生物修复
生物修复技术概念、应用及环境因素的影响和3个成功实例
第五部分
5.微生物修复成功的案例
PART TWO
5.1 石油污染生物修复中微生物的应 用
5.2 土壤污染生物修复中微生物的应用
5.3 赤潮灾害生物修复中微生物的应 用
第五部分
5.微生物修复成功的案例
PART TWO
5.1 石油污染生物修复中微生物的应 用
1989年Exxon石油公司的油轮在阿拉斯加Prince Willian海湾 发生溢油事故,溢油量达4170m3,污染海岸线长达500～ 600km。为了消除污染,该公司采用原位生物修复措施,通过喷 施营养物(N源、P源)加速海滩上自然存在的微生物对污染石 油的降解,使石油污染程度明显减轻，并未向周围海滩及海水 中扩散。此举反应出了微生物修复的巨大作用，是微生物修复 在海洋污染治理中的成功典范，对污染环境的清除和治理具有 代表意义。
第二部分
2.污染现状
PART TWO 3.3 水污染
3.3.2 生活污水
生活污水:是指人们日常生活的洗涤废水和粪 尿污水等。来自医疗单位的污水是一类特殊 的生活污水，主要危害是引起肠道传染病。
第二部分
2.污染现状
PART TWO 3.3 水污染
3.3.3 农业污水
农业污水:主要含氮、磷、钾等化肥、农药、粪 尿等有机物及人畜肠道病原体等。
水 体 污 染
土 壤 污 染
目录
Content
1.生物修复的概念及引用 2.污染现状 3.生物修复的研究意义
4.影响微生物修复污染 环境的几个关键因素 5.微生物修复成功的案例 6.结论
第一部分
PART ONE
1.生物修复的概念及引用
生物修复是利用生物(包括植物、微生物和原生动物) 的代谢功能，吸收、转化、或降解环境污染物，实现 环境净化、生态恢复。
生物降解和生物修复技术
生物降解和生物修复技术是应对环境污染问题的重要手段，它们能够有效降解和修复各种有机和无机污染物质，减轻环境压力，提升生态环境品质。
下面将对这两种技术进行详细论述。
一、生物降解技术生物降解是指利用微生物、植物等生物体对污染物进行化学变化和生理代谢作用，并将其转化为无害或低毒的物质，从而达到减轻污染物对环境的危害的目的。
根据生物降解机制的不同，生物降解可以分为三种类型：1. 微生物降解微生物降解是指利用某些微生物对有机物质进行降解的过程，这些微生物可以激活有机物质分子中的氧原子，使其更加易于降解。
微生物降解主要分为类酵母、厌氧菌、光合细菌和好氧细菌降解等四种。
2. 植物降解植物降解是指利用植物对有机污染物进行降解的过程，植物的根、茎、叶子等部分可以分泌酶、物理吸附和生物吸附等机制对污染物进行降解。
植物降解中较为常见的是禾本科的植物、杨树和竹子等。
3. 自然降解自然降解是指利用环境的物理、化学因素和生物体的代谢活动等作用对有机污染物进行降解的过程，这种降解方式被称为自然降解。
自然降解主要受到温度、湿度、光照和有机物质的类型和浓度等因素的影响。
二、生物修复技术生物修复是指利用微生物、植物或其代谢产物来修复土壤和水体中的环境问题，包括物理、化学和生物处理三个阶段。
生物修复主要有以下几种技术：1. 微生物修复技术微生物修复技术是指利用微生物来分解并修复污染物的动态过程。
在该过程中，生物菌群在自然条件下发展，提高菌群的降解能力，从而降低了污染和污染物对环境的影响。
2. 植物修复技术植物修复技术是指利用植物在污染环境中维持生长并修复污染的一种科技手段。
通常，植物修复分为植物吸收和植物修复两种。
植物吸收可将有害物质从土壤中吸收到植物体内，同时修复土壤和水。
3. 其他修复技术其他修复技术包括生物化学法、电极催化氧化法、生物筒法等，它们是利用新的化学、生物和物理处理技术来对环境进行修复，达到生态日益好转的效果。
综上所述，在环境污染治理上具有广泛的应用前景，可以保障人民健康和生态环境的继续健康发展。
生物修复
镉 1.08-15.6 4.1 0.14 0． 3
含量范围 29.5-64.1 平均值
土壤背景值 土壤环境质 量标准（II 级）
41.5 22.4 50
143.6 38.8 250
引自：王亮等，温州市城郊污灌对土壤和蔬菜品质的影响
28
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
蔬菜重金属含量(mg/kg)
铅 镉
0.2 0.05 莴苣 小青菜 大白菜 甘蓝 葫芦 标准
蔬菜品种(春季)
温州市部分蔬菜基地蔬菜重金属污染情况调查
（王亮等，2000年，内部资料）
29
杭州市城郊转塘等十一个蔬菜基地 土壤的重金属含量（mg/kg)
元素 含量范围 平均值
土壤背景值 土壤环境质 量标准（II 级）
生物修复的目的是将有机污染物浓度降低到低于检测限或低
于环境标准规定的安全浓度。
7
7.3 生物修复的优缺点
1. 生物修复技术的优点
生物修复可以现场进行，这样减少了运输费用和人类直接接触污染
物的机会；
生物修复经常以原位方式进行，这样可使对污染位点的干扰或破坏
达到最小，可在难以移动的地方（如建筑物下、公路下）进行，在 生物修复时场地可以照常使用；
生物降解，如多氯代化合物和重金属。污染物的不溶解性及其在土壤中
与腐殖质和粘粒结合，使生物修复更难以进行；
有些化学品经微生物降解后其产物的毒性和移动性比母体化合物反
而增加。例如三氯乙烯（TCE）在厌氧条件下可以进行一系列的还原脱
卤作用，产物之一的氯乙烯（VC）是致癌物。因此，如果不对微生物 降解过程有全面了解，有时情况会比原来更糟；
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。
简述生物修复中的强化措施
简述生物修复中的强化措施在生物修复中，强化措施是指通过各种手段增强生物修复技术的效率和稳定性，以更好地恢复和改善被破坏的生态系统。
以下是一些常见的生物修复中的强化措施：1.适宜搜集和铺撒植物种子：植物是生物修复的重要组成部分，通过搜集和铺撒适宜的植物种子，可以增加植物的多样性和数量，提高生态系统的恢复能力。
2.使用高效微生物菌剂：微生物在生物修复中起着重要的作用，可以降解有害物质、提高土壤质量等。
使用高效微生物菌剂可以加快修复速度并提高修复效果。
3.引入适应性强的物种：在一些情况下，引入适应性强的物种是加快修复进程的有效方法。
这些物种具有快速生长、高度耐受逆境、丰富的营养需求等特点，可以迅速建立起新的生态系统。
4.应用生物结构材料：生物结构材料是指以生物为基础的材料，如生物降解塑料、植物纤维等。
这些材料可以用于修复土壤、改善水质、增加生物多样性等，为生物修复提供更好的基础条件。
5.创造人工栖息地：在一些情况下，为了促进野生动植物的繁殖和栖息，可以创造人工栖息地。
这些栖息地可以模拟自然环境，提供合适的食物和栖息条件，帮助野生物种恢复数量和生态功能。
6.促进物种互惠共生：在生物修复过程中，通过促进物种之间的互惠共生关系，可以增加修复效果。
例如，一些植物可以与土壤中的微生物共生，提供营养物质并获取对环境的修复能力。
7.利用生态系统服务：生态系统服务是指由生物修复所提供的各种有益服务，如水资源调节、土壤保持、气候调节等。
通过充分利用这些生态系统服务，可以加强生物修复的效果，提高生态系统的稳定性。
8.结合生物技术和传统技术：生物修复可以与传统的土壤修复技术相结合，如土壤修复、植被修复等。
通过充分利用现有的技术手段，可以加强生物修复效果，并提高修复过程的可持续性。
9.引入自然敌害控制：在修复过程中，可以引入自然敌害控制，帮助控制有害生物的数量，保护修复区域的生物多样性。
这能够维持一个更加平衡的生态系统，有助于修复进程的顺利进行。
生物修复名词解释
生物修复名词解释生物修复是一种利用生物学原理和技术进行环境修复的方法。
它利用生物体的生长、代谢和适应性等特性，通过引入或增强环境中的生物物种来减少或消除环境中的污染物或有害物质，促进环境的自然修复和恢复。
生物修复可以用于修复受到污染的土壤、水体和大气等不同类型的环境。
在土壤修复中，生物修复可以通过植物的吸收、积累和转运等途径，降低或消除土壤中的污染物。
例如，植物可以通过根系吸收土壤中的重金属，将其积累在地上部分，并随后通过割取植物或收割作为生物质燃料来去除土壤中的污染物质。
在水体修复中，生物修复可以利用生物控制技术，如放流优势有益的微生物，以降低水体中的污染物浓度，提高水质。
在大气修复中，生物修复可以通过利用植物的光合作用吸收和固定大气中的二氧化碳，从而减少温室气体的排放。
生物修复具有许多优点。
首先，生物修复是一种环境友好的修复方法，不会引入人工化学物质或给环境带来进一步破坏。
其次，生物修复是一种经济效益高的修复方法。
相较于传统的土壤挖掘和替换等工程方法，生物修复通常更具成本效益，且可以节省大量的时间和资源。
此外，生物修复还具有可持续性和可再生性。
生物修复所需的生物物种大多数可以自然繁殖和扩散，可以在修复完成后继续存在以保持修复效果。
然而，生物修复也存在一些限制和挑战。
首先，生物修复的效果可能受到环境条件和生物物种的影响。
不同的环境因素，如温度、湿度和土壤pH等，可能对生物修复的效果产生影响。
此外，某些生物物种对于特定污染物的适应性可能有限，因此他们可能无法在特定环境中有效修复污染物。
此外，生物修复过程中可能会产生一些副产品或次生污染物，需要进一步处理和监控。
总的来说，生物修复作为一种可持续和环境友好的修复方法，在环境修复中具有广阔的应用前景。
随着生物学和生态学等科学的进一步发展，生物修复技术将不断完善和创新，为环境修复提供更加有效和可持续的解决方案。
生物修复的优缺点
生物修复的优缺点
生物修复的优点：
1.生物修复技术可以在现场进行，减少运输费用和人类接触污染物的机会。
2.生物修复通常以原位方式进行，使污染位点的干扰或破坏达到最小，可以在难以处理的地方进行，同时不会对环境造成二次污染。
3.生物修复的效率较高，降解速度快，处理时间短，成本低。
4.生物修复技术可以用于其他处理技术难以应用的场地，如土壤、地下水等。
5.生物修复技术可以同时处理受污染的土壤和地下水。
生物修复的缺点：
1.生物修复技术需要一定的工程前考察，耗时、耗资。
2.不是所有进入环境的污染物都能被生物利用。
3.特定的生物只能吸收、利用、降解、转化特定类型的化学物质，形态稍有变化的化合物就可能不会被同一种生物酶破坏。
4.生物修复技术对环境条件的要求较高，如温度、湿度、pH值等。
5.生物修复技术不能将污染物全部去除，有时需要结合物理或化学方法进行处理。
生物修复技术的应用
生物修复技术的应用随着科技的不断发展，生物修复技术逐渐成为人们关注的焦点。
生物修复技术是指利用生物体和生物过程来修复环境污染、恢复生态平衡以及治疗疾病的一种技术手段。
它既能有效地清除污染物，又能避免传统修复方法中存在的一些问题，如二次污染和资源浪费。
本文将介绍几种常见的生物修复技术及其应用。
一、植物修复技术植物修复技术是一种利用植物来修复环境污染的方法。
植物通过吸收土壤中的有害物质，将其转化为无害物质或储存在植物体内，从而达到修复环境的目的。
植物修复技术的应用范围广泛，包括土壤污染修复、水体污染修复以及空气污染修复等。
例如，银杏树在修复大气中的有害物质方面具有较好的效果，可以吸收空气中的二氧化硫等有害气体，起到净化空气的作用。
二、微生物修复技术微生物修复技术是通过利用微生物的代谢能力来清除环境中的有害物质。
微生物修复技术通常包括两个步骤：生物降解和生物转化。
生物降解是指微生物通过代谢作用将有害物质分解为无害物质；而生物转化则是指微生物将有害物质转化为无害物质或者转化为可回收利用的物质。
微生物修复技术广泛应用于土壤污染修复、水体污染修复以及废气处理等方面。
例如，利用一些特定的细菌可以将污染物质中的重金属离子转化为不易溶解的硫化物，从而达到去除重金属污染的目的。
三、生物堆肥技术生物堆肥技术是一种将有机废弃物转化为有机肥料的方法。
通过优选合适的微生物和调节堆肥过程中的环境条件，将废弃物中的有机物质降解为稳定的有机质，并将其中的营养元素锁定在有机肥料中，从而实现废弃物的资源化利用和减少对土壤和水体的污染。
生物堆肥技术广泛应用于农业废弃物处理、餐厨垃圾处理以及园林废弃物处理等方面。
通过生物堆肥技术处理废弃物，不仅可以减少环境污染，还可以获得高质量的有机肥料，为农业生产提供养分。
四、基因工程技术在生物修复中的应用基因工程技术是一种通过改变生物体基因组的方式来改良其性状或者增强其功能的技术。
在生物修复中，基因工程技术可以用于改良植物或微生物的性状，使其具有更强的修复能力。
生物修复名词解释
生物修复名词解释
生物修复是一种新兴的绿色环保技术，它可以有效地修复受损的生态环境，进而改善人类的生活和工作环境。
生物修复的概念源于生态学。
生态学通过研究自然环境中的物种、地形、水源及其相互作用，以及自然界中的生命活动，以及人类对其影响的可持续理念开始产生。
生物修复是将生态学活动专门用于修复受损或受破坏的自然环境，从而使其健康可持续的一种技术。
生物修复的主要目的是通过维护自然环境的健康来改善人类的
生活和工作环境。
一般来说，如果自然环境被破坏或受到污染，会对人类的生活和工作造成不利影响，比如水污染、空气污染、土壤污染等，这些都会损害人类的健康，使我们的生活质量受到影响。
因此，通过生物修复，人们可以有效地修复受损的环境，从而改善人类的生活和工作环境。
生物修复技术主要包括植物、动物和微生物的结合使用。
植物在自然环境中具有重要的作用，它们可以增加土壤的肥力，减少植物尘埃，促进植物生长，并能够保持水土的稳定。
同时，动物也在生物系统中发挥着重要作用，它们可以减少有害生物的数量，同时也能帮助修复土壤。
另外，微生物的存在也可以改善和修复生态环境，如某些微生物能够将高浓度有毒物质进行降解，使环境变得更加安全。
生物修复技术可以有效地修复受损的生态环境，使其恢复到最佳状态。
如果使用正确的修复方式，生物修复技术还可以有效地改善环境，维持生态系统的平衡，从而改善人类的生活和工作环境。
因此，
如果人们能够更好地利用和发挥生物修复技术的优势，不仅可以让我们的环境变得更加美好，还可以为人们的健康和质量生活带来更大的益处。
生物修复技术103篇
生物修复技术10第一篇：生物修复技术的概述随着环境污染和生态破坏的日益加剧，人们开始寻找各种方法来修复被污染和破坏的生态环境。
生物修复技术作为一种创新和可持续的解决方案，已经引起了广泛的关注和研究。
生物修复技术利用生物反应器、微生物、植物和动物等生物材料对环境中的有害物质进行去除、转化、稳定或脱附，从而减少环境污染和恢复生态系统功能。
生物修复技术的优点包括技术成本低、维护费用低、可持续性高、环保效果好等。
生物修复技术的应用领域包括废水处理、土壤修复、矿区修复、油污处理、废物处理等多个领域。
在废水处理方面，生物修复技术被广泛应用于污水处理厂和工业废水处理过程中。
在土壤修复方面，生物修复技术则是为促进土壤自净和恢复生态系统提供了一种有效的手段。
在生物修复技术的研发和实施中，还需要考虑到生态安全、社会经济效益等多方面的问题。
同时也需要加强生物修复技术的国际合作与交流。
总之，生物修复技术作为一种可持续和环保的技术，有着广泛的应用前景。
未来将进一步加强研究和应用，不断优化和完善技术，同时也要关注技术的经济可行性和社会环境效益，使其更好地服务于人类和地球的可持续发展。
第二篇：生物修复技术在土壤修复中的应用土壤是生态系统中的重要组成部分，对土壤的破坏和污染对整个生态系统都会造成不利影响。
生物修复技术在土壤污染治理中具有独特的优势，已经取得了显著的成效。
土壤污染主要包括重金属污染、有机污染和土壤酸化等。
生物修复技术在处理土壤污染时，可以利用微生物、植物和动物等生物群落对污染物进行生物降解、固化、吸附等处理，从而达到修复土壤的效果。
在应用生物修复技术进行土壤修复时，需要进行一系列的前处理和后处理。
前处理包括采样和分析，以确定土壤污染的种类和程度，从而确定适合的生物修复技术。
后处理包括对生物修复效果的评估和监测，以及对修复后的土壤进行保护和管理。
在具体的生物修复技术中，植物修复技术是最为常见和广泛的。
植物可以通过吸收和转化土壤中的有害物质来修复土壤。
环境污染的生物修复
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
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。
影响生物修复的环境因素
7、种植植物
近年来，植物根际微生物 的分解过程受到了较多关注。 多数情况下，植物的种植有利 于生物修复的进行。
生物修复三原则
适合的地点
是指要有污染物和合适的微生物相 接触的地点。
生 物 修 复 三 原 则
适合的环境条件
是指要控制或改变环境条 件，使微生物的代谢和生长活 动处于最佳状态。
生 土壤原位生物修复 物 1、土地处理 修 天然土壤中存在丰富的微生物种 复 群，具多种代谢活性。因此，处理污 染物的一个简单方法是依靠土著微生 技 物的作用将污染物分解去除，这种方 术 法称为土地处理。当土著微生物不具 有污染物降解能力或其数量较少，可 的 在污染场地投加具有分解活性的微生 应 物，这种方法称作生物强化。 用
植物修复
生物修复
原位生物修复
异位生物修复
生物修复的主要技术
生物修复技术的种类很多，但大致可以分为原 位生物修复和异位生物修复两类。原位生物处理 中的污染对象不需移动，处理费用低，但处理过 程控制比较难。异位生物处理需要通过某种方法 将污染对象转移到现场之外，再进行处理。通常 污染物搬运费用较大，但处理过程容易控制。
生物修复技术的应用
地下水原位修复
一种有效的地下水原位生物修复方法是： 在修复区分别钻掘注水井和抽水井，接种 微生物和营养物，并通过向地面上抽取地 下水，造成地下水在地层中流动，促进微 生物的分布和营养物质的运输，保持氧气 供应，以利于微生物的修复作用。
生物修复技术的应用和展望
生物修复技术的应用和展望生物修复技术是一种环保技术，可以通过利用生物体的代谢能力来修复受到污染的环境。
这一技术已经得到了广泛应用，并且有着很大的发展空间。
本文将从生物修复技术的原理、应用和发展前景三个方面来介绍。
生物修复技术的原理生物修复技术是利用生物体的代谢能力来清理受到污染的环境，使其得到修复。
污染物进入生物体后，通过代谢分解成无害物质，然后排放出来。
生物修复技术以微生物为主要工具，这些微生物能够分解多种有机污染物，如石油烃、苯、甲苯、二甲苯和酚等。
通过将这些微生物引入受污染的环境中以便进行生物修复。
生物修复技术的应用生物修复技术的应用非常广泛，可以用于净化水、空气和土壤等多个环境。
例如，在地下水和土壤污染的处理中，微生物能够分解有机物质，减少污染物的毒性，因而被广泛应用于处理石油污染。
美国石油公司就是利用生物修复技术来处理在海湾地区的石油泄漏问题。
在农业方面，生物修复技术也可以用于处理废水和废弃物，尤其在畜禽养殖场的废物处理中使用广泛。
此外，在天然气的净化和环保面临困难时，生物修复技术也有着无可替代的作用。
总的来说，生物修复技术可以减少污染物的含量，保护环境，因此发挥着极大的作用。
生物修复技术的发展前景随着环境保护和生态文明建设的提高意识，生物修复技术的应用和发展前景会越来越好。
在环保和可持续发展方面，生物修复技术不仅为各国带来了前景，也对减少碳排放、抗生抗药性、温室气体排放等方面的环境管理做出了贡献。
未来，生物修复技术将重点聚焦于新技术的研究和应用。
例如，利用基因工程技术将未来更多的生物体提升到更高的污染物降解、安全和稳定水平。
此外，新型高效并较廉价的生物材料和生物膜也将开发用于实现更强的生物分解。
“生物化学前景”和“生物反应工程前景”也将高速发展。
结论生物修复技术在环境保护方面扮演了重要的角色，它保护我们的环境和健康，还可以促进可持续经济发展。
它是一个代表未来的领域，对于保护我们可持续发展的未来、生态环境和人类的健康都有很大的意义。
生物修复技术
生物修复技术生物修复技术是近年来迅速发展的一项技术，它利用生物体的特殊能力，修复环境中的污染物，促进生态系统的恢复和生物多样性的增加。
本文将对生物修复技术的原理、应用领域以及优势进行探讨，以期为读者提供对该技术的全面了解。
一、生物修复技术的原理生物修复技术基于生物体的生物化学反应、吸附和代谢能力，通过生物体与环境中的污染物发生相互作用，达到修复和净化环境的目的。
具体而言，生物修复技术可分为以下几个原理：1. 生物体的吸附能力：某些生物体具有较强的吸附能力，可以有效吸附环境中的污染物。
例如，一些植物的根系可以吸附土壤中的重金属离子，将其固定在根系周围，防止其进一步向土壤和地下水中迁移。
2. 微生物的分解代谢：微生物在生物修复过程中发挥着重要作用。
它们能够分解环境中的有机物，将其转化为无害或较低毒性的物质。
这种分解代谢通过微生物的酶系统完成，具有高效和选择性的特点。
3. 植物的生理代谢：植物通过吸收和转化污染物，利用自身的生理代谢过程来修复环境。
例如，一些植物可以吸收土壤中的有机物，并将其分解为无害物质或储存在自身的组织中。
4. 生物降解：某些生物体具有分解环境中特定有机物的能力。
通过引入这些具有降解能力的生物体，可以加速有机物的降解过程，降低其对环境的影响。
二、生物修复技术的应用领域生物修复技术在许多领域得到了广泛的应用，下面将介绍生物修复技术在环境修复、农业和工业方面的应用。
1. 环境修复：生物修复技术已成功应用于土壤和水体的修复。
例如，通过引入具有吸附能力的植物，可以减少土壤中重金属的含量，改善土壤质量。
此外，利用微生物降解有机污染物等方法也可以实现水体的修复。
2. 农业：生物修复技术在农业方面的应用主要体现在土壤改良和植物保护方面。
通过使用具有吸附能力的植物，可以减少土壤中农药和重金属的含量，提高土壤质量和作物的品质。
同时，利用微生物对农药残留的降解能力，可以有效降低土壤和水体中的农药含量。
生物修复
生物修复又叫生物治理（bioremediation），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。
它包括自然的和人为控制条件下的污染物降解或无害化过程。
植物修复：就是利用植物去治理水体、土壤和底泥等介质中的污染的技术。
植物修复技术包括六种类型：植物萃取、植物稳定、根际修复、植物转化、根际过滤、植物挥发等技术。
微生物修复：即利用微生物将环境中的污染物降解或转化为其他无害物质的过程。
动物修复：指通过土壤动物群的直接（吸收、转化和分解）或间接作用（改善土壤理化性质，提高土壤肥力，促进植物和微生物的生长）而修复土壤污染的过程。
生物修复技术是80年代以来出现和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术，其主要利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境如土壤中的污染物，达到清除环境污染的目的。
在该技术的萌芽阶段，主要应用于环境中石油烃污染的治理，并取得成功。
实践结果表明生，物修复技术是可行的、有效的和优越的，此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。
欧洲各国如德国、丹麦、荷兰对生物修复技术非常重视，全欧洲从事该项技术的研究机构和商业公司大约有近百个，他们的研究证明，利用微生物分解有毒有害物质的生物修复技术是治理大面积污染区域的一种有价值的方法。
美国国家环保局、国防部、能源部都积极推进生物修复技术的研究和应用。
美国的一些州也对生物修复技术持积极态度，如新泽西州、威斯康星州规定将该技术列为净化受储油罐泄漏污染土壤治理的方法之一。
美国能源部制定了90年代土壤和地下水的生物修复计划，并组织了一个由联邦政府、学术和实业界人员组成的“生物修复行动委员会”(Bio remediation Action Committee)来负责生物修复技术的研究和具体应用实施。
生物修复是采用诸如提高通气效率、补充营养(对石油污染而言，主要是补充N、P)，投加优良菌种、改善环境条件等办法来提高微生物的代谢作用和降解活性水平，以促进对污染物的降解速度，从而达到治理污染环境的目的。
生物修复的工艺类型
生物修复的工艺类型引言：生物修复是一种利用生物学原理和技术手段来修复和恢复受到污染或破坏的环境的方法。
它是一种可持续发展的环境修复技术，具有广泛的应用前景。
本文将介绍几种常见的生物修复工艺类型，包括植物修复、微生物修复和生物固化。
一、植物修复植物修复是利用植物的生理和生态特性来修复受到污染的土壤和水体。
植物修复可以通过吸收、转化和稀释等方式来减少或去除有害物质。
常见的植物修复技术包括植物吸收、植物转化和植物稀释。
植物修复具有成本低、效果显著、可持续等优点，已经在土壤重金属污染、石油污染等领域得到广泛应用。
二、微生物修复微生物修复是利用微生物的代谢活性来降解、转化或去除有害物质的方法。
微生物修复可以通过生物降解、生物转化和生物吸附等方式来处理污染物。
常见的微生物修复技术包括微生物降解、微生物转化和微生物吸附。
微生物修复具有高效、选择性强、适应性广等优点，已经在土壤污染、水体污染等领域取得了显著的成果。
三、生物固化生物固化是利用生物体内的物质沉积或结合作用来固化有害物质的方法。
生物固化可以通过生物沉积、生物结合和生物胶凝等方式来固化污染物。
常见的生物固化技术包括微生物沉积、植物结合和生物胶凝。
生物固化具有环境友好、成本低廉、效果稳定等优点，已经在土壤修复、废水处理等领域得到了广泛应用。
结论：生物修复是一种有效的环境修复技术，具有广泛的应用前景。
植物修复、微生物修复和生物固化是常见的生物修复工艺类型。
它们分别利用植物、微生物和生物体内的物质沉积或结合作用来修复受到污染的环境。
这些生物修复工艺类型具有各自的特点和优势，在不同的环境修复场景中发挥着重要的作用。
随着科学技术的不断进步，生物修复工艺将会得到更广泛的应用和发展，为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。
生物修复技术
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CONTENTS
生物修复
目 录
土壤生物修复
案例分析
2021/10/10
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生物修复
2021/10/10
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生物修复概念
• 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。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 的生物修复等。
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修复周期长， 修复效果易受 外界环境变化 等因素的影响
·缺点
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案例分析
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生态改建
生态重建
相关 概念
生态改良
生态修复 生态恢复
都具有“恢复和发展”的内 涵，即使原来受到干扰或者 损害的系统恢复后使其可持 续发展，并为人类持续利用
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生态 修复
指停止对生态系统人为干扰，依 靠生态系统自我恢复能力（生态 系统的自我调节能力与自组织能 力），辅以人工措施（物理化学 与工程技术），使遭到破坏的生 态系统逐步恢复或向良性循环
生物的修复名词解释
生物的修复名词解释生物的修复是指生物体在受伤或受损后，通过一系列的自身生物学过程来回复和恢复其正常结构和功能的能力。
生物的修复是生命的特性之一，不仅存在于人类身上，也存在于其他许多生物体中。
在生物学中，有许多不同类型的修复过程，包括再生、愈合以及恢复。
再生是一种生物修复过程，指的是生物体能够通过自我复制和分化，恢复其受伤或丢失的组织和器官。
许多动物，如蜥蜴、章鱼和星鱼，都具有显著的再生能力。
当它们的身体部分受到损伤或丧失时，它们可以通过细胞再生和分化，重新生长新的组织和器官。
一些昆虫和动物甚至能够将自己分成几个部分，在适当的条件下每个部分都可以再生成为一个新的完整生物。
愈合是另一种常见的生物修复过程，指的是伤口或组织受损后，生物体通过细胞增殖和胶原蛋白合成来密封和修复受损区域。
这种修复过程通常发生在人类和其他许多动物的伤口愈合中。
当伤口发生后，血液中的血小板会聚集在伤口附近，释放血友病因子，刺激凝血过程。
随着时间的推移，新的组织和血管会在伤口处生长，最终形成疤痕。
虽然这种修复过程可能不会完全恢复到原始状态，但它可以帮助保护伤口并恢复功能。
除了再生和愈合，生物的修复还包括细胞修复和组织再生。
细胞修复是指生物体内受损细胞的修复和替换过程。
当细胞受到损伤或老化时，身体会积极进行细胞修复，以确保正常生理功能的维持。
这个过程涉及到细胞内的复杂信号传导、修复酶和蛋白质的合成等。
组织再生是指细胞修复的进一步发展，包括组织细胞的增殖和分化，以及被破坏的组织部分的恢复和重建。
生物的修复过程是一个非常复杂的过程，涉及到许多分子和细胞机制的参与。
它通常由体内的信号传导途径、激素、生长因子和其他生物活性物质调控。
此外，外部环境条件，如营养状况、氧气供应和潮湿度等，也对生物修复过程的进行产生影响。
生物的修复能力在生命的各个层次和组织中都存在。
从单细胞微生物到复杂的多细胞生物，每个生物都具有不同程度的修复能力。
这种能力对于维持生物体的稳态和适应环境变化是至关重要的。
生物修复技术
生物修复技术生物修复技术是一种利用生物学原理和技术手段修复受到污染或破坏的环境的方法。
通过利用生物体的吸收、降解、转化等能力，生物修复技术能够减少或去除土壤、水体、大气等环境中的有害物质，从而恢复生态系统的平衡，保护和改善自然环境的质量。
本文将从生物修复技术的原理、应用案例以及未来发展方向等几个方面进行探讨。
一、生物修复技术的原理生物修复技术主要依靠生物体的活性成分和代谢活动来加速有害物质的降解或转化。
例如，生物体中的微生物可以通过生物降解作用将有机化合物分解为无毒或低毒产物，如土壤中的微生物可以通过酶的作用将有机污染物分解为二氧化碳和水。
此外，植物和微生物还可以吸收污染物，从而减少其在环境中的浓度。
二、生物修复技术的应用案例1. 土壤修复：生物修复技术在土壤污染修复中起到了重要作用。
例如，利用植物修复技术，可以通过种植具有吸附作用的植物清除土壤中的重金属，如铅、镉等。
另外，利用微生物修复技术，可以通过添加适宜的细菌、真菌等微生物来降解土壤中的有机污染物。
2. 水体修复：生物修复技术也被广泛应用于水体污染修复中。
例如，利用自然界中存在的微生物，可以将水体中的有害物质如石油类化合物、氮、磷等转化为无害物质。
此外，水生植物如浮萍、藻类等也可以吸收水中的有害物质，改善水体质量。
三、生物修复技术的未来发展方向随着科技的不断进步，生物修复技术也在不断发展和完善。
以下是几个生物修复技术的未来发展方向：1. 基因工程与生物修复的结合：利用基因工程技术可以改造植物和微生物的基因组，使其具有更强的生物修复能力，例如能够分解更复杂的有机化合物或吸收更多的重金属。
2. 生物技术与纳米技术相结合：纳米技术的出现为生物修复技术带来了新的研究和应用方向。
通过将纳米材料与微生物或植物相结合，可以提高生物修复的效率和准确性。
3. 生物修复技术在生态系统修复中的应用：随着环境污染的日益严重，生态系统修复亟待解决。
生物修复技术可以被应用于湿地、森林等生态系统的修复，通过恢复受损的生态系统结构和功能，实现生态平衡和可持续发展。
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2.3 共代谢基质
初级能源物质
一株洋葱假单胞菌（Pseudomonas sp.）以甲苯作为生长基质 时，可以对三氯乙烯共代谢降解
微生物的共代谢对一些难降解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。
有些研究者发现，某些分解代谢酚或甲苯的细菌也具有共代谢降解三 氯乙烯、1,1-二氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯的能力。
2.1.3 放射性核素的植物修复
植物可从污染土壤中吸收并积累大量的放射性核素
Nifontova 等在核电站的附近地区找到多种能大量吸收137Cs（铯 ）和90Sr
（锶 ）的植物。 Entry 等则发现桉树苗一个月可去除土壤中31.0% 137Cs和11.3% 90Sr。 Whicker 等发现水生大型植物 Hydrocotyle spp.比其它15种水生植物积累 137Cs和90Sr的能力强。
例：处理2-氯苯酚污染的土壤时， 只添加营养物，7周内2-氯苯酚浓度从245mg/L降为105mg/L; 而同时添加营养物和接种恶臭假单胞菌后，4周内2-氯苯酚的浓 度即有明显降低，7周后仅为2mg/L。
向污染环境接种一些降解污染物的高效菌 受到土著微生物的竞争 大量接种形成优势
光合细菌(Photosynthetic Bacteria，PSB)
生物通风法为美国空军处理受喷气 机燃料污染土壤的一种基本方法.
喜旱莲子草
菱
水鳖
水葫芦
轮叶黑藻 金鱼藻 金鱼藻
进水
喜 旱
水风
莲菱
眼
子
鳖莲
草
4m 5m 6m 6m
风 出水
菱
眼
莲
15m 4m
结果：藻类生长受到明显抑制，水体透明度提高2 倍，N，P去除率分别为50％和90％（夏季）
地表水的生物修复示意图
四、生物修复应用实例
植物）将土壤、地表及地下水或海洋中的污染物去除或降解的工 程技术。
(欧美发达国家从上世纪80年代中期开始研究治理大面积污染发展而来)
优点：
•环境影响小，不会造成二次污染或导致污染物转移 •最大限度地降低污染物浓度 •应用范围有独特优势，如受污染的地下水 •可同时处理污染的土壤和地下水 •费用低
一、环境污染物的微生物修复 二、环境污染物的植物修复 三、生物修复的方法 四、生物修复应用实例 五、生物修复技术的局限性
案例3：
1984年美国密苏里州西部发生地下石油运输管道泄漏事件，密苏里自 然资源部责令在该地实施土壤修复计划。
该计划采用了一个生物修复系统，这个系统由抽水井、油水分离器、 曝气塔、营养物添加装置、双氧水添加装置、注水井等组成，经过32 个月的运行，获得了良好的处理效果。
该地的苯、甲苯和二甲苯总浓度从20mg/L-30mg/L降低到 0.05mg/L-0.10mg/L，整个运行期间汽油去除速度为每月1.2t-1.4t， 生物技术去除的汽油约占总去除量（38t）的88％。
微生物：形体小，吸收量小，不易后处理
2.1.1 重金属污染的植物修复
植物对重金属污染修复有3种方式：
植物固定 植物挥发 植物吸收
a）在污染物浓度较低时也有较高的积累速率
b）能在体内积累高浓度的污染物
c）能同时积累几种金属
d）生长快，生物量大
e）具有抗虫抗病能力
超量积累植物
芥子草（Brassica juncea）——铅； 藓类、地衣、藻类——汞； 芝麻——汞 ；
基因工程菌(Gene engineering microorganism)
采用遗传工程手段将污染物降解基因定向的转入 微生物中或增加细胞内降解基因的拷贝数，使之 获得广谱且高效的降解能力。
但目前许多国家如美国、日本对工程菌的实际应用 有严格的立法控制。在美国工程菌的使用受到“有 毒物质控制法”（TSCA）的管制。因此，尽管已有 许多关于工程菌的实验室研究，但现场应用报道仍 然有限。
③ 特定的微生物只降解特定类型的化学物质，结构稍有变化的化合物 就可能不会被同一微生物酶破坏。
④ 微生物活性受温度和其他环境条件影响。 ⑤ 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
太低不足以维持降解细菌一定数量时，残余的污染物就会留在土壤中。
黄杆菌属、棒状杆 菌属、产碱杆菌属
分解尼龙寡 聚物的质粒
降解基因能有效地降解污染物 将甲苯降解基因从Pseudomonas putida中转移 给受体菌，使之在0 °C 能降解甲苯
pOAD 大肠杆菌
2.影响因素
2.1 营养条件 2.2 电子受体 2.3 共代谢物质 2.4 污染现场和土壤特性 2.5 有毒有害有机污染物的物理化学性质
2.2 电子受体
溶解氧、有机物分解的中间产物、无机酸根（如硝酸根和硫酸根）
措施：人工曝气、翻土、向土壤中添加产氧剂（如双氧水、固体过氧化物）
上海市环科院在新泾港支流周家浜的曝气复氧试验和北京市亚运会期间在 清河的曝气复氧实践，均已证明可促使有机物降解的好氧土著微生物的生长 繁殖，并进而使污染水体得以净化。
将受污染的介质（土壤或水体）从污染现场运到某一指点地点 进行集中生物处理。污染之初可限制污染物扩散和转移，但成 本高。
原位生物修复
常见的方法有：
投加活菌法 培养法 生物通气法 生物翻耕法 植物修复法
微生物、水 营养盐，空气
土壤生物原位修复示意图——油类污染
土壤通风系统示意图 ——有机物污染
本PPT部分内容由英环公司斯克诚博士提供
随着工农业生产的发展，工业生产中排放的废水、固体废 弃物、农田中施用的农药、石油开采中的井喷及运输中的 泄漏等对水体、土壤环境的污染日趋严重，从而引起人们 的关注。
生物修复
第八章
生物修复
•生物修复（Bioremediation）: 利用生物（主要是微生物和
2.5 污染现场和土壤特性
土壤空隙大小、连续度、气水比例影响污染 物的迁移；
土壤特性影响污染物在气水两相的相对活性； 无机颗粒能吸附有机污染物，提供一个反应
表面； 有机固体能吸附阻留在土壤中的有机污染物； 其它，如温度、地理、地质、气象和水文等
均对生物修复过程产生影响
二、环境污染的植物修复
2.4 污染物的理化性质
主要包括淋失与吸附、溶解性、挥发、生物降解、化学反应等 方面的理化性质.
例如:
（1）化学品的类型（即属于酸性或碱性或极性中性或非极性中性的有机物、无机 物）。 （2）化学品的性质，如分子量，熔点，结构和水溶性等。 （3）化学反应性，如氧化、还原、水解、沉淀和聚合等。 （4）降解性，包括半衰期、一级速度常数和相对可生物降解性等。
2.1 植物修复在土壤污染中的应用 2.1.1 重金属污染的植物修复 2.1.2 有机物污染的植物修复 2.1.3 放射性核素的植物修复
2.2 植物修复在水体污染中的应用 （见下一章）
2.1 植物修复在土壤污染中的应用
2.1.1 重金属污染的植物修复
金属不同于有机物，它不能被生物所降解，只 有通过生物的吸收得以从环境中去除。植物具有 生物量大且易于后处理的优势，因此利用植物对 金属污染位点进行修复是解决环境中重金属污染 问题的一个很有前景的选择。
是一大类在厌氧光照下进行不产氧光合作用的原核生物的总称。
目前广泛应用的PSB菌剂多为红螺菌科光合细菌的复合菌群，它们 在厌氧光照及好氧黑暗条件下都能以小分子有机物为基质进行代谢 和生长，因此对有机物有很强的降解转化能力，同时对硫、氮素的 转化也起了很大的作用。
常见的有PSB菌液、浓缩液、粉剂及复合菌剂出售，可应用于水产 养殖水体及有机物污染河道的治理。
2.2 植物修复在水体污染中的应用
应用：富营养化水体的生物修复
高等水生生物的直接吸收 根区微生物的好氧厌氧代谢 物理吸附 物理过滤
三、生物修复的方法
原位（in situ）生物修复
受污染的介质(土壤，水体)不经搬动或输送，而在污染地区直接采用 生物修复技术进行处理。
异位(ex situ)或离位（off situ）生物修复
案例1：海洋石油污染的生物修复
1989年,发生油轮泄漏事故，4.2104 m3原油泄漏在阿拉斯加海岸， 长1千多km。
措施：在受污染海滩添加两种亲油的微生物营养成分. 结果：异养菌、石油降解菌增加1-2个数量级，石油污染物降解 速度提高了2－3倍，净化过程加快了两个月。
案例2：
80年代初纽约长岛汽油站发生汽油泄漏，约有106t汽油进入附 近土壤和地下水中，后回收了未被土壤吸附的汽油约82t，但仍有 相当多的汽油残留在土壤中。1985年4月开始在该地进行生物修 复处理，采用双氧水作为供氧体，在21个月中有效地去除了土壤 中吸附的汽油，估计通过生物作用去除的汽油约为17.6t，占总去 除量的72％。经过生物修复处理后，土壤中的汽油含量已低于检 测限。
影响因素
2.1 营养条件
微生物生长需要维持一定量C:N:P比例及某些微量营养元素 （如微量元素和维生素等），而污染物只是其中一种或几种。
用石蜡处理尿素和辛基磷酸盐制成“亲油的”肥料，其最佳的C:N:P
的比值为100:10:1
——阿拉斯加海岸油轮泄漏事故处理
美国 Probiotic Solutions公司开发的水质净化及土壤修复促生液，含有微生 物所需的微量元素、维生素、有机酸等成分，可促使污染物降解的土著微 生物快速增长，同时还具有缓冲pH的作用，可使污染环境快速地得到恢复.
降解污染物的潜力最大
？ 外来微生物在环境中难以保持较高的代谢活性 工程菌的应用受到严格的限制 化学物品的降解是分步进行的 需要多种酶和多种微生物的参与
外来微生物(Foreign microorganisms)
在天然受污染的环境中，当合适的土著微生物生长过慢， 代谢活性不高，或者由于污染物毒性过高造成微生物数量反 而下降时，可人为投加一些适宜该污染物降解的与土著微生 物有很好相容性的高效菌。