环境污染生物修复技术ppt课件
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生物修复--微生物技术
藻华水体、养殖水体：光合细菌、硝化细菌、ＥＭ复合菌、 海藻等。
化学和危险物质泄漏事故等。
三. 污染水体微生物修复主要技术
生物修复中可利用的生物：微生物（细菌、真 菌）、高等植物、大型海藻、鱼类、贝类及其他 水生无脊椎动物等。
微生物法（接种微生物法、强化土著微生物法）、 高等植物修复法等；
水草形状的编织物是一种人造聚合物惰性生态 净化基，它是由超编织技术制造的具有高比表面积的 织物，其机理是通过提供巨大的生物附着表面积（1平 方米表面积达245平方米），大量地吸附和繁衍水体降 解微生物。
一些工厂化污水处理装置中 使用的生物膜---填料（载体）
人工水草、生物栅
人工曝气复氧
污染水体的生物修复工程能否顺利进行, 在很大程度上取 决于水体中是否有足够的溶解氧。
美国 Exxon 公司和环保局联合实施“阿拉斯加研究计 划”：投加 2 种亲油性肥料作为微生物营养成分。研究 发现：异氧菌和石油烃降解菌数量增加1～2个数量级， 石油类污染物的降解速度提高2～3 倍，整个修复过程加 快近 2 个月时间。
生物修复实例（二）
2010.7.16 大连新港中石油输油管道爆炸事故
每天投放几十吨分散剂（Corexit 9500和 Corexit EC9527A） ：一种类似餐具洗涤液的表面活性剂，可中和 原油中的酯基，使原油分散成微小的液滴，能直接被微生 物降解转化。
生物修复？需要5000吨以上的海洋烷烃降解菌 。
生物修复的应用
城市黑臭河道（上海上澳塘、随塘河、静安公园、广州市 朝阳涌等水体 ）；
第七章 水污染的生物修复
---微生物修复技术
搜索结果
生物修复---314000条 生态修复---533000条 生物处理---472000条 生物净化---301000条
化学和危险物质泄漏事故等。
三. 污染水体微生物修复主要技术
生物修复中可利用的生物：微生物（细菌、真 菌）、高等植物、大型海藻、鱼类、贝类及其他 水生无脊椎动物等。
微生物法（接种微生物法、强化土著微生物法）、 高等植物修复法等；
水草形状的编织物是一种人造聚合物惰性生态 净化基，它是由超编织技术制造的具有高比表面积的 织物，其机理是通过提供巨大的生物附着表面积（1平 方米表面积达245平方米），大量地吸附和繁衍水体降 解微生物。
一些工厂化污水处理装置中 使用的生物膜---填料（载体）
人工水草、生物栅
人工曝气复氧
污染水体的生物修复工程能否顺利进行, 在很大程度上取 决于水体中是否有足够的溶解氧。
美国 Exxon 公司和环保局联合实施“阿拉斯加研究计 划”：投加 2 种亲油性肥料作为微生物营养成分。研究 发现：异氧菌和石油烃降解菌数量增加1～2个数量级， 石油类污染物的降解速度提高2～3 倍，整个修复过程加 快近 2 个月时间。
生物修复实例（二）
2010.7.16 大连新港中石油输油管道爆炸事故
每天投放几十吨分散剂（Corexit 9500和 Corexit EC9527A） ：一种类似餐具洗涤液的表面活性剂，可中和 原油中的酯基，使原油分散成微小的液滴，能直接被微生 物降解转化。
生物修复？需要5000吨以上的海洋烷烃降解菌 。
生物修复的应用
城市黑臭河道（上海上澳塘、随塘河、静安公园、广州市 朝阳涌等水体 ）；
第七章 水污染的生物修复
---微生物修复技术
搜索结果
生物修复---314000条 生态修复---533000条 生物处理---472000条 生物净化---301000条
生物修复技术
微生物修复技术
原理
利用微生物的生命活动，将污染 物转化为无害或低毒性的物质，
从而达到修复环境的目的。
厌氧生物修复
利用厌氧微生物将有机物转化 为甲烷和二氧化碳。
好氧生物修复
通过好氧微生物的代谢作用， 将有机物氧化分解为二氧化碳 和水。
生物强化技术
通过添加具有特定功能的微生 物，提高污染物的降解效率。
微生物-动物联合修复
利用微生物的降解作用和动物的生理 功能，共同促进污染物的转化和去除。
植物-动物联合修复
结合植物的吸收转化能力和动物的生 理功能，协同去除污染物。
03 生物修复技术的实践案例
土壤污染的生物修复案例
案例一
某农药厂附近的土壤污染，采用植物 修复技术，种植对农药有较强吸收能 力的植物，通过植物的吸收和转化去 除土壤中的农药残留。
植物修复技术
原理
利用植物的吸收、转化和降解能力，将污染 物从环境中去除或降低其浓度。
植物提取
利用植物吸收污染物的能力，将其从土壤或 地下水中提取出来。
植物稳定化
通过植物的生长和代谢，降低污染物的移动 性和生物可利用性。
植物挥发
利用植物将有机污染物转化为气体并释放到 大气中。
动物修复技术
原理
利用动物的生理功能和行为习性，促进污染 物的分解和转化。
大气治理等。
A
B
C
D
国际合作加强
面对全球性的环境问题，各国将加强在生 物修复技术领域的合作，共同应对挑战。
政策支持
随着环保政策的加强，政府将加大对生物 修复技术的支持力度，推动技术的研发和 应用。
生物修复技术的未来研究方向
新型生物种群的开发
寻找和开发能够高效降解污染物的新型生物种群，提高修复效率。
生物修复 PPT
生物修复技术的应用
海洋污染的生物修复
对海洋石油污染的生物修复通常 有两种方法。
第一种方法是通过增加营养盐以促使土著 微生物的生长；
第二种方法是通过生物反应器培养，增加 有益微生物的数量，然后再将这些微生物 分类群接种到污染地进行生长、繁殖。
生物修复技术的应用
重金属污染物的生物修复
1、生物吸附法 这是一种利用廉价的失活生物细
（3）一种微生物共代谢目标化合物，形成的 中间产物不能被其彻底分解，第二种微生 物分解中间产物；
（4）一种微生物分解目标化合物形成有毒中 间产物，使分解速率下降，第二种微生物 以有毒中间产物为碳源将其分解。
影响生物修复的环境因素
6、捕食作用
环境中细菌或真菌浓度较高时，常存 在一些捕食或寄生类微生物。有些寄生微 生物可能引起细菌或真菌分解。这种捕食、 寄生及分解作用可能影响细菌或真菌对污 染物的生物修复过程。这种影响常是破坏 性的，但也有有利的情况。
生物修复的主要方法
原位生物修复的主要技术手段是添加：① 营养物质；②溶解氧；③微生物或酶；④表 面活性剂；⑤补充碳源及能源。根据被处理 对象的性质、污染物种类、环境条件等的区 别，营养物质的添加方式也不同。
生物修复的主要方法
异位生物修复涉及各种类型的生物反应器的利用。 与原位生物处理一样，根据处理对象、处理工艺 的要求，处理过程中常需要添加各种辅助有机物 分解的物质。生物反应器的加工制造及控制系统 的设置等虽然增加了异位生物修复的费用，但对 一些难以处理的污染物，异位生物修复是不可代 替的选择。此外，生物反应器的条件可以严格控 制，生物修复的除污效率较高。
适合的微生物
是指具有生理和代谢能力并能降 解污染物的细菌和真菌。如果在反应器内 处理高浓度有毒污染物，修复位点处有降 解微生物存在。在多数情况下，则要加入 外源微生物。
最新污染水体的生物修复2教学讲义PPT课件
水植物是重点也是难点。
3 湖泊富营养化的生物操纵修复
• 3.1 生物操纵（biomanipulation）的基 本概念
• 用调整生物群落结构的方法控制水质。 主要是调整鱼群结构，保护和发展大型 牧食性浮游动物，从而控制藻类的过量 生长。
Phytoplankton are tiny water plants
修复法，生态修复法
1.2 生物试剂添加曝气
• 投加微生物菌种。筛选各类微生物。 • 颇有争议。 • 也有成功的例子。
2 湖泊富营养化的植物修复
• 水草茂盛则水质清澈、水产丰盛、湖泊生 态稳定；
• 水草缺乏，则水质浑浊、水产贫乏、湖泊 生态脆弱。
• 水生植被的恢复是湖泊环境综合治理的一 个重要环节。
• 挺水植物对沼泽化贡献最大；浮叶植物和漂浮植 物次之，沉水植物最小。
优化设计
• 1）先锋物种的选择
• 原则： • 适应性原则：对污染和湖泊条件有很好的适应
性 • 本土性原则：优先考虑湖内现有物种 • 强净化能力原则：超强的NP吸收能力 • 可操作原则：易于栽培、管理并具有经济价值
优化设计
• 确定植物种类 • 水葫芦；满见红；水花生； • 慈姑；芦苇；茭白；菱角；莲 • 苴草；金鱼藻；红线草；微齿眼子菜； • 黑藻；伊乐藻
• 有机污染太重时，在沉水植物叶面形成 附着层，影响光合作用，同时还招致微 生物大量繁殖，引起沉水植物死亡。
• 湖水透明度低，还限制沉水植物和浮叶 植物的分布深度。
优化设计的基础
• 3）湖泊利用方式决定水生植被的类型、面积 和分布格局
• 调蓄型湖泊：不宜大规模的发展水生植被； • 水源性湖泊：应该尽可能扩大水生植被面积，
优化设计
• 2）群落配置
3 湖泊富营养化的生物操纵修复
• 3.1 生物操纵（biomanipulation）的基 本概念
• 用调整生物群落结构的方法控制水质。 主要是调整鱼群结构，保护和发展大型 牧食性浮游动物，从而控制藻类的过量 生长。
Phytoplankton are tiny water plants
修复法，生态修复法
1.2 生物试剂添加曝气
• 投加微生物菌种。筛选各类微生物。 • 颇有争议。 • 也有成功的例子。
2 湖泊富营养化的植物修复
• 水草茂盛则水质清澈、水产丰盛、湖泊生 态稳定；
• 水草缺乏，则水质浑浊、水产贫乏、湖泊 生态脆弱。
• 水生植被的恢复是湖泊环境综合治理的一 个重要环节。
• 挺水植物对沼泽化贡献最大；浮叶植物和漂浮植 物次之，沉水植物最小。
优化设计
• 1）先锋物种的选择
• 原则： • 适应性原则：对污染和湖泊条件有很好的适应
性 • 本土性原则：优先考虑湖内现有物种 • 强净化能力原则：超强的NP吸收能力 • 可操作原则：易于栽培、管理并具有经济价值
优化设计
• 确定植物种类 • 水葫芦；满见红；水花生； • 慈姑；芦苇；茭白；菱角；莲 • 苴草；金鱼藻；红线草；微齿眼子菜； • 黑藻；伊乐藻
• 有机污染太重时，在沉水植物叶面形成 附着层，影响光合作用，同时还招致微 生物大量繁殖，引起沉水植物死亡。
• 湖水透明度低，还限制沉水植物和浮叶 植物的分布深度。
优化设计的基础
• 3）湖泊利用方式决定水生植被的类型、面积 和分布格局
• 调蓄型湖泊：不宜大规模的发展水生植被； • 水源性湖泊：应该尽可能扩大水生植被面积，
优化设计
• 2）群落配置
第五章 污染环境修复的生态工程技术(大学)精品PPT课件
5
国内外生态工程发生态工程的概念
10
生态工程的原理
11
5.1.3 特点
研究和处理对象的整体性 目的和目标的多元化 以自我组织和调控为基础 从自然界获取主要资源和能源
12
国内外生态工程特点比较
13
14
15
16
5.1.4 应用类型
生态恢复生态工程 生态农业与生态工业 废物资源与能源化综合利用的生态工程 生态建筑及生态城镇建设 流域和区域的生态治理与开发的生态工程
25
2.2工业生产原料
20
1.2对含重金属废水的净化作用
水葫芦不仅对氮磷以及有机物都有吸收、积累、分解和转 化的能力，而且对水中的重金属元素也有去除作用，能从污 水中除去镉、铅、汞、锶、银等重金属。Mazen等（1998）进 行了埃及尼罗河中水葫芦吸收重金属的研究，当镉、铅、锶 浓度超过15μg/L时，水葫芦生长出现缓慢；在15-30μg/L ，水 葫芦叶子中的镉、铅含量是对照的4-5倍，而且超过50%的金 属积累在根中，茎和叶分别仅有20%和30%。
17
生态恢复生态工程
相对生态破坏而言，就是要恢复破坏了的生态系 统的合理结构、高效功能和协调关系。
如在荒山、滩涂、沙地及矿山废弃地等未被利用 的退化生态系统，根据当地生态条件，利用生态 工程与技术恢复植被，发展草业、牧业或林业， 恢复其生态服务功能及经济效益。
18
实例
水葫芦广泛生长于各种湿地、河流、湖泊、池塘、水道、沟渠和死水区 ，能适应营养源、pH值和温度的变化。水葫芦可以通过种子的有性繁殖和通 过匍匐枝发芽的无性繁殖。子株在匍匐枝上发芽，成倍时间6-18天。种子在 几天内发芽，或者休眠15-20年，主要的繁殖方式还是通过匍匐枝。适宜条 件下，1株可在50天内长成3000株，1年内覆盖600m2。扩散一般通过风和水 流，在一个新地点，水葫芦都是开始于低密度的小植株。在形成一大片之前 ，植株数量和密度不断增长，而个体大小并不增长。我国水葫芦方面的研究 开展得较晚，并且由于在1990年代以前，我国尚很少出现水葫芦大面积蔓生 成灾的问题，因此，我国对水葫芦的研究大部份集中在水葫芦用作饲料、污 水净化等方面。但到了1990年代以后，该草已在我国南方17个省市自治区泛 滥成灾，“生物入侵”、“生态爆发”或者“绿色灾难”等名词更是形象地 表明了目前形势的严峻，因此，水葫芦的控制又重新成了当前的研究热点。
国内外生态工程发生态工程的概念
10
生态工程的原理
11
5.1.3 特点
研究和处理对象的整体性 目的和目标的多元化 以自我组织和调控为基础 从自然界获取主要资源和能源
12
国内外生态工程特点比较
13
14
15
16
5.1.4 应用类型
生态恢复生态工程 生态农业与生态工业 废物资源与能源化综合利用的生态工程 生态建筑及生态城镇建设 流域和区域的生态治理与开发的生态工程
25
2.2工业生产原料
20
1.2对含重金属废水的净化作用
水葫芦不仅对氮磷以及有机物都有吸收、积累、分解和转 化的能力，而且对水中的重金属元素也有去除作用，能从污 水中除去镉、铅、汞、锶、银等重金属。Mazen等（1998）进 行了埃及尼罗河中水葫芦吸收重金属的研究，当镉、铅、锶 浓度超过15μg/L时，水葫芦生长出现缓慢；在15-30μg/L ，水 葫芦叶子中的镉、铅含量是对照的4-5倍，而且超过50%的金 属积累在根中，茎和叶分别仅有20%和30%。
17
生态恢复生态工程
相对生态破坏而言，就是要恢复破坏了的生态系 统的合理结构、高效功能和协调关系。
如在荒山、滩涂、沙地及矿山废弃地等未被利用 的退化生态系统，根据当地生态条件，利用生态 工程与技术恢复植被，发展草业、牧业或林业， 恢复其生态服务功能及经济效益。
18
实例
水葫芦广泛生长于各种湿地、河流、湖泊、池塘、水道、沟渠和死水区 ，能适应营养源、pH值和温度的变化。水葫芦可以通过种子的有性繁殖和通 过匍匐枝发芽的无性繁殖。子株在匍匐枝上发芽，成倍时间6-18天。种子在 几天内发芽，或者休眠15-20年，主要的繁殖方式还是通过匍匐枝。适宜条 件下，1株可在50天内长成3000株，1年内覆盖600m2。扩散一般通过风和水 流，在一个新地点，水葫芦都是开始于低密度的小植株。在形成一大片之前 ，植株数量和密度不断增长，而个体大小并不增长。我国水葫芦方面的研究 开展得较晚，并且由于在1990年代以前，我国尚很少出现水葫芦大面积蔓生 成灾的问题，因此，我国对水葫芦的研究大部份集中在水葫芦用作饲料、污 水净化等方面。但到了1990年代以后，该草已在我国南方17个省市自治区泛 滥成灾，“生物入侵”、“生态爆发”或者“绿色灾难”等名词更是形象地 表明了目前形势的严峻，因此，水葫芦的控制又重新成了当前的研究热点。
污染土壤的生物修复PPT课件
• 动物修复技术主要包括蚯蚓养殖和线虫控制两种方式。蚯蚓养殖是指利用蚯蚓 来改善土壤结构、提高土壤肥力，从而达到净化土壤的目的；线虫控制是指利 用一些寄生线虫来控制土壤中的病原微生物，从而减少其对土壤的危害。
• 动物修复技术的优点包括改善土壤结构、提高土壤肥力等。但动物修复技术的 缺点是处理周期较长，且对某些重金属污染土壤的处理效果不佳。
技术成熟度
某些生物修复技术仍处于 研究阶段，技术成熟度有 待提高。
影响因素多
生物修复效果受到多种因 素的影响，如污染物特性、 土壤条件、气候条件等。
03 生物修复技术应用
微生物修复技术
微生物修复技术是指利用微生物的生命代谢活动 来减少土壤环境中有毒有害物质的浓度，从而使 土壤环境得到净化和修复的过程。
政府应加大对生物修复技术的政策支 持和资金投入，促进技术的研发和应 用。
建立评价体系
建立生物修复技术的评价体系，制定 相关标准和方法，规范技术的实际应 用。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引进国外先进 技术和管理经验，提高我国生物修复 技术的整体水平。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
微生物修复技术的优点包括处理效果好、适用范 围广、对环境影响小等。但微生物修复技术的缺 点是处理周期较长，且对某些重金属污染土壤的 处理效果不佳。
微生物修复技术主要包括原位修复和异位修复两 种方式。原位修复是在污染场地就地处理，而异 位修复是将污染土壤转运至集中处理场地进行修 复。
微生物修复技术适用于有机物污染、重金属污染 和农药污染等多种类型的土壤修复。其中，有机 物污染土壤的微生物修复技术应用最为广泛。
利用土壤动物（如蚯蚓）对污染物 的抗性和净化能力，实现污染土壤 的治理和生态修复。
• 动物修复技术的优点包括改善土壤结构、提高土壤肥力等。但动物修复技术的 缺点是处理周期较长，且对某些重金属污染土壤的处理效果不佳。
技术成熟度
某些生物修复技术仍处于 研究阶段，技术成熟度有 待提高。
影响因素多
生物修复效果受到多种因 素的影响，如污染物特性、 土壤条件、气候条件等。
03 生物修复技术应用
微生物修复技术
微生物修复技术是指利用微生物的生命代谢活动 来减少土壤环境中有毒有害物质的浓度，从而使 土壤环境得到净化和修复的过程。
政府应加大对生物修复技术的政策支 持和资金投入，促进技术的研发和应 用。
建立评价体系
建立生物修复技术的评价体系，制定 相关标准和方法，规范技术的实际应 用。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引进国外先进 技术和管理经验，提高我国生物修复 技术的整体水平。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
微生物修复技术的优点包括处理效果好、适用范 围广、对环境影响小等。但微生物修复技术的缺 点是处理周期较长，且对某些重金属污染土壤的 处理效果不佳。
微生物修复技术主要包括原位修复和异位修复两 种方式。原位修复是在污染场地就地处理，而异 位修复是将污染土壤转运至集中处理场地进行修 复。
微生物修复技术适用于有机物污染、重金属污染 和农药污染等多种类型的土壤修复。其中，有机 物污染土壤的微生物修复技术应用最为广泛。
利用土壤动物（如蚯蚓）对污染物 的抗性和净化能力，实现污染土壤 的治理和生态修复。
环境污染的生物修复
环境污染的生物修复技术
生物修复的概念
1.广义的生物修复(Bioremediation) 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称为生物修复。
2.生物修复分类 可以分为微生物修复、植物修复、动物修复和生态修复四大 类，其中微生物修复就是我们通常所称的狭义上的生物修复。
微生物在环境污染治理中的作用■
②累积及固定重金属 在微生物累积重金属方面，已阐明同细胞内金属硫
蛋白(Metalothioneins)简称MT有关，MT是一种低分子量 的细胞质蛋白，同Hg, Zn、Cd、Cu、Ag等重金属有强烈的 亲和性，结果使重金属富集并抑制其毒性。
生物降解与生物催化数据库
共收集了 1147 种化合物；
微生物在环境污染治理中的作用■
2.微生物对重金属的转化与固定 微生物虽然不能降解重金属，但是可以降低其毒性，
并可将其累积在菌体内使之固定。 ①汞的去甲基化及还原 例如：蓝绿色假单胞菌、变形杆菌可使汞离子转化成元素 汞，经10小时后挥发掉的汞可达75% 。假单胞菌K62能使 无机汞和有机汞形成元素汞。
生物修复的基本思想
自然净化 溶解氧不足 营养盐缺乏
有效微生物生长缓慢 效率低下
生物修复
提高通气效率 补充营养(对石油污染而言，
主要是补充N、P) 投加优良菌种 效率高
环境的化学污染
化学曾经为社会的进步发现了或合成了成千上万种新 的化合物，到了1985年，在美国化学文摘（Chemical Abstracts, CA）上正式登录的化合物数目已达到了600万 种，1990年就超过了1000万种，目前已知的化合物远远超 过3000万种！
微生物具有强大的降解转化能力
• 微生物种类繁多，分布广 • 微生物个体微小，比表面积大，代谢速率快 • 微生物繁殖快，易变异，适应性强 • 代谢类型多样，具有多种降解酶 • 微生物的降解性质粒对环境异生物质的降解
生物修复的概念
1.广义的生物修复(Bioremediation) 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称为生物修复。
2.生物修复分类 可以分为微生物修复、植物修复、动物修复和生态修复四大 类，其中微生物修复就是我们通常所称的狭义上的生物修复。
微生物在环境污染治理中的作用■
②累积及固定重金属 在微生物累积重金属方面，已阐明同细胞内金属硫
蛋白(Metalothioneins)简称MT有关，MT是一种低分子量 的细胞质蛋白，同Hg, Zn、Cd、Cu、Ag等重金属有强烈的 亲和性，结果使重金属富集并抑制其毒性。
生物降解与生物催化数据库
共收集了 1147 种化合物；
微生物在环境污染治理中的作用■
2.微生物对重金属的转化与固定 微生物虽然不能降解重金属，但是可以降低其毒性，
并可将其累积在菌体内使之固定。 ①汞的去甲基化及还原 例如：蓝绿色假单胞菌、变形杆菌可使汞离子转化成元素 汞，经10小时后挥发掉的汞可达75% 。假单胞菌K62能使 无机汞和有机汞形成元素汞。
生物修复的基本思想
自然净化 溶解氧不足 营养盐缺乏
有效微生物生长缓慢 效率低下
生物修复
提高通气效率 补充营养(对石油污染而言，
主要是补充N、P) 投加优良菌种 效率高
环境的化学污染
化学曾经为社会的进步发现了或合成了成千上万种新 的化合物，到了1985年，在美国化学文摘（Chemical Abstracts, CA）上正式登录的化合物数目已达到了600万 种，1990年就超过了1000万种，目前已知的化合物远远超 过3000万种！
微生物具有强大的降解转化能力
• 微生物种类繁多，分布广 • 微生物个体微小，比表面积大，代谢速率快 • 微生物繁殖快，易变异，适应性强 • 代谢类型多样，具有多种降解酶 • 微生物的降解性质粒对环境异生物质的降解
环境生物技术土壤污染与修复技术(共64张PPT)
土壤中污染物的来源
▪ 大气沉降(土壤酸化、多环芳烃和二恶英等)
▪ 污水排灌（重金属、多环芳烃等）
▪ 化肥农药施用（硝酸盐、PCB、DDT等） ▪ 固体废物堆放处置（各种污染物） ▪ 工业生产(石油、多环芳烃和重金属污染等) ▪ 交通运输（三氯乙稀等）
▪ 全球物质循环（持久性有机污染物）
土壤污染的类型（掌握）
▪ ⑥水分低于50％，或pH高于8.5时会抑制生物降解作用。
典型有机化合物的生物降解
▪ 2.2.2 脂烃类的降解特点
▪ (1) 链烃的降解方式：单末端氧化、双末端氧化、次末端氧化和直接 脱氢。
▪ (2) 环烷烃的生物降解：
典型有机化合物的生物降解
▪ 2.2.2 芳香烃的降解特点
▪ (2)单环芳烃的好氧降解
▪ 微生物对脂烃类的降解特点： ▪ ①很多微生物可以降解脂烃类；
▪ ②脂烃的生物降解一般都需要氧； ▪ ③长链脂肪烃（C10-C24）比短链脂肪烃(<C10)易于降解，小于C10的脂
肪烃大部分只能通过共代谢作用降解，大于C24则不容易降解； ▪ ④ 链烃比环烃容易降解，直链烷烃比直链烷烃容易降解；
▪ ⑤不饱和脂肪烃比饱和脂肪烃容易降解
土壤污染的特点（重点）
❖ （1）隐蔽性或潜伏性:
水体和大气的污染比较直观，严重时通过人的感官即能发现： 而土壤污染则往往要通过农作物包括粮食、蔬菜、水果或牧草以及 摄食的人或动物的健康状况才能反映出来，从遭受污染到产生恶果 有一个相当长的逐步积累过程，具有隐蔽性或潜伏性。日本的第二 公害病——痛痛病60年代发生于富山县神通川流域，直至70年代才 基本证实是镉污染土壤所生产的“镉米”所致。
影响微生物降解和转化的因素
▪ （（33））温温度度；； ▪ （4）营 营养养；； ▪ （55））酸酸碱碱度度；； ▪ （6）氧氧；；
环境修复原理与技术讲义(PPT 46页)
“月湖生态修复示范工程”基地的人工浮岛
大气环境修复：采取一定的措施，包括物理、化学和生物的方法来减少大气 环境中的有毒有害化合物。
大气污染：人类的生活、生产活动和自然界中局部的质能转换向大气排放各种 污染物，当污染物超过环境所能允许的极限（环境容量）时，大气质量就会恶 化。
固体废弃物环境修复：利用化学、物理或生物的方法对污染环境的固体废弃 物进行处理，以达到减少污染的无害化处理。
水体修复技术一般可分为水体物理修复技 术、水体化学修复技术和水体生物修复技 术。目前在研究应用上一般以水体生物修 复技术为主，水体物理修复技术、水体化 学修复技术为辅。
水体修复技术
物理修复技术 化学修复技术 生物修复技术
一、物理方法
现 达状到引：相水应引稀的水释水稀就质释是标、通准底过．泥工该疏程方浚调法。水能对激污活染水水流体，进温增行加瑞稀流塘释速河水。，引源使使水水？水体体稀在中释短D的时O增间加内，
环境物理修复技术：借助物理手段将污染物从环境中提取分离出来的技术， 工艺简单、费用低。通常没有高度的选择性，多用作初步的分选。一般说来， 物理分离技术没有充分达到环境修复的要求。
环境化学修复技术：发展较早也相对成熟。主要包括：化学淋洗、溶剂浸提、 化学氧化修复和化学还原修复等。
比较而言，化学氧化技术是一种快捷、积极，对污染物类型和浓度不是很敏感 的修复方式；在土壤修复中，化学还原和还原脱氯法则作用于分散在地表下较 大、较深范围内的氯化物等还原反应敏感的化学物质，将其还原、降解；原位 化学淋洗技术对去除低溶解度和吸附力较强的污染物更有效。
本章重点
➢环境修复的定义 ➢环境修复技术及特点
环境修复
P8
一、环境修复的概念
修复（remediation）：借助外界作用力使受损的特定对象 部分或全部恢复到原初状态的过程。
环境生态修复课件44页PPT
第一节 基本概念
治理：是指采用一些措施使受污染的环境
不再对系统中生物或其周围环境产 生负面影响。
修复： 是在使污染环境得到治理后，虽然
可能会在结构上发生某些变化，但 最终还能够恢复未污染之前的功能 ，使污染环境重新焕发出生机和活 力而被重新使用。。
修复
生物修复 物理修复
微生物修复 植物修复
化学修复
2020/6/14
18
（2）生物通气法（bioventing)。
• 生物注气法修复工作原理示意图
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2）易位生物修复(ex situ bioremediation) ——污
染的土壤从污染环境挖出，通过采用固相法或泥浆反应器 处理。
• 此法主要适应污染程度较高时，单纯采用原位生物修复往 往达不到预定的要求采用。
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1、植物修复技术的类型
▪ ⑴植物萃取技术
▪
指植物将土壤中的金属萃取出来，富集并搬运到植物
根部可收割部分和植物地上纸条部位的技术。
▪ 如：芸苔属植 物、油菜、工 业用大麻，可 超量富集砷。
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⑵ 植物根际过滤技术
• 指利用植物发达丰富的根系从污水、土壤中吸收、 沉淀和富集有毒重金属的技术。
如：向日葵及 各种水生植物 如宽叶香蒲等。
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⑶植物固定技术
• 指利用植物吸附降低金属活性，减少重金属被淋 洗到地下或通过空气载体扩散进一步污染环境的 可能性的技术。
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•
有目的地采取措施，使受到损害的生态系统结构
和功能得以恢复和完善，实现生产力高、生物多样性
丰富、系统趋于稳定的目标。
污染环境的生物修复ppt课件
➢ 狭义的生物修复通常是指在自然或人工控制的条件 下，利用特定的微生物降解、清除环境中污染物的 技术。
环境生物修复技术主要由三方面的内容组成：
• （1）利用土著微生物代谢能力的技术 • （2）活化土著微生物分解能力的方法 • （3）添加具有高分解难降解化合物能力的
特定微生物的方法
2. 生物修复的产生发展
– 共代谢基质 微生物的共代谢基质对一些顽固污染物的降解起着重要作
用，因此，共代谢基质对生物修复有重要影响。
– 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 如有机污染物的化学结构、毒性、生物可利用性。
3.微生物修复与物质循环
• 4.1 生物修复概述 • 4.2 环境微生物修复机理 • 4.3 环境修复微生物生态学原理 • 4.4 影响生物修复的污染物特性
4.1生物修复概述
1. 生物修复(Bioremediation)的概念
➢ 广义的生物修复通常是指利用各种生物（包括微生 物，动物和植物）的特性，吸收、降解、转化环境 中的污染物，使受污染的环境得到改善的治理技术， 一般分为植物修复、动物修复和微生物修复三种类 型。
• 可处理性试验方法 • （1）土壤灭菌试验 • （2）土壤柱试验 • （3）摇瓶试验 • （4）反应器试验
6 生物修复工程技术
生物修复工程技术可行性研究
（－）数据调查
– 污染物性质，受污染前后生物性质、分布，污染现场条件，有关管理法规，确 立净化目标。
（二）技术查询 （三）选择技术路线
– 对各种修复技术以及它们可能组合进行全面客观评价，列出可行方案， 并确定最佳技术。
• 1989年，美国阿拉斯加海域受到大面积石油污染，生物 修复技术首次大规模应用，取得了很好的效果。阿拉斯加 溢油生物修复成为生物修复史上的里程碑，至此，生物修 复技术成为一种可被人们接受的油泄漏治理方法。
环境生物修复技术主要由三方面的内容组成：
• （1）利用土著微生物代谢能力的技术 • （2）活化土著微生物分解能力的方法 • （3）添加具有高分解难降解化合物能力的
特定微生物的方法
2. 生物修复的产生发展
– 共代谢基质 微生物的共代谢基质对一些顽固污染物的降解起着重要作
用，因此，共代谢基质对生物修复有重要影响。
– 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 如有机污染物的化学结构、毒性、生物可利用性。
3.微生物修复与物质循环
• 4.1 生物修复概述 • 4.2 环境微生物修复机理 • 4.3 环境修复微生物生态学原理 • 4.4 影响生物修复的污染物特性
4.1生物修复概述
1. 生物修复(Bioremediation)的概念
➢ 广义的生物修复通常是指利用各种生物（包括微生 物，动物和植物）的特性，吸收、降解、转化环境 中的污染物，使受污染的环境得到改善的治理技术， 一般分为植物修复、动物修复和微生物修复三种类 型。
• 可处理性试验方法 • （1）土壤灭菌试验 • （2）土壤柱试验 • （3）摇瓶试验 • （4）反应器试验
6 生物修复工程技术
生物修复工程技术可行性研究
（－）数据调查
– 污染物性质，受污染前后生物性质、分布，污染现场条件，有关管理法规，确 立净化目标。
（二）技术查询 （三）选择技术路线
– 对各种修复技术以及它们可能组合进行全面客观评价，列出可行方案， 并确定最佳技术。
• 1989年，美国阿拉斯加海域受到大面积石油污染，生物 修复技术首次大规模应用，取得了很好的效果。阿拉斯加 溢油生物修复成为生物修复史上的里程碑，至此，生物修 复技术成为一种可被人们接受的油泄漏治理方法。
生态修复工程PPT课件
——马世俊
3
西方的生态工程概念
4
5
我国生态工程与西方生态工程的差异
6
7
基塘系统水陆相互作用中的物质循环
8
生态工程的特点
从自然界获取主要资源和能源
以植物储藏的太阳能为主要能源，以自然存在的物种为主要设备
目的多元化
防治污染、保护改善环境；取得社会与经济效益
9
处理对象的整体性
按照生态系统内在的联系（系统各要素间的相互作用）与开放性（系统与所 处环境之间的物质、能量与信息交换）将系统及其所处环境作为整体进行处 理
67
68
湿地生态恢复工程
问题：湿地的缩小和破坏 对策：控制污染、退田还湖
案例：江西鄱阳湖湿地生态恢复工程
69
当初人们围湖造田
主要原因：我国历来人多地少，在 “以粮为纲”的年代，围湖造田，种 植农作物，以生产更多的粮食；片面 强调经济发展，没有认识到湖泊的巨 大生态调节功能也是重要原因。
70
退耕还湖不仅包括退耕地为湖区，还包括退耕后 湖区上游以及湖区周围的生态环境保护工作；地处 湖区上游的人们保护环境，减少水土流失和水污染。 例如,减少工厂、生活污水往水体中的排放，农田中 减少化肥和农药的施用量等。
21
流域和区域的生态治理与开发的生态工程
在现有资源基础上，通过低耗、高效和持续地利 用流域内的自然资源，如将治坡、治沟、修梯田 与发展草业、牧业、林业等相结合，实现农村经 济向集约型经济的转变。在良好的自然和半自然 生态系统区域开发生态旅游，促进区域生态、经 济和社会的全面发展
22
主要内容
生态工程概述 污染环境的生态工程修复的原理 污染环境的生态工程修复的技术
退化生态系统：
3
西方的生态工程概念
4
5
我国生态工程与西方生态工程的差异
6
7
基塘系统水陆相互作用中的物质循环
8
生态工程的特点
从自然界获取主要资源和能源
以植物储藏的太阳能为主要能源，以自然存在的物种为主要设备
目的多元化
防治污染、保护改善环境；取得社会与经济效益
9
处理对象的整体性
按照生态系统内在的联系（系统各要素间的相互作用）与开放性（系统与所 处环境之间的物质、能量与信息交换）将系统及其所处环境作为整体进行处 理
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湿地生态恢复工程
问题：湿地的缩小和破坏 对策：控制污染、退田还湖
案例：江西鄱阳湖湿地生态恢复工程
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当初人们围湖造田
主要原因：我国历来人多地少，在 “以粮为纲”的年代，围湖造田，种 植农作物，以生产更多的粮食；片面 强调经济发展，没有认识到湖泊的巨 大生态调节功能也是重要原因。
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退耕还湖不仅包括退耕地为湖区，还包括退耕后 湖区上游以及湖区周围的生态环境保护工作；地处 湖区上游的人们保护环境，减少水土流失和水污染。 例如,减少工厂、生活污水往水体中的排放，农田中 减少化肥和农药的施用量等。
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流域和区域的生态治理与开发的生态工程
在现有资源基础上，通过低耗、高效和持续地利 用流域内的自然资源，如将治坡、治沟、修梯田 与发展草业、牧业、林业等相结合，实现农村经 济向集约型经济的转变。在良好的自然和半自然 生态系统区域开发生态旅游，促进区域生态、经 济和社会的全面发展
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主要内容
生态工程概述 污染环境的生态工程修复的原理 污染环境的生态工程修复的技术
退化生态系统：
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人工湿地系统污水处理中的微生物
• 人工湿地技术是20世纪70年代发展起来一项新型 污水生态处理技术。所谓人工湿地,就是人工建造 的、可控制的和工程化的湿地系统。人工湿地是 一种经济适用的污水处理方法,其具有污泥减量化、 处理高效性、运行和维护成本低廉、无化学污染 和能源损耗、无臭气等优点,同时还可以作为城市 景观。人工湿地对污染物的净化主要是通过植物、 填料和微生物之间的物理、化学、生物作用得以 实现,而微生物群体是维持湿地生态系统和实现生 态净化功能的重要组成
赤潮防治中的微生物
• 在赤潮藻的生消过程中,除了与环境中温度、 盐度、光照、水深、营养物供应等物理化 学因素有密切关系外,还与大量不同种类的 微生物共生,它们各自的代谢物可以对彼此 产生有利或有害的影响,细菌代谢物可以有 效地阻碍甚至终止藻类的繁殖。
石油化工污染治理中的微生物
• 早在20世纪70年代,美国率先开始利用细菌 来消除石油污染的研究,随后各国相继开展。
环境污染生物修复技术
L/O/G/O
生物修复的概念
• 广义的生物修复，指一切以利用生物 为主体的环境污染的治理技术。
• 狭义的生物修复，是指通过微生物的 作用清除土壤和水体中的污染物，或 是使污染物无害化的过程。
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。
• 植物修复过程中可以具体分为5种： 1.植物转化 2.根滤作用 3.植物辅助生物修复 4.植物萃取 5.植物固定
植物转化
• 原理：植物转化也称植物降解(Phytodegradation)， 指通过植物体内的新陈代谢作用将吸收的污染物 进行分解，或者通过植物分泌出的化合物（比如 酶）的作用对植物外部的污染物进行分解。植物 转化技术使用于疏水性适中的污染物，如BTEX， TCE，TNT等军用排废.对于疏水性非常强的污染 物，由于其会紧密结合在根系表面和土壤中，从 而无法发生运移.对于这类污染物，更适合采用之 后提到的植物固定和植物辅助生物修复技术来治 理。
法。
植物修复的评价
• 优点：花费低，适应性广，无二次污染物。
• 缺点：修复周期长，对于深层污染的修复 有困难，由于气候及地质等因素使得植物 的生长受到限制，存在污染物通过“植 物—动物”的食物链进入自然界的可能。
微生物修复
• 微生物修复技术是指通过微生物的作 用清除土壤和水体中的污染物，或是 使污染物无害化的过程。它包括自然 和人为控制条件下的污染物降级或无 害化的过程。
植物萃取
• 原理：种植一些特殊植物，利用其根系吸收污染 土壤中的有毒有害物质并运移至植物地上部，通 过收割地上部物质带走土壤中污染物的一种方法。 植物提取作用是目前研究最多，最有发展前景的 方法。该技术利用的是一些对重金属具有较强忍 耐和富集能力的特殊植物。要求所用植物具有生 物量大、生长快和抗病虫害能力强的特点，并具 备对多种重金属较强的富集能力。此方法的关键 在于寻找合适的超富集植物和诱导出超级富集体。
• 我国丝状真菌、细菌等微生物在石油污染 的研究中也取得了一些成果。据报道,能够 降解石油的微生物可达200多种,分属于70 个属,其中细菌占40个属,常见的海洋石油降 解菌有4大类群:细菌、放线菌、霉菌、酵母 菌。
石油化工污染治理中的微生物
• 利用微生物修复石油化工造成的污染已经 有很多成功的典型实例。1984年,针对美国 密苏里州西部石油运输泄漏事件,采用了添 加氮磷营养物质、人工曝气的方法进行原 位生物修复,经过32个月的运行,苯、甲苯和 二甲苯的质量浓度从20~30 mg/L急降至 0·05~0·1 mg/L,得到了良好的环境修复效果。
土壤动物修复的概念
• 土壤动物修复技术：利用土壤动物及 其肠道微生物在人工控制或自然条件 下,在污染土壤中生长、繁殖、穿插等 活动过程中对污染物进行破碎、分解、 消化和富集的作用,从而使污染物降低 或消除的一种生物修复技术。
土壤动物对一般有机污染物的处理机理
• 土壤动物主要是通过对生活垃圾及粪便污 染物进行破碎、消化和吸收转化,把污染物 转化为颗粒均匀,结构良好的粪肥。而且这 种粪肥中还有大量有益微生物和其他活性 物质,其中原粪便中的有害微生物大部分被 土壤动物吞噬或杀灭。其次,土壤动物肠道 微生物转移到土壤后,填补了土著微生物的 不足,加速了微生物处理剩余有机污染物的 处理能力。
• 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。
生物修复的分类
• 按作用方式中有无人为的有目的的活 动分两类：自然生物修复和人为生物 修复。
• 实际上一般分类为：植物修复，微生 物修复以及动物修复
植物修复
植物固定
• 原理：利用植物根际的一些特殊物质使土壤中的污染物转化为相对无 害物质的一种方法。
•
植物在植物稳定中主要有两种功能：
•
1.保护污染土壤不受侵蚀，减少土壤渗漏来防止金属污染物的淋
移;
•
2.通过金属根部的积累和沉淀或根表吸持来加强土壤中污染物的
固定。
•
应用植物稳定原理修复污染土壤应尽量防止植物吸收有害元素，
以防止昆虫、草食动物及牛、羊等牲畜在这些地方觅食后可能会对食ຫໍສະໝຸດ 物链带来的污染。•
然而植物稳定作用并没有将环境中的重金属离子去除，只是暂时
将其固定，使其对环境中的生物不产生毒害作用，但并没有彻底解决
环境中的重金属污染问题。如果环境条件发生变化，重金属的生物可
利用性可能又会发生改变。因此，植物固定不是一个很理想的修复方
微生物修复展望
• 目前我们对于微生物的研究开发利用还是 冰山一角,而我国又面临着来自生活生产各 个方面的严峻环境污染问题,所以进一步深 入研究微生物的环境修复功能不仅具有很 大潜力,而且时间很紧迫,任务很艰巨。在已 有的研究基础上,为了更好地提高微生物修 复治理效果,获得环境污染治理新突破,就要 采用新的工艺手段,生产易于微生物降解的 化合物,合成具有特殊降解能力的工程菌。