第十章 污染环境的生物修复

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环境污染的生物修复

环境污染的生物修复
形态微小、结构简单 代谢旺盛、繁殖快速 适应性强、易变异 种类繁多、分布广泛
2、1微生物基础代谢过程 2、2微生物生态学概要 2、3微生物修复污染环境得原理
2、3、1微生物参与得物质循环 2、3、2污染物得微生物降解性 2、3、3微生物对污染物降解转化途径 2、4微生物修复污染环境得技术 2、4、1用于生物修复得微生物 2、4、2微生物对有机污染物得修复 2、4、3微生物对重金属污染物得作用 2、5影响微生物修复效率得因素 2、5、1微生物得种类 2、5、2环境因素 2、5、3污染物特性
微生物向环境释放抗生素抑制其她微生物 得代谢,包括破坏其她微生物细胞膜结构,导 致细胞膜得渗透性改变,进而使细胞内环境 改变,最终使得其她微生物生理紊乱而死亡; 或者直接干扰或抑制蛋白质和核酸代谢
近似得概念:生物净化 自然环境系统利用本身固有得生物体自发降解、
清除环境中污染物得过程; 区别:生物净化就是自发得过程
生物修复就是人为控制或人为引发得过程, 更强调人有意识地利用生物体进行污染物得无害化, 即人为条件下生物技术得一种应用方式
1、2 生物修复得特点
1、3 生物修复技术类型
1、3、1 按修复主体分类 微生物修复:生物修复狭义定义包含得范围,即利用
生态系统中得信息传递
信息流(传递、接受和感应)存在于不同组织水平, 就是长期进化得结果。
生态系统中得信息各类 物理信息:声、光、电、热等 化学信息:代谢分泌物、植物次生代谢物等 营养信息:影响生物得迁徙等 行为信息
生态系统中信息传递得特征 具有可传扩性、永续性; 具有时效性、分享性与转化性
微生物催化降解有机污染物,从而修复被污染环境 或消除环境中得污染物得过程
一株可同时有效降解有机氮和有机硫得微生物

环境有机物污染的生物修复

环境有机物污染的生物修复

环境有机物污染的生物修复近年来,随着社会的发展和人们生活水平的提高,环境污染问题逐渐凸显。

其中,有机物污染是十分常见的一种污染形式。

由于有机物化合物极为多样,它们的生产和使用也十分广泛,同时它们也具有很高的毒性,对环境和人体都造成了严重的威胁。

有机物污染一般指有机化学物质的大量排放和应用后,通过水、土、大气等途径进入环境后造成环境的破坏和污染,如石油、烯烃类等。

这些有机物污染物对人类的健康和环境造成了严重影响,因此如何处理这些有机污染物,成为了当今社会急待解决的问题。

传统的有机物污染控制技术主要以物理、化学处理为主,如生物氧化和沉淀等,但是这些方法太过耗时费力,处理方式单一,成本也很高。

相比之下,生物修复技术在污染修复效果和经济效益上有很大的潜力。

生物修复技术是指通过利用生物修饰法、生物降解法或植物提取物等方法,利用微生物、植物、动物等具有降解污染物能力的生物群体降解有机物污染物,从而达到污染物的稳定性、生态恢复性和环境友好型等综合的治理措施。

生物修复技术包括生物修饰法、生物降解法、热解降解法、生物炭还原等。

其中,生物修饰法是指利用微生物对污染物进行修饰,降低其毒性并改善其环境生态性;生物降解法是指通过植物、微生物等生物体来降解污染物;热解降解法是指利用高温和高压进行催化裂解,将污染物分解为无毒无害物质;生物炭还原是利用生物碳还原污染物,通过将有机物作为还原剂,还原金属离子至金属状。

植物在生物修复中发挥着关键的作用,特别是在修复透水性土壤的有机污染物方面。

植物吸收的有机物污染物会被反复释放,通过植物的代谢作用,使有机物碳和氮循环更加完整。

同时,植物也可以修复环境中的重金属和放射性物质等。

在生物修复技术的实际应用中,首先要了解污染物的类型和分布情况,然后选择适当的修复技术和修复植物,进行相应的场地试验和现场应用,最后对修复效果进行监测。

总的来说,生物修复技术因其低成本、可持续性和环境友好型而备受关注。

环境污染物的生态修复技术

环境污染物的生态修复技术

环境污染物的生态修复技术环境污染是当今社会面临的重要问题之一。

随着人类活动的不断增加,大量的污染物被排放到大气、水体和土壤中,给我们的生态环境带来了巨大的破坏。

为了解决环境污染问题,科学家和工程师们开发并应用了各种生态修复技术。

本文将介绍几种常见的生态修复技术,包括植物修复、生物修复和土壤修复。

1. 植物修复技术植物修复是一种利用植物的生物吸附、生物富集和代谢转化能力来减少或移除环境中的污染物的方法。

这种技术通常适用于土壤和水体的污染修复。

例如,一些植物如柳树、菊花和农作物的根系能够吸收土壤中的重金属物质,从而减少其对环境的影响。

此外,湿地植被也可以通过吸附和降解有机污染物来净化水体。

2. 生物修复技术生物修复技术是利用微生物的吸附、代谢转化、生物酶和菌株等特性,通过激活、促进或改造污染环境中的生物体而达到修复污染的目的。

这种技术通常适用于土壤和水体中的有机污染物修复。

例如,通过引入合适的微生物菌株,可以分解和降解土壤中的有机物,将其转化为无害物质。

同时,微生物修复还可以修复水体中的油污、废水和污泥等有机物。

3. 土壤修复技术土壤修复技术是一种通过改变土壤环境、修复土壤结构和提高土壤质量的方法来减轻污染物对土壤的影响。

这种技术通常适用于土壤中的重金属和化学物质的修复。

例如,通过添加有机物质,可以提高土壤的有机质含量和水分保持能力,从而促进植物生长和减少重金属在植物之间的传递。

除了以上提到的植物修复、生物修复和土壤修复技术,还有许多其他的生态修复技术,如湿地修复、人工修复和生物壁修复等。

这些技术的应用取决于不同的污染环境和具体的需求。

总结起来,环境污染物的生态修复技术是一项重要的工作,对于减轻和消除环境污染具有重要意义。

通过植物修复、生物修复和土壤修复等技术的应用,我们可以有效地减少污染物对环境的危害,保护生态系统的稳定和可持续发展。

希望随着科技的不断进步,生态修复技术能够得到更广泛的应用,为我们的环境保护事业做出更大的贡献。

环境污染的生物修复

环境污染的生物修复

环境污染的生物修复【摘要】随着我国经济的快速发展,环境污染问题日趋突出,减少环境污染、遏制生态环境的恶化已成为人们关注的焦点。

生物修复技术以其成本低、效果好、无二次污染等优点受到普遍关注,成为环境治理的主要方法和技术。

本文综述了环境生物技术的形成发展、应用前景等,着重分析了环境生物修复技术在水产养殖废水方面的应用。

【关键词】环境生物技术;生物修复技术;水产养殖废水1 生物修复技术的基本概念及其原理生物修复又称生物改良,是指利用生物的生命代谢活动,来减少污染环境中的有毒有害物的浓度或使其无害化,从而使污染了的环境能够部分或完全地恢复到原初状态的过程。

生物修复根据所利用的生物,可以分为植物修复、动物修复、生态修复、微生物修复四类。

根据被修复的污染环境,可以分为土壤生物修复、水体生物修复和大气生物修复。

而由于生物修复的实施方法不同,又分为原位生物修复和异位生物修复。

1.1 生物修复的基本原理生物修复技术是通过生物的降解和转化,将有机污染物转化为无害的小分子化合物和二氧化碳与水。

利用生物对环境污染物的吸收、代谢及降解等功能,对环境中污染物的降解起催化作用,加速去除环境中的污染物。

1.2 生物修复技术的特点生物修复技术具有投资费用低,对环境影响小,使用效果好,使用区域范围广,使用面积大等特点,而且能同时处理受污染的土壤和地下水。

在土壤修复中还可以去除环境中的重金属和放射性核素。

但其也存在局限性,生物不能降解进入环境中的所有污染物,并且受外部环境的影响较大。

2 生物修复技术在水产养殖废水中的应用氨氮是水产养殖的最主要危害,但传统的加注新水、曝气、漂白粉或臭氧氧化、使用斜发沸石进行离子交换等方法脱氮效果并不理想[2]。

而活性污泥法、生物膜法和稳定塘法等生物处理法存在或伴有污泥产生、反应启动慢、出水水质不稳定等问题。

随着生物技术的发展,生物修复技术在水体氨氮污染的处理上被广泛应用。

微生物修复技术在水产养殖中主要应用于养殖环境的原位修复中,主要处理底泥的有机污染和水体的富营养化问题。

污染环境的生物修复

污染环境的生物修复

(2)有机污染物如农药、杀虫剂、多环芳烃PAH s、炸药等去除。利用某些植物降解、矿化污 染物为毒性弱的小分子、具有无机物的特性, 修复受污染的水体。 水葫芦可以去除水体中的有机磷农药、染 料、酚、多环芳烃、甲基对硫磷等有机污染物; 浮萍、伊乐藻对杀虫剂DDT降解有明显的作用, 金鱼藻、伊乐藻或浮萍可以显著降低地表水中 异丙甲草胺浓度; 长春花可用于修复受炸药 TNT 污染的地表水;龙葵能有效地降解PCBs。

植物修复在空气污染中的应用

植物在水环境污染中的应用 植物在土壤污染中的应用

3、1植物修复在空气污染中的应用

氮氧化物NxOy是污染空气的一类主要化合物, NO2同O3在光照的条件下容易形成光化学烟雾, N2O是一种能引起温室效应的气体,它可以辐 射传热, 破坏同温层的O3。某些植物将氮氧化 物转化为氨基酸或以其为氮源加以利用, 利用 这些植物去除空气中的氮氧化物无疑是环保节 能的好方法 。

植物固定(Phytostabilization) 根系降解(Rhizodegradation) 植物促进(Phytoaccumulation) 植物降解(Phytodegradation)


植物挥发(Phytovolatilization)
挥发转移(Evapotranspiration
一、生物修复的概念及其原理 二、生物修复技术 --------- 植物修复 三、生物修复实例---水体、土地修复 四、总结 生工0901 29 刘慧芳
一、生物修复的概念及其原理
1、什么是生物修复
生物修复(Bioremediation): 广义上,指一切以利用生物为主体的环境污染的治理技术。 它包括利用植物、动物和微生物吸收、降解、转化土壤和 水体中的污染物,使污染物的浓度降低到可接受的水平, 或将有毒有害的污染物转化为无害的物质,也包括将污染 物稳定化,以减少其向周边环境的扩散。一般分为植物修 复、动物修复和微生物修复三种类型。根据生物修复的污 染物种类,它可分为有机污染生物修复和重金属污染的生 物修复和放射性物质的生物修复

第十章 污染土壤的修复技术

第十章 污染土壤的修复技术

(四)植物稳定化作用
三 、 植 物 修 复 技 术
通过根系的吸收和富集、根系表面的吸附或植物根圈的 沉淀作用而产生的稳定化作用;或利用植物或植物根系 保护污染物,使其不因风、侵蚀、淋溶以及土壤分散而 迁移的稳定化作用。 根际微生物活动、根际化学反应和/或土壤性质或污染物 的化学变化
适用于重金属的稳定:
(五)电动力学修复技术
一 、 物 理 修 复 技 术
原理:直流电场,电 解、电迁移、扩散、 电渗透、电泳等作用, 离子向电极附近富集 被去除
适用范围:金属污染物。
适用土壤:低渗透性的、黏质的土壤。水力传导率 较低、污染物水溶性较高、水中的离子化物质浓度 相对较低。
(五)电动力学修复技术
一 、 物 理 修 复 技 术
(四)热处理技术--热解吸
一 、 物 理 修 复 技 术
原理: 150~540℃之间,污染物通过挥发作用从土 壤转移到蒸气中;以浓缩污染物或高温破坏污染物的 方式处理第一阶段产生的废气中的污染物。 适用范围: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,不适合于多氯联苯、二恶英、呋喃、除草剂和 农药、石棉、非金属、腐蚀性物质。热解吸技术在 泥炭土上不适用。
原理:异位,卤化有机污染物还原
适用:挥发和半挥发有机污染物、卤化有机污染物、多 氯联苯、二恶英、呋喃等,不适合于非金属卤化有机污 染物和重金属、多环芳烃、除草剂和农药、炸药、石棉、 氰化物、腐蚀性物质、非卤化有机污染物等。
(四)溶剂提取技术
二 、 化 学 修 复 技 术
原理:异位,污染物转移进入有机溶剂或超临界液体, 分离以进一步处理或弃置。
二、化学修复技术
目录

三、植物修复技术 四、生物修复技术

微生物生态学-10-1污染环境的微生物修复技术

微生物生态学-10-1污染环境的微生物修复技术

海洋表面的石油经扩散、挥发、乳化、沉淀后, 部分可能受紫外线作用而发生光分解,但速度很慢。 石油降解微生物广泛分布于自然界。微生物可在 1~2周内形成细菌群落,2~3月内石油被分解消失。 石油降解微生物目前已知有100余属,200多种,分属 于细菌、放线菌、霉菌、酵母和藻类。
石油降解微生物 –细菌:假单胞菌属(G-)、黄杆菌属、棒杆菌属、 无色杆菌属、不动杆菌属、小球菌属、弧菌属、 蓝细菌等 –放线菌:洛卡氏菌属和分支杆菌属,但对烃类降 解不彻底,有中间产物积累。 –真菌:有枝孢霉、曲霉、青霉等属的菌株;酵母 有假丝酵母属(Candida),红酵母属、球拟酵 母属中的菌。
Alcanivorax borkumensis, 海洋石油消 除。
Dehalococcoides ethenogenes, 清除 有机溶剂造成的 污染;
Caulobacter crescentus, 应用 于低营养水环境 的生物修复;
Geobacter sulfurreducens, 帮助转化铀和其 它一些放射性金 属物质
是指利用处理系统中的微生物的代谢活动来减 少污染现场污染物的浓度,或者使环境中的污染物 的危害减少到最低程度。 这种技术的最大特点是可以对大面积的污染环 境进行治理,目前所处理的对象主要有石油、废水 及农药污染。
微生物修复的产业化水平
国外尤其是美国许多生物修复公司,针对土壤污染 物种类,研制了相应的微生物制剂、营养添加剂和配套 的工艺措施,开展了土壤中化学农药、石油烃、重金属 等污染的微生物治理。 美国BCI公司(Bioremediation Consulting Inc.) 美国WIK Associates Inc美国工程服务生物修复 公司(Engineering Services and Bioremediation Company)。

第10章环境污染生物修复技术PPT课件

第10章环境污染生物修复技术PPT课件

四、生物修复影响因素与基本措施
1. 用于生物修复的生物种类
土著微生物
A
用于生物修 复其它微生

D
外来微生物 B
微生物产品 和酶 E
基因工程菌 C
植物及超累 积植物 F
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土著微生物
• 自然界有大量微生物,环境受污染后会出现自然选择,使适 合的微生物不断增长。
• 生物降解通常是分步进行的,一种微生物的分解产物可成为 另一种微生物的底物。 • 污染物和其相应的降解菌请见下表
• 方法
• 水洗-生物反应器法 • 土壤通气-堆肥法
土壤蒸气浸提 原位工程生物修复 • 特点 生物强化修复
• 能扬长避短,应用前景好。
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二、生物修复技术的条件特点
1. 生物修复条件:
• 必须具备有代谢活性的微生物; • 微生物必须能以相当速率降解污染物,并使污染物浓
度降低到要求范围内; • 过程中不产生有毒副产物; • 污染场地污染物对微生物无害; • 目标化合物需能被微生物利用; • 污染场地或反应器条件有利于微生物生长或保持活性; • 对于重金属污染,选择适合当地环境的植物; • 处理费用尽可能低。
01
土壤
02
水体
03
大气
04
固废
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• 原位生物修复 (in-site bioremediation) • 异位生物修复 (ex-site bioremediation) • 原位-异位联合生物修复 (combined bioremediation)
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• 概念
• 采取工程措施,有目的地操作环境系统中的生物过程,加快环境修复。
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• 污染环境中,当土著微生物生长过慢,代谢活性不高,或者污染物造成 其数量下降时;可人为投加一些适宜该污染物降解、与土著微生物能相 容的高效菌。 • 投珊瑚色诺卡菌来处理含腈废水 • 用热带假丝酵母来处理油脂废水 • 用光合细菌加强硫、氮素的转化 • 用玉垒菌降解河底淤泥的有机物

污染环境的生物修复

污染环境的生物修复

污染环境的生物修复环境污染的生物修复途径包括两个方面: 一是应用生物处理或生物循环过程,通过精心设计与合理应用阻断或减少污染源向环境的直接排放;二是利用具有特殊生理生化功能的植物或特异微生物来修复污染场所(土壤或水体),降解效率可以通过改变土壤理化条件(包括温度、湿度、pH、供氧量及营养添加等)来完成,也可接种特殊驯化与构件的工程微生物提高降解速率。

1 生物修复生物修复是指人为控制条件下利用生物的生命代谢活动,使污染环境中有毒有害物减量化或使其完全无害化, 实现环境净化、生态效应恢复的新兴生物技术。

包括微生物修复和植物修复。

对无机(主要是重金属)污染的生物修复主要是通过植物修复,而对有机污染的生物修复则主要靠微生物的降解、吸收与转化等途径。

生物修复的主要优点有:(1) 处理费用低,如污染土壤生化治理费用约为焚烧处理的1/2~1/3;(2) 处理效率高,经过生化处理,污染物残留量可达到很低水平;(3) 对环境影响小, 无二次污染, 生化治理最终产物为CO2、水和脂肪酸,对人类无害;(4)可以就地处理,避免了技术过程的二次污染,节约了处理费用;(5)不破坏生物生长所需要的土壤环境;(6)便于应用。

生物修复技术虽然已经取得了长足的发展,但受生物特性的限制, 生物修复技术还存在着许多的局限性:(1)微生物不能降解污染环境中的所有污染物。

污染物的难生物降解性、不溶性以及污染物土壤腐殖质或泥土结合在一起,常使生物修复难以进行。

营养物的添加配比菌对碳、氢及各种微量元素的需求。

氮、磷元素的缺乏是影响细菌生长繁殖的主要原因。

(2)生物修复要求对地点状况的工程前考察往往费时、费钱。

(3)一些低渗透性土壤往往不宜采用生物修复技术。

(4)特定的微生物只降解特定的化合物类型,化合物形态一旦变化就难以被原有的微生物酶系降解。

(5)微生物活性受温度和其他环境条件的影响。

(6)有些情况下,生物修复不能将污染物全部去除,因为当污染物浓度太低不足以维持一定数量的降解菌时,残余的污染物就会留在土壤中。

环境污染与生物修复

环境污染与生物修复

环境污染与生物修复近年来,环境污染问题日益严重,对人类和自然界造成了巨大的影响。

环境污染的问题已经上升到全球关注的层面,各国纷纷采取措施来解决这一难题。

为了净化环境、保护生态系统,生物修复技术应运而生,成为绿色环保的重要手段。

一、环境污染的类型与影响环境污染主要分为水污染、大气污染和土壤污染。

水污染是指水体中存在的各种有害物质超过环境容许标准,如工业废水、农业面源污染等;大气污染主要是由于工业排放、机动车尾气以及燃煤等导致大气中的有害气体超过环境容许标准;土壤污染则是由于化学品、重金属等物质的堆积而导致的土壤质量下降。

环境污染对人类和自然界带来的影响是多方面的。

首先,环境污染会危害人类的健康。

例如,水污染导致饮用水中有害物质超标,会引发人体各种疾病;大气污染会导致呼吸系统疾病和癌症的增加;土壤污染则会通过食物链进一步影响人类的身体健康。

其次,环境污染还会破坏生态平衡。

水体的污染会导致水生生物死亡,湿地消失,造成生物多样性减少;大气污染会破坏植物的光合作用,导致森林凋落,生态系统崩溃;土壤污染会导致植物无法正常生长,进而影响生态系统的稳定。

二、生物修复技术的原理与应用生物修复技术是通过利用生物体或微生物来修复污染环境的一种方法。

它的主要原理是利用生物体的吸附、分解、代谢等能力,将污染物转化为无害的物质或将其固定。

生物修复技术被广泛应用于水体、大气和土壤的净化过程中。

生物修复技术在水体净化中发挥着重要作用。

一方面,水中的有机物、重金属等污染物可通过水生植物如浮萍、剑麻等进行吸收;另一方面,可以利用微生物来分解污染物,如利用厌氧细菌降解有机废水。

在大气净化中,生物修复技术可以通过植物的光合作用吸收二氧化碳、氮氧化物和挥发性有机物等有害气体。

在土壤净化中,生物修复技术可以利用植物的根系吸附重金属离子,或者通过植物根际微生物的作用将有害物质转化为无害物质。

三、生物修复技术的优势与挑战相比传统的物理、化学方法,生物修复技术具有许多优势。

环境污染控制的生物修复技术

环境污染控制的生物修复技术

环境污染控制的生物修复技术环境是我们人类赖以生存的基础。

而作为人类活动的结果,环境污染已经成为了当今世界的一个大问题。

为了保护环境,我们需要采取措施来减少环境污染。

生物修复技术是一种常见的控制环境污染的方法。

本文将介绍生物修复技术的原理、应用与局限性。

生物修复技术的原理生物修复技术是利用自然界中存在的生物体,将它们引入被污染的环境,促使它们消化或吸收有害物质的过程。

其中生物体可以是微生物(如细菌、真菌等)、高等植物或动物。

生物修复技术的原理基于生物在生态系统中循环利用物质的过程,通过利用生态系统中的生物循环利用物质的过程,把被污染的环境转化成为相对较安全的环境,从而实现环境的修复。

生物修复技术的应用生物修复技术可以应用于多种环境污染控制中。

例如,若地下水被废弃物污染,就可以应用生物修复技术,将合适的细菌或真菌注入地下水中,使其消化和分解废弃物而转化为无害化物质。

再比如,在土壤污染情况下,可以选择一些金属耐受性植物,将其种植在污染地区,吸收有害金属元素,再经由访问者的支持,实现净化土地的作用。

生物修复技术的局限性虽然生物修复技术有很多优点,但是其在应用中也存在很多局限性。

生物修复技术需要耐心、时间和精力,因为该过程需要长期观察和保护生物体,保证生态系统的健康平衡不被破坏。

同时,生物修复技术也不能解决所有的污染问题。

对于一些污染物深埋于地下的情况下,或是难以通过生物体分解的污染物,生物修复技术就难以发挥作用。

结论在环境保护方面,生物修复技术是一种可行的污染控制方式。

虽然其应用局限性很大,但是它可以为环境保护提供一种生态友好、可持续的方法。

在实践中,对于每个特定的环境污染问题,选择最适合的环境修复解决方案是非常关键的。

生物修复技术可以和其他环境保护技术相结合,以达到更好的效果。

10 污染环境的生物修复

10 污染环境的生物修复


全世界每年有10亿吨原油经海上运输, 其中约有320万吨因泄漏污染海洋;同时油库、 输油管泄漏造成土壤污染事件也时有发生。 20世纪80年代以来生物修复技术开始应用于 石油污染治理。 • 主要通过添加一种含N、P且不被海水冲 走的肥料,从而能够促进石油降解微生物的 生长繁殖,加快石油降解速度。 • 该法能使原油的降解速度提高6~9倍,16个 月内降解率可达60%~70%,而对海水养分、 藻类生长不造成影响。原油污染可以基本得 到清除,治理时间可由原先估计的10~20年 缩短为2~3年。
土壤异位生物修复是将受污染土壤挖掘起 来,将之运输到一个经各种工程准备的制备 床进行生物修复(下图),防止污染物向地下水 或更广大地域扩散,处理后的土壤再运回原 地的一种生物修复技术。
土壤异位生物修复主要方式
堆肥:
将污染物质与一些自身容易分解的有机物混合 堆放,并加入氮、磷及其他无机营养物质。
挖掘堆置处理
(1)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。
不吸收或少吸收重金 属
适应重金 属胁迫的 植物
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
(2)植物在土壤修复中的应用
(3)植物在富营养化水体的水质净化中的应用
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。

污染环境的生物修复技术

污染环境的生物修复技术
❖ 该法能使原油的降解速度提高6~9倍,16个月内降解 率可达60%~70%,而对海水养分、藻类生长不造成 影响。原油污染可以根本得到去除,治理时间可由原 先估计的10~20年缩短为2~3年。
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案例:胶莱两湾与黄河三角洲湿地保护与修 复
❖ 湿地是水陆系统相互作用形成的独特的生态系统,是 自然界生物多样性最丰富的生态景观,具有“地球之 肾〞、“生物基因库〞和“人类摇篮〞的美誉。近十 几年来,受围垦、滩涂养殖、污染等因素的影响,我 国湿地资源受到严重破坏,胶州湾,和莱州湾沿岸湿 地呈现出明显的退化趋势,湿地面积不断萎缩,生物 多样性遭到破坏。黄河湿地三角洲在自然与人为双重 作用下不断损失和退化。
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案例
❖ 胶莱两湾分处黄渤海,渔业资源丰富,沿岸分布有广阔的 湿地资源。由于近年来人们对两湾的不合理开发利用,两 湾湿地已呈现出明显的退化趋势。其中退化的主要原因就 是围垦和污染。黄河三角洲湿地也面临着湿地污染、水资 源缺乏、人类不合理的开发利用及各种自然灾害的威胁, 其湿地生态系统受到严重破坏。
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〔三〕生物修复技术的特点
❖ 与化学、物理处理方法相比,生物修复技术具有以 下的优点:
❖ 污染物在原地被降解去除 ❖ 修复时间较短 ❖ 操作简便,对周围环境干扰少
❖ 费用少,仅为传统化学、物理修复经费的30%~50%
❖ 人类直接暴露在这些污染物下的时机减少 ❖ 不产生二次污染,遗留问题少
任务二 地下水的生物修复技术
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一、原位处理法
通过深井向地
下水层中添加微
生物净化过程必
需的营养物和高
氧化复原电位的

污染土壤的生物修复

污染土壤的生物修复
➢ 但植物修复消耗时间长,易受到气候、地质条件和土 壤类型等的限制,并且选择性强。对一种污染物忍耐 能力强的植物,当应用于另一种污染物时,其忍耐能 力较差,甚至可能或死亡。所以对于复合污染修复的
场地通常是不适用的。
研究进展
以上几种方式中植物提取修复是目前应用最多、 最有发展前景的技术;而植物挥发修复技术仅仅限 于挥发性物质,将这些污染物转移到大气中有没有 环境风险还不确定,因此应谨慎采用;植物稳定修 复仅仅是暂时固定污染物,当土壤环境发生变化时 污染物可能将重新被激活而恢复毒性,因此没有彻 底解决土壤污染问题。
➢ 投菌法:核心是引入新的具有某些特殊功能的微生物,一 般在现有微生物不能降解污染物或降解能力低的情况下考 虑此法
➢ 生物培养法:定期地向污染环境中已经存在的降解菌的需 要.
➢ 研究表明,通过提高受污染土壤中土著微生物的活力比采 用外援微生物的方法更有效
原位生物修复的基本条件
✓碳源及能源 ✓能高效降解污染物的微生物种群 ✓提供微生物代谢所需的无机营养物 ✓环境介质中合适可利用的水量 ✓适宜的温度 ✓适宜的pH值
生物修复技术的分类
异位生物修复 (Ex-situ bioremediation) 原位生物修复 (In situ bioremediation)
异位生物修复
➢ 异位生物修复是指将被污染介质(土壤、水体)搬 动或输送到它处进行的生物修复处理,但这里的 搬动和输送是低限底的、而且更强调人为控制和 创造更加优化的降解环境
厌氧处理法
厌氧处理法是针对有些污染物如三硝基甲苯多 氯联苯好氧处理不理想、用厌氧处理效果好一 些,但由于厌氧处理条件难于控制,其应用比
好氧处理使用更少。
原位生物修复
➢ 原位修复原位生物修复主要集中在亚表层土壤的生态条 件优化,尤其是通过调节加入无机营养或可能限制其反 应速率的氧气的供给,以促进土著微生物或外加的特异 微生物对污染物质进行最大程度的生物降解,是最常见 的生物修复形式。

环境污染生物修复技术

环境污染生物修复技术

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 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 法。
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。
土壤动物对重金属的形态的转化和富集作用
• 蚯蚓活动不仅增加了黑麦草根部的积累,菌 根则能促进从黑麦草根部向地上部转移.黑 麦草吸收含量与土壤和蚓粪中提取态含量 之间呈显著正相关,蚓粪中Cd含量显著高于 土壤中的含量。因此,蚓粪中有效态是植物 吸收的重要供源。
土壤动物修复不足之处
• 国内外对土壤动物的生态作用和环境指示作用研 究得比较多,把土壤动物用于修复污染和恢复退化 土壤生态系统研究得比较少,这方面的理论和技术 还有待于进一步地研究。 • 植物修复技术、微生物修复技术地过热,导致土壤 动物研究滞后,土壤动物与前两种研究技术的结合 不够紧密。而土壤动物在土壤生态中的作用也是 不可忽视的。因此,土壤动物、土壤动物修复技术 也应该得到重视。
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经常被作为吸收重金属试验的植物
变叶木 马齿苋
仙丹花
鹅掌藤
美人蕉
孔雀草
适应重金属胁迫的植物
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
在金属污染土壤中生产 符合环境源自准的农产品通过栽种植物积累金属, 收获后进行植物提取
环境中放射性核素的去除
1、土壤农药残留污染的控制与生物修复
防治农田病虫害、杂草、保证农作物高产的重要手段;又 是控制某些传染性疾病如疟疾、黄热病、脑炎、丝虫病以 及登革热等的重要药剂。
大部分直接落入土壤 植物吸收 飞扬到大气中 随水流走
土壤农药污染生物修复机理
主要通过微生物的转化作用。
农药被土壤微生物降解的基本机理
(假单细胞菌属、诺卡氏菌属和曲霉菌属)
➢ 已有的方法:将土壤从污染点搬移,然后用分散 剂或鳌合剂进行处理。
➢ 植物可从污染的土壤中吸收并累积大量的放射性 核素,因此植物去除是一个值得研究的方法。
➢ 植物对放射性核素的吸收与植物种类及土壤的性 质有关。土壤的粒子交换能力越强,植物吸收放 射性核素的能力越大。
植物在富营养化水体的水质净化中的应用
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。
第二节 农田土壤污染的生物修复
无机营养物质
植物生长、发育的需要
有机废物 土壤微生物
土壤形成的基础 土壤净化的原因
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)
影响微生物修复的因素
营养盐: 需添加氮、磷营养元素 电子受体: 电子受体种类和浓度直接影响微生物降解的速
度和程度。对于好氧生长的微生物,通过不同 方式增加氧的供给,加速污染物的清除。常见 方法有翻耕土壤、直接充氧和加入氧发生剂供 氧。 表面活性剂:有助于对亲水性差的污染物质的降解。
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。
植物在土壤修复中的应用
1、土壤环境中金属 污染生物修复
我国每年因重金属污 染的粮食达1200万吨! 直接经济损失超过200 亿元,而这些粮食可 养活4000多万人。
广东最著名的“癌症村”——上坝村重金属污染
该村18年间有250多人死于癌症,祸起矿山剥采污染水源,央视曾称其为“死亡村庄”
下游的水田被严重污染,无法种植农作物
横石水稀释10000倍,水生物还是不能在里面 存活24小时。其毒性可顺延下游50公里。 上坝村民生存在一个重金属污染到处存在的环境中,当地种出来的香蕉,镉超标187倍
运用植物去除有毒重金属的新型态植物修复技术
植物修复技术是透过植物体本身吸收并累积重 金属的过程来移除土壤中的重金属。
植物去除有毒重金属机制
农药
土壤微生物
降解
脱卤作用和脱烃作用
农药污染土壤的微生物修复手段
原位生物修复技术
将受污染土壤在原地处理。处理期间, 土壤基本不被搅动。最常见的是土壤的 水饱和区进行生物降解。除了要加入营 养盐,氧源外,还需引入微生物以提高生 物降解的能力。这种方法因受温度和土 壤类型的影响而具有一定的局限性。
• 目标化合物必须能够被微生物利用,污染场地不含对降解菌种
有抑制作用的物质,否则需先行稀释或将该抑制剂无害化;
• 污染场地或生物反应器的环境条件必须
有利于微生物生长或保持活性;
• 技术费用必须尽可能低。
生物修复主要生物种类及其修复原理
一、环境污染的微生物修复
有机污染物
微生物的降解和转化
无害的小分子化合物和二氧化碳与水
以生物修复为核心的生物治理技术种类
原位生物修复(in situ)
采取就地解决问题的技术方案, 即在污染区域直接使用修复技 术而无需将其转移。
异位生物修复(ex situ)
需要通过某种途径将被污 染物从污染现场运到一指 定地点进行集中处理。
成功的生物修复需具备的前提条件
• 必须存在具代谢活性的微生物,这些微生物在降解或转化化合物 时必须达到一定的速率,且不会产生有毒物质;
绿色植物的光合作用
净化大气中的尘埃、气溶胶、重金属和有机污染物
土壤生态系统-高效的“活过滤器”
土壤净化功能主要组成要素
1、绿色植物根系的吸收、转化、降解和生物合成作用 2、土壤中的细菌、真菌和放线菌等微生物的降解、转
化和生物固定化作用 3、土壤的有机、无机胶体及其复合体的吸收、络合和
沉淀作用 4、土壤的离子交换作用 5、土壤和植物的机械阻留作用 6、土壤的气体扩散作用
共代谢基质: 微生物可通过共代谢加速降解一些难降解有机物。
二、环境污染的植物修复
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、低污染的区域。
环境污染的植物修复机理 有机物的降解与去除
1) 植物对有机污染物的直接吸收作用 2) 植物释放分泌物和酶 3) 根区的矿化作用
矿化作用是在土壤微生物作用下 ,土壤中有机态化合物 转化为无机态化合物过程的总称。
金属硫蛋白(Metallothionein)与金属螯合素(Phytochelatins) 是担负重金属处理机制中最重要的角色。
典型的金属硫蛋白具有61-74个氨基酸,其中含有20 个半胱氨酸(cysteine),每一个金属硫蛋白就可结合七 个二价重金属离子如镉、铬、锌等.
金属螯合肽主要由谷胱苷肽(glutathione, GSH)所组成, 其结构为谷氨酸-半胱氨酸-甘氨酸(r-Glu-Cys-Gly)。 GSH能够缓解重金属对植物细胞的毒害作用.
第十章 污染环境的生物修复
第一节 生物修复概论
生物修复的基本概念
生物修复(bioremediation) 生物修复是生物特别是微生 物催化降解有机污染物,从 而修复被污染环境或消除环 境中的污染物的过程。
生物恢复(biorestoration)、生物清除(bioelimination)、 生物再生(bioreclamation)或生物净化(biopurification)。
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