评《环境生物技术入门》

化工学院  吴锦华

《环境生物技术入门》 （An Introduction to Environmental Biotechnology)由英国雪飞尔大学分子生物学和生物技术系著名专家Milton Wainwright编写。本书主要介绍生物技术在环境污染控制中的应用，内容丰富，采用大量微生物和工程图片，使读者更容易了解微生物的外形和实际工程应用。它包含了生物技术在生命系统解决环境问题的主要领域。过去，环境生物技术主要致力于废物处理，然而随着社会和技术的进步，环境生物技术的应用日新月异。作者还介绍了环境生物技术在消除农药和塑料降解中的应用。

环境生物技术被广泛应用来解决世界环境污染问题，而且某些微生物的代谢产物是有用的资源。现今越来越多的工厂采用生物技术来解决环境污染问题。微生物的多样性以及微生物利用周围环境有机养分是一个复杂的过程，了解微生物的特性有助于提高对生物技术的认识。本书可作为化学专业本科学生的教材，因为他们仅掌握一些基本的生物知识。此外本书也适用于环境专业的学生和环境工作者和管理者。作者认为，虽然美国现行许多学生放弃环境科学而选择基因工程和药品的行业，但这只是一种时尚。随着环境法规的健全和人们对环境的要求越来越高，人们要求更多更好的生物技术来解决环境污染问题。

本书共分为17章。作者先介绍微生物的新陈代谢过程和元素在微生物中的循环，然后逐一介绍环境生物技术的应用如生物修复、固废管理、水处理、生物杀虫剂、矿物污染控制、及在农业和建筑设计中的应用等。第一、二、三、四章主要介绍生物修复市场、环境法规和微生物的新陈代谢过程，让读者对环境生物技术有初步的了解。在绪论里，作者以生物修复为例介绍了美国和欧洲生物技术需求的迅速增长，仅美国在2000年将耗费15亿美元进行土地生物修复，另外，随环境法规日趋严厉，这将为环境生物技术的发展和应用扫除障碍。微生物象人类一样，需要获取能量来维持自身的活动和生长，大部分微生物以碳水化合物为营养物合成基质并获得能量，但也有部分微生物能通过氧化无机物如氧化NH3成NO2-获得能量或利用空气中的二氧化碳、水和阳光合成碳水化合物而获得能量。微生物在自然界的生长主要受氧源、pH和温度的影响。好氧有机体依靠氧气来维持生命，厌氧微生物则不需要氧气，当然兼性微生物能在好氧或厌氧条件下生存。微生物普遍适宜在中性和温和的条件下生长，温度过高、过低和酸碱度不宜都会抑制微生物的生长甚至导致死亡。微生物的营养成分主要为C、N、P、S、K、Ca和其它矿物质。微生物能分解各种各样的化合物如糖、淀粉、纤维、脂肪、油脂、芳香化合物等获取能量，能将大分子化合物分解为能被它们利用的小分子化合物，最终释放出CO2、H2O或H2、甲烷等有用气体。只要条件适宜，微生物就能迅速繁殖，即使环境发生变化，微生物能通过遗传与变异产生适应性更强的后代，因此人们可以利用微生物的特性降解有毒化合物，减少环境污染。

第五、六、七、八、九章主要介绍环境生物技术在生物修复、固废管理和水处理中的应用。生物修复是利用微生物的新陈代谢过程，将有毒化合物转化为无害的物质。目前，生物修复技术被广泛应用来治理地下水污染、消除燃料污染、治理油井、矿井等并取得一定的成效。这些化合物大多是非自然界产物，一般难以被微生物利用，特别当其浓度过高时，对微生物具有毒性作用，因此人们迫切需要提高微生物的效率和适应性，使到生物降解技术更容易为人们接受。固体废弃物除了含有大量玻璃、塑料可供回收利用外，它还含有相当多的有机组分，作者于书中介绍了欧洲国家采用堆肥技术来处理固体废弃物，讨论了碳氢比、温度和水分对堆肥的影响。生物技术在水处理中得到了广泛应用，生活污水和工业废水的生物处理就是利用生物技术来提高水中有机物的自然降解速度。作者详细地介绍了水处理的基本流程，从预处理到一级、二级生物处理以及污泥的处理和利用。第八章介绍了废水生物处理新技术，包括除磷脱氮系统、膜反应器等。第九章介绍了水中有害病原体（如病毒）和标记物的检测。

第十章到第十四章介绍环境生物技术在化石燃料、空气污染、生物燃料以及在矿业和造纸业中的应用。化石燃料都含有一定量的氮硫物质，影响燃烧的质量并放出有毒难闻气体。通过生物脱磷脱氮技术可以预先除去燃料中的杂质，提高燃料的质量。微生物除能分解空气中有毒化合物减少污染外，还能将纤维等碳水化合物分解生产甲烷、乙醇等燃气，有助于缓解能源危机和减污。矿业和造纸业都会排放大量的有毒废物，作者介绍了微生物与金属离子的作用过程，利用微生物或微生物的分泌物固定和转移金属离子，减少金属对水体和土壤的污染。越来越多的生物技术应用于造纸业的制浆与漂白工艺，也用来处理造纸废水。第十五、十六、十七章主要介绍生物技术在农业、建筑业的应用以及环境污染对微生物生长的影响。微生物在农业中能用来生产生物肥料，而且细菌、病毒、原生动物可以用作生物杀虫剂，避免化学杀虫剂带来的污染，某些微生物还能提高农作物的产量。在建筑方面主要防止木材的腐烂。研究表明，环境污染，包括酸性物质的沉降、酸雨、放射性污染、重金属离子等，会对生态系统中微生物的生长大来一定的威胁。

本书馆藏索书号：X17/W142