堆肥法生物修复多环芳烃污染土壤
土壤污染治理与修复技术
土壤污染治理与修复技术土壤污染是当今社会面临的严重环境问题之一。
随着工业化和城市化的快速发展，大量的工业废物和污染物被排放到土壤中，导致土壤质量下降，对生态系统和人类健康造成严重威胁。
因此，土壤污染治理与修复技术成为了迫切需要解决的问题。
一、土壤污染治理技术1.1 土壤修复原则对于不同类型的土壤污染，需要采用不同的修复原则。
常见的修复原则包括物理修复、化学修复和生物修复。
1.2 物理治理技术物理治理技术是利用物理手段将有害物质从土壤中分离出来或改变其形态，以减少其对环境和人体造成的危害。
常见的物理治理技术包括热解、蒸汽提取、电动力场等。
1.3 化学治理技术化学治理技术是利用化学方法将有害物质转变为无害或减少其毒性。
常见的化学治理技术包括氧化还原法、酸碱中和法、络合剂法等。
1.4 生物治理技术生物治理技术是利用生物体或生物过程来修复土壤污染。
常见的生物治理技术包括植物修复、微生物修复和土壤堆肥等。
二、土壤污染修复技术2.1 植物修复技术植物修复是利用植物的吸收、转运和转化能力来减少或清除土壤中的有害污染物。
常见的植物修复技术包括悬浮液培养法、土壤堆肥法和农田种植法等。
2.2 微生物修复技术微生物修复是利用微生物的代谢活性来降解有害污染物或将其转化为无害化合物。
常见的微生物修复技术包括菌种增殖法、菌种接种法和菌根共培养法等。
2.3 土壤堆肥技术土壤堆肥是将有机废弃材料与土壤混合，通过微生态过程降解有机废弃材料中的有害成分，使其转化为稳定性较高的有机质。
常见的土壤堆肥技术包括堆肥堆制法、厌氧发酵法和静态堆肥法等。
三、土壤污染治理与修复案例3.1 污染土壤的修复与农田种植在农田种植中，可以通过悬浮液培养法和土壤堆肥法等技术，将有机废弃物与农田土壤混合，促进有害物质的降解和转化，提高农田土壤质量。
3.2 工业废弃物污染地区的修复对于工业废弃物污染地区，可以采用化学治理技术和生物治理技术相结合的方法。
通过酸碱中和、氧化还原等化学方法将有害污染物转变为无害或减少其毒性，并利用悬浮液培养法、菌种增殖法等生物修复技术进一步降解有害污染物。
多环芳烃污染土壤植物修复模拟试验系统[实用新型专利]
![多环芳烃污染土壤植物修复模拟试验系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d8200fb9ad02de80d5d84051.png)
专利名称：多环芳烃污染土壤植物修复模拟试验系统专利类型：实用新型专利
发明人：孟梁,郭琳,李炳智,高洁,杨洁,朱江,朱杰,喻恺申请号：CN201320647283.X
申请日：20131018
公开号：CN203526192U
公开日：
20140409
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种多环芳烃污染土壤的植物修复模拟试验系统。
该系统包括依次连接的供水装置、喷淋系统、植物处理槽、液体缓冲槽和液体回收瓶，供水装置由无机营养盐储液瓶和有机碳源储液瓶并联后与微纳米气泡发生器、蠕动泵顺序相连组成；喷淋系统由若干喷头和与之相连的供水管网组成，喷头置于植物处理槽中；植物处理槽通过多孔布水隔板与液体缓冲槽连通；植物处理槽内种植高效修复植物，并安装若干药剂投加井和土壤气体监测井；植物处理槽侧壁设有土壤取样孔。
本实用新型设计灵活、操作简便、可控性强、成本低廉且无二次污染，有助于植物修复多环芳烃污染土壤的强化措施研发及作用机制探讨，也可用于模拟其它有机污染土壤的植物修复过程。
申请人：上海市环境科学研究院
地址：200233 上海市徐汇区钦州路508号
国籍：CN
代理机构：上海精晟知识产权代理有限公司
代理人：肖爱华
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土壤污染治理
土壤污染治理近些年来，土壤污染的问题日益严重，给环境和人们的健康带来了巨大的威胁。
为了解决土壤污染问题，科学家们提出了各种治理方法和技术。
本文将重点介绍土壤污染治理的一些有效手段以及它们的应用。
一、土壤污染的治理方法1. 生物修复法生物修复法是利用生物体来降解、转化或吸附土壤中的有毒有害物质的一种方法。
例如，可以利用细菌、真菌等微生物来分解土壤中的有机污染物，将其转化为无毒或低毒物质。
此外，一些植物也具有吸附重金属等有害物质的能力，可以通过植物修复来改善受污染的土壤。
2. 土壤热解法土壤热解法是利用高温将有机污染物分解为二氧化碳、水和无机物的方法。
这种方法可以有效降低土壤中有机污染物的浓度，并改善土壤质量。
然而，这种方法需要大量的能源和设备，因此在实际应用中受到了一定的限制。
3. 土壤固化/稳定化土壤固化/稳定化是通过添加类似水泥的材料来固化或稳定土壤中的有害物质，使其减少对周围环境的危害。
这种方法能够有效降低土壤中有害物质的迁移和释放，但是也存在一定的技术难题，比如固化材料的选择和添加剂的控制等。
4. 土壤水浸法土壤水浸法是通过将污染土壤置于水中，利用水的溶解作用将有害物质从土壤中迁移至水中，从而减少土壤中的污染物浓度。
这种方法操作简单，成本较低，对于一些易溶于水的有害物质有较好的效果。
但是，也需要注意处理后的废水处理问题，防止废水进一步污染环境。
二、土壤污染治理技术的应用1. 城市土壤修复城市土壤污染是一种普遍存在的问题，主要源自工业废物排放、农药、重金属等污染物的积累。
在城市土壤修复中，生物修复法经常被应用于处理有机污染物，比如利用细菌和真菌来降解工业废物中的有机化合物。
此外，土壤固化/稳定化技术也被广泛用于处理含有重金属等有害物质的城市土壤。
2. 农田土壤治理农田土壤是农作物的重要基础，然而长期的农药、化肥使用以及农业生活废弃物的堆放往往导致农田土壤污染。
为了治理农田土壤污染，可采用植物修复、土壤热解等方法。
多环芳烃的生物修复
多环芳烃的生物修复多环芳烃（PAHs）是一类由苯环连接而成的有机化合物，它们具有高度的毒性和持久性，对环境和人类健康造成严重威胁。
由于多环芳烃在石油燃烧、工业生产和废弃物处理等过程中的广泛存在，它们的污染问题已成为全球环境保护的重点。
为了解决多环芳烃的污染问题，科学家们提出了多种生物修复方法，利用微生物和植物的活性来降解和清除多环芳烃，以恢复受污染环境的生态系统。
生物修复是一种利用生物活性物质来修复环境污染的方法，与传统的物理和化学方法相比，生物修复具有成本低、效果持久、环境友好等优势。
在多环芳烃的生物修复中，微生物和植物是最常用的生物修复剂。
微生物修复是利用微生物降解多环芳烃的过程。
微生物在自然界中广泛存在，它们具有多样的代谢途径和酶系统，能够降解多环芳烃为无毒的代谢产物。
通过培养和应用特定的降解菌株，可以加速多环芳烃的降解过程。
例如，革兰氏阴性细菌Pseudomonas和革兰氏阳性细菌Bacillus属的菌株被广泛应用于多环芳烃的生物修复中。
此外，一些共生微生物和土壤中的微生物群落也能协同作用，提高多环芳烃的降解效率。
植物修复是利用植物的吸收、转运和降解能力修复多环芳烃的方法。
植物通过根系吸收土壤中的多环芳烃，经由根系和茎叶的转运作用将多环芳烃送入植物体内，再通过植物体内的代谢途径将其降解为无毒的代谢产物。
植物修复具有生态友好、成本低廉等优势，并且可以同时修复土壤和水体中的多环芳烃污染。
一些植物如拟南芥、菸草、夜来香等被广泛研究用于多环芳烃的生物修复。
在多环芳烃的生物修复过程中，除了微生物和植物的应用外，还可以通过改变环境条件来促进降解反应。
例如，调整土壤的pH值、添加营养物质和辅助剂等都可以提高多环芳烃的降解效率。
此外，还可以利用生物技术手段改造微生物和植物的代谢途径，提高其降解能力和适应性。
然而，多环芳烃的生物修复也面临一些挑战。
首先，多环芳烃的降解速率较慢，修复周期较长。
其次，多环芳烃在土壤中的迁移和转化过程复杂，容易形成难以降解的残留物。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展
微生物降解土壤中多环芳烃的研究进展多环芳烃（PAHs）是一类广泛存在于环境中的重要环境污染物，其对环境与人类健康产生严重的危害。
目前，土壤中多环芳烃污染问题日益突出，因此，如何高效地降解多环芳烃成为环保领域的一个热门课题。
微生物降解土壤中多环芳烃的研究已成为PAHs降解技术中的一个重要方向。
1. 微生物降解PAHs的机理微生物降解PAHs的机理主要包括：1）微生物菌株能够通过PAHs与一种称为氧酶P450的酶结合来进行排斥作用，减少PAHs与细胞成分的接触；2）细胞表面附着菌株能够通过表面胶体物质、黏附性蛋白以及细胞表面的电荷作用与PAHs进行直接接触；3）利用细胞外生物膜(microbial extracellular membrane)为介质，将PAHs转运至微生物菌株内部，或者从细胞内部向外排放PAHs。
微生物降解PAHs的实际过程是由一系列酶介导的反应过程组成，其中涉及到氧化酶、脱氢酶等酶类，最终将PAHs分解为CO2和H2O。
另外，微生物菌株的降解能力主要与PAHs 分析学结构、磨细程度、环境因素等相关。
2. 自然降解和微生物降解的比较自然降解和微生物降解PAHs的差别主要体现在速度和效率方面。
自然降解的速度较慢，需要较长时间才能将PAHs分解为无毒的化合物。
而微生物降解具有速度快、成本低、环保无害等优点，其降解效率高，可以明显缩短降解周期。
考虑到微生物降解的这些优势，如何选择最合适的微生物菌株，利用生物修复技术处理土壤中的PAHs污染已成为研究热点。
微生物降解PAHs的效果受到多个因素的影响，其中最主要的因素包括：1）PAHs的性质，如单环或多环、溶解度、挥发性等；2）微生物菌株的种类、数量、代谢途径等；3）环境温度、pH值、水分、氧气含量等环境因素；4）PAHs的初始浓度和污染程度。
微生物降解PAHs具有很高的应用前景，尤其是在土壤修复中的应用。
生物修复技术是一种相对较新的污染物处理方法，除了微生物降解PAHs外，还包括微生物植物修补法(Microbial-phytoremediation)，土壤堆肥化法化法(Soil composting)等。
多环芳烃污染土壤植物修复技术
微生物群
原油污染土壤
每5克土壤接种2%于40%无盐培养基且在室温下黑暗处理30天的菌群。
苊、萘、蒽、萤蒽、菲、二苯并萘、茀、苯并芘、苯并(b)萤蒽、苯并(k)萤蒽、苯并(a)萤蒽、二苯并(a)蒽、苯并(g,h,i)芘
多环芳烃污染土壤植物修复技术
接种菌类
土壤污染类型
步骤
目标污染物
土著微生物
柴油污染土壤
每平方米土壤施用1克尿素及0.43克过硫酸钙及5.5克生石灰粉末，每周一次对表层15厘米的土壤进行翻耕
萘、菲、芘、1,2,3,4甲基吡啶、多环芳烃
白腐真菌
储油罐污染土壤、砂土、黏土、壤土
每吨土壤需要1吨的秸秆，并需要保持水分含量为5%。
厌氧噬PAH降解菌
有机泄漏污染土壤
模拟实验中，每0.5克土壤中加入1毫升液体菌，置于30℃环境中避光处理90天
菲、蒽、芘、苊、中使用220毫升含PAH、葡萄糖、醋酸酯的醋酸或水的溶液于厌氧反应器中18天
联二苯、茀、菲、芘
蚯蚓
有机泄漏污染沙质土
模拟实验中，每650克土壤中投放5只蚯蚓，于15℃环境中遮光处理60天
菲、萤蒽
白腐菌
煤焦油污染土壤
生物反应器中温度分别为38℃, 55℃，70℃保持56天
二苯并噻吩、、萤蒽、菲、二苯并萘、茀、苯并芘、苯并(b)萤蒽、苯并(k)萤蒽、苯并(a)萤蒽、二苯并(a)蒽、苯并(g,h,i)芘、二苯并(a,h)蒽
生物修复技术在污染土壤治理中的应用
生物修复技术在污染土壤治理中的应用一、生物修复技术概述生物修复技术是指利用微生物、植物或动物等生物体来修复、净化污染土壤的技术。
相比传统的物理和化学方法，生物修复技术具有操作简单、成本低廉、不会产生二次污染等优势。
生物修复技术可以分为生物激活、生物修复和生物隔离三类。
生物激活是通过引入适合的微生物、添加营养物质等方式，来增加土壤中的微生物种类和数量，从而加速土壤中的有机物降解过程。
生物修复是利用细菌、真菌、藻类等微生物降解有机物或修复重金属污染土壤的技术。
生物隔离是利用植物等生物体吸收重金属等有害物质的技术。
在有机物污染土壤治理中，生物修复技术常用于石油污染土壤、农药残留土壤、有机物废弃物填埋场土壤等的修复。
石油污染土壤中常用的生物修复方法包括原位生物修复和外部堆肥法。
原位生物修复是指通过选择适合的微生物菌种和添加适量的营养物质，直接在受污染土壤中进行污染物降解。
外部堆肥法则是将受污染的土壤挖掘出来进行堆肥处理，再重新覆盖至原来位置。
这两种方法能够有效地降解石油污染土壤中的有机物，并且成本较低、效果显著。
农药残留土壤的治理常采用生物激活技术。
通过添加一定种类和数量的微生物菌种和适量的营养物质，激活土壤中的微生物菌群，从而加速土壤中农药残留的降解过程。
还可以利用植物的吸附作用对土壤中的残留农药进行隔离。
在有机物废弃物填埋场土壤的修复中，生物修复技术也能够有效地降解土壤中的有机物污染物，并且可以降低填埋场的环境风险。
生物修复技术在有机物污染土壤治理中具有较好的应用前景，但在实际工程应用中仍然存在一些挑战，需要进一步加强研究和技术改进。
重金属是一类对人体健康有害的污染物，常出现在工矿区、冶炼厂和化工厂周边的土壤中。
传统的重金属污染土壤治理方法多采用物理或化学的方法，如土壤剥离、化学还原和化学稳定等。
这些方法不仅成本高昂，且难以根治污染问题。
生物修复技术在重金属污染土壤治理中备受瞩目。
生物修复技术在重金属污染土壤治理中的应用主要包括生物修复和植物吸收两种方法。
固定化微生物技术修复PAHs污染土壤的研究进展
固定化微生物技术修复PAHs污染土 壤的研究进展
基本内容
固定化微生物技术修复多环芳烃（PAHs）污染土壤的研究进展
多环芳烃（PAHs）是一种具有致癌性和基因毒性的有机污染物，在环境中广 泛存在并严重危害人类健康。土壤是PAHs的重要污染源之一，因此，修复PAHs污 染土壤具有重要意义。近年来，固定化微生物技术作为一种新型的污染修复技术， 在PAHs污染土壤修复方面展示了良好的应用前景。本次演示将介绍固定化微生物 技术修复PAHs污染土壤的研究进展。
在过去的几十年里，微生物修复技术得到了广泛。尤其是近年来，随着基因 组学、生物信息学和生物工程学的快速发展，微生物修复技术取得了显著进展。 其中，基因工程、生物传感器、植物修复和微生物联合应用等方面是研究的前沿 和热点。然而，这些技术在应用过程中仍存在一定的问题和局限性。例如，基因 工程菌的稳定性、生物传感器的灵敏度、植物修复的效率以及微生物联合应用的 效果等都需要进一步优化和提升。
研究现状
微生物修复技术按作用方式可分为接种微生物、促进微生物和生物反应器三 大类。接种微生物是通过向污染土壤中添加具有分解污染物能力的微生物，促进 其生长繁殖，从而实现污染物降解。促进微生物则是通过向土壤中添加营养物质， 改善土壤环境，促进土著微生物对污染物的降解。
生物反应器是将污染土壤置于生物反应器中，通过微生物的作用实现污染物 降解，同时对降解产物进行回收和利用。这些方法在重金属、有机物和复合污染 土壤修复方面均取得了显著成果。
土壤污染 多环芳烃
土壤污染多环芳烃
多环芳烃与土壤污染
在土壤有机污染中最为典型的一种物质就是多环芳烃。
它不易溶于水，所以想要被植物吸收或者被微生物降解都是相对比较困难的，因此多环芳烃是当今土壤修复邻域难以攻克的一个难点。
因此，对于土壤中多环芳烃的去除方法、修复技术的开展与研发是非常有必要的。
多环芳烃（PAHs）污染土壤是一个普遍存在的环境问题，对人类生命和生态系统构成了严重威胁。
通常，多环芳烃与重金属可通过污水灌溉、固体废物处理、交通运输以及工业活动等途径进入到土壤中，通过积累而形成复合污染。
多环芳烃和重金属具有致癌性、致突变性和致畸性，并且可在土壤中持久留存。
多环芳烃
多环芳烃是指含两个或两个以上苯环的芳烃，简称PAHs。
它们
主要有两种组合方式，一种是非稠环型，其中包括联苯及联多苯和多苯代脂肪烃；另一种是稠环型，即两个碳原子为两个苯环所共有。
多环芳烃的来源分为自然源和人为源。
自然源主要来自陆地、水生植物和微生物的生物合成过程，另外森林、草原的天然火灾及火山的喷发物和从化石燃料、木质素和底泥中也存在多环芳烃；人为源主要是由各种矿物燃料（如煤、石油和天然气等）、木材、纸以及其他含碳氢化合物的不完全燃烧或在还原条件下热解形成的。
PAHs由于具有毒性、遗传毒性、突变性和致癌性，对人体可造成多种危害，如对呼吸系统、循环系统、神经系统损伤，对肝脏、肾脏造成损害。
被认定为影响人类健康的主要有机污染物。
垃圾填埋场导致环境污染的土壤修复方法评估
垃圾填埋场导致环境污染的土壤修复方法评估垃圾填埋场是城市垃圾处理的主要方式之一，但它也带来了环境污染的问题。
在填埋场中，垃圾的分解和氧化产生大量的有毒气体和液体，这些物质最终渗透到土壤中，对土壤质量造成了严重的威胁。
因此，对于垃圾填埋场导致的土壤污染问题，进行有效的修复非常重要。
土壤修复是指通过科学的方法，恢复被破坏或污染的土壤到一定的自然或人工条件下，确保土壤功能的正常发挥。
对于垃圾填埋场导致的土壤污染，修复方法的选择应综合考虑修复效果、资源消耗、经济性和安全性等多个因素。
以下是几种常用的修复方法的评估。
1. 生物修复方法生物修复方法是利用微生物和植物来分解、吸收污染物，从而恢复土壤的功能和健康状态。
这种方法具有较低的成本、可持续性和环境友好性。
比如，添加适当的细菌和真菌能够加速有机物的降解过程，还可以通过种植具有吸附和解毒作用的植物来减少重金属等污染物的含量。
但是生物修复方法的效果受到环境条件和土壤性质的影响较大，在实际应用中需要有针对性的调整。
2. 物理修复方法物理修复方法主要是通过物理手段将污染物从土壤中分离出来，常用的方法包括挖掘和筛分。
这种方法具有速度快、高效率的特点，特别适合处理密度较低的污染物。
然而，物理修复方法对于重金属等难以分离的污染物效果较差，而且会产生大量的废弃物和二次污染。
3. 化学修复方法化学修复方法主要是通过添加化学物质来改变土壤环境，从而实现污染物的迁移、转化或稳定。
这种方法可以快速降低土壤中的污染物浓度，但需要考虑化学物质对土壤微生物和植物的影响。
常用的化学修复方法包括氧化还原修复、酸碱中和和稳定化等，它们可以针对不同的污染物选取适当的化学物质进行修复。
4. 热修复方法热修复方法是利用高温将污染物分解或转化，这种方法对于有机物的降解效果较好。
常见的热修复方法包括热处理、热解和蒸汽釜，它们可以通过升温使有机物挥发、破坏有机物的结构和分解污染物。
然而，热修复方法需要大量能源和设备投入，成本较高。
污染土壤修复的技术原理以及9种修复技术
污染土壤修复的技术原理以及9 种修复技术
土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。
在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法。
从根本上说，污染土壤修复的技术原理可包括为：(1)改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式，降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性;(2)降低土壤中有害物质的浓度。
近年来在政府财政支持下我国开展了多个类型场地的修复技术设备研发。
尽管可以罗列的土壤及地下水污染的修复技术很多但实际上经济实用的修复技术很少。
土壤修复技术归纳起来常用的有以下几种：
1、热力学修复技术，利用热传导，热毯、热井或热墙等，或热辐射，无线电波加热等实现对污染土壤的修复。
2、热解吸修复技术，以加热方式将受有机物污染的土壤加热至有机物沸点以上使吸附土壤中的有机物挥发成气态后再分离处理。
3、焚烧法，将污染土壤在焚烧炉中焚烧，使高分子量的有害物质?挥发性和半挥发性，分解成低分子的烟气经过除尘、冷却和净化处理使烟气达到排放标准。
4、土地填埋法，将废物作为一种泥浆将污泥施入土壤通过施肥、灌溉、添加石灰等方式调节土壤的营养、湿度和pH 值保持污染物在土壤上层的好氧降解。
5、化学淋洗，借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂在重力作用下或通过水头压力推动淋洗液注入到被污染的土层中，然后再。
利用微生物技术修复污染土壤的方法
利用微生物技术修复污染土壤的方法摘要：土壤污染问题是由长时间的污染积累和多方面因素导致的。
针对全国土壤污染状况详细调查发现，重工业、采矿企业周边环境土壤污染物超标严重，镉、汞、铬占比较大。
农药的不合理使用也造成土地大面积污染，主要江河流域的底泥中农药污染情况十分严重。
为了有效地修复土壤、解决土壤污染问题，众多土壤修复方法被采用，但如何针对土壤的污染类型，选择便利的场地和高效且环保的修复手段却颇有难度。
本文将主要介绍微生物技术在土壤修复中的应用。
关键词：土壤污染；微生物技术；土壤修复引言土壤无论是在农业生产，还是在自然环境中都有着重要的地位和作用，尤其对农业的发展起着关键的作用。
在以前，人们为了经济的发展，而不重视对土壤环境的保护，导致我国的土壤污染问题十分的严重。
而随着科技水平的提高和人们对环保意识重视程度的不断提升，越来越多的人认识到保护土壤的重要性。
1土壤微生物简介土壤是微生物的大本营，是微生物生长和繁殖的天然培养基。
土壤中微生物具有以下特点:类群丰富，一般包含细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物五大类;数量繁多，一般来说，在每克耕作层土壤中，细菌数量约为108个，放线菌(孢子)数量约为107个，真菌(孢子)数量约为106个，酵母菌数量约为105个，藻类数量约为104个，原生动物约为103个;分布广泛，由于土壤质地、发育历史、发育母质、季节、肥力、作物种植状况、土壤层次和深度等不同，其所含的微生物种类和数量会表现出很大差异，一般在微生物修复过程中起作用最大的是细菌，其次是放线菌和真菌类。
土壤微生物可以通过固氮、降解无机磷钾等改善土壤的物理、化学结构并提高肥力，又可促进植物光合效应、抑制植物病原菌增殖、促进作物生长，还可降解多种重金属离子实现对污染土壤的修复。
2引起土壤污染的主要类型2.1土壤生物污染土壤生物污染具体指污染物和寄生虫对土壤造成的破坏，影响土壤的质量。
相关的调查研究显示，土壤生物污染的来源主要包括以下几方面：使用人畜粪便，或者是灌溉没有经过处理的工业废水和生活污水，这些污染物中有大量的病原菌和有害的虫卵等，尤其这些危害物质能够在土壤中大量的繁殖和生存，如果接触到被污染的土壤，可能会出现一些病症，直接威胁人体健康。
环境化学复习资料第七章 受污染环境的修复 名词术语
第七章受污染环境的修复名词术语1.环境指示生物（Environmental bioindicator）许多生物对环境，尤其是对大气和水体环境的变化反应敏感，可作为环境污染的指示生物。
所谓指示生物又叫做生物指示物，就是指那些在一定地区范围内，能通过其特性、数量、种类或群落等变化，指示环境或某一环境因子特征的生物。
2.环境生物标记物（Environmental biomaker）生物标志物在医学上一般是指可供客观测定和评价的一个普通生理或病理或治疗过程中的某种特征性的生化指标，通过对它的测定可以获知机体当前所处的生物学过程中的进程。
检查一种疾病特异性的生物标志物，对于疾病的鉴定、早期诊断及预防、治疗过程中的监控可能起到帮助作用。
环境生物标记物是指示环境暴露和有害效应的可测量生物反应，包括细胞、生理、生化、行为、能量、分子或代谢物水平的变化，它能显示分子或细胞水平的暴露- 效应关系，并能为环境污染物所造成的暴露或危害提供有效的检测手段。
3.根际（Rhizosphere）是指受植物根系活动的影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域土区。
根际的范围很小，一般指离跟轴表面数毫米之内。
4.深度氧化技术（Advanced oxidation process，AOP）是指在体系中能产生具有高度反应活性的自由基（如羟基自由基，•OH），充分利用自由基的活性，快速彻底地氧化有机污染物。
该方法具有良好的应用前景。
5.植物稳定（Phytostabilization）是利用耐重金属植物根际的一些分泌物，增加土壤中有毒金属的稳定性，从而减少金属向作物的迁移，以及被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。
其中包括沉淀、螯合、氧化还原等多种过程。
6.生物刺激（Biostimulation）满足土著微生物生长所必需的环境条件，诸如提供电子受体、供体、氧以及营养物等。
7.生物强化（Bioaugmentation）需要不断地向污染环境投入外源微生物、酶、其他生长基质或氮、磷无机盐。
多环芳烃修复方法
多环芳烃修复方法多环芳烃（PAHs）是一类由两个或更多的苯环组成的有机化合物。
由于其广泛存在于环境中，并且具有较高的毒性和持久性，多环芳烃污染成为环境保护的重要问题。
因此，多环芳烃修复方法的研究变得尤为重要。
在多环芳烃修复方法中，常用的方法包括物理修复、化学修复和生物修复等。
物理修复是通过物理手段将多环芳烃从土壤或水体中分离出来。
常见的物理修复方法包括热解、吸附和蒸馏等。
热解是将多环芳烃暴露在高温条件下，通过升高温度使其挥发或分解。
吸附是利用吸附剂吸附多环芳烃，将其从土壤或水体中吸附出来。
蒸馏是通过升高温度使多环芳烃蒸发，然后通过冷凝使其凝结成液体。
这些物理修复方法具有操作简单、效果明显的优点，但仅适用于多环芳烃浓度较高的情况。
化学修复是通过化学反应将多环芳烃转化为无毒或低毒的物质。
常见的化学修复方法包括氧化还原、酸碱中和和络合等。
氧化还原是利用氧化剂或还原剂将多环芳烃氧化或还原为无毒或低毒的物质。
酸碱中和是通过加入酸碱溶液将多环芳烃与其反应生成无毒的物质。
络合是将多环芳烃与络合剂反应生成可溶性络合物，然后通过物理手段将其分离出来。
化学修复方法可以在多环芳烃浓度较低的情况下起到较好的修复效果，但操作复杂度较高。
生物修复是利用微生物降解多环芳烃。
常见的生物修复方法包括原位生物修复和生物堆肥等。
原位生物修复是将适宜的微生物引入到多环芳烃污染区域，通过微生物的代谢作用将多环芳烃降解为无毒或低毒的物质。
生物堆肥是将多环芳烃污染土壤与适宜的有机物混合，利用微生物的堆肥作用将多环芳烃降解为有机肥料。
生物修复方法具有操作简单、成本较低的优点，但对环境条件和微生物种类有一定要求。
除了上述常见的修复方法，还有一些新兴的修复方法在研究中，如电化学修复和植物修复等。
电化学修复利用电流的作用将多环芳烃分解为无毒或低毒的物质。
植物修复是利用植物的吸收、转运和降解作用将多环芳烃从土壤或水体中吸收并降解为无毒或低毒的物质。
这些新兴的修复方法在实际应用中还存在一些技术难题，需要进一步研究和改进。
污染土壤的生物修复
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。
10第五章 污染土壤生物修复
去毒作用—去氨基作用
某些有机化合物的生物活性位点是氨基，去氨基作用则能 使其失去生物活性。
去毒作用—醚键断裂作用
苯氧羧酸类除草剂含有醚键，醚键断裂能消除其植物毒性。
去毒作用—腈转化为酰胺
苯氧羧酸类除草剂含有醚键，醚键断裂能消除其植物毒性。
去毒作用—轭合作用
有毒物质和生物体内的一些代谢产物和小分子物质发生合 成反应，使以有毒物质毒性降低的现象为轭合作用。
污染物以何种方式通过细胞膜，主要取决于污染物本身 的化学结构、理化性质及各种组织细胞膜的结构特征。
微生物的生物化学降解转化作用
彻底分解为CO2＋H2O
激活作用
有毒物质
结构变化
毒性增加 毒性不变 毒性降低
去毒作用
去毒作用：微生物使污染物的分子结构发生变化，从而降低或去除其对 敏感物种的有害性。敏感物种包括动物、植物、微生物和人。
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
生物修复可能利用到的微生物
真细菌
细菌
蓝细菌 古菌
酵母
微
生 物
真菌
霉菌
大型真菌
菌根
藻类
微生物对污染物的简单代谢的生理过程
向基质接近 对固体基质的吸附
✓两种基本相似化合物在生物转运过程中需要同一转运系统， 可出现竞争，并可出现竞争性抑制。
✓主动转运的最主要特点是在转运过程中化合物可逆浓度梯 度而转运，即可由浓度低的部位向浓度高的部位转运，并 因此需要消耗一定的能量。
易化扩散：指某些不易溶于脂质的亲水化合物，透过生物 膜从高浓度向低浓度移动的过程，也称之为促进扩散。
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农田土壤污染如何修复
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本文概述：农田是种植农作物的土地，如果农田受到污染，农作物的产量会下降，还会含有毒性，通过食物链影响人的身体健康，如果农田的土壤被污染了应该如何修复呢?
农田土壤污染的修复办法
1.堆肥法，利用传统的堆肥方法，堆积污染土壤，将污染物与有机物，稻草、麦秸、碎木片和树皮等、粪便等混合起来，依靠堆肥过程中的微生物作用来降解土壤中难降解的有机污染物。
2.植物修复技术，包括利用植物超积累或积累性功能的植物吸取修复、利用植物根系控制污染扩散和恢复生态功能的植物稳定修复、利用植物代谢功能的植物降解修复、利用植物转化功能的植物挥发修复、利用植物根系吸附的植物过滤修复等技术。
重金属污染土壤的植物吸取修复技术在国内外都得到了广泛研究，已经应用于砷、镉、铜、锌、镍、铅等重金属以及与多环芳烃复合污染土壤的修复，并发展出包括络合诱导强化修复、不同植物套作联合修复、修复后植物处理处置的成套集成技术。
近年来，中国在重金属污染农田土壤的植物吸取修复技术应用方面在一定程度上开始引领国际前沿研究方向。
多环芳烃污染土壤的微生物修复解读
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3.2 厌氧降解 厌氧微生物可以利用硝酸盐、硫酸盐、铁、锰和二氧化碳等作 为其电子受体，将有机化合物分解成更小的组分，往往以二氧化碳 和甲烷作为最终产物。 与好氧降解相比，PAHs 的厌氧降解进程较慢。当PAHs 浓度 偏高时，PAHs 的厌氧降解明显被抑制。厌氧降解一般对低环多环 芳烃的讲解效率比较高。
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4.2 氧
无论是真菌还是细菌在好氧代谢多环芳烃时，氧是微生物进行 好氧代谢的重要物质条件。目前生物修复技术中的氧源主要有O2和 H2O2等。环境中氧的含量充足与否对多环芳烃的好氧降解有着重要 的影响。
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4.3 温度
温度是土壤中微生物活性的重要影响因素，土壤中细菌和真菌 的最适生长温度为298~303 K。在不同温度条件下微生物对PAHs 的降解有着明显的差异，低温条件下微生物活性会受到抑制，致使 微生物对 PAHs 的降解能力下降；高温条件下酶会因结构被破坏而 失去活性、微生物存活率降低，也会使微生物对PAHs 的降解能力 下降。 温度除了影响微生物活性之外，还会引起土壤中氧的含量和 PAHs 性质的变化，间接对PAHs的降解产生影响。
由2 个或2 个以上的苯环按一定顺序排列组成的碳氢化合物，具有 强烈致癌、致畸和致突变特性。土壤中的PAHs以4 ～ 6 环的PAHs 为主。化石燃料的燃烧是PAHs 的主要来源。 由于人类对化石产品的不断开发利用，PAHs 持续向环境中排 放，高温过程形成的PAHs 大都排放到大气中，随着大气环流、海 洋环流等循环而不断扩散，空气、土壤及水体甚至南极、高山冰川 等都受到PAHs 的污染。PAHs 和其他固体颗粒物、胶体等结合在 一起，通过干、湿沉降转入湖泊、海洋，最终主要在沉积物、有机 物质和生物体中累积，对人类健康和整个生态系统构成威胁。
环境污染对土壤质量的影响与修复
环境污染对土壤质量的影响与修复一、引言土壤是人类赖以生存的重要自然资源，然而，随着工业化进程的快速发展和人类经济活动的增加，环境污染对土壤质量造成了严重破坏。
本文将探讨环境污染带来的土壤质量影响以及相应的修复方法。
二、环境污染对土壤质量的影响1. 导致土壤酸化工业废弃物、农药和肥料的过度使用以及排放物中的酸性物质，都会导致土壤的酸化。
土壤酸化不仅影响养分供应和微生物活动，还会改变土壤结构和根系发育，最终导致作物产量下降。
因此，环境污染对土壤酸化起到了推波助澜的作用。
2. 污染物积累和迁移化工厂、矿山和垃圾填埋场等污染源会释放大量有毒物质到土壤中，这些有毒物质会在土壤中积累并随着水流和风力的作用向下迁移。
对土壤中重金属和有机物的过度积累会影响土壤中的生物多样性和微生物群落，对环境和人类健康构成潜在威胁。
3. 增加土壤侵蚀风险环境污染还会削弱土壤的结构稳定性，使其易于侵蚀。
随着水土流失的增加，土壤质量迅速下降，严重危及可持续农业发展和生态恢复。
三、土壤质量修复方法1. 生物修复生物修复是一种利用生物体的生理代谢活动来修复和改善土壤质量的方法。
通过引入适宜的微生物和植物物种，可以促进土壤有机质的分解和有毒物质的降解，从而恢复土壤的生态功能。
2. 物理修复物理修复方法主要包括堆肥堆积法、堆肥法等。
这些方法通过改善土壤结构和通气性，提高土壤水分和养分的保持能力，有助于恢复土壤的肥力。
3. 化学修复化学修复方法通过添加改良剂和吸附剂等化学物质来减少有毒物质在土壤中的迁移和积累。
例如，利用石灰石和磷酸盐等来中和土壤酸性和修复土壤的酸化问题。
四、结论环境污染对土壤质量造成了严重的影响，应采取有效的措施来修复受污染的土壤。
生物修复、物理修复和化学修复是三种常见的修复方法。
然而，为了实现长期可持续的土壤质量修复，政府、企业和个人都需要加大环境保护力度，减少污染源的排放，从源头上控制环境污染。
通过本文的探讨，我们应深刻意识到环境污染对土壤质量造成的威胁，并认识到修复土壤质量的紧迫性。
表面活性剂在多环芳烃污染土壤修复中的应用
表面活性剂在多环芳烃污染土壤修复中的应用随着今天社会经济的快速发展，环境污染越来越严重，其中，多环芳烃是土壤中存在的一种污染物质。
多环芳烃是一种含有两个或多个苯环和苯环和脂肪环（通常达到六个环）的有机污染物，常见的多环芳烃有芘、菲和苯并芘等。
多环芳烃分子内部结构稳定，难以降解，长时间在土壤中积累，会对生态环境造成不可逆的伤害。
因此，多环芳烃污染土壤的修复一直是环境科学领域关注的热门研究课题。
在众多修复技术中，表面活性剂技术因其亲水性或疏水性而引起了广泛关注，已成为一种潜在的低成本和高效的修复技术。
表面活性剂是一种化学物质，具有吸附性、分散性、渗透性和表面张力降低等特性，可以在水和油、水和空气、水和土壤的接触面上显著降低表面张力，从而促进油和水、水和空气、水和土壤之间的混合，从而改善污染物迁移行为。
此外，表面活性剂通过提供生境条件，可以对生物种群产生较强的影响，从而加速土壤中有机污染物的降解。
表面活性剂在多环芳烃污染土壤修复中的应用主要包括两种方法：增强萃取和增强生物可降解。
增强萃取主要是通过表面活性剂的分散、渗透和增溶等作用，将固体中的污染物转移到液相中，并将其从土壤中移除。
而增强生物可降解主要是通过表面活性剂的微生物刺激作用促进土壤中的微生物群落生长，从而促进多环芳烃的生物降解。
下面分别具体介绍这两种方法的原理和应用情况。
一、增强萃取增强萃取主要包括微乳液萃取、乳化液萃取和胶束萃取等方法。
微乳液萃取是一种使用表面活性剂和有机溶剂组成的微乳液来分离污染物的方法。
它通常用于分离具有良好疏水性的多环芳烃。
微乳液的构成在很大程度上取决于表面活性剂的类型和浓度、选择的有机溶剂和环境条件。
微乳液的常见结构是由水、表面活性剂和有机溶剂三部分构成，其中，表面活性剂的分散能力使其能够分散在水中，有机溶剂的相容性使其能够溶解在表面活性剂中。
对于污染物的萃取，微乳液中的表面活性剂会包围污染物分子并形成胶束，从而将污染物转移到有机相中。
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堆肥法生物修复多环芳烃污染土壤
多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, PAHs)是指两个或两个以上的苯环排列组成的化合物。
PAHs的共轭体系使其具有低溶解性和较强的憎水性,能强烈地分配到土壤有机质中,土壤已成为PAHs的重要归宿,承担着其90%以上
的环境负荷。
进入上壤的多环芳烃,对人类健康和整个生态系统的安全构成了巨大的威胁。
多环芳烃在环境中的分布及积累及其对人体健康潜在的威胁已引起世界各国的
高度重视。
美国国家环保局(EPA)将16种PAHs列为优先污染物,我国也早把PAHs列入环境优先监测的污染物黑名单。
因此,去除污染土壤中的PAHs就具有重要的现实意义。
本文采用强制通风堆肥法修复PAHs污染土壤,通过试验研究,优化和强化PAHs污染土壤的堆肥生物修复效果,为我国堆肥生物修复PAHs污染土壤探索新
途径和提供技术支持。
对供试土壤中的16种PAHs含量分析结果表明：焦化厂土壤中PAHs的总含量在高达504 mg/kg,在16种PAHs中2-3环类PAHs的含量低
于4-6环类PAHs的含量,其中4-6环类PAHs的含量占总PAHs含量的70%以上。
通过批量实验研究,考察了不同猪粪添加比例下的PAHs降解效果,优化了猪粪添加比例。
研究结果表明,在猪粪：土壤：锯末混合比例分别为1：1：1、1.5：1：1、0.8：1：1的试验中,猪粪：土壤：锯末混合比例为1：1：l的堆体16种总PAHs的平均降解率及低、中、高环类PAHs的平均降解率均高于1.5：1：1、0.8：1：1两个比例的堆体,其16种总PAHs的平均降解率及低、中、高环类PAHs 的平均降解率分别为64.05%、77.79%、63.81%、63.58%；堆料中的总PAHs的含
量由原来的144.7 mg/kg降低至14.51 mg/kg,对PAHs有着比较好的降解率。
眷、冬两季的反应器堆肥试验表明：春、冬两季试验中,猪粪：土壤：锯末混合比例为1：1：1的堆体,其PAHs降解率均高于混合比例为3：1：1的堆体；冬季试验时堆体中PAHs的降解率高于春季,其中冬季混合比例为1：1：1的堆体其16种总PAHs的降解率与低、中、高环类PAHs的降解率分别为：78.97%、70.57%、81.71%、79.51%,堆肥结束时堆体中16种PAHs的总含量为9.46 mg/kg,对PAHs 的去除效果明显。
在优化猪粪添加比例的试验基础上,通过正交试验,考察和比较了非离子表面活性剂吐温-80及生物表面活性剂鼠李糖脂的添加浓度及温度、堆肥时间对PAHs污染土壤堆肥生物修复效果的影响,结果表明,在非离子表面活性剂吐温-80的添加浓度为4CMC、堆体温度维持在25℃-35℃、堆肥时间为21 d 时,16种PAHs的降解率达到最大值。
表面活性剂强化堆肥修复受PAHs污染土壤试验结果表明,在添加4CMC的吐温-80,于三天后使用25℃循环水浴一周,周期性进行补水的放置于温室的堆体,
其PAHs降解率高于其它控制条件下堆体的降解率,其中堆体的低、中、高环类PAHs及16种PAHs的总平均降解率分别为45.44%、12.35%、24.23%、18.92%；且放置于温室中的3个堆体的PAHs降解效果优于室外环境堆体,室外环境堆体的PAHs基本未被降解；在堆肥过程中,降解PAHs的主要微生物种类为芽孢杆菌与
白腐菌,其所占比例分别为10-40%与5～30%。
通过批量和堆肥反应器的试验研究,初步得出了堆肥过程的优化控制参数：通过周期性的补水,使堆料的含水率保持在50-60%之间；对比未进行任何处理的被污染焦化厂土襄,通过添加猪粪进行堆肥处置后,土壤中的PAHs含量已经有所减少,达到了生物修复被污染土壤的目的。