Учебно-методический комплекс дисциплины «Экологические биотехнологии» для специальности 5В060800 — «Экология» (стр. 11 )

Штамм содержит XYL и NAH плазмиды, гибридную плазмиду CAM/OCT,
так как изолированные плазмиды CAM и ОСТ не способны существовать в одной клетке.

Использование методов генетического конструирования микробных штаммов-деструкторов ксенобиотиков для практического применения находится на ранней стадии. Одна из основных проблем при конструировании микроорганизмов на основе природных катаболических плазмид – стабильность. Стабильность систем «хозяин-вектор» особенно важна при интродукции штаммов в естественную среду. При возвращении микроорганизма с новой катаболической функцией в исходную природную среду ему приходится конкурировать с хорошо адаптированной к данным условиям среды естественной микрофлорой, сталкиваться с огромным разнообразием источников углерода, в том числе высокотоксичных. При этом совершенно неясны перспективы сохранения стабильности новой катаболической функции и, следовательно, самого штамма.

Пока существует большой разрыв между достижениями, полученными в конструировании микроорганизмов, и возможностями их практического применения. Вероятно, в будущем наиболее перспективными для детоксикации ксенобиотиков будут биологические системы, состоящие из микробиологической консорции индивидуальных организмов и микробных сообществ, полученных методами клеточной и генетической инженерии.

Рекомендуемая литература:

, , Методы интенсификации процесса биологической очистки сточных вод. – М., 1987. Микроорганизмы очистных сооружений. – Л., 975. , Сбраживание осадков городских сточных вод в метанотенках. – М., 1986. , Анаэробная очистка концентрированных сточных вод. – М., 1989. , Оптимизация биохимической очистки сточных вод. –Л., 1979. Использование компостов из твердых бытовых отходов. – М., 1976. , Малогабаритные канализационные очистные установки. – М., 1987. Очистка производственных сточных вод. / , . – М., 1979. , Микробиологическая очистка воды. – Киев, 1978. , Очистка сточных вод на биофильтрах. – Киев, 1983. Обработка осадков сточных вод. – М., 1988. Экологическая биотехнология. / под ред. К. Ферстера и Д. Вейза. –Л., 1990. , Биологические фильтры. – М., 1982. Bellmany W. D. The use of microbiological agents in upgrading waste for feed and food. –London, 1983.

Контрольные задания для СРС [1,4], [2, 3]

Чем вызвана необходимость генетического конструирования «супермикробов» Принципиальные отличия химических показателей в составе нефтяных загрязнений Меры реализации современных методов утилизации нефтяных загрязнений

4 *Методические указания для СРСП

Занятие 1

Тема 1. Исторические факты развития экологической биотехнологии. Предмет и задачи экологической биотехнологии, ее значение в современном обществе.

Для занятия необходимы знания о предмете и задачах экологической биотехнологии, ее значение в современном обществе.

План занятия

Биогеохимические циклы. Роль микроорганизмов в кругообороте веществ. Схемы кругооборота углерода, кислорода, азота и серы. Взаимосвязь микроорганизмов в естественных экосистемах – почвах и водоемах. Межвидовые отношения и взаимоотношения микроорганизм – растение. Синтрофизм Примеры решения задач с использованием условий структуры системы. Индивидуальная работа по заданию преподавателя Проверочная работа (текущий контроль)

Рекомендуемая литература

, , Методы интенсификации процесса биологической очистки сточных вод. – М., 1987. Микроорганизмы очистных сооружений. – Л., 975. , Сбраживание осадков городских сточных вод в метанотенках. – М., 1986. , Анаэробная очистка концентрированных сточных вод. – М., 1989. , Оптимизация биохимической очистки сточных вод. –Л., 1979. Использование компостов из твердых бытовых отходов. – М., 1976. , Малогабаритные канализационные очистные установки. – М., 1987. Очистка производственных сточных вод. / , . – М., 1979. , Микробиологическая очистка воды. – Киев, 1978. , Очистка сточных вод на биофильтрах. – Киев, 1983. Обработка осадков сточных вод. – М., 1988. Экологическая биотехнология. / под ред. К. Ферстера и Д. Вейза. –Л., 1990. , Биологические фильтры. – М., 1982. Bellmany W. D. The use of microbiological agents in upgrading waste for feed and food. –London, 1983.

Контрольные задания для СРС [1, 2, 7]

1. Решение задач на cложность структуры систе­мы [4, №№ 1, 2, 11, 16]

2. Решение задач на разнообразие состава или взаимосвязей в системе [4, №№ 29, 34, 66]

3. Оценка относительной организации системы.

4. Парциальное давление газов.

5. Относительная плотность газов.

Занятие 2

Тема 2: Основные характеристики сточных вод.

Для занятия необходимо знание методов определения ХПК и БПК.

План занятия

1. Бытовые, промышленные и сельскохозяйственные стоки, их состав и критерии оценки качества.

2. Методы определения ХПК (химическое потребление кислорода), их характеристическая и прогностическая значимость.

3. Методы определения БПК (биохимическое потребление кислорода), их характеристическая и прогностическая значимость.

4. Промежуточный контроль (расчетные задачи на ХПК и БПК).

5. Примеры решения задач на ХПК и БПК.

6. Индивидуальная работа по заданию преподавателя

7. Проверочная работа (текущий контроль)

Рекомендуемая литература 

, , Методы интенсификации процесса биологической очистки сточных вод. – М., 1987. Микроорганизмы очистных сооружений. – Л., 975. , Сбраживание осадков городских сточных вод в метанотенках. – М., 1986. , Анаэробная очистка концентрированных сточных вод. – М., 1989. , Оптимизация биохимической очистки сточных вод. –Л., 1979. Использование компостов из твердых бытовых отходов. – М., 1976. , Малогабаритные канализационные очистные установки. – М., 1987. Очистка производственных сточных вод. / , . – М., 1979. , Микробиологическая очистка воды. – Киев, 1978. , Очистка сточных вод на биофильтрах. – Киев, 1983. Обработка осадков сточных вод. – М., 1988. Экологическая биотехнология. / под ред. К. Ферстера и Д. Вейза. –Л., 1990. , Биологические фильтры. – М., 1982. Bellmany W. D. The use of microbiological agents in upgrading waste for feed and food. –London, 1983.

Контрольные задания для СРС [1, 2, 7]

1. Решение задач на ХПК и БПК [4,  №№ 41, 43, 44]

2. Определение молекулярной массы ХПК и БПК.

3. Вывод молекулярных формул ХПК и БПК.

Занятие 3

Тема 3. Характеристика методов очистки сточных вод, их преимущества и недостатки

. Виды операций в очистных сооружениях с использованием микроорганизмов..

Для занятия необходимо знать достоинства и недостатки биохимических методов очистки сточных вод.

План занятия

Промежуточный контроль (Примеры по данным ХПК и БПК различных предприятий) Примеры решения задач на экстенсивные и интенсивные системы очистки сточных вод. Индивидуальная работа по заданию преподавателя Проверочная работа (текущий контроль)

Схемы аэротенков.

Сверху вниз: аэротенк вытеснения, аэротенк смешения,
аэротенк с рассредоточенной подачей сточной воды и регенерацией активного ила
(по Дж. Бесту и др., 1988).

Практическое задание. Ответьте в письменной форме на следующие вопросы. 

Укажите конструктивные узлы различных видов аэротенков на рисунке представленном выше. Конструкционные отличия различных типов аэротенков. Процесс биоочистки в аэротенке состоит из двух этапов, опишите их. Биохимическое окисление органических веществ стоков в аэротенке на первом этапе реализуется в две стадии, опишите их. При очистки воздуха промышленного предприятия на второй стадии очистка осуществляется в аэротенке по обычной схеме с участием кислорода, опишите её.

Задача 1.

Титаномагниевый комплекс в г. У-К использует для очистки сточных вод гомогенный биореактор. Определите возраст активного ила в аэротенке на 11 сут, если объем реактора 500 м3, количество взвешенных частиц  иловой смеси 315,6 кг/м3, количество удаляемого ила 112,7 кг/сут, расход воды 1500 м3/сут, концентрация ила в выходном стоке 12,3 кг/м3.

В чем заключается сущность и значение параметра возраста активного ила в аэротенке?

Задача 2.

При проектировании септиктенков одним из основных параметров является его вместимость в литрах (V), рассчитайте V с учетом количества обслуживаемого населения (1134 человек).

Объясните, в чем разница между аэротенком и септитенком?

Теоретический контроль знаний:

3. Составьте перечень предприятий оказывающих основной вклад в загрязнения атмосферы планеты Земля

машиностроение и строительство радиотехника и электронная промышленность нефтеперерабатывающая и химическая промышленность кораблестроительство и судопроизводство здравоохранение и образование

4. Какие загрязняющие вещества в атмосфере имеют органическую природу?

хлороводород, галагены окись углерода и аммиак ароматические и непредельные углеводороды сернистый газ и сероуглерод окись углерода

5. Какие загрязняющие вещества в атмосфере имеют неорганическую природу?

хлороводород, галагены этанол и фенол ароматические и непредельные углеводороды ацетон и толуол хлороформ и ксилол

6. Каковы существенные особенности биологических очистных сооружений воздуха: биофильтры, биоскрубберы и биореакторы с омываемым слоем

в данных аппаратах в первичном тенке, входящем в состав установки, поступающие стоки полностью перемешиваются за счет рециркуляции биогаза, ила или механического перемешивания главными являются высокий уровень превращения углерода загрязняющих веществ при относительно небольших объемах прироста биомассы и получение дополнительного ценного продукта – биогаза. Очистные сооружения технологически связаны с вторичными отстойниками, в которых происходит осветление выходящих вод и отделение активного ила. Отстойники выполняют также функцию контактных резервуаров основным элементом очистного аппарата, как и водоочистного биофильтра, является фильтрующий слой, который сорбирует токсические вещества. Далее эти вещества в растворенном виде диффундируют к микробным клеткам, включаются в них и подвергаются деструкции. все ответы верны

7. Пользуясь таблицей определите, какую функцию в очистной система воздуха выполняет «рабочее тело»?