生物工程技术与能源和环境

生物工程技术与能源和环境,本次课内容,微生物技术与石油开采,未来的石油替代物乙醇,植物石油,未来新能源,4,1,2,3,能源是人类赖以生存的物质基础，是地球演化及万物进化的动力；它与社会经济发展和人类进步及生存息息相关。,本次课内容,污水处理,大气净化,固体废弃物的生物处理,污染环境的生物修复,4,1,2,3,2009年世界环境日主题减少污染，行动起来！你的星球需要你，联合起来应对气候变化！,微生物勘探石油,1937，提出地表底土中存在能利用气态烃为碳源的微生物；1957，以微生物勘探确认的16个油矿，13个是有开采价值的油田；1958，准确率50%60%；到70年代，国外应用微生物法勘探石油形成较大规模,微生物二次采油,微生物产气可增加地层压力，提高采油率；微生物产生的酸性物质可溶于原油中，降低粘度；微生物产生表面活性剂，降低油水的表面张力，把高分子碳氢化合物分解成短链化合物，使之更容易流动，避免堵塞油井输油管道。,微生物三次采油,三次采油工艺中，主要是利用分子生物学技术来构建能产生大量CO2和甲烷等气体的基因工程菌株，把这些菌体连同它们所需的培养基一起注入到油层中。,国外微生物采油技术研究,微生物驱油,生产乙醇燃料的意义及机制,乙醇替代汽油的实例,巴西，1988年为止，88%的新轿车发动机使用乙醇；美国，1987年，以玉米为原料发酵生产大约3万亿升乙醇，到1989年达到32万亿升；2001年起，我国在河南、黑龙江等省份试用车用乙醇汽油。,乙醇替代石油所用的原材料,纤维素发酵生产乙醇,水解纤维素发酵生产乙醇,完全水解纤维素需要：葡聚糖内切酶、纤维二糖水解酶和-葡萄糖酶。正青霉、木霉和疣孢青霉能产生这三种酶并分泌到胞外，但产量不高。热硫化氢梭菌等虽不能利用纤维素但产出乙醇产量高。利用基因工程技术构建既能直接利用纤维素又能高产出乙醇的基因工程菌株。,产“石油”的树,油楠树,银合欢,麻风树,油料植物,向日葵、棕榈、椰子、花生、玉米、白痴、香蕉、胡萝卜、棉籽、油菜籽等。近期，欧洲用改良的油菜种子油作为内燃机燃料的替代物；我国采用聚合育种、物理化学诱变和小孢子等相关技术培养出高含油量的油菜新品系；在油菜基因工程和植物功能基因组研究领域取得一系列进展,藻类产油,美国设在科罗拉多州的太阳能研究所用一直径20米的池塘养殖藻类，年产4吨多，可生产3000多升柴油。目前正从分子生物学角度开发产更多油脂的藻类，预期在2010年前，提供美国机动车所用燃料总量的8-10%。,工程微藻生产柴油,生产能力高，可用海水作天然培养基；节省农业资源；产生的脂类物质高于陆生植物几十倍；生产的生物柴油不含硫，燃烧排放有害气体少。,氢能,宝马氢能系列,生物燃料电池,使用生物燃料电池的捕虫器,稳定塘法,稳定塘法：指污水中的污染物在池塘处理工程中反应速率和去除效果达到稳定的水平。是人工强化措施和自然净化功能相结合的新型净化技术。,生活污水排放于稳定塘,人工湿地处理系统法,峡谷景区人工湿地,污水处理土地系统法,活性污泥处理法,生物膜处理法,生物净气塔,渗滤器,生物滤池,固体垃圾的生物处理,石油污染的生物修复,重金属污染的生物修复,地下水污染的生物修复,小结,生物工程与能源,生物工程与环境