第十一章_污染环境的微生物净化与修复
环境污染的生物修复
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
第11章 环境污染的生物修复
3.植物在土壤污染中的应用
土壤中的污染物主要为： （1）有机物如有机农药、石油类(TPH)、酚类、氯 溴代有机化合物等； （2）重金属等。
（1）植物修复有机污染物
植物修复有机污染物的方式主要以植物固定、 植物降解为主。 紫花苜蓿, 黑麦草, 小蓝茎草已成功地用于土 壤中PAHs的修复,在6个月内可以将PAHs总量降低 57%；银合欢可以吸收和代谢二溴甲烷、三氯乙烯； 转基因胡萝卜根须中聚集的苯酚浓度可达 1000mmol/L，氯酚50mmol/L，在120h内可降解90% 以上的苯酚类化合物,研究表明根须中的过氧化酶
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。
第二节植物在环境污染治理中的作用
一、植物修复的概念
利用绿色植物清除环境中的污染物，使其去除降低或 消失称作植物修复(phytoremediation) ( Raskin 等.1994)。
• 处理费用较低，至少要低于其他处理技术
三、生物修复技术特点
1.优点：与物理、化学处理技术相比，采用生物修
复技术投资费用省，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 现场操作，如位于建筑物或公路下受污染土壤。 适用于大面积、低浓度的污染位点而且能同时处 理受污染的土壤和地下水。在土壤修复中利用适 当的植物种类不仅可去除环境的有机污染物，还 可去除环境中的重金属和放射性核素。可对富营 养化地表水体进行修复
5.植物挥发(Phytovolatilization)
某些易挥发污染物被植物吸收后从植物表面组 织空隙中挥发。如桉树降解三氯乙烯(TCE)、甲基 叔丁基醚(MTBE)，印度芥菜降解硒化合物；烟草 挥发甲基汞。从植物茎叶挥发出的物质可能被空 气中的活性羟基分解。如有毒的Hg2+经植物挥发后 变成了低毒的Hg，高毒的硒变成了低毒的硒化物 气体等。
第十一章-微生物的应用
第十一章微生物的应用微生物学教案11－1第十一章微生物的应用本章提要：微生物不仅数量多，而且代谢类型多样，可以通过不同途径降解环境中的污染物(如以农药作为营养物加以利用或通过共代谢加以除解；利用加氧酶转化、除解烃类污染物等)，通过改变重金属存在形式而降低其对环境的污染,微生物在环境保护中占有重要地位，活性污泥法和生物膜，因其方便、实用、成本低、效果好，已成为污水处理的主要方法。
在环境监测中，生物监测以其既能反映多种污染物的综合效应，又能反映环境污染的历史状况的独特作用，已成为环境监测的主要方法。
植物的害虫和害虫的天敌是自然界生态平衡的一个片段，害虫的天敌也包括杀死害虫的微生物，杀虫微生物已报道的有近一千七百种，包括细菌、真菌、病毒、立克次氏体和原生动物。
任何一种杀虫微生物都有一定的专性，如果它对人、畜、植物和害无害，能对某些害虫有杀害能力，就有可能利用它防治害虫。
至今，已经实用的杀虫微生物种类是很少的，还有一些正在发掘和研究中。
按照杀虫微生物的主要特点，可以分为两大类，一类是含有杀死害虫的生物毒素，例如，苏云金杆菌等等，它们被敏感害虫吞食，或由其它途径侵入虫体后，敏感害虫中毒死亡；另一类是敏感害虫的传染性病原体，敏感害虫被感染后发病、致死，并且成为传染源，扩散开，成为敏感害虫的流行病害。
例如，白僵茵(真菌)，金龟子乳状病杆菌(细菌)和各种昆虫病毒等等。
害虫和杀虫微生物是自然界生态平衡的一个片段，要应用杀虫微生物来防治害虫，就需要了解杀虫微生物杀死害虫的机制和条件，大量繁殖杀虫微生物，制成生物杀虫剂，按照最有效的方法，在最适宜的条件施用，消灭或削弱害虫的发展和为害，取得防治害虫的实效。
微生物和外界环境关系十分密切，环境条件适宜时，微生物生长繁殖；环境条件不适宜时微生物代谢改变，生长繁殖受到抑制甚至引起死亡。
反过来，微生物的生长繁殖也影响外界环境，对人类而言，微生物有其有益的方面也同时存在危害人类的方面。
环境工程原理 第十一章
第一节 微生物反应特点
微生物反应是以酶或者活细胞为催化剂，参与 反应的成分极多．反应途径错综复杂，产物类 型多样，且常常与细胞代谢过程等息息相关。
在环境治理过程中，随着新污染物数量和种类 的增加，微生物的种类可随之增加，增加了微 生物反应的多样性。
第二节 微生物反应动力学
在全混流反应器中，假设进料中不含菌体，则达到定态 操作时，在反应器中菌体的生长速率等于菌体流出速 率，即
进料流量与培养液体积之比称为稀释率，即 D=qV0/VX，得：
D表示了反应器内物料被“稀释”的程度，量纲为 [时
间]-1。
Monod动力学的CSTR操作特性 在全混流反应器中，限制性基质浓度和菌体浓度与稀释率有
I型称为生长耦联型产物。 II型称为生长部分耦联型产物。 III型称为非生长耦联型产物。
第三节 微生物反应器的操作与设计
一 间歇反应器：酶催化反应过程的反应时间 对于单底物无抑制反应，底物浓度随时间的变化关
系满足米氏方程
以(1/t)ln(cS0/cS)对(cS0/cS)/t作图，得到斜率为-l/Km,截 距为rmax/Km。因此确定米氏方程参数。定义转化 率为x，则cS=cS0(1-x),可以得到：
结构的代谢上，基质消耗速率可表示为
比消耗速率则为
式中：Y*X/S为在不维持代谢时基质的细胞得率， 即理论得率，亦称最大细胞得率；mS为菌体维 持系数，表示单位时间内单位质量菌体为维持 其正常生理活动所消耗的基质量。
产物生成动力学
细胞反应生成的代谢产物有醇类、有机酸、抗生素和酶等，涉及范 围很广。由于细胞内生物合成途径十分复杂，其代谢调节机制也 是各具特点。根据产物形成与细胞生长之间的动态关系，将其分 为三种类型：
第十一章微生物在工农业生产中的应用
第十一章微生物在工农业生产中的应用内容提要：本章介绍利用微生物来保护和改善人类生存的环境，使人类得以可持续发展。
利用微生物的丰富资源，寻找人类抗病、治病的新药和保健品，为人类的健康长寿服务。
利用微生物以有机废物为原料生产乙醇、甲烷和氢气等清洁能源来代替和部分代替一次性化学能源如石油、煤炭和天然气等，减少燃烧过程中废气的排放。
利用微生物肥料和农药来代替和部分代替化学肥料和农药，减少污染。
由于人类本身过度而不确当地开发利用，已经给人类赖以生存的地球环境带来明显的恶化，灾难频发，资源枯竭，物种濒危，气候反常，导致人类和动植物的疾病屡屡大规模暴发，并危及人类本身的生存氧和繁衍。
已有证据表明，环境污染物尤其是可干扰或替代人类荷尔蒙的环境激素的存在，已使男性精子含量在几十年内下降了1/3 左右，其活性质量也明显下降，女性生殖系统疾病发病比例明显上升，新的疾病不断出现，本已基本消灭的旧的疾病现又卷土重来。
面对人类生存危机，保护和改善环境，使人类有一个安全的、具有高度生物多样性的、充满生机活力的生存环境，具有极为重要的意义。
微生物有着无穷无尽的功能与潜力，在保护和提高人类生存的环境质量方面可以作出其特有的贡献。
第一节微生物药物与保健品药物和保健品是人类战胜疾病和提高生活质量的重要物质资源。
随着人类人口的急剧增长环境恶化和人类无知地滥用药物使病原微生物的抗药性空前提高，人类面对的疾病威胁、疾病种类都在日益增多，甚至许多疾病前所未有，对许多疾病甚至一无所知，且无药可治。
原有效的药物急剧变得低效甚至无效，也无药可替。
另一些原已基本消灭的疾病近年又卷土重来。
因此利用微生物及其产物提高人类的生存质量，减少疾病，和开发微生物药物资源，用于各种疾病的治疗，对于推动人类社会的文明进步具有重大意义。
目前，国内外都在利用现代生物技术尤其是微生物技术，或对已知的各种药物进行改造，以提高疗效或适应更为广泛的疾病治疗，或开发新的药物和保健品，扩大药物资源。
污染环境的生物修复ppt课件
图3－4 纤维素分解途径示意图
淀粉
微生物 淀粉酶
葡萄糖
需氧微生物
胞内酶
CO2、H2O
厌氧微生物 CO2、H2、有机酸等
胞内酶
图3－5淀粉分解途径示意图
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• 烃类 • 石油类 • 人工合成有机物
– 农药 – 合成洗涤剂 – 增塑剂 – 多氯联苯
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危险性化合物
• 危险性化合物（Hazardous Chemicals）的概念
– 微生物具有降解自然界产生的有机化合物的代谢机制， 从而促使地球有机碳平衡，而在自然界具有新颖结构 的合成化合物（异型生物质，又称非生物性物质， xenobiotics）往往对微生物的降解表现出抗逆性，其原 因可能是这些化合物进入自然界的时间比较短，微生 物界还未进化出降解此类难降解化合物的代谢机制。
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33
活性污泥和生物膜的特点
• 具有很强的吸附能力 • 具有很强的分解、氧化有机物的能力
–图
• 具有较强的食物链
– 食物链越长，作为能量消耗的比例就越大，在系统中 存在的生物量就比较少，所剩余的污泥量就相应较少， 可减轻生物处理后污泥处理的负担。
• 具有良好的沉降性能
– 处理水易与污泥分离，最终达到废水净化的目的。 34
生物降解、难生物降解和不可生物降解。 • 评价生物可降解性的方法：
– 测定生物氧化率 – 测呼吸线 – 测定相对耗氧速度曲线 – 测BOD5与COD Cr之比 – 测COD30 – 培养法
23
耗氧量（mg/g） 耗氧量（mg/g）
耗氧量（mg/g）
a 生化呼吸线
b c t
内呼吸线 时间（h）
生化呼吸线 内呼吸线 时间（h）
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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
东华理工大学环境工程微生物学各章思考题
各章思考题第一章绪论1. 用具体事例说明人类与微生物的关系，为什么说微生物既是人类的敌人，更是我们的朋友？2. 为什么微生物能成为生命科学研究的“明星”?3. 为什么说巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人?4.微生物有哪些特点？第二章病毒1、解释下列名词：病毒粒子、前噬菌体、溶源性。
病毒粒子:成熟的病毒感染单位，病毒复制的最后阶段，在宿主脂肪体细胞、血细胞和上皮细胞的核内复制，形成多边形和多角形的包含体，裸露或被囊膜包裹前噬菌体:整合在宿主基因组上的温和噬菌体的核酸溶源性:温和噬菌体DNA具有整合入宿主菌染色质DNA中的特性，成为与宿主菌共生的原噬菌体，能随宿主菌的染色质同步复制而传给子代，这种特性称为溶源性。
2、什么是病毒？病毒有哪些不同于其他微生物之处？（作业1）3、简述病毒的主要化学组成及其结构。
4、试用图示说明下列名词之间的关系：病毒粒子、核芯、衣壳、被膜。
（作业2）5、病毒有哪几种对称类型？每种对称类型病毒的形态是什么？试各举一例。
6、试以T系噬菌体为例说明病毒的增殖过程。
7、病毒是一种致病因子，也是一种具有遗传成分特点的因子，病毒的这种特性有什么生物学意义？（作业3）第三章原核微生物1、试根据细菌细胞结构的特点，分析并举例说明为什么它们能在自然界中分布广泛。
2、细菌、粘细菌、放线菌、霉菌、酵母在繁殖方式上各有什么特点？3、根据革兰氏阳性菌和阴性菌的细胞壁结构和化学组成，解释为什么革兰氏染色后G+呈紫色，G-呈红色？4、比较细菌和放线细群体培养特征的异同。
5、以产甲烷菌为例，总古细菌的特点及其与细菌的不同之处。
第四章真核微生物1、微生物由于个体微小一般都是以其群体形式进行研究或利用，这必然就要涉及到对微生物的培养。
能否找到一种培养基，使所有的微生物都能良好地生长？为什么？2、试结合微生物学实验课的内容，谈谈在选择、配制和使用培养基时应注意哪些方面的内容。
你们在实验中是如何做的？有何体会？3、试比较营养物质进入微生物细胞的几种方式的基本特点。
第十一章-污水生物处理的基本概念生化反应动力学基础
③内源呼吸碳源——细菌体内的原生物质及其贮存 的有机物。
反硝化反应的适宜pH值为6.5～7.5。pH 值高于8或低于6时，反硝化速率将迅速 下降。
反硝化反应的温度范围较宽，在5℃～ 40℃范围内都可以进行。但温度低于 15℃时，反硝化速率明显下降。
4.同化作用
11.2 微生物的生长规律和生长环境
一、微生物的生长 规律
1、停滞期
2、对数期 3、静止期 4、衰老期
实际运用中，将活性污泥控制在哪个生长期？为什么？
11.2 微生物的生长规律和生长环境
原生动物 5
后生动物
11.2 微生物的生长规律和生长环境
二、微生物的生长环境 （一）、微生物的营养
水处理中微生物对C、N、P三大营养元素的要求：
好氧吸磷：进入好（缺）氧状态后，聚磷菌将储存 于体内的PHB进行好氧分解并释出大量能量供聚磷菌 增殖，部分供其主动吸收污水中的磷酸盐，以聚磷 的形式积聚于体内，这就是好氧吸磷。
由于活性污泥在运行中不断增殖，为了系统的稳定 运行，必须从系统中排除和增殖量相当的活性污泥， 也就是剩余污泥。剩余污泥中包含过量吸收磷的聚 磷菌，也就是从污水中去除的含磷物质。 (正常细 胞含磷1％～3％，聚磷菌吸磷量可达12％)
3.反硝化作用
污水中的硝态氮NO3-－N和亚硝态氮NO2-－N， 在无氧或低氧条件下被反硝化细菌还原成氮气的 过程。具体反应如下： 6NO2-＋3CH3OH→ 3N2＋3CO2+3H2O＋6OH－ 6NO3-＋5CH3OH→ 3N2＋7H2O＋5CO2+6OH－
反硝化菌属异养型兼性厌氧菌，在 有氧存在时，它会以O2为电子受体进行 好氧呼吸；在无氧而有NO3-或NO2-存在 时，则以NO3-或NO2-为电子受体，以有 机碳为电子供体和营养源进行反硝化反 应。
《微生物修复》课件
微生物修复的未来发展趋势
1
国际前景
微生物修复技术在美国已经成为治理矿产、化工和工业废水污染的主要手段，并且正在日益 扩大应用。未来将有更多国家采用微生物修复技术。
2
国内前景
未来，随着环境污染治理的重视和技术的不断发展，微生物修复技术将得到广泛应用，特别 是在农业领域和新型污染物的研究方面。
3
技术趋势
2 挑战
对微生物所存在的生态系统具有破坏性，眼前的成果很难得到长期效益。
微生物复的具体案例
漳州凤凰岛海滩油污染事故
2003年，漳州凤凰岛发生海滩油污染事故。焦炭厂 污染了海滩，引发社会各界对环境保护的关注。通 过微生物修复技术，成功恢复了受油污染的凤凰岛 海滩。
黑河金色宝事件
1998年，黑龙江庆安县境内的一个金矿废料库溃堤， 发生大规模污染，被称为“黑河金色宝事件”。研究 人员通过微生物修复技术，成功实现了废水的治理。
利用微生物降解油污的能力治理海洋油污染，保护 海洋生态环境。
大气污染治理
通过微生物对空气中颗粒物和有机污染物的吸附、 转化或降解达到净化空气的目的。
农业环境污染治理
微生物修复技术能够对农业产生的各种废弃物、有 机肥料、农药残留等进行有效降解。
微生物修复的优势和挑战
1 优势
对于难以处理的复杂污染物有独特的代谢能力，能够被廉价有效地培养和利用。
总结和展望
总结
微生物修复技术为环境治理提供了一条新的途径， 能有效治理废弃物和有机污染物。
展望
未来，微生物修复技术的应用将更加广泛，技术 也将不断趋于成熟，成为一种可靠的环保治理方 式。
微生物修复
微生物修复是通过利用微生物的自净能力来处理环境污染，研究这种技术对 环境保护的积极意义。
污染生态修复微生物技术PPT.
（2）地耕法
➢地耕法 (land farming)就是通过翻耕土壤， 在土壤中混匀并且充入氧气，提高土壤的 通透性，创造污染物被氧化的条件，投加 肥料、调节土壤湿度及酸碱度等，从而为 微生物的生存提供良好环境条件，并确保 生物降解在不同土壤层面上都能发生，使 污染物能较好的清除的方法。
（2）地耕法
污染地区的微生物修复技术一般分 为原位生物修复、异位生物修复、原位 –异位联合的生物修复技术。
1. 原位生物修复技术
➢ 原位生物修复是指对受污染的介质不进行搬运或 输送，而在原位或易残留的部位进行的生物修复 处理。
➢ 原位修复技术主要取决于被污染介质自身微生物 的自然降解能力、人为创造的降解条件、促进微 生物生长繁殖的条件，如提供N、P等营养物、氧 气、菌株等。为了加速降解进程有时也加入经驯 化和培养的微生物。
➢这种方法的优点是结合农业措施，操 作简单，经济易行，但污染物有可能
从处理地被转移。一般在污染土层较 浅、通透性较差、污染物较易被降解 的情况下可以采用这种方法。
（3）生物通风法
➢生物通气法（bioventing) 是一种强迫氧化的生 物降解方法。是指向土壤含水层以上的土层中 通入空气或氧气，为好氧微生物提供最终电子 受体，促进污染物生物降解的技术。
➢（1）冲洗-生物反应器法：用水充分 的冲洗土壤中的污染物，并将含有该 污染物的废水经回收系统转移至生物 反应器中，同时连续供给氧气、各类 营养 和降解菌等以清除污染物。
➢（2）土壤通气-堆制法：采用生物通 气法去除污染土壤中易挥发的有机污 染物，然后再进行堆肥式处 理，清除 难挥发的污染物。
二、微生物修复技术的影响因素
（4）生物注气法
➢生物注气法（biosparging)是指将加压后的空
11第十一章微生物与环境的治理和保护
物质为主，略加人畜粪尿，混合堆积，腐熟而 成的有机肥料为堆肥。
2 原料分类： 1) 不易分解的物质 2) 促进分解的物质 3) 吸水性强的物质。
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3 堆肥制作的传统方法 1) 原料的处理 2) 水分和通气 3) 堆制和泥封 4) 翻堆
# 依靠环境提供营养物质。 # 依靠其他微生物协同作用。 # 需有诱导物存在。
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3. 烃类化合物 1) .烃类降解的途径 烃类化合物包括分子量由16-1000左右的碳氢
化合物，包括烷烃、烯烃、炔烃、脂环烃等等。
气体状态——甲烷、乙烷、乙炔、乙烯等等 挥发性液体——汽油、苯 固体——石蜡
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5. 堆肥的生态和农业意义 1) 有利于保护环境； 2) 有益于生态农业的发展； 3) 堆肥的微生物是重要的资源库。 微生物的耐热性在实践中有重要的意义：
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二. 沼气发酵的微生物原理
1. 沼气发酵是在厌氧条件下，微生物分解转化动植 物有机质产生可燃性气体的现象。
2. 沼气发酵中的微生物 a. 初级发酵菌 b. 氧化氢的甲烷产生菌 c.裂解乙酸的甲烷产生菌 d.次级发酵菌 e.同型乙酸产生菌(p.292)
—土壤反应
—土壤无机氮含量
—土壤磷，钾含量
（2）促生细菌剂
（3）菌根菌
（4）解磷微生物肥料
（5）硅酸盐细菌肥料
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4.微生物肥料的现状，需求和发展趋势 （1） 我国微生物肥料研究和开发现状
a. 初步形成了微生物肥料产业，有一定的 规模和水平。
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第一节 有机污染物的微生物降解与转化 一、微生物降解的潜力 1、微生物个体小，比表面积大，代谢速率快 2、微生物种类多，分布广，代谢类型多 3、微生物降解酶 4、微生物繁殖快，易变异，适应强 5、降解性质粒 6、共代谢作用
二、工程菌的构建
• 基因分离 • 体外重组 • 载体传递 • 复制与表达 • 筛选与繁殖
• 生物修复的微生物菌种：土著微生物、 外来微生物和基因工程菌（GBM）
二、生物修复的技术要点
• 添加营养物质
生物激活：通过添加营养物质来强化生物降解 和生物转化的过程。
• 添加电子受体
电子受体：溶解氧、硝酸盐、硫酸盐、高价铁和有机 物分解的中间产物。
• 添加共代谢基质 • 了解有机污染物的理化特性 • 了解污染现场和土壤的特性
• 自净容量：自净作用有一定的限度，在水体自 净作用限度内能够容纳的污染物的最大数量。
• 水体自净的机理：主导作用是物理（沉淀、稀 释和混合）和生物化学过程
衡量水体自净的指标
• P/H指数： P指水体中光合自养型微生物的数量。 H指水体中异养微生物的数量。
• 氧垂曲线和氧浓度的昼夜变化幅度 氧垂曲线：指溶解氧的变化曲线。
3、可生物降解性与化学结构的关系
4、几种有机污染物的微生物降解
1）苯与烷基苯类化合物 好氧微生物降解 厌氧微生物降解
2）多环芳烃
3）氯代芳烃：
好氧微生物降解 • 先脱氯后开环 • 先开环后脱氯（大多数） 厌氧微生物降解：还原脱氯
消化污泥、水体沉积物、厌氧富集培养物和厌氧 颗粒污泥都具有降解氯代芳烃化合物的潜力。
• BOD5:是在20℃条件下5天内分解有机物所消耗 的氧量，它代表含碳物质的分解量。
• COD:用强氧化剂如高锰酸钾使被测有机物进行 化学氧化所消耗的氧当量，以表示被测物中有 机物的总含量。
• 基质生化呼吸线：指微生物分解基质的耗 氧量随时间的变化曲线,也称基质耗氧线。
• 内源呼吸线：指在无外源基质的条件下， 微生物内源呼吸的耗氧量随时间的变化曲 线。
三、有机污染物的可生物降解
1、概念：可生物降解性、终极降解 2、可生物降解性的评价 • 按基质性质指标 • 按基质可生物氧化率评定
可生物氧化率= 基质微生物分解的需氧量× 100% 基质彻底氧化的理论需氧量
• 按基质生化呼吸线评定
• BOD5/ COD:该比值作为有机物能否快速被微生 物分解和分解彻底与否的衡量指标。
三、生物修复工艺
• 原位生物修复工艺： • 包括P/T法、 • 渗滤法、 • 生物通气法 • 空气扩散法
• 非原位生物修复工艺：包括土地耕作法、 堆肥法和生物堆层法
• 非原位液相生物修复工艺：包括生物反 应器法、土壤泥浆反应器法和稳定塘处 理法
第二节 污染环境的自净作用
• 环境自净：指环境受到污染后，在物理、 化学和生物的作用下，逐步消除污染物 达到自然净化的过程。
一、污染水体的自净
（一）水体污染 • 病原体污染 • 需氧物质污染 • 植物营养物质污染 • 石油污染 • 有毒化学物质污染
（二）水体自净
• 水体自净:指受污染的水体由于物理、化学和 生物等方面的作用，污染物浓度逐渐降低，经 一段时间后恢复到受污染前的状态。
二、污染土壤的自净
（一）土壤污染 （二）植物残毒 （三）土壤自净
• 绿色植物根系的作用 • 土壤微生物的作用 • 土壤有机、无机胶体的作用 • 土壤的离子交换 • 土壤和植物的机械阻留 • 土壤的气体交换
第三节 污染环境的生物修复
一、生物修复（bioremediation）
• 生物修复：指人为利用微生物和其他生物的代 谢活动，现场将污染环境中的污染物转化成无 害物质，使环境恢复到受污染前的状态的过程。