂：具有特别高表面活性的生物分子称为生物表面活性剂。

生物表面活性剂与合成表面活性剂相比具有以下优势：具有特别高的表面活性和乳化活性；生物可降解性；没有毒性或者毒性低于化学表面活性剂；可在极端的温度和酸碱条件下使用。

生物表面活性剂的应用1.生物表面活性剂在石油工业中的应用2.生物表面活性剂在采矿工业中的应用3.生物表面活性剂在食品工业中的应用4.生物表面活性剂在农业中的应用5.生物表面活性剂在医药中的应6.生物表面活性剂在保健化妆品中的应用7.生物表面活性剂在环境保护中的应用8.生物表面活性剂在其他方面的应用微生物表面活性剂还可用于水处理、纸浆合造纸工业、纺织工业、陶瓷工业、铀矿开采、木材防腐、沥青和水泥。

分子生物技术在环境生物技术中的应用基因工程的基本内容基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。

定义：将外源基因体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。

酶：限制性内切酶,连接酶,修饰酶湖泊富营养化控制理论与防治对策富营养化防治对策1 控源(控制污染源)对策1)减少氮、磷的入湖排放量2)控制湖内污染源2 建立湖泊生态系统的良性生态平衡，包括建立湖泊周围的缓冲带，保护湖区周围及上游的森林植被，防止营养物质的过多流失，以及保持良性水生生态系统，是湖泊治理的最终目标。

3．湖泊管理对策首先应对湖区制订出水质管理规划特别应当指出的是，对于已经富营养化的湖泊应当进行综合的工程治理和有效的管理，控源• 退渔还湖• 底泥疏浚• 生态修复• 引水调控蓝藻水华污染控制技术浅水湖泊修复的十个基本原则1.系统性原则2. 健康原则3.有限条件原则4. 时空分异原则5.平衡的原则6.生产力调控原则7.递进原则8.自组织原则9.尺度原则10.安全原则蓝藻水华控制途径• :去除外因：改变有利藻生长的环境，限制外源营养盐排入，去除湖内营养盐，生态调水，促进湖泊水体流动，降低湖泊水体温度。

• :去除内因：直接杀藻，化学药剂，物理作用，生物摄食。

消灭蓝藻的方法•(1) 化学方法:杀藻剂或絮凝剂。

要求:高效、毒性较小或无毒、无污染、无腐蚀，成本低，生产及运输安全，投药方便。

硫酸铜杀灭蓝藻:明矾、石灰、三氯化铁絮凝藻类、敌草隆、西玛津、改性粘土(有机改性或者无机改性)沉降。

• (2)物理方法:过滤-局部湖区的机械捞藻、超声波-粉碎蓝藻细胞、放射线-杀灭蓝藻细胞、电磁电场-影响细胞的活性。

• (3)生物相互作用:调节生态系统的结构、增加吃藻的滤食性鱼类、增加吃藻的浮游动物。

通过溶藻微生物直接侵袭蓝藻细胞。

蓝藻水华暴发的临时应急措施• (1)去除:通过拦截来保护重点水域，投放粘土沉降藻类，机械捞藻。

• (2)改变环境:调水降温，加速水体流动和稀释藻类，人工降雨，降温减缓藻类生长。

谢平的围格实验• 采用实验湖沼学的方法，先后于１９８９年、１９９０年、１９９２年和２０００年进行原位围隔试验，采用放养鲢鳙直接控制微囊藻水华的―生物操纵‖法，观察鲢鳙鱼放养量与水华现象之间的关系。

• 试验结果证明，在养鱼的围隔里，蓝藻的份额减少很多；而在不养鱼的围隔里，蓝藻水华则生长得很好。

已经出现蓝藻水华的围隔，在引进鲢或鳙鱼之后１０天至２０天，水华即全部消失。

试验结果还证明，每立方米水投放５０克鲢鳙鱼，控制水华发生的效果最好。

而放养草鱼则完全不能控制水华。

东湖水华消失之谜由此揭开：养鲢、鳙鱼的水域里不出现水华，在于鲢鳙吃掉了导致水华发生的藻类，改善了水质。

放养不同种类的鱼给湖泊生态系统带来的不同影响草鱼（idellus）的Ctenopharyngodon idellus 放养导致水生植物的消失团头鲂（Megalobrama amblvcephaia Yih Yih）是草食性鱼类湖泊放养对象中不包括鲤鱼鲫鱼将来有可能发展成为放养对象。

现在已有科研部门在小杂鱼类丰多的湖泊中放养鳜鱼，效果看来较好。

河蟹、虾等是有潜力的放养对象富营养化湖泊治理具体建议1.实施全湖控藻方案2.建立和维护除藻站3.渔业结构调整滇池的鱼类消费者中，摄食浮游植物的种群过小，鲢鳙鱼又不能在滇池自然繁殖。

可以定量、定时期地加放鲢鳙鱼；同时加大蚌类保护增殖措施。

4.恢复湖周湿地：包括岸带生态修复、河口湿地恢复或创建，同时需要建立管理体系。

建议在近郊优先实施5.恢复湖湾沉水植被6.扩增分离于本湖的溶藻菌和噬藻原生动物7.执行截污与生态系统修复并重的环境方针8.河道整治与纳污控制结合河道纳污的问题至今严重阻碍水环境的改善；应该发挥多元积极性，任务和责任可以尝试由社会－村－乡（－区）－市共同承担。

9.加强公众环保教育和执法教育公众教育是重要的―源头治理‖环节。

任重道远，难度大，在环境管理上，基于我们社会人口密度高，需要继续教育公众不可因善小而不为，也不得因恶小而为之；而管理部门同样不能把公众教育看作―善小不可为‖。

10.完善湖泊管理的政策中国湖泊水污染控制的几点思考1.新的出发点：管理单元与目标2.新的模式：水量-水质-水生态全过程调控3.新的保障体系武汉市湖泊状况及治理造成污染的原因分析（1）污水直排入湖泊（2）初期雨水污染湖水（3）湖泊滨水区水陆过渡带被破坏（4）入湖大量污染物的超标排放，在湖泊内沉淀积累，导致湖泊底泥污染严重，底泥污染物的释放也是湖泊污染的重要原因之一。