环境修复工程第6章 污染土壤的微生物修复工程
第六章 污染土壤修复原理与方法-化学修复
因此，减少修复时间和处理费用。
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四 原位化学还原与脱氯修复技术
主要包括： l 概述； l 还原剂； l 系统设计； l 原位化学可渗透反应处理墙。
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1 概述
Ø原位化学还原与脱氯修复技术（in-situ chemical reduction and reductive dehalogenation remediation）
l 过氧化氢 l 高锰酸盐 l 臭氧
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Ø 氧化剂的分散技术
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氧化剂的分散技术
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氧化剂的分散技术
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3 H2O2 作为氧化剂的化学氧化修复技术
Ø双氧水曾一度作为一种氧源用于土壤生物修复以促进微生物 的生长，后来它又被用作氧化剂处理土壤中的有机氯化物。 Gates等将双氧水投加到含有TCE和PCE的酸性粘土中，虽然投 加量达到了25.5g／kg土，但反应后PCE的降解率只有48％， TCE的降解率低于72％。
Ø为了提高双氧水的氧化能力，人们开始尝试加入亚铁离子， 形成Fenton试剂，使其在酸性条件下发生以下反应生成 H0·自由基。H0·自由基是一种很强的氧化剂，具有很高的 电负性或亲电子性，可通过脱氢反应、不饱和烃加成反应、 芳香环加成反应及与杂原子氮、磷、硫的反应等方式与烷烃、 烯烃和芳香烃等有机物进行氧化反应
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Ø 反应墙的构筑
处理墙既可以是简单的反应室，也可以是烟囱-门形状。
a) Continuous Barrier (CRB)
b) Funnel-and-gate (F&G) system 51
环境修复技术
第一章绪论【生物修复】是指利用生物的生命代谢活动减少存在于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全恢复到原初状态的过程。
【异位修复】是指将受污染的环境对象搬运或输送到其他场所，进行集中修复。
【环境】①环境是一个极其复杂、相互影响、彼此制约辩证的自然综合体。
②环境科学所研究的环境，总是以人类为中心事物的自然环境。
人类的环境是作用于人类这个主体（中心事物）的所有外界影响和力量的总和。
一、环境的分类：1、聚落环境：聚落是人类聚居的地方和活动中心，聚落环境也就是人类聚居场所的环境。
聚落环境根据其性质、功能和规模可分为院落环境、村落环境和城市环境。
2、地理环境：其含义是围绕人类自然现象的总体，地理环境位于地球的表层，即岩石圈、水圈、土圈、大气圈和生物圈相互制约、相互渗透、相互转化的交错带上，其厚度约10~30km。
二、环境修复与三废治理有何不同？1、不同点：三废治理（也就是废水、废气、废渣的治理）是环境工程的核心内容，强调的是点源治理，即工厂排污口的治理，需要建造成套的处理设施，在最短的时间内，以最快的速度与最低的成本将污染物净化去除。
“三废”治理属于污染因子的产中治理。
环境修复：强调面源治理，即对人类活动的环境进行治理,它不可能建造把整个修复对象包容进去的处理系统。
环境修复属于产后治理。
2、相同点：两者都是控制环境污染。
第二章生物修复的机理【植物挥发】利用植物的吸收、积累、挥发而减少土壤污染物,多为类金属Hg和非金属Se。
【植物稳定】利用植物吸收和沉淀来固定土壤中的大量有毒金属，以降低其生物有效性和防止其进入地下水和食物链，从而减少其对环境的污染和人类健康的危害。
【胞饮作用】也叫内吞作用，是指物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程。
微生物从胞外环境中吸收摄取物质的方式1、主动运输2、被动扩散3、促进扩散4、基团转位5、胞饮作用二、酶的催化特点1、酶具有一般催化剂的共性一一加速反应的速率但不改变反应的平衡点。
环境修复工程的土壤修复方案
环境修复工程的土壤修复方案近年来，随着人类经济社会的快速发展，环境污染问题日益突出，其中土壤污染成为一个令人担忧的热点问题。
土壤污染对农业生产、人类健康和生态系统造成了严重威胁。
为了解决这一问题，环境修复工程中的土壤修复方案显得尤为重要。
本文将介绍几种有效的土壤修复方案，以期为我们应对土壤污染问题提供帮助。
一、生物修复法生物修复法是通过利用微生物、植物或动物来修复土壤污染。
其中，微生物修复是一种常见且有效的方法。
通过引入适当的微生物，如细菌和真菌，来降解有机污染物，并将其转化为无毒或低毒的物质，从而恢复土壤的健康状况。
此外，植物修复也是一种常见的方法。
通过选择具有吸附和抗毒性能力的植物，如柳树和榆树，来吸收和转移土壤中的重金属污染物，实现土壤修复。
二、物理修复法物理修复法主要通过物理手段来修复受污染的土壤。
常见的方法包括土壤蒸汽提取和土壤冻结技术。
土壤蒸汽提取是利用热蒸汽对土壤进行加热，从而挥发出土壤中的有机物，以达到修复的目的。
土壤冻结技术则是通过注入冷冻剂使土壤结冰，从而将土壤中的有机物和重金属固定在土壤中，防止其进一步扩散和污染周围环境。
三、化学修复法化学修复法是通过添加化学物质来修复土壤污染。
其中，最常见的方法是添加吸附剂和稳定剂。
吸附剂可以吸附土壤中的污染物，从而减少其对环境的危害。
常用的吸附剂包括活性炭、粘土和沸石等。
稳定剂则可以稳定土壤中的有毒物质，防止其释放到环境中。
常见的稳定剂有磷酸盐和石灰等。
四、修复后的监测与评估在土壤修复方案实施后，对修复效果进行监测与评估是必不可少的。
通过采集土壤样品，分析样品中的污染物残余和土壤理化性质的变化，可以评估修复效果的好坏。
同时，长期的监测可以判断修复效果是否持久，并可以在修复过程中对方案进行调整和优化。
总结起来，生物修复法、物理修复法和化学修复法是环境修复工程中常用的土壤修复方案。
通过采用适当的方法，我们能够修复受污染的土壤，恢复其生态功能，减轻环境污染带来的影响。
浙江大学《污染环境的物理修复》微生物修复-原位与异位
升梯度注入井和 降梯度回收井线
抽出井 注入井
交错注入井-回 收井系列和降梯 度回收井组合
第三节 阻塞控制
• 运行中可能的问题是含水层和注入井的阻塞 。
• 主要的阻塞原因与悬浮固体、生物生长和含 水层化学有关。
一、悬浮固体阻塞
• 注入水通常是来自回收系统，容易造成悬浮固体阻塞。 悬浮固体来源是回收井的粘土、絮凝物或生物生长物。
一、土地耕作
• 土地耕作是在上层土壤进行的生物修复过程，原位 或易位生物修复都可以。通过耕翻，促进微生物对 有害化合物的降解。一般只适用于上层30cm土壤。
• 设备：农用机械。
土地耕作的设计和运行：
• 土壤耕作床通常用砂子或土壤作为底层，底层可以保护粘土 层防止机械损伤。
• 污染土壤挖出后，必要时过筛，放在砂床上；
典型原位生物修复系统：
第一节水力学控制
原位生物修复设计的第一个阶段是选择隔离 和控制污染带的技术。
水力学控制对移动或阻止地下水流、提高或 降低水位以及控制污染羽流动都是必需的。
隔离污染羽的常用方法是进行水文干预。流 体力学隔离系统的费用一般比物理遏制结构 要低，系统更灵活。
水文控制系统一般为中间抽水，四周注水。
堆制系统构成
生物堆
土壤堆体
抽气系统
营养水分调 配系统
渗滤液收集 处理系统
在线监测系 统
主要设备
抽气风机、控制系统、活性炭吸附罐、营养水分添加泵、土 壤气监测探头、氧气、二氧化碳、水分、温度在线监测仪器
生物堆制关键技术参数
技术参数
内容
污染物生物可降解性
对于易生物降解有机物（如石油烃、低分子烷烃等）效果 较好；对于POPs等难降解有机处理效果有限
环境工程中的土壤修复方法
环境工程中的土壤修复方法在现代工业化进程中，人类活动产生的工业废料、污染物等已经严重影响到了自然环境，其中土壤受到的污染程度尤为严重。
土壤污染对于生态系统和人类健康都构成了巨大的威胁。
为了恢复土壤的生态功能，环境工程师们开发了各种土壤修复方法。
本文将介绍几种常见的土壤修复方法。
一、物理修复方法物理修复方法主要是利用物理手段将污染物从土壤中分离出去。
首先要进行土壤采样和分析，确定污染物的种类和分布情况。
常见的物理修复方法包括土壤挖掘、土壤筛分和水洗等。
1. 土壤挖掘：对于局部污染比较严重的土壤区域，可以采用土壤挖掘的方式将受污染的土壤挖出，然后用新的土壤填充。
这种方法适用于污染物分布较为集中的场所。
2. 土壤筛分：使用筛网对土壤进行筛分，将较大的杂质物质从土壤中去除，这样可以有效减少土壤中的污染物含量。
3. 水洗：利用水的溶解性来将土壤中的污染物溶解后从土壤中洗去。
这种方法适用于水溶性污染物的土壤修复。
二、化学修复方法化学修复方法是通过添加化学试剂改变土壤中污染物的性质，使其发生化学反应，形成不溶于水的固体物质从而达到修复的目的。
常见的化学修复方法包括化学固化、化学还原和化学氧化等。
1. 化学固化：通过添加硬化剂或固化剂，将土壤中的重金属等有毒污染物固化成不溶于水的固体，从而减少其对环境的危害。
2. 化学还原：通过添加还原剂，可以将土壤中的有毒重金属离子还原为无毒或难溶于水的形态。
这样可以减少其对生物的毒性。
3. 化学氧化：通过添加氧化剂，可以将有机污染物氧化分解成无毒的无机物。
这种方法适用于土壤中有机污染物的修复。
三、生物修复方法生物修复方法是利用植物、微生物等生物的作用来修复土壤污染。
生物修复方法具有环保、经济、有效的特点，被广泛应用于土壤修复。
常见的生物修复方法包括植物修复和微生物修复。
1. 植物修复：植物修复是通过植物的吸收、转运和分解代谢等生理作用减少土壤中的污染物含量。
常见的植物修复方式包括植物萃取、植物修复和植物盖被等。
土壤污染的微生物修复
02
缺点
修复周期长，需要一定的时间才能见效。
03
微生物修复技术的优缺点分析
对某些难降解的有机物效果不佳。
可能受到环境条件的影响，如温度、湿度等。
03
土壤污染的微生物修 复技术应用
石油污染土壤的微生物修复技术应用
生物降解
利用微生物将石油烃类物质分解为水和二氧化碳 等无害物质。
生物吸附
微生物通过吸附作用将石油污染物从土壤中去除 。
有机物污染土壤的微生物修复技术应用
生物降解
利用微生物将有机污染物 分解为水和二氧化碳等无 害物质。
生物转化
微生物将有机污染物转化 为无害或低毒性的物质。
生物强化
通过添加外源微生物或促 进土著微生物的生长来提 高有机污染物的降解效率 。
04
微生物修复技术的实 践案例分析
国内外典型案例介绍
国内案例
案例启示
01
针对不同污染类型和土壤条件， 制定科学合理的微生物修复技术 方案。
02
选择适宜的微生物种类和数量， 提高微生物的降解效率和适应性
。
加强修复过程中的监测和调整， 及时发现和解决潜在问题。
03
结合其他修复技术，如物理、化 学和植物修复技术，提高土壤污
染修复的综合效果。
04
05
微生物修复技术的未 来发展趋势与挑战
提高微生物对污染物的降解效率是当 前的技术挑战之一。
微生物修复过程中可能产生二次污染 ，如何确保修复过程的安全性是一个 重要问题。
微生物种群调控
如何有效调控微生物种群，使其在修 复过程中发挥最佳作用，是另一个技 术挑战。
政策法规对微生物修复技术的影响分析
政策支持
政府对环保产业的支持将推动微生物修复技术的发展，为该领域 的研究和应用提供政策保障。
污染土壤的修复技术简介分解ppt课件
预处理
解吸
固相后处理
气体后处理
适用的污染物：挥发和半挥发有机污染物、卤化或非 卤化有机污染物、多环芳烃、重金属、氰化物、炸药等；
不适用于：多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂和农药、 石棉、非金属、腐蚀性物质。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
典型的土壤清洗系统包括如下几个步骤：
用水将土壤分散 并制成浆状
高压水龙头 冲洗土壤
用过筛或沉降的方法将 不同粒径的颗粒分离
利用过滤或絮凝的方法 使土壤颗粒脱水
利用不同的性质差异 进一步将污染物浓缩
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
一、有机物污染土壤的微生物修复
用微生物方法修复有机污染土壤必须具备两个条件： 一、在土壤中存在能够降解或转化污染物的微生物
二、有机化合物大部分具有可生物降解性
土著微生物
微生物的来源
外源微生物 基因工程菌
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
生物通气系统通常用于那些蒸汽挥发速度低于蒸汽提 取系统要求的污染物。
最适合于：中等分子质量的石油污染物，如柴油和喷 气燃料。分子质量小的如汽油，分子质量更大的如润滑油 都不适用。
例子：美国犹他州的一个空军基地曾采用生物通气法 处理被喷气燃料污染的5000 m3，处理历时2年，处理后土 壤石油烃的含量降低到6 mg/kg，总费用约60万美元。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
微生物在污染土壤修复中的应用与技术创新
微生物在污染土壤修复中的应用与技术创新土壤污染是一个严重的环境问题，影响着人类的健康和生态系统的平衡。
为了解决这一问题，科学家们发展了各种土壤修复技术，其中微生物技术在污染土壤修复中发挥着重要作用。
本文将介绍微生物在污染土壤修复中的应用与技术创新。
一、微生物修复技术的基本原理微生物修复技术是利用微生物的能力进行土壤污染物的降解与转化。
微生物具有高效降解有机物和吸附重金属离子的能力，可以将有害物质转化为无害的物质，从而修复受污染的土壤。
微生物修复技术的基本原理包括菌种选择、菌种培养与培养基、菌株投放与生物量增殖、环境条件优化等。
二、微生物修复技术的应用案例1. 石油污染土壤修复石油及其衍生物是常见的土壤污染物之一，对土壤和生态系统造成严重破坏。
利用一种特殊的石油降解菌，如石油分解细菌，可以有效地将石油污染物降解为无害的CO2和水，从而修复石油污染土壤。
2. 重金属污染土壤修复重金属是另一类常见的土壤污染物，其在土壤中的积累会对植物和动物产生毒性影响。
通过选取一株高效吸附重金属离子的微生物菌株，可以将土壤中的重金属离子吸附在微生物表面，降低它们对土壤的毒性，从而修复重金属污染土壤。
3. 农药污染土壤修复农药残留是农田面临的严重问题之一。
通过使用具有农药降解能力的微生物，如农药降解细菌，可以将农田中的农药降解为无害的物质，保护农田生态系统的健康。
三、微生物修复技术的技术创新随着科学技术的不断发展，微生物修复技术也在不断创新与改进。
以下是一些微生物修复技术的技术创新例子：1. 基因工程改良菌株通过基因工程技术对一些微生物进行改造，使其具有更高的降解能力或对特定污染物具有更高的选择性。
这些改良菌株可以在修复过程中更加高效地降解污染物。
2. 微生物兼并修复技术微生物兼并修复技术是通过将多种具有不同修复能力的微生物组合在一起，形成修复菌群，从而实现更全面和高效的修复效果。
3. 生物耐受技术由于污染土壤中常常存在着一些抑制微生物生长的因素，如高浓度毒性物质的存在或高温、酸碱等环境条件。
土壤污染的微生物修复ppt课件
02
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生物农药降解
利用特定微生物降解残留 农药，降低农药对土壤生 态系统的毒性。
2024/1/25
有机肥料分解
通过微生物作用，将有机 肥料分解为植物可利用的 养分，提高土壤肥力。
重金属钝化
利用某些微生物对重金属 的吸附、沉淀或氧化还原 作用，降低重金属的生物 有效性。
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工业场地土壤污染治理
石油烃降解
土壤污染的微生物修复ppt 课件
2024/1/25
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contents
目录
2024/1/25
• 引言 • 土壤污染类型及来源 • 微生物修复技术原理与方法 • 微生物修复技术应用实例 • 微生物修复技术优缺点分析 • 未来发展趋势与挑战
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2024/1/25
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引言
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土壤污染现状及危害
2024/1/25
针对石油污染土壤，利用 能够降解石油烃的微生物 ，降低土壤中石油烃含量 。
2024/1/25
有机氯溶剂降解
通过微生物降解有机氯溶 剂，减少其对土壤和地下 水的污染。
重金属生物沥滤
利用微生物代谢产生的有 机酸溶解土壤中的重金属 ，降低其毒性。
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城市土壤污染治理
城市绿地土壤改良
通过添加有益微生物和有机物质，改 善城市绿地土壤结构，提高土壤肥力 。
土壤污染现状
全国土壤污染状况严重，工矿业 、农业等人为活动以及自然背景 值高是造成土壤污染或超标的主 要原因。
危害
土壤污染导致严重的直接经济损 失和农作物的减产；土壤污染还 通过食物链危害人类健康。
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微生物修复技术概述
定义
微生物修复技术是指利用土壤中的某 些微生物对污染物的吸收、代谢、降 解等功能，将土壤中的污染物转化为 无害物质或低毒性物质的技术。
污染土壤生物修复工程流程
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在开展污染土壤生物修复工程之前，需要进行全面的场地调查与评估。
第六章污染土壤的生物修复
(四) 、化学活性栅修复
• 化学活性栅修复（chemical activated bar）:依靠掺 和进入污染土壤的化学修复剂与化学污染物发生氧化、 还原、沉淀、聚合等化学反应，从而使污染物得以降 解或转化为低毒性或移动性较低的化学形态。图6-5为 一典型的化学活性栅系统。
• 目前，这一技术已经在受到石油烃，特别是卤化烃等 有机污染物污染的土壤及地下水的修复中得到成功的 应用。
（二）生物强化修复
土著菌培养法（endemic microorganisms）
生物培养法是定期向土壤投加H2O2和营养，以满足污染 环境中已经存在的降解菌的需要，以便使土壤微生物通过代 谢将污染物彻底矿化成CO2和H2O。
❖ 投菌法（bioangmentation）
投菌法是直接向遭受污染的土壤接入外源的污染降解菌， 同时提供这些细菌生长著微生物不能满足降解要求，需接种外援 微生物（存在不一定最优）
定向筛选寻找天然存在、降解潜力大，攻击广谱
外援微生物
积极研究在极端环境下生存的微生物
基因构建：寻找高效降解的目的基因，利用细胞
融和技术，将多种目的基因转移到同一微生物上。
投菌法（bioangmentation）
（三）土地耕作修复
特点：成本低，治理表层土壤污染 缺点：修复效率不高，上层50厘米 适用条件：浅表层污染
土壤渗透性差 污染物易降解
土地耕作修复步骤
去除大块石块和碎片，使土壤比较均匀一致； 施入添加剂，使90%以上的土壤有添加剂； （限制）营养物的投入，次施用量〈45kg/m3，防止流
失； 勤翻土壤或加入膨松剂； 用石灰、明矾或磷酸调整土壤的pH值等。
污染区域
各种植物
注入井
抽提井
土壤污染的微生物修复
土壤微生物
土壤微生物微小生命有机体的总称，是土 壤中最原始的活有机体。它们的作用是：分解 有机质，合成腐殖质，转化土壤中难溶性的矿
质养分及固氮。包括三种生命形式：原核生物、
真核生物和病毒。
土壤微生物的营养类型和呼吸类型 土壤微生物的营养类型
根据微生物对营养和能源的要求，一般可将其分为四大 类型： 化能有机营养型 化能无机营养型 光能有机营养型 光能无机营养型
影响土壤微生物生长的主要影响因素
土壤有机质 :土壤中的微生物多数为异养型，靠分解有机质获得 养分和能源。有机质含量丰富的土壤，微生物数量就多，反之 则少。 植被类型 土壤水分 :水分是微生物生存的基本因素。 土壤空气 :土壤微生物多数是好气性的，所以土壤通气良好，有 充足氧气供应时，厌气性微生物活动力弱，甚至会中毒死亡。 土壤温度 :土壤微生物生活需要一定的温度。如果温度超出其能 忍受的最低或最高限度时，微生物就停止生长。在最高和最低 温度之间有一最适温度，微生物在这一最适温度内生命活动最 旺盛，根据最适温度可把微生物分为高温性、中温性和低温性 3类，如下表。 土壤反应 :不同类型的土壤微生物，对土壤反应有不同的要求， 过酸或过碱的土壤反应，超出了其适应范围，就会限制它们的 生命活动。
污染土壤微生物修复
定义与分类 污染土壤微生物修复就是利用微生物的作用 降解土壤中的有机污染物，或通过生物吸附和 生物氧化、还原作用改变有毒元素的存在形态， 降低其在环境中的毒性和生态风险。 按对土壤扰动情况:原位修复、异位修复 按污染物类型：有机污染物修复、重金属修复
微生物修复的优缺点
《硫酸盐还原菌修复铬（VI）污染土 壤研究》论文中提到
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2020年4月8日5时54分
环境修复工程
第6章 污染土壤的微生物修复工程
目录
6.1 微生物修复概述 6.2 微生物修复机理 6.3 微生物修复生态学原理 6.4 影响生物修复的污染物特性 6.5 污染土壤的微生物修复工程
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第6章 污染土壤的微生物修复工程
环境修复工程
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第6章 污染土壤的微生物修复工程
（2）土壤柱试验
一般以拟修复的污染土壤类型 及耕作层深度，并按相应的疏松程 度（容重）装成土柱。土柱内径至 少5cm以上。
（3）摇瓶试验
在三角瓶中装入培养液进行批 式培养（Batch culture ),监测污染物 的降解情况。
（4）反应器试验
实验室规模的反应器由一个2L的 容器构成（见图6-2 ) 。
5）有关的管理法规，根据相应的法规确立修复目标。
2020年4月8日5时54分
环境修复工程
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第6章 污染土壤的微生物修复工程
⑵技术查询
在掌握当地信息后，应向有关单位（信息中心、信息网站、大专院校、科研 院所等）咨询是否在相似的情况下进行过微生物修复处理，以便采用或移植他人 经验。例如，在美国要向“新处理技术信息中心” ( Alternative Treatment Technology Information Center , 简称 ATTI) 提出技术查询。
2020年4月8日5时54分
环境修复工程
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第6章 污染土壤的微生物修复工程
6.1.6 微生物修复工程设计
微生物修复是一项系统工程，它需要依靠工程学、环境学、生物学、生 态学、微生物学、地质学、土壤学、水文学、化学等多学科的合作，为了确 定微生物修复技术是否适用于某一受污染环境和某种污染物，需要进行微生 物修复的工程设计。
可处理性试验方法
（1）土壤灭菌试验
选取有代表性土壤经混匀后分装于容器中。容器分为两组，一组经高 温灭菌或适当药剂处理以杀灭其中微生物；另一组不灭菌。分别施入同量 的目标污染物，置于空气中培养。在一个时期内，定期监测两组土壤中该 污染物的消失情况，最后判定是否为可微生物降解性物质及其降解速率。
2020年4月8日5时54分
⑴ 场地信息收集调查包括以下五个方面：
1）污染物的种类和化学性质、在土壤中的分布和浓度、受污染的时间； 2）当地正常情况下和受污染后微生物的种类、数量和活性以及在土壤中的 分布，分离鉴定微生物的属种，检测微生物的代谢活性，从而确定该地是否 存在适于完成生物修复的微生物种群。
4）受污染现场的地理、水力地质和气象条件以及空间因素（如可用的土地 面积和沟渠）；
▪ 1989年3月，Exxon公司和环保局开始了著名的“阿拉斯加研究计划” ，主要采用微生物修复技术来消除超级油轮Exxon Valdez 号的 4.2×104m3的原油泄漏到美国最原始、最敏感的阿拉斯加海岸的污染。
▪ 在美国从1991年开始实施庞大的土壤、地下水、海滩等环境危险污染物 的治理项目，并称之为“超基金项目”。
2020年4月8日5时54分
环境修复工程
第6页
第6章 污染土壤的微生物修复工程
6.1.3 微生物修复的特点
微生物修复的产生的历史尽管短, 但其发展势头是其他修复技术无法 比拟的。与传统或现代的物理、化学修复方法相比, 微生物修复技术具有 以下优点: 1）生物修复可以现场进行，节省了很多治理费用。 2）环境影响小。 3）最大限度的降低污染物的浓度。 4）可用于其他处理技术难以应用的场地。 5）生物修复技术可以同时处理受污染的土壤和地下水。
也称就地微生物修复，是指在基本不破坏土壤和地下水自然环境的条件下，对受污染的 环境对象不作搬运或输送，而在原场直接采用微生物修复技术所进行的微生物修复。 1)原位工程微生物修复
指采取工程措施，有目的地操作环境系统中的微生物过程，加快环境修复。在原位工程 微生物修复技术中，—种途径是提供微生物生长所需要的营养，改善微生物生长的环境条件 ，从而大幅度提高土著微生物的数量和活性，提高其降解污染物的能力，这种途径称为微生 物强化修复；另一种途径是投加实验室培养的对污染物具有特殊亲和性的微生物，使其能够 降解土壤和地下水中的污染物，称为微生物接种修复。 2)原位自然微生物修复
微生物修复技术是在人为强化的条件下，用自然环境中的土著微生物或人为 投加外源微生物的代谢活动，对环境中的污染物进行转化、降解与去除的方法。 微生物有其容易发生变异的特点，随着新污染物的产生和数量的增多，微生物的 种类可随之相应增多，显现出更加多样性。这使其又有别于其他生物，在环境污 染治理中，微生物的作用更独树一帜。微生物修复工艺的实施过程如图6-1所示。
易位微生物修复是指将受污染的环境对象搬运或输送到其他场所（ 如实验室、工厂等），借助于微生物反应器处理进行集中修复。常用的 异位修复技术有反应器处理、制床处理、堆肥式处理、厌氧处理。
（3）原位-异位联合微生物修复（Combined bioremediation )
很明显，原位微生物修复具有成本低廉但修复效果差的特点，适合 于大面积、低污染负荷的环境对象；异位微生物修复具有修复效果好但 成本高昂的特点，适合于小范围内、高污染负荷的环境对象。将原位微 生物修复和异位修复相结合，便产生了联合微生物修复，它能扬长避短 ，是当今环境修复中前途较广的修复措施。常见的联合修复方法有水洗微生物反应器法以及土壤通气-堆肥法。
6.1.4 微生物修复的类型
1.按修复主体分类
修复主体是参与微生物修复的微生物类群, 这些微生物类群包括原核 微生物(细菌、放线菌)、真核微生物(原生动物、微型后生动物)、藻类、 真菌(酵母菌、霉菌、伞菌)及由它们构成的生态系统。
2.按修复受体分类
修复受体是微生物修复的对象，即我们通常所说的环境要素。众所 周知，环境要素一般包括土壤、水体、大气等。考虑到固体废弃物涉及 的环境要素是土壤、水体、大气的自然综合体，有时也将固体废弃物纳 入第四环境要素。有些环境要素还可分为若干次级要素，因此，根据修 复对象可将微生物修复分为土壤微生物修复、河流水微生物修复、湖泊 水库微生物修复、海洋微生物修复、地下水微生物修复、大气微生物修 复、矿区微生物修复、垃圾场微生物修复等。
2.生物修复的可处理性试验 ➢ 可处理性试验目的
进行可处理性研究，以便对决定微生物修复技术效果的关键因素有基 本的了解。
可处理性试验研究主要是提供污染物在微生物修复过程中的行为和归 宿的数据，评价微生物修复所能达到的速度和程度，其实验数据和污 染物及污染现场的特性需要同时考虑，用以评估微生物修复技术的可 行性和局限性，规划保持微生物修复系统中生物活性最大的策略。根 据可处理性试验得到的净化时间、净化所能达到的水平以及处理费用 等，结合具体受污染现场的处理要求，就能决定微生物修复技术是否 能够在该地应用。
指利用环境中原有的微生物，在自然条件下对污染区域进行自然修复。但是，自然微生 物修复也并不是不采取任何行动措施，同样需要制定详细的计划方案，鉴定现场活性微生物 ，监测污染物降解速率和污染带的迁移等。
环境修复工程
第6章 污染土壤的微生物修复工程
（2）异位微生物修复 ( Ex-site bioremediation )
2020年4月8日5时54分
环境修复工程
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第6章 污染土壤的微生物修复工程
在进行可处理性试验时必须设置非微生物因素的对照，以便测定物理 和化学过程（如非生物性水解、取代、氧化和还原等）引起的污染物 的减少，从而能够真实地评价微生物修复技术对污染物消减的贡献。 另一种能够准确评估微生物降解的方法是进行物料衡算和矿化计算。 物料衡算需要测定目标污染物及其转化产物，矿化计算需要测定二氧 化碳（或甲烷）或氯、溴等基团的释放。
微生物修复的目标是将有毒有害的污染物降解或解毒成为对人类和环 境无害的产物，因此在进行可处理性试验时要监测污染物的降解过程 和最终产物的毒性。监测的方法有两种：化学分析和生物监测。
污染物的降解通过测定一种或多种物质的浓度变化来表述，并用零级 或一级动力学方程式来拟合，从而得到用于评价微生物修复技术可行性 的重要参数― 污染物半衰期。零级反应与污染物浓度无关，取决于其他 因素。当污染物浓度较低而生物活性较高时，一般采用一级反应动力学 方程式拟合，此时反应速度与污染物浓度成正比。
微生物修复的目的是去除环境中的污染物，使其浓度降至环境标准规 定的安全浓度之下。
微生物修复技术主要有三种：
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添加具有高速分解难降解化合物能力的特定微生物(群)的方法。
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第6章 污染土壤的微生物修复工程
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第6章 污染土壤的微生物修复工程
3.按修复场所分类
根据微生物修复中人工干预的程度，可以分为自然微生物修复、人工微生物修复。后者 根据修复实施的场所（或形式）又可分为原位微生物修复、异位微生物修复以及联合微生物 修复。
（1）原位微生物修复 （In-site bioremediation）
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第6章 污染土壤的微生物修复工程
可处理性试验分为三个不同规模：实验室小试、中试和现场试验。
可处理性试验的结果应为实际工程的实施回答以下几个问题。
污染物进一步扩散的可能性以及防治措施；
提高微生物活性的技术手段；
评价微生物修复效果所需的检测手段。
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第6章 污染土壤的微生物修复工程
6.1.5 微生物修复的原则及可处理性试验
微生物修复并不是万能的，它必须在一定的原则下，经过可处理性试 验，确定微生物修复设计工艺参数。 1.微生物修复的原则