(完整版)第七章_受污染环境的修复
环境修复(全)
环境污染：是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统结构与功能发生变化，对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象.污染物的迁移：指污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引起的富集、分散和消失过程。
污染物在环境中的转化：污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变成另一种物质的过程称为污染物的转化。
环境污染物的迁移和转化往往是伴随进行的。
污染物的转化形式：物理转化、化学转化、生物转化环境污染物进入植物体内主要有三条途径？①根部吸收以及随后随蒸腾流而输送到植物各部分。
②暴露在空气中的植物地上部分；通过植物叶片上的气孔从周围空气中吸收污染物。
是植物对大气污染物的吸收的主要方式。
③有机化合物蒸气经过植物地上部表皮渗透而摄入体内。
优先污染物：在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象，称之为优先污染物（priority Pollutant）或称为优先控制污染物。
生物降解：是有机物在生物酶的作用下经过一系列的生物化学反应转化为简单化合物的现象，有时可完全转化为无机物。
生物转化：是在生物酶的作用下使污染物的形态、结构发生微小的改变，因而使污染物的毒性加强或减弱。
生物注气法：将空气压入饱和层水中,使挥发性化合物进入不饱和层进行生物降解,同时饱和层也得到氧气利于进行生物降解。
生物冲淋法：将含氧和营养物质的水补充到亚表层，促进地下水和土壤中的生物降解的技术。
常用于石油污染的土壤和地下水的修复。
土地耕作法：通过耕翻污染土壤，补充氧气和营养物质，提高土壤中微生物的活性和植物的生物多样性，促进土壤中污染物质的降解。
异位土地耕作：将污染土壤或污泥均匀撒于土地上，并利用机械使其与土壤充分混合，必要时假如营养物质，经常用于处理石油污染污染或污泥。
整备床反应器：将污染土壤堆成堆，并布置通气管道，上面还可以安装喷淋营养液的管道。
通过添加肥料，水分，氧气并调节土壤的pH促进土壤中微生物的活性增加，提高污染物的降解。
《环境化学》课程教学大纲
《环境化学》课程教学大纲一、基本信息课程性质：专业选修课学分：2学分学时：32学时（讲授24学时、实验8学时）开课学期：第三学期开课院系：环境工程与化学学院适用专业：环境工程先修课程：有机化学、无机及分析化学、物理化学、仪器分析、二、课程简介《环境化学》是环境工程专业的选修课，通过该课程的学习，使学生掌握污染物在大气、水体、土壤的迁移原理，以及生物富集、降解作用和环境修复的主要理论基础，理解污染特征与转化规律，树立环境保护意识和生态文明建设理念，为进一步学习专业课程，从事环境相关工作奠定必要的理论基础。
三、课程教学目标（一）教学任务本课程的主要任务是通过课堂教学使学生能够掌握环境化学中大气、水体、土壤和生物体的本质特征，相关元素和污染物在环境中迁移、转化的基本原理和途径。
了解目前环境修复的基础理论和前沿技术，并能够初步分析复杂的环境工程问题，提出具体恰当、合理的处理方案。
（二）课程目标1. 课程目标（1）掌握环境化学中大气、水体、土壤和生物体的本质属性和特征，污染物在其中的迁移、转化的基本概念、途径和原理（支撑毕业要求2.1）。
（2）了解环境化学中环境修复的相关技术、原理和前沿进展，能够通过查阅文献资料并运用相关知识和技术，识别、判断、评价复杂的环境污染问题，并能提出合理的处理方案（支撑毕业要求2.1）。
2. 课程目标对毕业要求的支撑矩阵表1 课程目标对毕业要求的支撑矩阵（三）思政元素根据本课程性质和特点，在教学环节中对生态文明建设、环境保护、可持续发展思政元素进行落实。
四、教学内容及要求表2 教学内容、要求与达成五、课内实验名称及基本要求表3 实验内容、要求与达成六、课程考核方式与评分标准（一）考核方式表4 课程目标的考核方式注：考核内容体现对课程思政元素的理解要求。
（二）总成绩构成本课程考核由形成性评价（40%）和结果性评价（60%）构成，其中形成性评价包括课堂讨论、习题作业和实验三个部分，分别占总成绩的5%、10%和20%，结果性评价以期末考试为主。
第7章受污染环境的修复
第七章受污染环境的修复内容提要及重点要求：主要介绍了目前重金属污染修复和有机污染修复中几种常见的修复技术，微生物修复、植物修复、化学氧化、电动力学修复、以及活性反应格栅等技术的基本概念及原理、子技术类型、及污染物得以去除的化学原理、环境影响因素、各技术的优缺点及适用范围等。
要求掌握主要修复技术的基本原理、修复过程中污染物的降解和消除过程、以及影响因素，还要了解各技术适用的污染物及介质。
修复是指采取人为或自然过程，使环境介质中的污染物去除或无害化，使受污染场址恢复原有功能的技术。
它是当今环境科学的热点领域，也是最具有挑战性的研究方向之一，与环境化学研究领域互有交叉，可以作为环境化学的一个重要分支。
修复的介质可以包括土壤及地下水、地表淡水及近海岸。
修复的主体是污染物，包括无机污染物和有机污染物。
对于重金属，修复的手段为清除、稀释、固定化、及转化为低毒的形态，如将六价铬转化为三价铬，以降低六价铬污染的危害。
而对于有机污染物，修复的首选手段应该是使其彻底矿化为水和二氧化碳，或者转化为低毒的中间产物，还包括清除（吸附及挥发到另外一个介质）以及固定化（在介质内部）。
第一节重金属污染修复一、土壤中重金属污染修复的原理稀释法，降低土壤中重金属的浓度；改变重金属在土壤中存在的形态，使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；从土壤中去除重金属。
二、土壤中重金属污染的方法1、物理方法（1）客土法、换土法①原理：●客土法：在被污染的土壤上覆盖上非污染土壤；●换土法：部分或全部挖除污染土壤而换上非污染土壤。
换土的厚度愈大，降低作物中重金属含量的效果愈明显。
②须注意以下两点：●主客土的pH要尽量接近，避免由于客土酸性增加，引起污染土壤中重金属的活性增大，一般换土的厚度大于耕作层的厚度。
●妥善处理被挖污染土壤，避免引起次生污染。
客土法或换土法花费的人力和财力巨大，只适用于小面积严重污染土壤的治理。
（2）稀释法①原理：稀释法即为上下层土壤混合。
环境化学-第七章受污染环境的修复(1)
增强根际微生物降解 直接围绕在植物根周围的土壤环境，一般称作根际 （rhizosphere）。植物根系分泌的一些物质及酶进入土壤， 不但可以降解有机污染物，还向生活在根际的微生物提供 营养和能量，支持根际微生物的生长和活性，使根际环境 的微生物数量明显高于非根际土壤，生物降解作用增强。 植物根系的土壤其微生物数量和活性比无根系土壤中微生 物数量和活性可增加5-10倍，有的高达100倍。已经有研究 表明能加速许多农药、三氯乙烯和石油烃的降解。同时植 物根系的腐解作用向土壤中补充有机碳，可加速有机污染 物在根区的降解速度。此外，根系的穿插作用还能疏松土 壤，为根际土壤创造了有利于微生物生长的供氧条件、水 分状况和温度，使根区的代谢活动得以顺利进行。反过来， 根际环境中微生物的作用也可促进植物的生长，从而加速 对降解产物的吸收。这一共存体系的共同作用，将在很大 程度上加速污染土壤的修复速度。
④ •OH还具有加成作用，当有碳碳双键存在时，除非被进攻 的分子具有高度活泼的碳氢键，否则，将在双键处发生加 成反应。 ⑤ 由于它是一种物理—化学处理过程，很容易加以控制，以 满足处理需要，甚至可以降解10-9级数量级的污染物； ⑥ 既可作为单独处理，又可与其他处理过程相匹配，如作为 生化处理前的后处理，可降低处理成本。它以一种近似于 扩散的速度（KOH•> 109/(mol/L•s)）与污染物反应，反应 彻底，不产生副产物。因此，深度氧化技术为解决以前传 统化学和生物氧化法难以处理的污染问题开辟了一条新途 径。原位化学氧化技术（in-situ chemical oxidation，ISCO）
第七章 受污染环境的 修复
修复是指采取人为或自然过程，使环境介质中的 污染物去除或无害化，使受污染场址恢复原有功
能的技术。
第七章 微生物生态234(土壤、大气、水体)
二、水体中的微生物群落
（一）海洋中的微生物群落
1、种类：多数是嗜盐菌 2. 分布 水平分布：沿海带，海水中含有大量有机物，温度 适宜，每毫升海水含菌10，0000个。外海带，每 毫升含菌10～250个。
海洋微生物的水平分布内陆气候、雨量、潮汐的影 响。
垂直分布：
表层（0～10m）：藻类 中层（5～50m）：兼性厌氧微生物 底层：厌氧菌及硫酸还原菌 3.海洋微生物群落的生态特征
表7-2 以细菌总数评价空气的卫生标准（单位：个/ m3）
清洁程度
细菌总数
最清洁的空气（有空调） 清洁空气
普通空气 临界环境 清度污染 严重污染
1~2 〈 30
31~125 ~150 〈 300 〉 301
最好的措施是绿化环境和搞好室内外环境 卫生。有些工业部门需要采用生物洁净技术 净化空气，多用备有高效过滤器的空气调节 除菌设备，它既达到恒温控制又可提供无菌 空气。 生物洁净室也没有统一标准，大多数国家 采用美国1967年颁发的航空宇宙局(NASA)标 准。该标准要求严格，对民用生物洁净环境 要求可能过高。
三、空气微生物的卫生标准及生物洁净技术
空气是人类与动植物赖以生存的极重要因素，也是传 播疾病的媒介。为了防止疾病传播，提高人类的健康 水平，要控制空气中微生物的数量。
目前，空气还没有统一的卫生标准，一般以室内1m3 空气中细菌总数为500~1000个以上作为空气污染的 指标。空气污染的指示菌以咽喉正常菌丛中的绿色链 球菌为最合适，绿色链球菌在上呼吸道和空气中比溶 血性链球菌易发现，且有规律性。
土地是天然的生物处理厂，可用土地法处理废水、 生活污水，易被微生物降解的工业废水经土地处 理后得到净化。 进行土壤灌溉时，要十分小心，要注意： （1）要根据物质和植物的特点，合理灌溉； （2）不能超过自净容量； （3）不能用含有有毒或难以降解物质的污水。 这是因为这些物质会在生物体内积累、富集，最 终会影响到人类自己。
第七章：污染土壤的物理修复-物理修复
采用湿分离技术要遵循的原则
ü当大量重金属以颗粒状存在时，特别推荐采用湿筛分方式 ü如果接下来的化学处理需要水，如采用土壤清洗或土壤淋洗
技术，也采用湿筛分 ü如果处理得到的重金属可以循环再利用或废液不需要很多的
化学处理试剂，也采用湿筛分
2 水动力学分离
ü也称粒度分级，基于颗粒在流体中的移动速度将其 分成两部分或多部分的分离技术。
▶Only treats unsaturated-zone soils; other methods may also be needed to treat saturated-zone soils and groundwater.
▶Can be used under buildings and other locations tha cannot be excavated.
应用实例分析
1.炮台港射击场污染土壤物理分离修复
2.小射击场污染土壤物理分离修复
二、土壤蒸气浸提修复技术
主要包括： l 概述； l 原位土壤蒸气浸提修复技术； l 异位土壤蒸气浸提修复技术； l 多相浸提技术； l 压裂修复技术；
二、土壤蒸气浸提修复技术 2.1 概念
Ø土壤蒸气浸提修复技术（Soil vapour extraction，SVE）是指 通过降低土壤空隙的蒸气压，把土壤中的污染物转化为蒸气 形式而加以去除的技术，是利用物理方法去除不饱和土壤中挥 发性有机组分（VOCs）污染的一种修复技术；
原位土壤蒸气浸提技术的成本估算
固定成本
提取井及鼓风装置安装；监控点位安装； 尾气处理装置安装
可变成本 其他管理费用
运行维护人工费；能源动力费；现场监 察；现场卫生、安全保障；工艺控制采 样分析
《受污染环境的修复》重点习题及参考答案
《受污染环境的修复》重点习题及参考答案1．微生物修复所需的环境条件是什么？微生物修复技术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。
它包括自然和人为控制条件下的污染物降解或无害化过程。
在自然修复过程（natural attenuation）中，利用土著微生物（indigenous microorganism）的降解能力，但需要有以下环境条件：①有充分和稳定的地下水流；②有微生物可利用的营养物；③有缓冲pH的能力；④有使代谢能够进行的电子受体。
如果缺少一项条件，将会影响生物修复的速率和程度。
特别是对于外来化合物，如果污染新近发生，很少会有土著微生物能降解它们，所以需要加入有降解能力的外源微生物（exogenous microorganism）。
2．请列举几种强化微生物原位修复技术。
原位强化修复技术包括生物强化法、生物通气法、生物注射法、生物冲淋法及生物翻耕法等。
（1）生物强化法是指在生物处理体系中投加具有特定功能的微生物来改善原有处理体系的处理效果，如对难降解有机物的去除等。
投加的微生物可以来源于原来的处理体系，经过驯化、富集、筛选、培养达到一定数量后投加，也可以是原来不存在的外源微生物。
（2）生物通气法（bioventing）用于修复受挥发性有机物污染的地下水水层上部通气层（Vadose Zone）土壤。
这种处理系统要求污染土壤具有多孔结构以利于微生物的快速生长。
另外，污染物应具有一定的挥发性，亨利常数大于1.01325Pa·m3·mol-1时才适于通过真空抽提加以去除。
生物通气法的主要制约因素是影响氧和营养物迁移的土壤结构，不适的土壤结构会使氧和营养物在到达污染区之前被消耗。
（3）生物注射法（biosparging）又称空气注射法，这种方法适用于处理受挥发性有机物污染的地下水及上部土壤。
处理设施采用类似生物通气法的系统，但这里的空气是经过加压后注射到污染地下水的下部，气流加速地下水和土壤有机物的挥发和降解。
环境修复原理与技术绪论
聚落是人类 聚居的地方与活 动的中心，聚落 环境也就是人类 聚居场所的环境。 聚落环境根据其 性质、功能和规 模可分为院落环 境、村落环境和 城市环境。
简单地说，地 地理环境位于 质环境是指地理环 地球的表层，即岩 境中除生物圈以外 石圈、水圈、上圈、 的其余部分。地质 大气圈和生物圈相 环境为人类提供大 互制约、相互渗透、 量的生产资料—— 相互转化的交错带 丰富的矿物资源， 上，其厚度约10 – 它对人类社会的影 30km。 林红军响也将随着生产的 教授主讲 发展而与日俱增。
林红军 教授主讲
林红军 教授主讲
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4）环境问题的第二次高潮
林红军 教授主讲
●时间段： 20世纪80年代至今
林红军 教授主讲
●主要特点： A.开始共同关注在全球范围内出现的环境问题。 B.全球性大气污染 例如温室效应和全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨 C.大面积生态破坏 福建紫金矿业重大污染事故 大面积森林破坏、草场退化、沙漠化等 D.突发性的严重污染事件
地理环境位于 地球的表层，即岩 石圈、水圈、上圈、 大气圈和生物圈相 互制约、相互渗透、 相互转化的交错带 上，其厚度约10 – 30km。 林红军 教授主讲
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1.1.2环境分类
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下面介绍一种按环境的范围由近及远进行的分类：
林红军 教授主讲
有原始背景值的环境，但当今地球上似乎再也难找到一块 未受人类活动影响的“净土”，即使人类足迹鲜至的南极 、珠穆朗玛峰也可检测到农药的存在。因此健康环境只是 相对的，特指存在于其中的各种物质或能量都低于有关环 境质量标准。
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。
环境化学 第7章 受污染环境的修复
第三节 化学氧化技术
• 概述 化学氧化修复技术是利用氧化剂的氧
化性能，使污染物氧化分解，转变成无 毒或毒性较小的物质，从而消除土壤和 水环境中的污染。
深度氧化技术，是相对于常规氧 化技术而言的，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），充分利用自由基的活性，快 速彻底地氧化有机污染物的处理技术。
E＝0.564V
(4)高锰酸钾氧化有机污染物的机理——在酸性 条件下，它是通过提供氧原子而不是通过生成 羟基自由基进行氧化反应
• 臭氧氧化技术 臭氧在酸性介质中氧化还原电位为
2.07V,在碱性介质中为1.27V，其氧化能 力仅次于氟，高于氯和高锰酸钾。
酶对污染物的降解起到关键作用。
（3）增强根际微生物降解 直接围绕在植物根周围的土壤环境，
一般称作根际。植物根系分泌一些物质 及酶进入土壤，不但可以降解有机污染 物，还向生活在根际的微生物提供营养 和能量，支持根际微生物的生长和活性， 使根际环境的微生物数量明显高于非根 际土壤，生物降解作用增强。
根冠细胞和分泌物是根区微生物生长 的重要营养源。
1. 有的不能修复 2. 有的降解后毒性更大 3. 前期费用较高
第二节 植物修复技术
• 概述 植物修复技术直接利用各种活体植物，
通过提取，降解和固定等过程清除环境 中的污染物，或消减污染物的毒性，可 以用于受污染的地下水，沉积物和土壤 的原位处理。
• 植物修复重金属污染的主要作用过程
（1）植物提取 植物提取是利用重金属超积累植物从
（3）植物挥发 植物挥发是利用植物的吸收，积累
和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物， 即植物将污染物吸收到体内后将其转化 为气态物质，释放到大气中，多用于吸 收金属元素汞和非金属元素硒。
受污染环境的修复.doc
受污染环境的修复第一节微生物修复技术微生物修复技术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。
它包括自然和人为控制条件下的污染物降级或无害化的过程。
在自然修复的过程（natural attenuation）中，利用土著微生物（indigenous microorganism）的降解能力，但需要以下条件：i) 有充分和稳定的地下水流；ii) 有微生物可利用的营养物质；iii) 有缓冲pH的能力；iv) 有使代谢能够进行的电子受体。
如果缺少一项条件，将会影响微生物修复的速率和程度。
[1]对于外来化合物，如果污染新近发生，很少会有土著微生物能降解它们，所以需要加入有降解能力的外源微生物（exogenous microorganism）。
人为修复工程一般采用有降解能力的外源微生物，用工程化手段来加速生物修复的进程，这种在受控条件下进行的生物修复又称强化生物修复（enhanced bioremediation）或工程化的生物修复（engineered bioremediation）。
工程化的生物修复一般采用下列手段来加强修复的速率：i) 生物刺激（biostimulation）技术，满足土著微生物生长所需要的条件，诸如提供电子受体、供体氧以及营养物等; ii) 生物强化（bioaugmentation）技术需要不断地想污染环境投入外源微生物、酶、其他生长基质或氮、磷无机盐。
第二节植物修复技术“生态植物修复技术”指的是在工程建设中采用相关的生态植物（如不同的乔、灌、草、藤等），在特定环境条件下混合配置后，对开挖或填方所形成的边坡进行植被恢复的一种综合技术应用方案，它包含了绿化景观、固土保水、防止浅层滑坡和塌方等生态环境保护的基本内容。
“生态植物修复技术”的种类在南方地区的工程建设中，可供选择的“生态植物修复技术”方案大体有“普通绿化”、“普通喷播”、“挂网喷播”和“香根草技术”等几种，以下分别介绍其内容和特点。
受污染环境的修复优秀课件
芳香烃降解fpg 基因的
构建与表达策略
EcoRI BamHI Fgp gene pT-fpg vector digested by BamHI/ pGEX 4T digested by EcoRI and fpg gene was recovered BamHI and EcoRI
Recombinant pGEX-fpg
受污染环境的修复优秀课 件
第一节 微生物修复技术
• 一、概述
微生物修复技术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，包括自然和人为控制条件下的污染 物降解或无害化过程。
微生物修复（源分类）
• 自然修复过程 利用土著微生物的条件：
1. 充分和稳定的地下水流 2. 有微生物可利用的营养物 3. 有缓冲pH的能力 4. 有使代谢能够进行的电子受体
（3）植物挥发 植物挥发是利用植物的吸收，积累和
微生物修复（源分类）
• 人为修复工程：采用外源微生物 又称强化生物修复或工程化的生物修复手段：
1. 生物刺激技术：满足微生物生长环境条件 2. 生物强化技术：投入外源微生物等
生物修复（场址分类）
• 原位生物修复：污染的原地点 • 异位生物修复：将污染物移动到邻近点
或反应器内进行。
海洋污染的生物修复
分为：
1.溶解氧 2.有机物分解的中间产物 3.无机酸根
影响微生物修复效率的因素
（3）污染物的性质
可降解性是关键；另外还包括毒性，挥 发性和锁定 锁定：污染物与土壤颗粒物相互作用，生物 有效性下降。
影响微生物修复效率的因素
（4）环境条件
土壤颗粒的性质（有机质及黏土含量等及 介质条件（酸碱度、温度、湿度和孔隙率等）
环境生态学_受损生态系统的修复
第二节 恢复生态学与生态修复
1. 恢复生态学及其学科任务
（一）恢复生态学的定义 学科任务是：致力于研究自然灾变和人类活动压力条件下，
受到破坏的自然生态景观的恢复和重建问题。 恢复生态学是研究生态系统退化的原因，退化生态系统恢
复与重建的技术与方法及其生态学过程和机理的学科。
恢复生态学的理论研究内容
（四）生态修复的标准
1. 可持续性（可自然更新） 2. 不可入侵性（象自然群落一样能抵制入侵） 3. 生产力（与自然群落一样高） 4. 营养保持力 5. 具有生物间的相互作用
三、生态修复的方法
（一）针对污染环境的植物修复技术
1. 植物萃取 2. 根际过滤 3. 植物固化 4. 植物辅助生物修复 5. 植物转化
⑷植物刺激技术，也称为植物辅助生物修复技术 指通过根圈范围内植物的活动刺激微生物的生物 降解的植物修复过程。
⑸植物转化技术 指通过植物新陈代谢作用降解环境污染物的过程。
（二）针对非污染环境的植物修复技术
1. 潜力评价法 2. 自然恢复法 3. 限量控制法 4. 协调促进法
第三节 受损生态系统的修复
2、受损河流生态系统的修复
A: 水文条件的修复 ① 水资源的合理配置； ② 污水处理； ③ 水库的调度。
B：河流地貌学特征的修复
① 改进的标准河流断面的设计法； ② 浅滩喝深潭河流结构的构建； ③ 构建有利于生物生存的多空隙河流。
四、受损湖泊生态系统的修复
1、湖泊生态系统的受损及原因
①环境污染 ②水利建设 ③过度放养 ④湖泊的富营养化 ⑤外来种的侵入
（二） 恢复生态学的研究进展
1. 始于20世纪20年代 2. 1973年3月，在美国弗吉尼亚召开题为“受损生态系统的恢复”
7.第七章废弃地的生态恢复(新)1
各种各样的废弃地对生态环境造成非常严重的危害 和影响，对它们进行生态恢复已经刻不容缓。
发达国家关于废弃地治理和恢复的法律体系正在形 成，但发展中国家还没有引起重视。
垃圾:
矿区废弃地是指在采矿过程中所破坏的、未 经处理而无法使用的土地。
– 排土场：由剥离表土、开采的岩石碎块和低品 位矿石堆积而成的废石堆积地。
– 采场：矿体采完后留下的采空区和塌陷区形成的 采矿废弃地
– 尾矿区：开采出的矿石经选出精矿后产生的尾矿 堆积形成的尾矿废弃地。
– 其他：采矿作业面、机械设施、矿区辅助建筑和 道路交通等先占用后废弃的土地。
目前利用率很低，大部分露天堆 积储存，形成大量矸石山；
露天堆放带来严重的生态环境问 题。
（2）粉煤灰充填恢复技术
粉煤灰为燃煤电厂排放的一种废料，产量1万 吨/万KW. 年。
方法：
– 先在恢复区修筑储灰场，并好围堰，然后利 用水力将煤灰经管道送到沉陷区的储灰场。
– 煤灰沉积后填充，而水分经排水口流出，循 环使用
② 再铺上一定厚度的土壤。若矿物具有毒性，还 需设置隔离层再铺土。
③ 然后栽种植物以逐渐恢复生态系统。
2.矿区废弃地地形地貌恢复技术
主要任务
– 恢复废弃地的原始地形地貌，防止地质变动，提 供土壤基质，为今后的土壤恢复和生态系统恢复 奠定基础。
（1） 废弃地充填恢复技术
就是使用一定的固体物质，对矿业开采留 下的矿坑或沉陷区进行充填。
煤矸石充填恢复技术
– 煤矸石分层充填：充填一层，压实一层
– 煤矸石全厚充填：一次充填至设计高度，再进 行压实。
被污染环境的生物修复
作者： 王飞
出版物刊名： 生态经济
页码： 150-151页
主题词： 修复方法;污染环境;生物;阿拉斯加州;营养物质;二次污染;科学家;瓦尔德
摘要：1989年3月，一艘美国超级油轮在阿拉斯加州瓦尔德兹港附近触礁，大量原油泄漏，使面积达1300多平方千米的海面被一层厚厚的原油覆盖，这对于当地的海洋生态不啻是一个毁灭性的灾难，上千只海獭和大约24万只海鸟因此次漏油事故而死亡。
心急如焚的美国环保局采取种种办法试图尽快清除油污，但效果都不是太理想。
后来，他们往油污中喷洒了一些亲油的营养物质，将原油酿成了一道“美味大餐”，这刺激了以石油为主食的细菌数量的增长，使石油的分解速度提高了2～3倍。
从此，生物修复名扬天下，得到了各国科学家的关注。
生物修复的含义是用生物去修复被污染的环境，比起常规的物理、化学修复方法，它最大的特点是经济高效且不会形成二次污染，一些科学家形象地称之为替环境“天然排毒”。
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2、电子受体
充分的氧气供给是生物修复重要的一环.在植物修复中，由于
植物根的呼吸作用，在亚表层土壤中常常需要一定数量的氧气；
在微生物修复中，微生物降解的速率常常取决于终端电子受体供
给的速率。而在土壤微生物种群中，很大一部分是把氧气作为其
终端电子受体的。氧化-还原电位对亚表层环境中微生物种群的代
谢20过20/6程/16也发生影响。
3、强化生物修复技术：
生物强化技术是向污染治理系统中投加从自然界中筛选的优 势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种或降解酶，增强降 解作用，提高降解速率的一种措施。
生物强化技术的核心是投加高效微生物，这些投加的高效 降解微生物一般满足3个基本条件：
①所投加的菌体活性高； ②菌体能快速降解目标污染物； ③具有竞争能力且能维持相当的数量。
④一种微生物因其降解中间产物的毒性造成降解效率下 降，需要其他微生物以这种有毒中间产物为碳源进行转化。
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微生物修复技术
三、强化生物修复的主要类型
1、原位强化修复技术
（1）生物强化法
生物强化法是向污染治理系统中投加从自然界中筛选的优 势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种或降解酶，增强原 有体系的降解作用，提高降解速率的一种措施。投加菌一般是 通过直接生物降解和共代谢作用来完成对目标污染物的去除。 通过驯化、筛选、诱变、基因重组技术等可获得高效菌种，再 经培养、繁殖可得大量的高效降解菌，用于目标污染物的治理。 生物强化技术的核心是投加高效微生物。
5、异位生物修复技术
异位生物修复是指将被污染介质(土壤、水体)搬动和输送到 它处进行生物修复处理，强调人为调控和创造更加优化的降解环 境。一般受污染土壤较浅，而且易于挖掘，或污染场地化学特性 阻碍原位生物修复就采用异位生物修复。
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微生物修复技术
6、海洋污染的生物修复技术 （1）表面活性剂的使用 （2）外加营养盐 （3）投加高效降解石油微生物菌剂
1、土著微生物降解需要的环境条件：
（1）营养物
微生物的生长需要维持一定量的C:N:P营养物质及某些微量营养元素(如微 量元素和维生素等)。石油开采、运输及贮存的井喷、海损、泄漏等会造成洋 面及土壤的污染，石油中的烃类化合物虽然可为多种微生物所降解，但因缺乏 氮、磷类营养降解甚慢。实践表明投加氮、磷盐后能明显促进石油降解。
共代谢是指某些难以降解的化合物不能被完全矿化利用，
ห้องสมุดไป่ตู้
降解菌在降解这些化合物时，必须从其它底物获得大部分碳
源和能源的过程。共代谢是许多污染物微生物降解的主要机
制，农药的微生物降解很多即属于共代谢类型。
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微生物修复技术
4、原位生物修复技术
原位生物修复是指对受污染的介质(土壤、水体)不作搬运或 输送，而在原污染地进行的生物修复处理，修复过程主要依赖于 被污染地微生物的自然降解能力和人为创造的合适降解条件。
7、可用于生物修复的微生物 （1）细菌：好氧细菌、厌氧细菌、兼氧细菌 （2）真菌：软腐菌、褐色菌、白腐菌
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二、影响微生物修复效率的因素
微生物修复技术
1、营养物质
除了污染物作碳源外，微生物同时也需要N, P, S及一些金属 元素等其他营养物质。一般而言，各种污染水体中，营养物C, N, P的比例是失衡的，甚至是寡营养的，这也限制了微生物的 生长与繁殖。营养供应、共氧化底物及其他促进微生物和植物 生长的各种物质(包括投加方法、投加时间和投加剂量等)的充足 与否是生物修复的另一主要限制因子。
主要内容
第七章 受污染环境的修复
主要内容
微生物修复技术 植物修复技术 化学氧化技术 电动力学修复 地下水修复的可渗透反应格栅技术
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微生物修复技术
一、概述
微生物修复技术是在人为强化的条件下，用自然环境中的土 著微生物或人为投加外源微生物的代谢活动，对环境中的污染物进 行转化、降解与去除的方法。
（2）氧气与电子受体
环境中的有机污染物在微生物的作用下被氧化分解时需耗氧，因此在受到
严重污染时，水体或土壤中的溶氧往往消耗殆尽，这时生态系统会遭到破坏，
造成食物链中断，物质的转化和循环也随之中止，因此溶氧水平也是生物修复
中的202重0/6大/16影响因素之一。
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微生物修复技术
一、概述
为了增加土壤和水体中的溶解氧，可以采用人工曝气的方式， 在土壤或河道中布设通气管道，将压缩空气送入现场。
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3、污染物的性质
微生物修复技术
①污染物的可降解性； ②污染物及其降解中间产物对微生物的毒性； ③污染物的挥发性； ④污染物的溶解度。
4、环境因素
土壤有机质含量、粘粒含量、阳离子交换量(CEC)和pH， 土壤温度及其影响土壤温度的气候变化,磷肥和钙肥的可利用 性等也影响生物修复过程.研究证明，生物修复的最适pH是 5.5~8.5,最适温度范围为15~45℃.其他有关因素的生物修复最适 范围,有待进一步研究.
（2）生物通气法
生物通气法是一种强迫氧化生物降解法F用于修复地下水上
部受挥发性有机物污染的透气层土壤。它是在污染的土壤上打至
此外在紧迫情况下也可向污染环境中投加双氧水、过氧化 钙等类产氧剂，或添加硝酸盐、硫酸盐类电子受体，它们都能暂 时改变环境的厌氧生境，以发挥好氧微生物对污染物的氧化分解 作用，但在使用时须注意产氧剂的浓度，以避免对微生物的毒性 效应，同时须考虑到随之而来的氮、硫元素对环境的影响。
（3）有充分和稳定的地下水
• 水分是调控微生物、植物和细胞游离酶活性的重要因子之一。 因为它是营养物质和有机组分扩散进入生物活细胞的介质，也是 代谢废物排出生物机体的介质。研究表明， 25%~85%持水容量 或许是土壤水分有效性的最适水平。
（20420）/6/1有6 缓冲pH的能力
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微生物修复技术
2、生物刺激技术：满足土著微生物所需要的环境条件。
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5、微生物的协同作用
微生物修复技术
①为其他微生物提供生长因素（VB、氨基酸等）；
②一种微生物只能降解成一种或几种中间产物，另一种 微生物则可以对中间产物进行继续降解；
③一种微生物通过共代谢作用转化污染物，形成的中间 产物不能被其继续降解，只有在其他微生物的作用下才能得到 彻底降解；