环境友好材料期末总复习.doc

环境友好材料总复习第一章：材料与环境协调发展概述1、什么是环境友好材料？（1）用于污染物源头控制的、对环境有害的已有材料的替代品（2）作用于环境、有利于环境质量控制和改善、其本身也不会产生污染的物质或材料（3）采用环境友好技术，从废弃物及废水中生产的物质或材料2、环境友好材料的特征1.无毒无害，减少污染；2.全生命过程对资源和能源消耗小；3.可再生循环，易于回收4.具有高使用效率3、环境友好材料在环境保护中的地位和作用1.环境友好材料与水污染治理；氧化还原材料、光催化材料、膜分离材料、微生物制剂、生物絮凝剂、废油固化剂2.环境友好材料与大气污染治理：吸收剂、吸附剂3.环境友好材料与固体废弃物资源化；报废汽车资源化利用、电子废弃物综合利用、废旧电池资源化利用、稻壳等农业废弃物综合利用4.环境友好材料与其他污染治理4、论述材料与环境的辩证关系，并阐述如何实现材料与环境的协调发展。答：a.材料的性能在很大程度上决定于环境的影响，环境与材料之间的关系涉及到敌对的和友好的，即有害的和有益的，材料与环境正处在敌对和友好的协调中不断发展。b.制造消耗资源和能源少，对环境污染小，再生利用率高的材料，如环境相容材料，仿生材料，绿色包装材料，环境降解材料，环境净化材料，从材料制造，使用，废弃直到再生循环利用整个生命周期都与生态环境相协调。5、在实现材料的环境协调化进程中，材料的环境友好加工与制备是一个重要环节，现实中可通过哪些技术实现该过程？试举例说明。答：a.再循环利用技术尽可能的使用藏量相对丰富，并且是可再生利用的资源来设计和生产材料；b.避害技术如聚乳酸；c.控制技术；d.补救修补技术。第二章 环境友好材料与水污染治理6、 用于水污染治理的环境友好材料有哪几类？请举例说明。1.氧化还原型水污染治理材料：(1)氧化剂：活泼非金属材料。如臭氧、氯气；含氧酸盐：高氯酸盐、高猛酸盐；(2)还原剂：活泼金属原子或离子；(3)催化剂：活性炭、粘土、金属氧化物及高能射线。2.沉淀分离型水污染治理材料：(1)混凝剂：通过形成压缩双电层，电性中和，卷带网捕以及吸附桥连等四方面作用完成。(2)生物絮凝剂：是一类由微生物产生的可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等凝聚、沉淀的特殊高分子代谢产物。3.膜分离型水污染治理材料：膜分离法：用天然或人工合成的膜材料，以外界能量或化学位差为动力，对双组份或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。4.生物基水污染治理材料：脱氮微生物制剂5.其他水污染治理材料：(1)微生物燃料电技术7、以生物絮凝剂为例，分析其来源及混凝沉淀作用机理。答：生物絮凝剂是一类由微生物产生的，可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒凝聚、沉淀的特殊高分子代谢产物。来源：(1)利用微生物细胞提取物的絮凝剂(2)利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂(3)直接利用微生物细胞的絮凝剂。混凝沉淀作用机理：(1)吸附架桥作用：如果投加的药剂是水溶性链状高分子聚合物并具有能与胶粒和细微悬浮物发生吸附的活性部位，那么它就能通过静电引力、范德华引力和氢键力等，将微粒搭桥联结为一个个絮凝体(俗称矾花)。这种作用就称为吸附桥联。聚合物的链状分子在其中起了桥梁和纽带的作用。这种网状结构的表面积很大，吸附能力很强，能够吸附粘土、有机物、细菌甚至溶解物质。(2)电中和作用：若混凝剂投加量适中，带有正电荷的高分子物质或高聚合离子吸附了带负电荷的胶体离子以后，就产生电性中和作用，从而导致胶粒电位的降低，并达到临界电位，再通过吸附作用，使胶体达到脱稳凝聚的目的。(3)网捕作用：形成小颗粒絮体的絮凝剂在重力作用下沉降的过程中，犹如一个过滤网下降，迅速卷扫水中胶粒产生沉淀。卷扫作用基本是一种机械作用。8、与传统有机和无机絮凝剂相比，生物絮凝剂的优势有哪些？(1)易于固液分离，形成沉淀物少(2)易被微生物降解，无毒无害，安全性高(3)无二次污染(4)适用范围广(5)具有除浊和脱色性能(6)有些生物絮凝剂还具有不受pH条件影响，热稳定性强，用量小的特点9、生物絮凝剂的影响因素有哪些？10、描述生物絮凝剂的主要应用领域及应用前景。11、 什么是膜分离技术？用天然或人工合成的膜材料， 以外界能量或化学位差作动力， 对双组份或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。12、膜分离过程中，浓差极化的危害有哪些？如何防治？危害：(1)使膜表面溶质浓度升高，引起渗透压增大，从而减小传质驱动力(2)当膜表面溶质浓度达到其饱和浓度时，便会在膜表面形成沉淀或凝胶层，增加透过阻力(3)膜表面凝胶层或沉积层的形成会变成膜的分离特性(4)当溶质在膜表面达到一定浓度时，有可能对膜发生溶胀或溶解恶化膜的性能(5)严重的浓差极化导致结晶析出，阻塞通道，运行恶化。防治：(1)改变膜组件结构(2)加入紊流器(3)料液横切流向膜表面(4)料液脉冲流动(5)螺旋流(6)提高流速。13、什么是膜污染？影响因素有哪些？膜材质及性质与膜污染的关系是什么？膜污染：在膜过滤过程中，污水中的颗粒胶体粒子或溶质分子与膜发生物理化学相互作用，或因为浓差极化使某些溶质在膜表面或膜孔内吸附，沉积，造成膜孔变小或阻塞，使膜的透过通量与分离特性发生变化的现象。影响因素：(1)料液的性质(2)膜的性质：孔径大小、膜的材质、孔隙率、粗糙度、疏水性等(3)操作条件：操作压力、料液流速膜面料液的流动状态、流速的大小。膜的性质膜的性质包括孔径大小、膜的材质、孔隙率、粗糙度、疏水性等，这些都会直接影响膜污染。孔径越小，流体阻力越大，通量越小，膜污染程度越严重，反之孔径越大膜污染程度越轻。常采用的膜材料有陶瓷和聚合物，聚乙烯膜(PE)、聚丙烯纤维膜(PP)、聚丙烯腈纤维膜(PAN)这些膜抗污染性较好。孔隙率大的膜比孔隙率小的膜的膜污染程度要小。粗糙度是指膜表面的粗糙程度，粗糙度越小表示膜表面越光滑，污染物越不易在膜表面集聚，对膜造成的污染也就越小。膜材料的憎水性对膜污染有很重要的影响，憎水性膜膜面更容易吸附溶解性物质，表现出更大的污染趋势，亲水性膜，具有抗污染能力。14、分析浓差极化与膜污染的异同点及相关关系浓差极化：是指分离过程中，料液中的溶液在压力驱动下透过膜，溶质(离子或不同分子量溶质)被截留，在膜与本体溶液界面或临近膜界面区域浓度越来越高；在浓度梯度作用下，溶质又会由膜面向本体溶液扩散，形成边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从而导致溶剂透过通量下降。膜污染：是指在膜过滤过程中，水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。浓差极化会导致膜污染15、什么是膜生物反应器？分别与传统活性污泥法和生物膜法有何异同？膜生物反应器：（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。传统的活性污泥法采用重力沉降，由于颗粒的不固定容易使活性细菌与生物体流失。16、目前，膜生物反应器新技术有哪些？17、自然界中的氮素循环涉及哪些转化过程？循环失衡的危害是什么？1.氨化作用2.同化作用3.反硝化作用4.生物固氮5.硝化作用6.异化性硝酸(盐)还原作用循环失衡的危害：(1)水体DO下降，生物死亡(2)氨产生(3)富营养化(4)癌症(5)与氯作用形成氯胺。18、结合化学反应式，分析传统生物脱氮的原理，存在哪些问题？1）氨化反应：将有机氮转化为氨。2）硝化反应：将氨氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。3）反硝化反应：将亚硝酸盐和硝酸盐还原为N2。硝化反应的化学反应式NH33/2O2 NO2-H2OH、NO2-1/2 O2 NO3- NH32O2 NO3-H2OH反硝化反应化学反应式NO3-和NO2-，在无氧或低氧条件下被反硝化细菌还原成氮气：NO3-2H NO2-H2O、NO2-3H 1/2N2H2OOH总： NO3-5H 1/2N22H2OOH问题：工艺流程长，占地面积大（传统工艺认为硝化反硝化不能同时进行）；硝化菌群繁殖速率慢，难以维持较高的浓度，需要较大的曝气池，费用高；需要进行污泥和消化液回流，动力成本高；系统抗冲击能力弱，高浓度NH3-N和NO3-会抑制硝化菌生长；硝化过程产酸，需要投加碱中和。19、与传统生物脱氮过程相比，生物脱氮新工艺的优势有哪些？短程硝化/反硝化优点：利用亚硝酸细菌和硝酸细菌在不同条件下的生长速率的差异，淘汰硝酸细菌或抑制其生长，保留亚硝酸菌并提高其生长速率.节省25%曝气量，40%反硝化碳源和节省50%反硝化反应器容积、可节省氧供应量约 25%，降低能耗节省反硝化所需碳源的 40%减少污泥生成量可达 50%减少投碱量，缩短反应时间和减小反应器容积同步硝化/反硝化：低氧条件下，硝化和反硝化反应在空间和时间上同步进行的生物脱氮过程。好氧反应器局部范围内存在厌氧或缺氧环境，从而在一个反应器中完成脱氮（氨）；生物膜表层发生好氧硝化反应， 生物膜内层发生多种途径的NO2-还原反应。厌氧氨氧化：厌氧氨氧化菌(自养型细菌) 基石；厌氧条件；亚硝酸盐为氧化剂；氨为电子供体优点缩短了N的转化过程、厌氧氨氧化菌是自养菌，无需另加COD来支持反硝化作用，可节约碳源20、什么是环境微生物制剂？环境微生物制剂是指以监测、改善环境条件、强化生物处理系统的稳定性和高效性为目的，通过从自然界中筛选的优势菌种或经过诱变处理的变异菌株或者是通过基因组合技术生产出的高效菌种，制成的具有特殊功能的高效生物活性制品。21、脱氮微生物制剂的制备过程是什么？微生物选育环境条件营养条件脱氮微生物菌群的传代性能菌体收集保护剂筛选保藏方法筛选脱氮微生物制剂的性能验证22、试述污水处理微生物燃料电池的定义及特征。与厌氧产沼气和产氢技术相比，有哪些优缺点？微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是：在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，并通过外电路传递到阴极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂（一般为氧气）在阴极得到电子被还原与质子结合成水。MFC发电不是将燃料（如污水中的有机物）燃烧，而是从燃料分子剥取电子（即微生物呼吸作用产生的电子）并将其通过预定途径（电极）传递到氧，将原本用于氧化磷酸化生物合成ATP的能量转化为电（化学能转变为电能）。优缺点：原料来源广，过程环保产物为CO2，条件温和，运行成本低廉，有机物转化率高，剩余污泥产量低。缺点：产生的电流不稳定23、以双室微生物燃料电池为例，分析其工作原理及其影响因素。工作原理：双室MFC 由两个电极室组成,一个为厌氧室(阳极室) ,另一个为好氧室(阴极室) 。在厌氧室,物质被微生物氧化,电子被外加载体或者介体转移到阳极,或者直接通过微生物呼吸酶转移到阳极。阳极室与阴极室在电池内部用质子交换膜连通,外部通过导线连接构成循环电路。在好氧室,电子通过外电路、质子通过质子交换膜分别到达阴极化合形成水。基质类型：乙酸，葡萄糖，其他有机物电子受体：氧气，硝酸盐，硫酸盐微生物：生长，培养方式，水解菌，产甲烷菌，细胞质合成运行参数：批式，连续，HRT，pH等环境条件24、作为微生物燃料电池的电极应具备哪些性质？阳极担负着微生物附着并传递电子的作用，可以说是决定MFC产电能力的重要因素，同时也是研究微生物产电机理与电子传递的重要辅助工具。阳极材料必要条件是高导电，无腐蚀性，高比表面积，高孔隙率，无污垢，廉价，容易制造。主要MFC阳极主要以碳为主要材料包括碳纸，碳布，石墨棒，碳毡等。阴极上电子，质子和氧气在催化剂上三相反应（固体催化剂，空气，水）难于控制，催化剂需覆于导电体表面，又必须暴露在水和空气中，以便质子和电子从不同相到达同一点。阳极的材料同样可以用作阴极。25、什么是大气污染？防治方法有哪些？大气污染是指大气中一些物质的含量达到有害的程度以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象。主要的大气污染物：总悬浮颗粒物，二氧化硫，氮氧化物，一氧化碳，光化学氧化剂过滤法：多孔型，纤维型，复合型；金属基，陶瓷基，塑料基吸附法：活性炭，硅胶，分子筛吸收法：物理吸附，化学吸附催化法：稀贵金属，纳米材料26、试分析大气污染防治与环境友好材料的关系，举例说明。自清洁玻璃能够利用阳光、空气、雨水，自动保持玻璃表面的清洁，并且玻璃表面所镀的TiO2膜或其他半导体膜还能分解空气中的有机物，以净化空气，且催化空气中的氧气使之变为负氧离子，从而使空气变得清新，同时能杀灭玻璃表面的细菌和空气中的细菌。27、什么是固体废弃物？其产生途径及危害有哪些？固废法中定义：固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。产生途径：一般工业、矿业等废物所含的化学成分会形成环境污染,人畜粪便和有机垃圾是各种病原微生物的孽生地和繁殖场,形成病原体型污染.危害：固体废物在一定的条件下会发生化学的、物理的或生物的转化,对周围环境造成一定的影响,如果采取的处理方法不当,有害物即将通过水、气、土壤、食物链等途径危害环境与人体健康.28、固体废物的污染控制及资源化方法有哪些？试分析与废水处理的异同。处理方面1、预处理：压实，破碎，分选，脱水等2、物化处理：氧化，还原，中和，化学沉淀等3、生物处理：好氧堆肥，厌氧消化，微生物浸出等4、热处理：干燥。热分解，焚烧，热解，焙烧等；处置方面1、陆地处置：土地耕种，土地填埋，深井灌注等2、海洋处理：深海填埋，远洋焚烧等。29、试述循化经济理念下的固体废物管理原则。其本质上是一种生态经济，要求应用生态学规律来指导人类社会的经济活动。是一种新型的、先进的经济形态，集经济、技术和社会与一体的系统工程，包括企业内部的小循环、企业之间的中循环和社会整体大循环三个层次。循环经济下，固体废物管理的立法原则包括1、“三化”原则，即固体废物的减量化、资源化和无害化原则。其中，减量化是指在对资源能源的利用过程中，要最大限度的利用资源和能源，以尽可能的减少固体废物的产生量和排放量。资源化是指对已经成为固体废物的各种有形或无形物质采取措施，进行回收、加工使其转化成为二次原料或能源予以再利用的过程。无害化是指对于那些不能再利用、或依靠当前技术水平无法予以再利用的固体废物进行妥善的贮存或处置的过程，使其不对环境以及人身、财产的安全造成危害。2、全过程管理原则，是指对固体废物从产生、收集、贮存、运输、利用直到最终处置的全过程实行一体化管理原则。3、分类管理原则，指针对不同的固体废物制定不同的对策或措施，以体现因废制宜的要求，使监督管理方便、可行，降低成本。4、鼓励集中处置原则，保障整体上改善环境质量，节省投入，增进效益。30、以电子废弃物为例，试述固体废物物综合利用方法有哪些。俗称“电子垃圾”，是指被废弃不再使用的电器或电子设备，主要包括电冰箱、空调、洗衣机、电视机等家用电器和计算机等通讯电子产品等电子科技的淘汰品。化学处理：电子废弃物的化学处理也称湿法处理，将破碎后的电子废弃物颗粒投入到酸性或碱性的液体中，浸出液再经过萃取、沉淀、置换、离子交换、过滤以及蒸馏等一系列的过程最终得到高品位的金属。但在化学处理的过程中要使用强酸和剧毒的氟化物等，会产生大量的废液并排放有毒气体，对环境产生的危害较大。火法处理：火法处理是将电子废弃物焚烧、熔炼、烧结、熔融等，去除塑料和其他有机成分富集金属的方法。火法处理也会对环境造成严重的危害。从资源回收、生态环境保护等方面来看，这些方法都难以推广。机械处理：电子废弃物的机械处理是运用各组分之间物理性质差异进行分选的方法，包括拆卸、破碎、分选等步骤，分选处理后的物质再经过后续处理可分别获得金属、塑料、玻璃等再生原料。这种处理方法具有成本低，操作简单，不易造成二次污染，易实现规模化等优势，是各国开发的热点。微生物处理：利用微生物浸取金等贵金属是在20世纪80年代开始研究的提取低含量物料中贵金属的新技术。利用微生物的活动使得金等贵金属合金中其它非贵金属氧化成为可溶物而进入溶液，使贵金属裸露出来以便于回收。生物技术提取金等贵金属具有工艺简单、费用低、操作简单的优点，但浸取时间较长。由于能源和资源短缺，以及对环境问题认识的逐步加深，固体废物综合利用越来越引起重视，综合利用途径主要包括以下几种：（1）提取有价值组分。例如，从金属冶炼渣中提取铜、铁、金、银等有价金属；从粉煤灰中提取玻璃微珠；从煤矸石中回收硫铁矿。（2）回收各种有用物质。例如，纸张、玻璃、金属、塑料等固体废物的再生利用。 （3）生产建筑材料。例如，高炉渣、粉煤灰、煤矸石、废旧塑料、污泥、尾矿、建筑废物等都可以用于生产建筑材料，包括轻质骨料、隔热保温材料、装饰板材、防水卷材及涂料、生化纤维板、再生混凝土等。（4）替代生产原料。例如，以粉煤灰、煤矸石、赤泥等为原料生产水泥；用铬渣代替石灰石作炼铁熔剂等。（5）回收能源。热值很高且燃烧产物无害的固体废物，具有潜在的能量，可以充分利用。例如，热值高的固体废物通过焚烧供热、发电；利用餐厨垃圾、植物秸秆、人畜粪便、污泥等经过发酵可生成可燃性的沼气。31、给出至少两种城市生活垃圾的综合利用方法，并进行具体分析。1、我国城市生活垃圾采用混合收集，成分复杂、热值低、含水率和可降解有机物含量高，给垃圾的焚烧带来了很多困难。城市生活垃圾与煤混燃，可有效减小温室效应，降低二噁英及酸性气体的排放，同时可减少煤炭的消耗，降低因烧煤造成的环境污染和石化能源的消耗。2、制作建筑材料。垃圾中分选出的无机物通过粉碎、筛分、杀菌并按不同粒度存放，按要求加入水、水泥、黏结剂和不同粒度配比，进行搅拌混合，送入成型机中成型，然后养护、检验、入库，按不同要求可制成空心砖砌墙、做隔断或马路便道地板砖。垃圾中分选出的橡胶废品，经冲洗、烘干后，进行粉碎加入有关添加剂（黏合剂、颜料、催化剂、交联剂、防老剂等）混合，进成型机中模压成型，再经干燥、固化、检验、包装、入库，产品可做成各种颜色，并具有防滑、防震、绝缘、抗静电、柔软而富有弹性、防水耐温、隔音抗氧化等性能，可适合各种要求的地板铺设。32、以废塑料为例，分析焚烧与热裂解的异同。废旧塑料焚烧主要回收热能，塑料燃烧可以释放大量的热能，如聚乙烯和聚苯乙烯的热值高达46000kJ/kg，超过燃油的平均热值。其优点是处理废旧塑料量大，效率高。但是缺点是会产生大量包括二氧杂环己烷等有害气体，如要对这些有毒有害的气体进一步处理，后续流程很长，综合经济成本较高。废旧塑料热裂解技术根据产品不同分为两种，一种最终产物得到的是化工原料如乙烯，苯乙烯，丙烯等；另一种最终产物得到的是烃类燃料如汽油，煤油，柴油等，均是将塑料转化为低分子物质。33、酶与环境保护的关系是什么？（1） 在产品加工过程中用酶来替代化学品（为生物过程代替化学过程的典型代表）可以降低生产活动的污染水平，有利于实现工艺过程生态化或无废生产，真正实现清洁生产的目标。（2）作为添加剂加入到产品中，使产品在使用(或利用)过程(或以后)产生的污染大大减少，利于环境保护。比如目前在饲料工业应用较为广泛的一种饲料酶制剂-植酸酶。（3）充分地发挥酶反应条件温和、专一性强、效率高的特点，直接应用酶与酶技术进行污染物的降解和环境监测34、实现造纸工业清洁生产的酶制剂有哪些？至少给出两种（1）木聚糖酶在制浆工业中的应用：木聚糖酶有助于木质素的溶出并可以减少化学试剂的用量，即木聚糖酶可以用作预漂剂，减少化学漂白剂二氧氯的用量，同时能使纸浆达到同样的亮度和好的纸浆特性，减少环境污染。（2）纤维素酶：改善机械浆粗糙度和纸页强度，水解部分碳水化合物分子，使油墨分子从纤维表面游离出，降解造纸厂排出物中的胶状物质35、皮革工业环境友好的酶制剂有哪些？至少给出两种（1） 碱性蛋白酶在制革上的应用：脱毛浸灰工序是皮革加工的重要工序。传统的脱毛浸回主要是用石灰和硫化碱处理原皮，该方法虽然成本低，但效率不高，灰皱明显，膨胀不易控制，污染重。使用浸灰助剂在一定程度上提高了浸灰工序的效率，皮革质量得到了提高。耐碱性的水解蛋白酶浸灰酶NUE，可用于皮革生产的浸灰和复灰工序，以协助皮革的脱毛浸灰和皮纤维的松散。（2） 碱性脂肪酶在制革中的应用：碱性脂肪酶GREASEX 50L是丹麦诺和诺德公司近些年推出的水解脂肪酶，以在用于皮革的脱脂。由于酶制剂的专一性，Greasex 50L仅用作脂肪，水解和分散脂肪，使皮内的天然脂肪细胞收到破坏、油脂分子变小、水溶性增强而使脱脂更容易。其具有以下优点：水解并分散脂肪，使脱脂更均匀，更容易；提高皮革的抗撕裂强度和抗张强度；磨削后具有更好的散绒效果，绒头细致、柔顺；染色更鲜艳、均匀，涂饰粘着性好；用于浸水时，浸水均匀、快速、安全；可在较宽的pH范围和较大的温度范围内使用并具有良好的效果；使用后可减少表面活性剂的使用，无需再用溶剂脱脂，利于环境保护；能降低汽车坐垫革的雾化值，更容易生产防水革和耐水洗革。36、试述染整工业废水的组成及其与酶制剂的关系组成：染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐关系：酶制剂反应专一，只能对特定的一种物质进行水解、裂解；可在常温常压下和弱酸弱碱性介质中使用；催化反应速率快由于印染废水的多变性，生物法处理效果有时还不能达到十分满意的效果。因此，开发适应能力强的菌种，提高生物法的处理效果，并使废水经过处理后达到回用的要求，将是今后生物法研究的主要目标。新型的生物制剂有以下几种：(1)酶制剂：利用生物酶制剂处理废水、净化环境比其他生物法效率高、速度快、出水好，不产生二次污染。用于处理印染废水的酶有漆酶、木质素过氧化物酶、嗜碱酶等。在木质素等过氧化物酶存在的条件下，漆酶的色度去除率可提高到75。(2)废水脱色微生物制剂：将污水处理厂活性污泥中的微生物进行分离纯化，来提取对染料脱色效果好的微生物，并进行培养。活性污泥中微生物种类较丰富，包含有细菌、真菌、微型动物等不同门类的生物物种，活性污泥中的微生物形成一个生态系统，在这个系统中以自养型微生物为主。细菌吸食环境十的有机物，而细菌又会成为某些原士动物或后儿动物的食饵，原生动物之叫还有互相捕食，不同的后生动物也可能处在不同的营养层次上多种类的微牛物形成一个复杂的食物网。中同科学院微生物研究所分离出的5种高效细菌对酸性红B2GL、酸性媒介棕RH、酸性媒介蓝B和酸性媒介黄GG等染料具有脱色降解能力，在细菌隔膜接种厌氧菌或好氧菌种系统中，处理模拟染色废水，脱色率能达到85以匕。中国科学院微生物所和中国纺织工业设计院等单位分离出数百株脱色菌，将脱色卤和PVA降解菌投加到废水处理池中，脱色率岗达80，PVA去除率达75一90，远高于普通。第六章37、什么是白色污染？防治措施有哪些？白色污染：(White Pollution)是对废塑料污染环境现象的一种形象称谓。是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的包装袋、农用地膜、一次性餐具、塑料瓶等塑料制品使用后被弃置成为固体废物，由于随意乱丢乱扔，难于降解处理，给生态环境和景观造成的污染。防治措施：研究开发降解塑料，可作为解决“白色污染”的辅助措施；加强环保宣传，增强公民的环保意识，在社会上形成良好的环保氛围，是解决“白色污染”及其他各种形式污染的前提。38、什么是可降解塑料？有哪几种？可降解塑料：指在生产过程中加入一定量的添加剂（如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等），稳定性下降，较容易在自然环境中降解的塑料。分类：光降解塑料、生物降解塑料及双降解塑料光降解塑料：通过化学合成方法或配方技术使塑料能在正常的太阳光辐照下化学结构发现显著变化，发生劣化分解反应，丢失机械强度，降解为低分子量化合物，然后由土壤中微生物再作用于这些低分子量化合物，逐渐消耗，最终变为二氧化碳和水。生物降解塑料：指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌（真菌）和藻类的作用而引起降解的塑料。光/生物降解塑料：大多是聚烯烃塑料，辅以适量的光敏剂、生物降解剂、促进氧化剂和降解控制剂(包括稳定型、促进型控制剂和生物降解增敏剂)。39、 可降解塑料的特征是什么？应用前景如何特征：实用性具有与同类普通塑料相当或相近的应用性能和卫生性；降解性在完成使用功能后，能在自然环境条件下较快降解，成为易被环境利用的碎片或碎末，最终回归自然；安全性降解过程中产生和降解后残留的物质对环境无害或无潜在危害；经济性价格与同类普通塑料持平或略高。前景：解决了塑料与环境之间的矛盾。预计随着可降解塑料有关技术的进一步完善，降解性能不断提高和生产成本不断降低，必将在治理难于收集的一次性塑料废弃物对环境造成的污染重发挥重要作用。40、乳酸发酵生产的影响因素有哪些？发酵方式又有哪些？因素：（1）pH值：pH值是发酵过程中很容易控制的参数，它对细胞生长和代谢有很强的作用，但生长和生产的pH值大多在5.46.4；（2）温度：大多数乳酸菌在温度3742生长最好，嗜热乳酸菌的温度上限可达55；（3）氧：乳酸杆菌是微氧需要菌或耐氧菌；（4）搅拌：乳酸杆菌对剪切力不敏感，采用搞得搅拌速率无影响。方式：（1）分批发酵：pH值和温度维持在上述范围，最终的乳酸浓度和发酵时间取决于碳源，发酵时不采取灭菌措施，因为乳酸对大多数其他微生物均有抑制； （2）连续搅拌反应器（CSTR）：在连续搅拌反应器的操作过程中，乳酸的毒性对细胞生长起重要作用，乳酸浓度升高，细胞生长下降； （3）细胞循环反应器：细胞循环反应器开发的目的是想通过在发酵罐中维持高细胞密度而增加乳酸生成速率； （4）固定化细胞反应器：将细胞用胶固定化或固定在惰性载体上主要为了1）在连续反应器中得到高细胞密度，从而可采用高流速，2）在重复多批次发酵中，细胞可以使用很长时间，3）固定化后可以在恶劣环境中保护细胞； （5）萃取发酵41、乳酸的提取纯化方法有哪些？（P11）钙盐法；蒸发结晶；液液萃取；酯化提取42、 如何从乳酸生产聚乳酸？聚乳酸有哪些性质？性质：（1）物理性能：乳酸聚合物的物理和生物学性质与乳酸聚合单体的立体异构性有关；（2）机械性能：随着分子量的增加，其力学强度增大，亲水端羟基浓度降低，降解速率变慢；（3）热性能：燃烧后不产生有毒气体，释放的热量为通用树脂的一半；（4）降解性能（5）PLA的生物相容性：聚乳酸材料具有较好的生物相容性。43、 聚乳酸的应用情况如何？（1）伤口缝合和骨折固定件：伤口缝合所需要的材料，如缝合线、夹子、钉子和手术外用脱脂棉是丙交脂聚合物目前应用最大量的市场产品。由于丙交脂聚合物可以按要求加工成在几天到几个月中降解，因此现在合成丙交脂有替代胶原缝合线的趋势。（2）组织修复：丙交酯热塑料可以被挤压和塑造成杆、网丝、盘、螺旋、管和其它形状，用于整形外科、牙科和显微外科。（3）控制释放：医药应用可水解的乳酸类聚酯已被尝试用作生物活性物质持续释放的可降解的载体；农业应勇将乳酸类聚合物用于肥料、农药的控制释放是另一个极有前景的应用。44、 聚-羟基烷酸应用的优缺点有哪些？优点：100%专一，比重大，透氧率低，抗紫外线照射，具有光学活性、阴湿性和压电性缺点：PHB较差的熔化稳定性，其分解温度约为200，该温度与其熔点相近(约175)；在环境条件下贮存数日后， PHB易发脆45、 聚-羟基烷酸的提取步骤有哪些？（1） 有机溶剂法（2） 次氯酸钠法（3） 酶法该方法包括细胞的热处理、酶处理和用阴离子表面活性剂处理等步骤（4） 表面活性剂-次氯酸钠法46、聚-羟基烷酸的提取方法有哪些？各有何优缺点？（1）有机溶剂法：优点PHB纯度高；缺点：（2）次氯酸钠法：优点次氯酸钠有效破胞且对细胞中的NPCM消化有效，产品纯度高，提取速度快，不使用大量的有机溶剂；缺点次氯酸钠对PHB分子有严重的降解作用（3）酶法：优点大量NPCM溶解而PHB不溶解；缺点操作复杂（4）表面活性剂-次氯酸钠法：优点比较方便的实现在水中提取PHB；缺点使用大量的表面活性剂，次氯酸钠降解PHB47、聚-羟基烷酸的的降解机理是什么？（1）胞内降解：胞内无定形PHB颗粒在解聚酶作用下降解形成单体和二聚体的混合物。二聚体随之在二聚体水解酶作用下形成单体。（2）胞外降解：有两种机制：一种是在无菌条件下通过水解进行；另一种是酶降解机制，许多细菌和真菌可分泌外解聚酶，有些甚至可以利用PHB作为唯一碳源生长。48、PHAs工业化生产的制约因素有哪些？