27五月2023第七章能源與環境生物技術7.1重獲新生的枯油井利用微生物二次采油基本方式：利用微生物在油層中發酵產生的大量酸性物質及H2、CO2、CH4等氣體，降低原油的黏度，使原油能從巖層縫隙中流出而聚集，便于開采。

如，磺弧菌屬和梭狀芽孢桿菌屬2利用微生物三次采油基本方式：利用基因工程技術構建工程菌株。這些工程菌在油層中不僅能產生CO2等氣體增加井壓，而且還能分泌高聚物、糖脂等表面活性劑，降低油層表面張力，使原油從巖石縫中、沙土中松開，從而提高采油量。347.2生長在田里的燃料作物通過“種植能源”獲得的最普遍的燃料當屬生物乙醇。C6H12O62CH3CH2OH+2CO2

微生物5乙醇作為燃料的益處

①產能效率高；②在燃燒期間不生成有毒的污染物質；

③可通過微生物大量發酵生產，成本相對低。6乙醇燃料的發展狀況主要利用甘蔗為原料生產乙醇，是世界上最大的燃料乙醇生產和消費國。巴西美國

主要以玉米為原料生產燃料乙醇。7我國已成為世界第三大燃料乙醇的生產和消費國，目前我國主要以玉米為原料生產燃料乙醇。甜高粱將成為乙醇生產的主力軍！8我國大力推廣使用車用乙醇汽油，汽油中乙醇加入量的體積分數為10%

。乙醇汽油——“綠色能源”！

9乙醇代替石油所面臨的困難①需要政府部門投入可觀資金及保持乙醇大規模產業化生產②以糧食為原料大規模生產乙醇將受到限制③利用纖維素作為原料生產乙醇的工藝還很不成熟10第二種“種植能源”——生物柴油

油楠一棵油楠一年可產50Kg“柴油”

11麻風樹1公斤麻風果可榨取約0.3公斤柴油12利用油菜籽油為原料生產生物柴油

1噸菜籽油0.1噸乙醇1噸甲脂0.1噸甘油＋＋5℃NaOH與柴油相似，被稱為生物柴油13中國農科院培育的“中油—0361”高蓄能油菜新品系種籽含油量高達54.72%

147.3可再生能源——沼氣沼氣（biogas）：由有機物質在適宜的溫度、濕度、酸堿度和厭氧的情況下，經過微生物發酵分解作用產生的一種可燃燒氣體。主要成分：CH4—60-70%，CO2—28-40%，此外還有少量的N2、H2S和CO等氣體15沼氣發酵微生物的種類發酵性細菌產氫產乙酸菌耗氫產乙酸菌食氫產甲烷菌食乙酸產甲烷菌使復雜有機物形成各種有機酸使各種有機酸轉化成甲烷

16沼氣發酵過程第一個階段：液化第二個階段：產酸第三個階段：產甲烷17二氧化碳乙酸水氫氣乙醇細菌水解甲烷沼氣氨基酸、糖、甘油、脂肪生物質18沼氣發酵池示意圖19發展沼氣的意義①沼氣具有較高的燃料效益②沼氣肥具有較高的肥料效益③發展沼氣具有較好的環境效益207.4沉默的礦藏銅（copper）——“紅色的金子”微生物浸銅中最重要的兩種硫桿菌：氧化亞鐵硫桿菌氧化硫硫桿菌極端嗜酸菌鐵氧化酶和硫氧化酶只有硫氧化酶，不能氧化鐵。21黃銅礦中細菌浸銅的過程：2CuFeS2+8.5O2+H2SO4

2CuSO4+Fe2(SO4)3+H2O細菌二硫化亞鐵銅細菌把S氧化成H2SO4，把Fe2+氧化成Fe3+，后者是一種強氧化劑，在硫酸溶液中，Fe3+把銅礦中不溶的銅的硫化物氧化為易溶的硫酸銅。2223環境生物技術：直接或間接利用生物體或生物體的某些組成部分或某些機能，對環境進行監控、治理或修復，并將有機污染物資源化的工程技術。特點：效率高、成本低、反應條件溫和、無二次污染、可增強自然環境的自我凈化能力247.5污水處理5日生化需氧量5-dayBiochemicalOxygenDemand,5-dayBOD生物學意義：5天內微生物完全降解水樣中的有機污染物所需要的溶解氧量。

人口當量（populationequivalent,PE）：5-dayBOD值平均為60g

25污水處理的方法：物理法、化學法和生物法

活性污泥法（activatedsludge）

好氧微生物是活性污泥中的主體生物，包括細菌、酵母菌、放線菌、霉菌以及原生動物和后生動物等，它們共同構成一個平衡的生態系統。活性污泥：具有生命活力的多種微生物類群組成的顆粒狀絮絨物。26活性污泥顆粒有較大的比表面積，與廢水充分接觸混合后，其表面的黏液層能迅速吸附大量的有機或無機污染物，在微生物酶的作用下，進行分解或合成代謝活動，實現了物質的轉化，從而使廢水或污水得以凈化。

去除污染物的基本原理：27間歇式活性污泥法SBR法——SequencingBatchReactor

一個SBR過程包括進水、曝氣、沉淀、排水、靜置5個步驟。28SBR內一個運行周期的操作過程29?占地面積小，建設成本低；?反應動力大；?不出現污泥膨脹現象；?運行方式靈活，脫氮除磷效果好。

SBR法的優點：307.6環境污染的生物修復生物修復：利用生物特別是微生物的代謝活動來減少或清除污染環境中的化學污染物的過程。

微生物修復植物修復

生物修復31調節污染地的環境條件以促使原有微生物或后接種微生物的降解作用迅速進行。

微生物修復的基本原理：32A.通過增加營養物質以促使土著微生物的生長。石油污染的生物修復

通常有2種方法：加入N、P等生長必需的營養物質后，會促使這些微生物加快生長，相應地促進了污染物的降解。33343536A.通過增加營養物質以促使土著微生物的生長。石油污染的生物修復

通常有2種方法：B.通過生物反應器培養有益微生物，然后再將這些微生物混合類群接種到污染地進行生長繁殖。

37構建基因工程菌以清除石油污染物印度籍生物技術學家查克拉巴提培育出了石油分解細菌——能夠降解辛烷、樟腦、二甲苯和萘

。人們稱之為查克拉巴提的“吃油鬼”。查克拉巴提現為芝加哥伊利諾伊州大學教授38查克拉巴提的“吃油鬼”39