1.第一章 绪论

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.环境污染概述,2.我国政府对治理环境污染的一些举措,3.食品工业对环境的影响,4.生物技术在环境中的应用,5.开设环境生物技术课的意义,6.,学习要求,第一章 绪 论,1,环境污染概述,首先，阐述一下环境污染问题,环境污染问题,是指由于自然界或人类的活动，使环境质量下降或生态环境系统失调，对人类社会的经济发展、健康和生命产生有害影响的现象。,从引起环境问题的根源来划分，环境问题可分为两类。,由自然力引起的原生环境问题，称为第一环境问题，主要指地震、洪涝、飓风、海啸、火山爆发等自然环境灾害问题。目前人类的技术水平和抵御能力还很薄弱，难以战胜这类环境问题。,由人类活动引起的次生环境问题，也称第二环境问题，它分为环境污染和生态破坏两大类。,由于人为的因素使环境的构成或状态发生了变化，导致环境质量下降，扰乱和破坏了人们正常的生产和生活条件就是环境污染。,如工业“三废”对大气、水体、土壤和生物的污染。此外还包括声污染、热污染、放射性污染和电磁辐射等。,山西保德县，垃圾被直接倾倒在黄河里,某地区矿场,生存是人的基本权利,首先是重金属污染：,据报道，我国重金属污染土地已占耕地总面积的,1/5,，每年仅重金属污染而造成的直接经济损失超过,300,亿元，,在一些重金属污染严重的地区，癌症发病率和死亡率明显高于对照区。据统计，在全世界每年患癌症的,500,万人中，有,50%,左右与食品的污染有关。,下面就阐述一下环境污染给人类带来的灾难：,重金属在土壤中移动性小，残留在土中很难消失，且一般多在耕层积累，往往成为土壤污染的主要问题。,重金属不能被分解或消失，它们的有害作用也决不会丧失，即使发生物理变化有害作用有时可能暂时减弱，但当条件适合时又能恢复其原来毒性。,重金属引起的农作物污染,重金属引起的农作物污染，可分为两类；,一类是当污染超过一定限度时，作物的生育就会受到危害。如铜等重金属虽然能够在一定程度上被作物吸收，但大部分积累在根部，几乎不向地上部分转移。,在重金属的积累尚未增高到对人畜有害以前，作物就枯死了，或者生长受到显著的危害。,另一类是作物的生长不易受到其危害的元素。在它们的浓度增高到对作物生长产生危害以前，就已经使作物受到潜在有害污染。,土壤重金属污染的消除方法：,土壤一旦受到重金属污染，尽管可以通过某种方法把重金属除去，但是不能把它从地球上消失，所以重金属迁移所到之处， 又会受到二次、三次的污染。,重金属如果不回收，污染就不会消除。土壤中重金属污染的防治，,首先应以防止污染为主,必须采取避免废弃物中有重金属流通的对策，防止工业中有害重金属向环境排放的技术措施，开发回收重金属并进行利用技术研究。,其次是防治措施。,一是化学改良法。,重金属的溶解和沉淀规律与土壤,PH,值密切相关。根据这一特点采取化学改良法，用相对试剂改变其性质使其难被土壤吸收。,二是调节土壤氧化还原条件。,土壤氧化还原条件在很大程度上影响重金属在土壤中的行为。,其次，是农药污染：,农业污染是我国影响范围最广的有机污染,.,农药残留影响农产品品质。目前较为突出的果蔬中的农药残留问题是有机磷农药和氨基甲酸酯类农药。,我国农药年使用量已达,25,万吨，其中包括一些高毒性与高残留品种，有机氯农药在食用农作物上，已停用十几年，但在许多食品中仍有较高的检出率。,全国受农药污染的农田约,1600,万公顷，主要农产品的农药残留超标率高达,20%,。,什么是农药残留？,农药残留是指农药施用后残存于生物体、农副产品和环境中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称；其残存的数量称为农药残留量。,农药残留对农产品的影响,农药残留是农产品质量安全的重要指标，农残超标不能成为无公害农产品。,世界各国，特别是发达国家对农药残留问题高度重视，对各种农副产品中农药残留都规定了越来越严格的限量标准。,许多国家以及农药残留限量为技术壁垒，限制农副产品进口，保护农业生产。,农药残留的消除方法：,我国在,20,世纪,80,年代颁布并实施,农药登记规定,，,90,年代出台,农药管理条例,，农药管理开始走向法制轨道，农药残留试验研究和管理工作随之也得到进一步的提高和发展。要求申请农药品种登记时，必须提供该农药产品在登记作物中的残留、代谢、降解和检测方法以及中国两个代表性作物产区两年残留试验资料等。,我国现有常用农药品种约,200,种，近年来我国制订了,79,种农药在,32,种（类）农副产品中的,205,项农药最高残留限量标准，其中关于蔬菜的共有,39,个农药品种,43,项标准。农业部已制订了,农药合理使用准则,国家标准，共制订,160,种农药在,19,种作物上,351,项标准。,这对于加强农药管理，指导科学、合理、安全使用农药，防止农药污染农产品和环境，保障人体健康，促进高产、优质、高效现代化农业的发展具有重要意义。但与国际先进国家相比较，我国现行的农药残留限量标准制订工作仍有待于进一步加强，尤其是现行标准中存在作物分类不细、标准数量少等突出问题。,第三，是化肥污染：,我国因农业上大量依赖化肥，导致土壤有机质和作物必需的营养元素含量降低，过量的氮、磷等营养性污染物造成水体富营养化，同时还导致饮用水、地,下水及农作物中硝酸盐含量超标。,硝酸盐在人体中易还原成亚硝酸盐，并进一步和胃肠中胺类物质合成极强的致癌物质,亚硝胺，导致胃癌和食道癌。,据中国农业科学院蔬菜花卉研究所测定：北京市菠菜硝酸盐含量高达,2358mg/kg,，萝卜,2177 mg/kg,。上海、广州等大城市蔬菜中亚硝酸盐含量超标,2-8,倍。,饮用水中硝酸盐含量超过,23 mg/kg,即可引起婴儿中毒，如著名的“蓝婴病”就是因饮用硝酸盐超标的水冲制奶粉使血液变成蓝黑色而得名。,第四，水体污染严重。,据全国,700,余条河流约,10,万公里河长的水资源质量评价结果：,46.5,的河长受到污染,(,相当于,、,类,),（注：依据地面水使用目的和保护目标将其分为五类，,类为最优，,类为最差）；,10.6,的河长严重污染,(,已超,类,),，水体已丧失使用价值。,在全国七大流域中，太湖、淮河、黄河流域均有,70,以上的河段受到污染；海河、松辽流域污染相当严重，污染河段占,60,以上。全国有,1,4,的人口饮用水不符合卫生标准。,海河的污染直接影响了渤海水质。中国海洋检测专家曾发出警告：渤海的环境污染已到了临界点,如果再不采取果断措施遏止污染，渤海将在不久的将来会变成,“,死海,”,。,由于水体污染，首先，直接影响了人类的生存环境，如南方湖区的血吸虫病尚未根除。,海河流域有,1400,万人受高氟病的威胁。在东北某灌区，由于水体受到污染，人群肝脏肿大率、白血球增高率均比对照区有明显增加。,河南医科大学对淮河支流某段为期一年的调查表明：这一带死亡率比一般水平高,1,3,。,位于黄河边的河南省三门峡市,许多居民因市自来水厂净化处理的黄河水有异味，索性花钱买井水、泉水吃，出现,“,守着黄河买水吃,”,的怪事。,水体污染严重,松花江哈尔滨污染段面,干旱导致南京秦淮河污染严重,2005年12月海河流域污染状况,母亲河,黄河受到严重污染,工厂没有对污水处理,就直接排放到黄河。,工厂排污,第五，激素类物质的污染。,近年来，由人类活动而释放到环境中的激素类物质（环境荷尔蒙）的种类和含量呈急剧上升趋势。,研究表明，环境激素类物质在人体和动物体内发挥着类似雌性激素的作用。它干扰体内激素，使内分泌失衡，导致生殖机能失常。,虽然它们在环境中的含量甚微，但已对人体健康造成了极大的危害。,浓烟滚滚,刺鼻的气味、烟雾、粉尘扑面而来,第六，因,“,三废,”,污染所造成的公害病。,我国公害病的防治形势面临严峻的挑战，环境污染公害造成的健康损害已在我国一些地区造成很大危害。,如,1994,年对湖南省石门县雄黄矿砷污染区,648,名居民的健康状况调查结果显示：该地区河水砷含量达,0.5,14.5mg,L,，居民砷暴露水平达到甚至超过国内外重大慢性砷中毒的暴露水平，,不良健康效应有胸背手足皮肤颜色变暗、皮肤搔痒、四肢麻木酸痛、失眠与记忆力减退等。慢性砷中毒患病率分别为,18,36.5,。,1994,年有报道，湖南凤凰铅锌矿含镉废水未进行有效治理，进入稻田水源，引起稻谷污染，最终进入人体。调查发现该地区稻谷镉含量为国家标准的,1.17,倍。,“三废”污染所造成的公害病，给当地生存环境造成很大的影响,所谓公害病，是指因环境污染引起的地区性疾病。而因环境污染造成的在短时期内人群大量发病和死亡的事件则称为公害事件。,大气污染公害事件,如美国、日本、德国、加拿大、等国的光化学烟雾事件,1930年12月比利时马斯河谷的,二氧化硫等大气污染事件,1948年10月美国宾夕法尼亚,多诺拉镇的二氧化硫与金属,元素的复合污染事件,1952年12月英国伦敦烟雾事件,1961年日本四日市的二氧化硫,和金属粉尘复合污染事件,例：,水体污染公害事件,它是由工业生产和生活污水把大量化学物质和细菌、病毒排入水体造成的。如,20,世纪,80,年代上海甲肝大流行。,土壤污染公害事件,这类事件是因工业废水、废渣排入土壤造成的。,1953-1956年日本水俣市,汞污染中毒事件,1955-1972年日本富山县,镉废水污染事件,1994年湖南凤凰铅锌矿,镉废水污染,食品污染公害事件,它是由于有毒化学物质,(,例如食品添加剂,),和致病生物等进入食品造成的。,1968年日本北九州市,爱知县的米糠油事件,公害病危害巨大，它们能够长期,(,十几年或几十年,),持续发病，还可能累及胎儿，影响下一代的健康。它们还会爆发性地发作，使大量人群在短时间内患病。目前，对有些疾病的发病机理还尚未搞清楚，因而缺乏有效的治疗方法。,印度数万儿童因食用牛奶,造成的性早熟事件,比利时二恶英事件,例：,由于上个世纪,60,年代因公害病事件以及城市和工矿区大气和水体的严重污染，引起了西方发达国家人们的震惊和恐慌，似乎地球上已经没有一片干净的土地、清洁的空气、安全可靠的水和放心食用的食品，悲观情绪笼罩着世界发达国家。,当时发表了许多环境问题的作品，如,寂静的春天,、,上帝救救我们吧,、,科学家救救我们,等，特别是在,1960,年美国科学家福伊斯特在,科学,杂志上发表了一篇震撼全球的论文：,“,世界末日,”,。,作者根据全球人口、资源、环境等资料的分析，得出结论：如果人们再不注意环境问题，那么世界末日将是公元,2026,年,11,月,23,日星期五。,这更加重了人们对环境的危机感，也促使人们去重视环境问题，研究环境污染，寻找,治理,污染的途径和方法。这也是第一次环境问题（,治理）,。,国内外公害病事件以及城市和工矿区大气,和水体的严重污染，已引起人们的震惊和恐慌,上个世纪60年代,悲观情绪,世界末日,2026年11月23日星期五,加重了人们对环境的危机感,重视环境问题，研究环境污染，寻找治理污染的途径和方法,1972,年联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了,“,人类环境会议,”,，通过了,人类环境会议宣言,，呼吁世界各国政府和人民共同努力，保护人类生存的地球环境。,1992,年在巴西里约热内卢联合国又一次召开,“,环境与发展大会,”,，世界各国政府首脑一起讨论环境与发展问题，通过了若干公约，使环境保护进入了一个新的发展阶段。,为了促进世界环境保护运动的发展，联合国人类环境会议把每年的,6,月,5,日确定为世界环境日。,从,1974,年起，联合国环境规划署在每年的,6,月,5,日都要进行各种各样的盛大纪念活动，并且每年纪念活动都有一个主题。例如，水,生命的重要源泉,(1976,年,),。,当前世界面临的环境问题主要表现在以下几个方面：,大气污染日益严重；臭氧层破坏；温室效应和气候变化；海洋环境恶化；水资源短缺、水污染加剧；土壤污染、土地退化和沙漠化严重；森林砍伐；物种消失；有毒有害化学品和危险废物排放猛增。,无论是发展中国家还是发达国家，随着人类对环境与资源不适当或过度的开发和利用，使得地球资源、自然系统和种群所面临的危机逐步升级，更使得环境污染问题越来越突出。,21世纪人类面临的五大环境问题需要解决,用清洁能源代替,石化能源,治理污染,控制森林砍伐,保护热带雨林,保护生物多样性,气候变暖问题,2.我国政府对治理环境污染的一些举措,水污染防治法,大气污染防治法,上个世纪80年代制定环境保护各种法律,环境保护法,90年代制定了中国21世纪议程，全面实施环境污染治理工程,关闭、淘汰和改造了一批,能耗高、污染重的企业,新世纪,2005年中共中央16届5中全会提出了,建设资源节约型、环境友好型社会，,走经济发展与人口、资源、环境相协调的路,重点开展了淮河、辽河、,海河和巢湖、滇池、太湖治理工程,二氧化硫和酸雨控制工程,渤海湾污染治理工程,3.食品工业对环境的影响,这些副产物和废弃物如果不加利用或利用不好，就将成为主要的环境污染源,食品工业用水量很大，排放的废水含有大量可降解的,有机物质，若不经处理排入水体要消耗水中大量的溶解氧，,造成水体缺氧，使水生生物死亡。,废水中夹带的动物排泄物，含有虫卵和致病菌，将导致,疾病的传播，直接危害人畜健康。,在食品加工过程中要产生大量副产物和废弃物,4.生物技术在环境中的应用,（1）污水处理：,进行污水处理的方法有很多，主要分为三大类：物理法、化学法和生物法。与前两种方法相比，生物法较好，特别是近几十年来，由于生物技术的发展，更显示了它的优越性。,常见的生物方法包括稳定塘法、人工湿地处理系统法、土地处理系统法、活性污泥法和生物膜法等。,如天津市每年产生城市污水约4亿立方米。近几年市政府扩建了纪庄子污水处理厂和东郊污水处理厂，,新建了咸阳路污水处理厂和北仓污水处理厂，城市污水集中处理率达到90%以上。,应用生物技术来处理废气和净化空气是控制大气污染的一项新技术，代表了大气净化处理技术的现代发展水平。,目前常用的方法有：生物过滤法、生物洗涤法和生物吸收法等，所采用的生物反应器包括生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。,（2）大气净化生物技术：,（3）固体垃圾的处理：,世界各国处理城市垃圾的方法主要有3种，即填埋、堆肥和焚烧等。其中填埋和堆肥主要通过微生物的作用来完成。,（4）生物技术和生物淋溶技术：,首先是生物恢复技术。,对于污染地的处理现在多集中在分离或去除污染物的物理和化学方法上。,近年来利用微生物处理环境中有害化学物质可起到改善被污染环境的作用。,其次是生物淋溶技术。,生物淋溶技术主要指微生物冶金或微生物浸矿技术，是近代冶金工业上的一种新工艺。,应用微生物溶浸某些贫矿、废矿、尾矿等时，微生物可以通过其淋溶作用，来回收提取有商业价值的贵重金属或稀有金属。,通过基因分离和重组技术，将人们需要的目的基因片段转移到受体生物细胞中表达，使受体生物具有该目的基因表达后显现的特殊性状，从而达到治理污染的目的。,如降解卤代芳烃的基因工程菌、降解除草剂的基因工程菌、产生杀虫剂的基因工程菌、分解尼龙寡聚物的基因工程菌、防治重金属污染的基因工程菌以及清除石油污染物的基因工程菌等。,（5）基因工程与污染治理：,传统的环境监测和评价技术侧重于理化分析和实验动物的观察。随着现代生物技术的发展，一类新的快速准确监测与评价环境的有效方法相继建立和发展起来。,主要包括：利用新的指示生物监测评价环境；利用核酸探针和,PCR,技术监测评价环境；利用生物传感器及其他方法等监测评价环境。,（6）环境污染监测与评价的生物技术：,5.开设环境生物技术课的意义,通过这门课的开设，不仅使同学们了解到环境生物技术在世界上的发展动态，学习和掌握环境生物技术的基本理论、基本工艺和方法，,更重要的是通过这门课程的开设，能够使同学们树立爱护环境、保护环境、治理环境污染的意识，使一代一代的学员都能树立环境意识，这对提高全民族的素质，提高人类赖以生存的环境质量具有深远的意义。,开设环境生物技术课程，是根据我国经济发展的要求以及对解决环境污染问题的需要开设的，也是教育部在新世纪对农林院校、轻工院校等开设课程的要求。,在课程教学过程中，我们实施,1+2+3,教学方法，,通过这门课程的学习，使同学们不仅学到知识，而且在能力上有所提升。,要求,在今后的工作中能够,灵活的运用所学的知识，还要在爱护环境上从自己做起，作一个爱护环境、保护环境的表率，为我国的环境事业发挥应有的作用。这是我们学习环境生物技术这门课的宗旨和目的。,6.关于本课程的学习目的和要求,所谓,1+2+3,的含义是：,3,是指学生在专业课学习过程中，提升三种能力的学习方法，包括预习、研究、分享三个方面。,我在每次课下课前，将下次课的课程内容告诉同学们，并归纳几个问题留给学生研究分析，同学们根据下次课的内容进行预习，对问题研究至少要完成一个方面的内容，并写出理解分析报告，以邮件或,QQ,形式发给我，分享的学生要准备好课件。,2,是指教师在专业课教学过程中，首先启发学生思考回答问题，其次对于重点、难点问题，最后要给同学们作好归纳总结。,1,是指在整个教学过程中要体现一个,“,礼,”,字。教师要做到以学生为本，以礼施教。首先是课堂秩序，教师要做到提前,5-10,分钟到教室，学生要做到提前,2-3,分钟进教室，课堂上不能有影响他人的行为，如教师和学生都不许接听手机，手机不能出任何响声，课堂上不许吃东西、交头接耳等。其次，服饰整洁，严禁穿拖鞋进教室。树立公德意识等。,我的邮箱：,sunguibao22,我的,QQ,号,:,908883940,问题讨论：,1.,你知道造成环境污染的原因是什么吗？,2.,环境污染给人类带来了哪些危害？用什么方法来治理？,3.,在治理环境污染方面生物技术与物理、化学方法治理有什么不同？,4.,保护我们赖以生存的环境，在日常生活中我们应该做些什么,?,下次课课程研究的问题：,1,、你如何理解环境生物技术与生物技术含义上的区别？,2,、环境生物技术涉及的学科领域包括哪些方面？,3,、环境生物技术研究的内容是什么？怎样划分三个层次？,4,、微生物活动对环境和人类有什么影响？,5,、真核微生物与原核微生物有什么区别？,6,、细菌在固体培养基上生长与液体培养基生长，其群体特征有什么区别？,7,、在环境中常见的细菌有哪几种类型？它们之间有什么区别？,8,、细菌、丝状细菌、光合型细菌以及滑动细菌它们之间的区别是什么？,