НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ БИОРЕСУРСОВ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
ЮЖНЫЙ ФИЛИАЛ НАЦИОНАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА БИОРЕСУРСОВ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ УКРАИНЫ «КРЫМСКИЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет лесного, садово-паркового и охотничьего хозяйства
Кафедра биотехнологий, генетики и физиологии растений
Методическое пособие
для самостоятельной подготовки к модульной контрольной работе № 1 по дисциплине
ЭКОБИОТЕХНОЛОГИЯ
для студентов заочной фомы обучения направлений
6.030504 «Экономика предприятий», 6.030601 «Менеджмент организаций», 6.030508 «Финансы и кредит», 6.030509 «Учет и аудит»
Симферополь 2012
Методические указания подготовлены:
к.б.н., доцентом кафедры биотехнологий,
генетики и физиологии растений Зильберварг И.Р.
к.с.-х.н., ассистентом кафедры биотехнологий,
генетики и физиологии растений Ивановой-Ханиной Л.В.
Рекомендовано к изданию на заседании кафедры биотехнологий, генетики и физиологии растений (протокол № 3 от «20» ноября 2012 г.)
Рассмотрено и рекомендовано к изданию ученым советом факультета лесного, садово-паркового и охотничьего хозяйства (протокол № 4 от «14» декабря 2012 г.)
Рецензенты:
Баглаева Л.Ю., доцент кафедры виноделия и технологии бродильных производств
Хлевная Г.С., доцент кафедры фитодизайна и ботаники
Ответственный за выпуск:
Макрушин Н.М. – заведующий кафедрой биотехнологий, генетики и физиологии растений, доктор с.-х. наук, член-корр. НААН Украины
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………6
Тема № 1. Введение. Биотрансформация (биоконверсия), биодеструкция (биодеградация) и биодоступность органических ксенобиотиков……………………………………………………………7
1. Задачи и содержание курса. Связь со специальными и общетехническими дисциплинами. История вопроса…………………..7
2. Современное экологическое состояние земельных ресурсов, необходимость альтернативного биологического земледелия. Сельскохозяйственные системы безотходного экологически чистого производства…………………………………………………………….11
3. Биотрансформация (биоконверсия), биодеструкция (биодеградация) и биодоступность органических ксенобиотиков. Понятие биотрансформации, биодеструкции и биодоступности…….15
4. Микроорганизмы – деструкторы. Генетические основы создания рекомбинантных микроорганизмов – деструкторов органических ксенобиотиков……………………………………………16
5. Факторы окружающей среды и биодоступность ксенобиотиков. Особенности микробиологической трансформации отдельных классов органических ксенобиотиков. Биотрансформация ксенобиотиков водорослями и растениями…………………………….17
Тема № 2. Биотрансформация загрязнений неорганической природы. Биодеструкция природных и синтетических полимерных материалов………………………………………………24
1. Биотрансформация загрязнений неорганической природы………………………………………………………………..24
1.1. Биотрансформация соединений азота……………………25
1.2. Биотрансформация металлов. Биотрансформация соединений серы……………………………………………….26
1.3. Транслокационная миграция тяжелых металлов и радионуклидов в растения…………………………………….35
1.4. Накопление загрязнений гидробионтами………………..39
2. Биодеструкция природных и синтетических полимерных материалов…………………………………………………………….40
2.1. Разложение природных полимеров………………………40
2.2. Биодеградация ксенобиотиков лигнолитическими микроорганизмами…………………………………………….41
2.3. Биодеградация синтетических полимерных материалов. Проблема создания биодеградируемых пластиков………….41
Тема № 3. Биологическая очистка промышленных и природных загрязненных водных сред………………………………48
1. Характеристика сточных вод; требования к их очистке…48
2. Классификация методов биологической очистки сточных вод…………………………………………………………………………49
3. Общие принципы очистки сточных вод и организации очистных сооружений……………………………………………………50
4. Аэробная биологическая очистка сточных вод…………..52
5. Анаэробная биологическая очистка сточных вод………..53
6. Биологическая очистка природных водоемов. Биопруды и гидроботанические площадки…………………………………………...55
Тема № 4. Биоремедиация почв. Биологическая очистка и дезодорация газовоздушных выбросов……………………………....59
1. Основные современные подходы к методам и технологиям биологической очистки почв. Биоремедиация in situ. Биоремедиация ex situ …………………………………………………………………………59
2. Биологическое удаление тяжелых металлов и радионуклидов……………………………………………………………62
3. Фиторемедиация……………………………………………63
4. Биологические основы очистки и дезодорации газов. Методы биодезодорации………………………………………………..65
Тестовые задания………………………………………………..70
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………..90
ВВЕДЕНИЕ
Экологическая биотехнология занимает особое место в комплексе наук биотехнологического профиля и биотехнологических процессов. Это связано не только с обострением проблем охраны окружающей среды и потребностью рационально использовать природные ресурсы, но и с проблемами недостатка в Мире продуктов питания для человека, кормов для животных, качественных медицинских препаратов.
Направления развития экологической биотехнологии включают:
- утилизацию сельскохозяйственных, бытовых и промышленных отходов;
- очистку стоков и газо-воздушных выбросов;
- деградацию ксенобиотиков;
- ремедиацию (восстановление) почв;
- получение эффективных и нетоксичных препаратов для борьбы с болезнями и вредителями культурных растений и домашних животных;
- создание альтернативных и безвредных для окружающей среды способов воспроизводства пищи;
- оздание лекарственных препаратов;
- альтернативные методы получения различных видов топлива;
- добычи полезных ископаемых из малоперспективных или выработанных месторождений.
В настоящее время процесс подготовки специалистов для сельского хозяйства должен включать теоретические и практические знания в области экологических биотехнологий.
Данные методические материалы предназначены для самостоятельной подготовки к модульной контрольной работе № 1 в рамках смыслового модуля «Биотехнология и ее использование в решении экологических проблем. Биодеградация (биодеструкция) ксенобиотиков.» и зачетной работе по дисциплине «Экобиотехнология» для студентов заочной фомы обучения направлений 6.030504 «Экономика предприятий», 6.030601 «Менеджмент организаций», 6.030508 «Финансы и кредит», 6.030509 «Учет и аудит».
Тема № 1
Введение. Биотрансформация (биоконверсия), биодеструкция (биодеградация) и биодоступность органических ксенобиотиков
План:
1. Задачи и содержание курса. Связь со специальными и общетехническими дисциплинами. История вопроса.
2. Современное экологическое состояние земельных ресурсов, необходимость альтернативного биологического земледелия. Сельскохозяйственные системы безотходного экологически чистого производства.
3. Биотрансформация (биоконверсия), биодеструкция (биодеградация) и биодоступность органических ксенобиотиков. Понятие биотрансформации, биодеструкции и биодоступности.
4. Микроорганизмы – деструкторы. Генетические основы создания рекомбинантных микроорганизмов – деструкторов органических ксенобиотиков.
5. Факторы окружающей среды и биодоступность ксенобиотиков. Особенности микробиологической трансформации отдельных классов органических ксенобиотиков. Биотрансформация ксенобиотиков водорослями и растениями.