1、第八章 污染環(huán)境的生物修復,生物修復的概念及其原理 生物修復工程技術,8.1生物修復的概念及其原理,什么是生物修復? 生物修復（Bioremediation）指利用生物將土壤、地表及地下水或海洋中的危險性污染物現(xiàn)場去除或降解的工程技術系統(tǒng)。 生物修復的基本指導思想,生物修復技術的特點 優(yōu)點：投資費用省，對環(huán)境影響小，能有效降低污染物濃度，適用于在其他技術難以應用的場地，而且能同時處理受污染的土壤和地下水。 局限性：需對具體地點的狀況和污染物進行詳細而昂貴的考察，微生物活性受溫度和其他環(huán)境條件的影響，某些情況下，生物修復不能去除全部的污染物。 與生物處理的區(qū)別：兩者原理一致，但生物修復側重于受污

2、區(qū)域的原位生物處理。,微生物修復及其原理,微生物修復的生物類型 土著微生物：環(huán)境中固有的微生物 外來微生物：需大量接種的高效菌 基因工程菌（GEM） 微生物修復的影響因素 營養(yǎng)鹽：需添加氮、磷營養(yǎng)元素 電子受體： 可通過對土壤鼓氣或添加產氧劑的方式來提供DO作為有機物降解的電子受體；此外，硝酸根、硫酸根、鐵離子也可作為有機物降解的電子受體。 共代謝基質 污染現(xiàn)場和土壤特性： 土壤特性影響污染物和微生物的相對活性，最終影響生物修復的速度和程度。 有毒有機污染物的物理化學性質,植物修復（Photoremediation）,植物修復的特點 可同時去除有機污染物和重金屬、放射性核素，適用于大面積、低污

3、染的位點。,植物對環(huán)境中金屬的去除,環(huán)境中金屬污染的去除 已有方案：場外修復，先將土壤挖掘、轉移，再去除金屬離子； 微生物修復：生物量小，從而吸收量小，同時生物體過小難以進行后處理； 植物修復特點：生物量大，從而吸收量大，同時易于進行后處理。,植物修復金屬污染的方式,植物固定 指利用植物和其他一些添加物使環(huán)境中的金屬流動性降低，生物可利用性下降，降低金屬對生物的毒性。 該法只是暫時將金屬固定，并沒有徹底去除環(huán)境中的金屬。 植物揮發(fā) 指植物將污染物吸收到體內后又將其轉化為氣態(tài)物質，釋放到大氣中。 該法只適用于揮發(fā)性污染物。 植物吸收 指利用能耐受并可過量積累金屬的植物吸收環(huán)境中的金屬離子，將它們

4、輸送并貯存在植物體的地上部分。 需要選擇能耐受并可過量積累金屬的植物種類。,植物修復去除有機污染物的機理,植物對有機污染物的直接吸收作用 植物釋放分泌物和酶 強化根區(qū)的礦化作用,植物在富營養(yǎng)化水體的水質凈化中的作用,富營養(yǎng)化水體 水華和赤潮 防治水體富營養(yǎng)化的對策： 控制外源性營養(yǎng)物質的輸入； 減少內源性營養(yǎng)物質的負荷。 防治水體富營養(yǎng)化的措施： 工程性措施：挖走底泥、水底深層曝氣等； 化學法：凝聚沉降、化學藥劑殺藻等； 生物法：即生物修復，利用水生生物吸收氮、磷進行代謝活動從而除去水體中的營養(yǎng)物質。 高等水生植物凈化水體的特點 以大型植物為主體，植物和根區(qū)微生物共生，產生協(xié)同效應，經過植物直

5、接吸收、微生物轉化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和懸浮顆粒，同時對重金屬元素也有去除效果。,8.2 生物修復工程技術,生物修復的可行性研究 數(shù)據(jù)調查 技術查詢 選擇技術路線 可處理性試驗 實際工程設計,地表水生物修復工程技術,微生物修復 針對流動的河道水體，可采用直接曝氣、生物膜法等； 對于淺水湖泊，可添加營養(yǎng)鹽、采用曝氣機攪拌混合等法； 大型水生植物對水體的凈化,土壤生物修復工程技術,原位處理 特點：原地進行，無需挖出土壤和運輸，采用土著微生物或經馴化的微生物處理。 包括兩方面內容： 對受油污染的土壤進行修復 對礦山廢棄地進行植被恢復 挖掘堆置處理 特點：可在受污染初期限制污染物的擴散和遷移，減少受污染范圍，但運輸、挖掘費用較高，運輸過程中可能引發(fā)新的污染或因挖掘造成土壤生態(tài)結構的破壞。 反應器處理 特點：此法類似于污水生物處理，受污染的土壤挖出與水混合后在接種了微生物的反應器內進行處理，處理速度較快，但工程復雜，費用較高。,地下水生物修復工程技術,原位處理 特點：與土壤原位處理基本相同。 物理攔阻 指使用暫時的物理屏障以減緩并阻滯污染物在地下水中的進