第8章污染环境生物修复
《环境生物学》课程教学大纲
《环境生物学》课程教学大纲课程中文名称(英文名称):环境生物学(Environmental Biology)课程代码:PRN241课程类别:学科基础课程课程性质:必修课课程学时:48学时(理论32学时,实验16学时)学分:3学分适用专业:环境科学先修课程:环境学、无机化学一、课程介绍1.环境生物学是环境科学专业一门重要的必修学科基础课。
环境生物学是20世纪50年代环境问题成为全球重大问题时,生物学家在运用生命科学的理论和方法,认识环境问题实质并寻找解决环境问题途径的过程中逐渐形成的一门新兴边缘学科。
本课程系统介绍环境生物学的基本知识、主要技术和发展动态,使学生对环境生物学能有一个较完整的认识,为学习后续课程打下坚实的基础2.环境生物学属于环境科学专业学生必修的专业基础课,在专业人才培养方案和课程体系中的地位十分重要,属重点基础课,许多后续课程如环境毒理学、环境生物化学、环境生物工程、环境污染修复工程等与环境生物学密切相关。
环境生物学也是环境生态类考研科目之一,对学生的考研具有重要作用。
了解与掌握环境生物学的基本理论和方法,是环境类专业人才认识和解决环境问题所必须。
二、课程教学目的和任务通过本课程的学习,使学生对本大纲范围内的环境生物学内容有比较系统和比较全面的了解,认识环境污染物的生物效应以及环境污染的生物净化,使学生掌握环境生物学的基本知识和基础理论;培养学生具有初步的分析问题和解决问题的能力,为学好后续课程打下坚实基础。
课程应达到的基本要求为理解和掌握以下理论、方法和技术:1)环境污染物在生态系统中的行为;2)污染物对生物的影响;3)污染物的生物效应检测;4)环境质量的生物监测与生物评价;5)环境污染生物净化的原理;6)环境污染物的生物净化方法;7)现代生物技术与环境污染治理8)污染环境的生物修复三、课程学时分配、教学内容与教学基本要求四、教学方法与教学手段说明环境生物学为重点基础课,牵涉面广,学科交叉较多,内容丰富,而学时有限,因此,贯彻“少而精”的原则,精选有代表性的、有广泛应用的、最基本的、较现代化的内容作为基本要求。
全文-《中华人民共和国土壤污染防治法》
全文|《中华人民共和国土壤污染防治法》2018年8月31日第十三届全国人民代表大会常务委员会第五次会议通过。
以下是全文:中华人民共和国土壤污染防治法(2018年8月31日第十三届全国人民代表大会常务委员会第五次会议通过)目录第一章总则第二章规划、标准、普查和监测第三章预防和保护第四章风险管控和修复第一节一般规定第二节农用地第三节建设用地第五章保障和监督第六章法律责任第七章附则第一章总则第一条为了保护和改善生态环境,防治土壤污染,保障公众健康,推动土壤资源永续利用,推进生态文明建设,促进经济社会可持续发展,制定本法。
第二条在中华人民共和国领域及管辖的其他海域从事土壤污染防治及相关活动,适用本法。
本法所称土壤污染,是指因人为因素导致某种物质进入陆地表层土壤,引起土壤化学、物理、生物等方面特性的改变,影响土壤功能和有效利用,危害公众健康或者破坏生态环境的现象。
第三条土壤污染防治应当坚持预防为主、保护优先、分类管理、风险管控、污染担责、公众参与的原则。
第四条任何组织和个人都有保护土壤、防止土壤污染的义务。
土地使用权人从事土地开发利用活动,企业事业单位和其他生产经营者从事生产经营活动,应当采取有效措施,防止、减少土壤污染,对所造成的土壤污染依法承担责任。
第五条地方各级人民政府应当对本行政区域土壤污染防治和安全利用负责。
国家实行土壤污染防治目标责任制和考核评价制度,将土壤污染防治目标完成情况作为考核评价地方各级人民政府及其负责人、县级以上人民政府负有土壤污染防治监督管理职责的部门及其负责人的内容。
第六条各级人民政府应当加强对土壤污染防治工作的领导,组织、协调、督促有关部门依法履行土壤污染防治监督管理职责。
第七条国务院生态环境主管部门对全国土壤污染防治工作实施统一监督管理;国务院农业农村、自然资源、住房城乡建设、林业草原等主管部门在各自职责范围内对土壤污染防治工作实施监督管理。
地方人民政府生态环境主管部门对本行政区域土壤污染防治工作实施统一监督管理;地方人民政府农业农村、自然资源、住房城乡建设、林业草原等主管部门在各自职责范围内对土壤污染防治工作实施监督管理。
环境生物学第八章环境质量生物监测与生物评价
第八章环境质量生物监测与生物评价8.1 生物监测和环境质量评价概念环境质量:环境素质的优劣程度. 即在一个具体的环境内,环境的总体或环境的基本要素对人群的生存和繁衍及社会经济发展的适宜程度。
具体指自然环境质量和社会环境质量两个方面.包括物理的、化学的和生物的质量;又可具体划分为:大气环境质量、水环境质量、土壤环境质量、生物环境质量等.生物环境质量:自然环境质量的重要组成部分,指周围生物群落构成的特点而言,不同地区生物群落的结构及组成持点不同,其生物环境质量也有差别。
•环境质量基准: 环境因素在一定条件下作用特定对象(人或生物)而不产生不良或有害效应的最大阈值.它是由污染物同特定对象之间的剂量-反应关系确定的,不考虑社会、经济、技术等人为因素。
或者说环境质量基准是保障人类生存活动及维持生态平衡的基本水准。
具有客观性。
•环境质量标准:国家权力机构以前者为依据,考虑社会、经济、技术等因素,经过综合分析后,对环境中的有害因素在限定的时空范围内容许阈值所作的强制性法规,体现国家环境保护政策和要求。
具有主观性。
GB3838-88“地面水环境质量标准”。
考察环境质量:•环境质量调查:环境背景值、自然环境状况、区域污染状况、人类干扰、环境因素危害等.•环境质量监测:对环境指标进行定期的或连续的监测、观察和分析其变化。
•环境质量评价:按照一定的标准,采用相应的方法对环境质量进行评定、比较及预测。
•环境质量调控:达到一定的标准;污染物不超出许的容纳量。
•环境质量预测:环境质量未来趋势所作的推断.●生物监测:生物监测是利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况,从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。
➢具体就是利用生物对环境毒物、污染物的反应变化及变化程度去监测评价环境质量的变化、受污染程度。
➢生物监测重点放在个体和生态系统级的生物反应上➢生物监测至少应具备条件:对比性;重复性◆生物监测内容包括:•生态环境变化•生物个体急性、亚急性、慢性的毒性测定•生物的生理生化分析•有毒物质、污染物在生物体内循环运转的分析•个体生态状况以及群落生态结构变化分析等◆生物监测的依据生态系统理论是生物监测的理论基础.具有维持一定地区的系统结构与功能的能力◆生物监测基本方法1、指示生物法指示生物:对环境中某些物质,包括污染物的作用或环境条件的改变能较敏感和快速地产生明显反应的生物 ;另有定义:环境中对某些物质(包括进入环境中的污染物)能产生各种反应或信息而被用来监测和评价环境质量的现状和变化的生物。
环境生物学复习-段昌群-参考重点
第一章绪论1、环境生物学:是研究生物与人为受损环境之间的相互关系的科学。
2、环境生物学的研究内容:(1)污染物在生态系统中的行为及其生物效应(2)生态退化及其对生物的影响(3)生物在受损环境中的响应(4)全球变化生物学(5)生物对受损环境的监测(6)生物修复和生态重建(7)生物多样性的保护3、我国的优先研究领域:(1)严重的水土流失及其生物控制(2)干旱和半干旱的生态恢复和沙漠化防治(3)湖泊和水库的富营养化防治(4)食品、中药、饮品中有害物质的残留及清洁生产(5)环境因素和我国人群健康(6)转基因产品、生物入侵(7)生物多样性的保护第二章生物与受损环境1、自然环境:指一切可以直接或间接影响人类生活、生产的自然界中的物质和能量的总和。
2、受损环境:指在人为或自然干扰下形成的偏离自然状态的环境。
3、自然环境和受损环境两者之间的区别:4、受损环境主要有两种类型:一类是环境环境,一类是生态破坏。
5、环境污染和生态破坏的概念和实质:(1)环境污染概念:环境污染是指人类活动向自然环境中投入的废弃物超过自然生态系统的自净能力,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境结构和功能发生变化,对人类和其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象。
环境污染本质:环境污染在本质上是没有被完全利用的资源(一种工业和生活原料)进入到环境中所出现的后果。
(2)生态破坏概念:环境系统中的生物成分和非生物成分作为人类经济社会发展的资源受到过度利用或人为破坏引起生态系统结构和功能的改变,并对人类生存和发展的环境条件和资源状况产生不良影响的现象。
生态破坏本质:生态破坏其本质是对人类有用部分的环境因素作为资源而过度利用所出现的后果。
第三章污染物在生态系统中的行为1、生物转化:是在生物体内一种化合物变成另一种化合物的现象。
2、生物放大积累在生物体内的污染物随食物链的营养转移而进行迁移,并在更高营养级的生物体中不断富集。
3、吸收:环境中污染物进入生物体内的总过程。
生态系统保护与修复作业指导书
生态系统保护与修复作业指导书第1章生态系统保护与修复概述 (4)1.1 生态系统的概念与价值 (4)1.2 生态系统保护与修复的意义 (4)1.3 生态系统保护与修复的基本原则 (5)第2章生态系统退化与成因分析 (5)2.1 生态系统退化的表现 (5)2.1.1 生物多样性降低:物种丰富度下降,物种多样性减少,生物种群结构简单化。
52.1.2 生态系统结构变化:植被覆盖度下降,土壤质量恶化,地表水和地下水减少,地表形态变化等。
(5)2.1.3 生态系统功能减弱:生产力下降,碳汇功能减弱,水源涵养能力降低,土壤保持能力减弱等。
(5)2.1.4 生态系统稳定性降低:抵抗力和恢复力下降,易受自然灾害和人为干扰的影响。
(6)2.2 生态系统退化的主要原因 (6)2.2.1 自然因素 (6)2.2.2 人为因素 (6)2.3 生态系统退化程度的评估方法 (6)2.3.1 指标体系法:构建包含生物多样性、生态系统结构、功能和稳定性等方面的指标体系,通过综合评价得分来判断生态系统退化程度。
(6)2.3.2 模型模拟法:利用生态模型模拟生态系统退化过程,通过比较模拟结果与实际情况的差异,评估生态系统退化程度。
(6)2.3.3 遥感技术法:运用遥感影像,对生态系统现状进行监测,通过对比不同时期遥感数据,分析生态系统退化的空间分布和程度。
(6)2.3.4 专家评估法:邀请相关领域专家,依据现场调查、资料分析和专业知识,对生态系统退化程度进行综合评估。
(6)2.3.5 生态足迹法:通过计算人类活动对生态系统的压力,评估生态系统的退化程度。
(6)第3章森林生态系统保护与修复 (7)3.1 森林生态系统的特点与功能 (7)3.1.1 特点 (7)3.1.2 功能 (7)3.2 森林生态系统保护策略 (7)3.2.1 制定森林保护法规和政策 (7)3.2.2 实施森林分类经营 (7)3.2.3 强化森林资源监测与评估 (7)3.2.4 加强森林防火与病虫害防治 (8)3.2.5 生态补偿机制 (8)3.3 森林生态系统修复技术 (8)3.3.1 植被恢复技术 (8)3.3.2 土壤改良技术 (8)3.3.3 水源涵养技术 (8)3.3.5 生态系统监测与评估 (8)第4章草原生态系统保护与修复 (8)4.1 草原生态系统的特点与功能 (8)4.1.1 特点 (8)4.1.2 功能 (9)4.2 草原生态系统保护策略 (9)4.2.1 法律法规建设 (9)4.2.2 生态补偿机制 (9)4.2.3 严格草原资源管理 (9)4.2.4 退化草原治理 (9)4.2.5 生态保护与修复技术研究与推广 (9)4.3 草原生态系统修复技术 (9)4.3.1 植被恢复技术 (9)4.3.2 土壤改良技术 (9)4.3.3 水土保持技术 (9)4.3.4 生态固沙技术 (10)4.3.5 生态修复集成技术 (10)4.3.6 智能监测与管理技术 (10)第5章湿地生态系统保护与修复 (10)5.1 湿地生态系统的特点与功能 (10)5.1.1 湿地生态系统的特点 (10)5.1.2 湿地生态系统的功能 (10)5.2 湿地生态系统保护策略 (10)5.2.1 法律法规保护 (10)5.2.2 生态功能区划 (10)5.2.3 生态修复与恢复 (11)5.2.4 生态监测与评估 (11)5.2.5 宣传教育与社区参与 (11)5.3 湿地生态系统修复技术 (11)5.3.1 湿地植物修复技术 (11)5.3.2 水质净化技术 (11)5.3.3 湿地土壤修复技术 (11)5.3.4 水文调控技术 (11)5.3.5 生态工程修复技术 (11)5.3.6 生态补偿机制 (11)第6章淡水生态系统保护与修复 (11)6.1 淡水生态系统的特点与功能 (11)6.1.1 特点 (11)6.1.2 功能 (12)6.2 淡水生态系统保护策略 (12)6.2.1 水资源保护 (12)6.2.2 生物多样性保护 (12)6.2.3 污染防治 (12)6.3.1 物理修复技术 (12)6.3.2 化学修复技术 (12)6.3.3 生物修复技术 (13)第7章海洋与海岸带生态系统保护与修复 (13)7.1 海洋与海岸带生态系统的特点与功能 (13)7.1.1 特点 (13)7.1.2 功能 (13)7.2 海洋与海岸带生态系统保护策略 (13)7.2.1 生态保护红线制度 (13)7.2.2 生态保护与恢复规划 (13)7.2.3 生物多样性保护 (13)7.2.4 生态系统监控与评估 (13)7.3 海洋与海岸带生态系统修复技术 (14)7.3.1 物理修复技术 (14)7.3.2 生物修复技术 (14)7.3.3 生态工程修复技术 (14)7.3.4 生态辅助修复技术 (14)7.3.5 智能监测与管理技术 (14)第8章城市生态系统保护与修复 (14)8.1 城市生态系统的特点与功能 (14)8.1.1 特点 (14)8.1.2 功能 (15)8.2 城市生态系统保护策略 (15)8.2.1 绿地系统规划与建设 (15)8.2.2 生物多样性保护 (15)8.2.3 生态环境监管 (15)8.3 城市生态系统修复技术 (15)8.3.1 污染土壤修复技术 (16)8.3.2 水体生态修复技术 (16)8.3.3 植被恢复技术 (16)第9章农田生态系统保护与修复 (16)9.1 农田生态系统的特点与功能 (16)9.1.1 特点 (16)9.1.2 功能 (16)9.2 农田生态系统保护策略 (16)9.2.1 生态环境保护 (16)9.2.2 生物多样性保护 (17)9.2.3 土壤质量保护 (17)9.3 农田生态系统修复技术 (17)9.3.1 水土保持修复技术 (17)9.3.2 退化农田修复技术 (17)9.3.3 面源污染修复技术 (17)9.3.4 生物多样性提升技术 (17)第10章生态系统保护与修复的政策与管理 (17)10.1 生态系统保护与修复的政策体系 (17)10.1.1 政策制定原则 (18)10.1.2 政策内容 (18)10.1.3 政策实施与监督 (18)10.2 生态系统保护与修复的管理措施 (18)10.2.1 管理体系构建 (18)10.2.2 管理措施制定 (18)10.2.3 管理措施实施与评估 (18)10.3 生态系统保护与修复的监测与评估 (18)10.3.1 监测体系构建 (18)10.3.2 评估方法与指标 (18)10.3.3 监测与评估结果运用 (19)10.4 生态系统保护与修复的法制建设与宣传教育 (19)10.4.1 法制建设 (19)10.4.2 宣传教育 (19)10.4.3 培训与交流 (19)第1章生态系统保护与修复概述1.1 生态系统的概念与价值生态系统是由生物群体与其非生物环境相互作用而形成的一个动态复合体。
环境微生物学(08微生物生态)教学教材
一般说来,自然种群具有三方面的特征:(1)空间特征 ,即种群具有一定的分布区域和分布形式;(2)数量特 征,每单位面积(或空间)上的个体数量(即密度)将 随时间而发生变动;(3)遗传特征,种群具有一定的基 因组成,即系一个基因库,以区别于其他物种,但基因 组成同样是处于变动之中的。
了空气不是微生物生长繁殖的场所。
二、空气微生物的种类、数量和分布
空气中的微生物来源于: 土壤(飞扬的尘土把微生物带至空中); 水体(水面吹起的小水滴); 人和动物(皮肤脱落物、呼吸道等)
空气中的微生物只是短暂停留,是可变的,没有固定类群。
在空气中存活的微生物,主要是有芽孢的细菌、有孢子的 霉菌、放线菌及各种胞囊。
第二节 土壤微生物生态
一、土壤的生态条件
1. 营养 土壤内有大量的有机和无机物质(动植物的残体、分泌 物、排泄物等) 2. pH 3. 5~8.5,多为5.5~8.5;适合于大多数微生物的生长 繁殖。 3. 透压 土壤内通常为0.3~0.6MPa,而在微生物(细菌)体内, G+为2.0~2.5 MPa,G-为0.5~0.6 Mpa。所以,土壤是 等 或低 溶液,有利于微生物吸收水份和营养。
这是一个美丽的
3. 生态系统的分类
由于生态系统可以小到一滴水,大到生物圈,所以分类有 多种。 根据生存环境分:如水体生态系统和陆地生态系统。各自 还可进一步细分,例如淡水生态系统和海水生态系统。根 据动态和静态可将淡水生态系统分为河流生态系统和湖泊 生态系统。
根据生物群落分:有动物生态系统、植物生态系统及微生 物生态系统,在这些生态系统内又可根据生存环境或生物 群落进一步细分。
环境污染与健康-第8章 生物积累与生物可利用性
生物积累与生物富集、生物放大的关系
生物放大的定义:
Biomagnification is the bioaccumulation of a substance up the food chain by transfer of residues of the substance in smaller organisms that are food for larger organisms in the chain. It generally refers to the sequence of processes that results in higher concentrations in organisms at higher levels in the food chain (at higher trophic levels)
KACA or DAfA
食物摄入
生长稀释
kGCF or DGfF
k2CF or DWfF
通过鱼腮损失
kECF or DEfF
排泄损失
Clark et al., ES&T, 1990
各参数的含义
K1: 鳃摄入速率常数 K2: 鳃损失速率常数 KA: 食物摄入速率常数 KM: 代谢转化速率常数 KG: 生长速率常数 KE: 排泄速率常数 D: 迁移参数
生长稀释损失 12–26%
通过鱼腮损失 0.4–5.8%
排泄损失 18–33%
Yu, Zeng et al., 2011
生物富集模型应用实例
生态环境保护与修复作业指导书
生态环境保护与修复作业指导书第1章生态环境保护与修复概述 (3)1.1 生态环境保护的意义 (3)1.2 生态修复的目标与任务 (4)第2章生态环境现状分析 (4)2.1 生态环境问题识别 (4)2.1.1 地质环境问题 (4)2.1.2 水环境问题 (5)2.1.3 大气环境问题 (5)2.1.4 土壤环境问题 (5)2.1.5 生物多样性问题 (5)2.1.6 生态景观问题 (5)2.1.7 环境风险问题 (5)2.2 生态环境影响评价 (5)2.2.1 地质环境影响评价 (5)2.2.2 水环境影响评价 (5)2.2.3 大气环境影响评价 (5)2.2.4 土壤环境影响评价 (6)2.2.5 生物多样性影响评价 (6)2.2.6 生态景观影响评价 (6)2.2.7 环境风险影响评价 (6)第3章生态环境保护策略 (6)3.1 生态保护法律法规体系 (6)3.1.1 国家层面法律法规 (6)3.1.2 地方层面法律法规 (6)3.1.3 部门规章与规范性文件 (6)3.2 生态保护政策与管理措施 (6)3.2.1 生态保护红线政策 (6)3.2.2 生态保护补偿机制 (7)3.2.3 生态环境保护与修复工程 (7)3.2.4 生态环境监测与评估 (7)3.2.5 生态环境执法监管 (7)3.2.6 生态环境保护宣传教育 (7)3.2.7 生态环境损害赔偿制度 (7)3.2.8 生态环境保护科技创新 (7)第4章生态修复技术与方法 (7)4.1 生态修复技术概述 (7)4.1.1 植被恢复技术 (8)4.1.2 土壤修复技术 (8)4.1.3 水环境修复技术 (8)4.1.4 生态工程辅助技术 (8)4.2 生态修复方法选择 (8)4.2.2 修复目标 (8)4.2.3 自然条件与社会经济条件 (8)4.2.4 技术可行性 (9)4.2.5 长期效益与成本效益分析 (9)第5章森林生态系统保护与修复 (9)5.1 森林生态系统结构与服务功能 (9)5.1.1 生态系统结构 (9)5.1.2 生态系统服务功能 (9)5.2 森林生态修复技术 (9)5.2.1 森林植被恢复技术 (9)5.2.2 森林土壤修复技术 (10)5.2.3 森林生物多样性保护技术 (10)5.2.4 森林灾害防控技术 (10)第6章草原生态系统保护与修复 (10)6.1 草原生态系统特点与功能 (10)6.1.1 草原生态系统的特点 (10)6.1.2 草原生态系统的功能 (10)6.2 草原退化与生态修复 (11)6.2.1 草原退化原因 (11)6.2.2 草原生态修复措施 (11)第7章湿地生态系统保护与修复 (11)7.1 湿地生态系统功能与价值 (12)7.1.1 生物多样性保护 (12)7.1.2 水资源调节 (12)7.1.3 降解污染 (12)7.1.4 生态旅游与休闲 (12)7.1.5 科研与教育 (12)7.2 湿地生态修复技术 (12)7.2.1 湿地植被恢复技术 (12)7.2.2 水质净化技术 (12)7.2.3 水位调控技术 (13)7.2.4 土壤改良技术 (13)7.2.5 生态隔离与缓冲带建设 (13)第8章农田生态系统保护与修复 (13)8.1 农田生态系统特点与问题 (13)8.1.1 特点 (13)8.1.2 问题 (13)8.2 农田生态修复技术 (14)8.2.1 土壤修复技术 (14)8.2.2 水资源保护技术 (14)8.2.3 生物多样性保护技术 (14)8.2.4 农业生态环境保护与修复技术 (14)第9章城市生态系统保护与修复 (15)9.1.1 特征 (15)9.1.2 问题 (15)9.2 城市生态修复策略 (15)9.2.1 绿地系统修复 (15)9.2.2 水体修复 (15)9.2.3 生态基础设施完善 (16)9.2.4 生态修复技术创新 (16)9.2.5 生态保护与修复政策制定 (16)9.2.6 公众参与与宣传教育 (16)第10章生态环境保护与修复的实施与评估 (16)10.1 生态保护与修复项目实施 (16)10.1.1 项目立项与规划 (16)10.1.2 生态保护与修复措施 (17)10.1.3 项目实施与管理 (17)10.2 生态保护与修复效果评估 (17)10.2.1 评估方法与指标 (17)10.2.2 评估周期与程序 (17)10.2.3 评估结果应用 (17)10.3 生态保护与修复长效机制建设 (18)10.3.1 法律法规与政策制定 (18)10.3.2 生态保护与修复制度建设 (18)10.3.3 生态保护与修复能力建设 (18)10.3.4 社会参与与监督 (18)第1章生态环境保护与修复概述1.1 生态环境保护的意义生态环境保护是维护地球生态系统平衡、保障人类生存与发展的重要举措。
第八章 环境修复材料
转基因植物修复 利用生物工程的方法将某种基因转移到一种植物体中, 使该植物具有植入基因所带的所有性质, 如此便得到转基 因植物。 例如,将细菌有机汞裂解酶基因B转移到一种植物体 中,可使植物能吸收甲基汞(神经毒性)。
化学式,X 是任何形式的离子
11
(4)植物挥发 植物将污染物吸收到体内后并将 其转化为气态物质从植物表面组织空 隙中释放到大气中的一种植物修复方 法。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。
1 特定的植物只能生长在一定的气候、土壤条件下,且植物对 污染物的吸收具有选择性。 2 植物只能生活在污染物浓度在其耐受能力以下的环境中, 超过耐受能力,就会受到毒害,影响修复效果。为了达到良好 的修复效果,一般要选择生物量大,生长周期短,对重金属等 污染物质累积的部位易于收割处理的植物。这些均使超积累植 物的选择受到限制。 3 植物修复一般需要较长的时间, 且需多次修复才能达到最 佳效果。在污染物的最终处理上,一般是对植物进行焚烧处理, 污染物的灰化成分中, 含量高的组分可回收利用,低的填埋处 理,但是如果处理不当,也会造成二次污染。
值降低,并形成缓冲系而避免了碱对植物的危害。 种植积聚钠、钾的植物,在它们生长的晚期,将它们从种 植的土地上移走,这样就可降低种植区盐碱化土壤中含盐量。
7
植物修复可广泛应用于土壤、大气和水污染的治理。根据其 作用机理,可将其分为以下几个类型。 (1) 植物固化 在植物的根区, 存在着能促进氧化、还原和固定金属的生 化物质,同时根结构中亦存在着束缚膜蛋白质,这将在根系统 中吸附并稳定重金属,从而减少土壤中重金属的流动性,阻止 其向深层土壤或地下水中扩散, 但并不为植物利用, 即根系对 污染物起固定作用。
第八章土壤污染修复案例
从污染分布情况看,南方土壤污染重于北方;长江 三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤 污染问题较为突出,西南、中南地区土壤重金属超标范 围较大。
降活与减存是一对矛盾。前茬植物影响后茬植物
中低度污染农田需加强水肥管理和品种
淹水可以有效降低水稻Cd吸收,而增加对As等的 吸收。对Cd问题,淹水减少吸收,但增加收割的困 难。机械设备问题?
生理酸性肥料如NH4+-N会降低土壤酸度,应避免使 用
集约化养殖畜禽粪肥应该慎用,防止带入重金属 品种吸收确有差异,应进一步加强。但品种产量和
糙米 As 浓度 (mg/kg)
0.4
0.3
0.2
0.1
0
1.6 中香1号 印度尼西 秀水09
甬优09 两优培九 中浙优1号 巴西陆稻 国稻6号
1.4
亚稻 D I Ck W
水稻品种
Cd变化范围:8.5-40.8倍
1.2
糙米 Cd 浓度 (mg/kg)
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
中香1号 印度尼西 秀水09 亚稻
试验处理
处理 CKW 0.5%BCW 1%BCW 2%BCW CKD 0.5%BCD 1%BCD 2%BCD
修复材料 无
生物质炭 生物质炭 生物质炭
无 生物质炭 生物质炭 生物质炭
添加浓度 0
0.5% 1% 2% 0 0.5% 1% 2%
淹水方式 淹水 淹水 淹水 淹水 旱作 旱作 旱作 旱作
污染环境生物修复技术研究进展
关键 词 : 生物 修 复 ; 生物 ; 微 污染 环 境 ; 染 物 质 ; 态 环境 污 生
中 图分 类 号 :Biblioteka 5 X 文 献标 识码 : A
文 章 编 号 :0 1 7 1 { 0 7 0 - 2 1 0 10 — 19 20 )2 0 7 - 6
P o r s n Co t mi a e v r n e t o e e i t n r g e si n a n t d En io m n r m d a i Bi o
第 一 届 原 位 生 物 修 复 ( —i irmeitn 国 i suboe dai ) n t o 际 会 议 在 美 国圣 地 亚 哥 召开 标 志 着 以生 物 修 复 为 核 心 的 环 境 生 物 技 术 作 为 环 境 科 学 研 究 中一
t n t r e o tmia t a d d ga i g mi r og n s u n h i r me i t n p o e s A d a a n t h e h ia i , ag t n a n n s n e r d n c o r a ims d r g te bo e d ai rg s . n g i s e tc n c o c i o r t l f l n a g me tp o lm a s d i h o a e p a t e o i r me it n t e f t r e eo me to ir me i t n i d e lr e n r be c u e n t e lc l r ci f b o e d ai , h uu e d v lp n f bo e d ai e c o o tc n lg sp e e t d e h oo y wa r s ne 、
第八章污染生态学81环境污染及其生态过程82污染生态效应ppt课件
• 生物学评价法是指用生物学方法,按一定 标准对一定范围内的环境质量进行评定和 预测,具体有:指示生物法、生物指数法 和种类多样性指数法等。
• 综合评价法则包括重叠法、列表清单法与 相关矩阵法和网络法等。
• (1)指示生物法 • 指示生物是指对某些物质(进入环境中的污染物)
• (3)生态系统结构的简单化、食物网简化、食物 链不完整、物质循环路径减少或不畅通、能量供 给渠道减少、供给程度降低、信息传递受阻等。
8.2.2 污染生态效应评价的原则与指
标体系
1. 污染生态效应评价的指导思想
• 生物体与地球环境化学组成的同一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、污 染物质在生物组织中分布的选择性、以及 生物体对化学物质的必需性,是污染生态 效应评价的指导思想。
1. 污染生态效应评价的主要类型 • (1)短期效应评价
• 指污染物对生物个体毒害作用的评价,包 括生物生理、生化过程受阻,生长发育停 滞,最后可能导致死亡。
• (2)长期效应评价
• 指污染物对群落和生态系统影响的评价, 包括遗传多样性的丧失、物种多样性的丧 失、生态系统结构的简单化等。
2. 污染生态效应评价的基本方法
• (3)生物群落指标 ①群落的结构;②群落的生态 ;③群落的动态; ④群落的分布
• (4)生物群落结构指标 ①物种多样性指数;②个体数量变化指标
• (5)生态系统生态效应指标 ①生态系统结构变化;②生态系统稳定性;③系 统中的生产者、消费者和分解者与非生物环境的 关系
8.2.3 污染生态效应评价的类型与方法
2. 污染物在大气中的转化
• 以光化学氧化、催化氧化反应为主。
• 大气中的碳氢化合物和氮氧化物等,在阳 光(紫外线)作用下发生光化学氧化反应 产生臭氧(O3)、过氧乙酰硝酸酯(PAN) 等物质。一次污染物和二次污染物的混合 物所形成的烟雾称为光化学烟雾。
8 环境污染生物监测
第八章环境污染生物监测生物与其生存环境之间存在着相互影响、相互制约、相互依存的密切关系,其中,生物需要不断直接或间接地从环境中吸取营养,进行新陈代谢,维持自身生命。
当空气、水体、土壤等环境要素受到污染后,生物在吸收营养的同时,也吸收了污染物质,并在体内迁移、积累,从而遭受污染。
受到污染的生物,在生态、生理和生化指标、污染物在体内的行为等方面会发生变化,出现不同的症状或反应,利用这些变化来反映和度量环境污染程度的方法称为生物监测法。
生物监测结果能够反映污染因素对人和生物的危害及对环境影响的综合效应。
生物监测方法是理化监测方法的重要补充,二者相结合即构成了综合环境监测手段。
这类监测方法主要有生态(群落生态和个体生态)监测,生物测试(毒性测定、致突变测定等),生物的生理、生化指标测定及生物体内污染物残留量的测定等。
第一节水环境污染生物监测一、水环境生物监测的目的、样品采集和监测项目对水环境进行生物监测的主要目的是了解污染对水生生物的危害状况,判别和测定水体污染的类型和程度,为制定控制污染措施,使水环境生态系统保持平衡提供依据。
二、生物群落监测方法未受污染的环境水体中生活着多种多样的水生生物,这是长期自然发展的结果,也是生态系统保持相对平衡的标志。
当水体受到污染后,水生生物的群落结构和个体数量就会发生变化,使自然生态平衡系统被破坏,最终结果是敏感生物消亡,抗性生物旺盛生长,群落结构单一,这是生物群落监测法的理论依据。
(一)水污染指示生物水污染指示生物是指能对水体中污染物产生各种定性、定量反应的生物,如浮游生物、着生生物、底栖动物、鱼类和微生物等。
鱼类状况能够全面反映水体的总体质量。
进行鱼类生物调查对评价水质具有重要意义。
(二)生物指数监测法运用数学公式反映生物种群或群落结构的变化,以评价环境质量的数值。
1、贝克生物指数;2、贝克-津田生物指数;3、生物种类多样性指数;4、硅藻生物指数(三)污水生物系统法(四)PFU微型生物群落监测法(简称PFU法)三、生物测试法利用生物受到污染物质危害或毒害后所产生的反应或生理机能的变化,来评价水体污染状况,确定毒物安全浓度的方法。
第8章污染环境的生物修复
⊙ 共代谢基质
微生物的共代谢对一些难降解的污染物的处理起着重要作用。因此, 共代谢基质对生物修复亦有重要的影响。关于这方面目前正在研究之中。
⊙ 有毒有害有机污染物的理化性质
主要考虑淋失与吸附、挥发、生物降解和化学反应。了解污染物的物 理化学性质是为了判断能否采用生物修复技术,以及采取怎样的对策强化 和加速生物修复过程。
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第八章 污染环境的生物修复
环境生物学
② 利用植物去除重金属的方法——
植物固定:
利用植物及其它一些添加物质使环境中的金属流动性降低,生物可利 用性下降,降低金属对生物的毒性。但植物固定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,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,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去除环境 中重金属的方法。 植物挥发: 利用植物去除环境中的一些挥发性金属污染物,即植物将污染物吸收 到体内后又将其转化为气态物质,释放到大气中。如汞Hg、硒Se:利用植 物将Hg2+转化为Hg0,将Se转化为二甲基硒和二甲基二硒。只适用于挥发性 污染物,应用范围很小,并且将污染物转移到大气中对人类和生物有一定 的风险,因此它的应用仍将受到限制。
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第八章 污染环境的生物修复
环境生物学
⊙ 基因工程菌
关于基因工程菌的构建已在第八章中讨论。
影响微生物生物修复的因素 ⊙ 营养盐类
土壤和地下水中,N、P都是限制微生物活性的重要因素,为了使污染 物达到完全的降解,应适当添加营养物。
⊙ 电子受体
微生物氧化还原反应的最终电子受体主要分为三类,包括溶解氧、有 机物分解的中间产物和无机酸根。
水产养殖药理学8章环境改良与消毒剂
• 【药理作用】本品内服后能迅速中和胃酸,减轻疼 痛,但是作用持续时间短。内服或静脉注射碳酸氢 钠能直接增加机体的碱储备,迅速纠正代谢性酸中 毒,并碱化尿液。
• 【作用与用途】用作抗酸剂、驱虫及抗真菌的辅助 剂。用于防治水霉病,对虾受精卵畸形或海藻幼体 畸形以及驱除体外寄生虫等。
• 【休药期】无
• 乙二胺四乙酸二钠(EDTA, 依地酸二钠)
• 【作用与用途】由于具有许多分子孔隙,良好的吸附性、 吸水性、可溶性,离子交换性和催化性等优良性状,故 可用作水产养殖中的水质、池塘底质净化改良和环境保 护剂。
• 其主要作用:①对氨氮、有机物质和重金属离子等有害 物质有明显的吸附和选择性离子交换能力。②能有效地 降低池底硫化氢毒性的影响。③调节水体pH,④增加 水中溶氧。⑤为浮游植物生长繁殖提供充足的碳素,为 多种动植物提供生长所必需的具有生物活性的元素,又 能消除多种元素间的拮抗作用,提高水体光合作用强度, 也是池塘良好的微肥。
• 【休药期】500度日。
• 乳酸依沙吖啶(雷佛奴尔、阿奎诺、利蒙、 艾索丁)
• 【作用与用途】本品是吖啶类碱性染料,解离后在 其碱性氮上带正电荷。对革兰氏阳性菌及少数革兰 氏阴性菌有抑制作用。毒性低,渗透力较强,对组 织无刺激。可防止疖疮病、弧菌病等。
• 【休药期】500度日。
• 高锰酸钾(锰酸钾,灰锰氧,锰强灰,锰剥)
第8章 环境污染性疾病 环境卫生学第八版PPT课件
代谢:
接触途径
职业接触 呼吸道,吸收率为20%~40% 非职业性接触 食物、饮水、烟草
消化道,吸收率为5%
当体内钙及维 生素D缺乏时, 可使机体对镉 的吸收率增加
靶器官
排泄途径
肾脏
粪 便、尿
血镉:评价近期镉暴露
尿镉:一定程度反映体内镉负荷和镉性肾损伤
尿β2-微球蛋白和尿MT作为镉暴露的生物学标志物
环境污染性疾病
environmental pollution-related disease
你了解的环境污染性疾病?
环境污染性疾病
➢ 由于环境污染性致病因素在暴露人群中 引发的疾病。
➢ 凡能污染环境,使环境质量恶化,而直 接或间接是人患病的环境污染因素,统 称为环境污染性致病因素。
公害病(public nuisance disease) 因环境污染引起,由政府认定的地区性环境 污染性疾病,具有医学和法律的双重含义。
家庭聚集性: 镉摄入量与发病关系:尿镉
• 曾污染贵州赫章铅锌矿镉污染区,江西大余、 浙江温州、沈阳张士灌区镉污染区等。
– 私挖乱采,或者是由于含镉污水的无组织排 放。
• 我国某些地区水稻、蔬菜等农作物含镉量严重 超标,接触人群每人每天通过各种途径的镉摄 入量达到536.52μg,远远超过我国平均水平 37~46μg。
说明了什 么问题?
表1 1958年前宣威农民生活用燃料与肺癌
公 社 调查人数 燃烟煤人数 燃木柴人数 烧无烟煤人数 肺癌调整死亡率
(%)
(%)
(%)
(1/10万)
城关 15954
100.0
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0.0
174.21
来宾 65914
89.7
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生物修复的优势
➢ 能建立良好的生态系统,提高自净能力
目前在城市河道整治中,往往重视清淤、驳岸、绿化和截污等表面工 程,而不重视底泥和水体生物修复,更不重视河道生态体系建立,不能从 根本上改善河涌水质和自净能力。生物修复试验结果表明,在没有完全截 污的情况下,通过底泥生物氧化和水体生物修复,配合河道生态修复技术, 能有效地消除水体黑臭,逐步建立河道洁净好氧生态系统,提高河道水体 自净能力。
植物修复的特点
➢ 植物具有庞大的叶冠和根系,在水体或土壤中,与环境之间进行着复杂 的物质交换和能量流动,在维持生态环境的平衡中起着重要的作用。 ➢ 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。 ➢ 适用于大面积、低浓度的污染位点。
植物在土壤修复中的应用
⊙ 污染现场和土壤的特性
土壤空隙的大小、空隙的连续度和气水比例都影响污染物的迁移和氧 的浓度,土壤特性影响着污染物和微生物相对活性,最终影响生物修复速 度和程度。
土壤中有机固体能吸附阻留的有机污染物,降低其在土壤中的运动性, 这种固定化会延长污染物生物降解的时间,同样也降低污染物的生物有效 性。
8.1.3 环境污染的植物修复
➢ 节省投资费用,对环境影响小
能有效降低污染物浓度,适用于在其它技术难以应用的场地,如位于 建筑物或公路下受污染土壤,而且能同时处理受污染的土壤和地下水。
生物修复的局限性
生物修复不能去除全部污染物,只有与物理和化学处理方 法组成统一的处理技术体系,生物修复才能真正发挥作用。
8.1.2 环境污染的微生物修复
⊙ 环境中重金属的去除
金属不能被生物所降解,只有通过生物的吸收得以从环境中去除。植 物生物量大,易于后处理。
① 超积累植物()——
超积累植物:大多数植物会将重金属排除在组织外,其重金属的积累只 有0.1-100 (即0.0001-0.01%)。只有一些特殊种类能超量富集重金属。一 般来说,如某种植物能超量富集重金属含量超过13%,就有希望用于土壤 重金属污染的生物修复过程。
⊙ 基因工程菌
关于基因工程菌的构建已在第八章中讨论。
影响微生物生物修复的因素
⊙ 营养盐类
土壤和地下水中,N、P都是限制微生物活性的重要因素,为了使污染 物达到完全的降解,应适当添加营养物。
⊙ 电子受体
微生物氧化还原反应的最终电子受体主要分为三类,包括溶解氧、有 机物分中微生物代谢所需的O2依赖于来自大气的氧的传递,当空 隙充满水时,氧传递会受到阻碍,呼吸消耗的氧超过传递来的氧量,微环 境就会变成厌氧。为了增加土壤中的溶解氧,可以对土壤鼓气或添加产氧 剂。鼓气是用管道将压缩空气送入土壤;产氧剂通常是双氧水和过氧化钙
植物修复、动物修复、微生物修复
➢ 根据污染物种类分类——
有机污染生物修复、重金属污染的生物修复、放射性物质的生物修复
植物修复:就是利用植物治理水体、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。
微生物修复:即利用微生物将环境中的污染物降解或转化 为其它无害物质的过程。
微生物的类型
⊙ 土著微生物
在遭受有毒有害的有机物污染后,一些土著微生物进行自然驯化选择 过程,一些特异的微生物在污染物的诱导下产生分解污染物的酶系,进而 将污染物降解转化。目前在大多数生物修复工程中实际应用的都是土著微 生物。
⊙ 外来微生物
指接种一些降解污染物的高效菌,提高污染物降解的速率。采用外来 微生物接种时,会受到土著微生物的竞争,需要用大量的接种微生物形成 优势,以便迅速开始生物降解过程。科学家们正不断筛选高效广谱微生物 和在极端环境下生长的微生物,包括可耐受有机溶剂、可在极端碱性条件 下或高温下生存的微生物,运用于生物修复工程中去。
8.1.1 生物修复的基本原理与特点
什么是生物修复(Bioremediation)
★ 利用生物加速去除或降解土壤、地表及地下水或海洋中的危险性污染物 的工程技术系统。生物修复主要利用生物(天然的或接种的),并通过工程措 施为生物生长与繁殖提供必要的条件,加速污染物的降解与去除。
生物修复的类型 ➢ 根据生物分类——
章污染环境的生物修复
本章要点:
8.1 生物修复的基本原理 8.2 生物修复工程技术
污染环境生物修复的有关参考书
书名:《污染环境生物修复工程》 书名:《污染环境的生物修复》
作者:陈玉成
作者:沈德中
出版社:化学工业出版社
出版社:化学工业出版社
出版时间:2003
出版时间:2002
8.1 生物修复的基本原理
目前关于超积累植物的研究: Ⅰ. 开发具有超量积累金属倾向的天然作物,如将超量积累植物与生物量 高的亲缘植物杂交,筛选出能吸收、转移和耐受金属的许多作物与草类; Ⅱ. 通过筛选突变株或基因工程物种获得超量积累植株。
已经发现的几种超积累植物:
蜈蚣草—超积累砷
蜈蚣草( .),又名
中国科学院地理科学与资源研究所环境修
动物修复: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。
生物修复的基本原理
★ 通过提供O2,添加N、P营养盐,接种经驯化培 养的高效微生物和培植植物来强化生物自然净化的 速度,以去除有毒有害有机污染物,目前大多对已 被污染的土壤、地下水和海洋中有毒有害污染物的 进行原位生物处理。
肾蕨(蕨类植物),多年 复室陈同斌研究员率先开展利用蜈蚣草修复砷
生草本,广布于长江以南, 污染土壤的研究
生于路旁、石缝或石灰岩 山地,是钙质土或石灰岩 的标示植物。喜温暖潮湿 和半阴环境。
无机酸根:当环境中的氧耗尽后,硝酸根、硫酸根和铁离子等就可以作 为有机物降解的电子受体。
⊙ 共代谢基质
微生物的共代谢对一些难降解的污染物的处理起着重要作用。因此, 共代谢基质对生物修复亦有重要的影响。关于这方面目前正在研究之中。
⊙ 有毒有害有机污染物的理化性质
主要考虑淋失与吸附、挥发、生物降解和化学反应。了解污染物的物 理化学性质是为了判断能否采用生物修复技术,以及采取怎样的对策强化 和加速生物修复过程。