第八章- 污染环境的生物修复.ppt

第八章污染环境的生物修复
生物修复的概念及其原理
生物修复工程技术

什么是生物修复?
生物修复(Bioremediation)指利用生物将土壤、地表及地下水或海洋中的危险性污染物现场去除或降解的工程技术系统。
生物修复的基本指导思想
净化速度缓慢
由于三方面的原因
生物修复技术系统中
添加氮、磷等营养盐
接种、驯化高效菌
自然条件下
DO不足
营养盐缺乏
高效菌生长缓慢
供氧
快速去除污染物
生物修复技术的特点
优点:投资费用省,对环境影响小,能有效降低污染物浓度,适用于在其他技术难以应用的场地,而且能同时处理受污染的土壤和地下水。
局限性:需对具体地点的状况和污染物进行详细而昂贵的考察,微生物活性受温度和其他环境条件的影响,某些情况下,生物修复不能去除全部的污染物。
与生物处理的区别:两者原理一致,但生物修复侧重于受污区域的原位生物处理。
微生物修复及其原理
微生物修复的生物类型
土著微生物:环境中固有的微生物
外来微生物:需大量接种的高效菌
基因工程菌(GEM)
微生物修复的影响因素
营养盐:需添加氮、磷营养元素
电子受体:
可通过对土壤鼓气或添加产氧剂的方式来提供DO作为有机物降解的电子受体;此外,硝酸根、硫酸根、铁离子也可作为有机物降解的电子受体。
共代谢基质
污染现场和土壤特性:
土壤特性影响污染物和微生物的相对活性,最终影响生物修复的速度和程度。
有毒有机污染物的物理化学性质
植物修复(Photoremediation)
植物修复的特点
可同时去除有机污染物和重金属、放射性核素,适用于大面积、低污染的位点。
植物对环境中金属的去除
环境中金属污染的去除
已有方案:场外修复,先将土壤挖掘、转移,再去除金属离子;
微生物修复:生物量小,从而吸收量小,同时生物体过小难以进行后处理;
植物修复特点:生物量大,从而吸收量大,同时易于进行后处理。
适应重金属胁迫的植物
不吸收或少吸收重金属
将吸收的金属钝化在植物的地下部分
大量吸收金属的同时正常生长
可在金属污染土壤中生产符合环境标准的农产品
通过栽种植物积累金属,收获后进行植物提取
植物修复金属污染的方式
植物固定
指利用植物和其他一些添加物使环境中的金属流动性降低,生物可利用性下降,降低金属对生物的毒性。
该法只是暂时将金属固定,并没有彻底去除环境中的金属。
植物挥发
指植物将污染物吸收到体内后又将其转化为气态物质,释放到大气中。
该法只适用于挥发性污染物。
植物吸收
指利用能耐受并可过量积累金属的植物吸收环境中的金属离子,将它们输送并贮存在植物体的地上部分。
需要选择能耐受并可过量积累金属的植物种类。
植物修复去除有机污染物的机理
植物对有机污染物的直接吸收作用
植物释放分泌物和酶
强化根区的矿化作用
植物在富营养化水体的水质净化中的作用
富营养化水体
水华和赤潮
防治水体富营养化的对策:
控制外源性营养物质的输入;
减少内源性营养物质的负荷。
防治水体富营养化的措施:
工程性措施:挖走底泥、水底深层曝气等;
化学法:凝聚沉降、化学药剂杀藻等;
生物法:即生物修复,利用水生生物吸收氮、磷进行代谢活动从而除去水体中的营养物质。
高等水生植物净化水体的特点
以大型植物为主体,植物和根区微生物共生,产生协同效应,经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗粒,同时对重金属元素也有去除效果。
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