生物修复技术作用机理及其运用

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土壤的生物修复作用

土壤的生物修复作用

土壤的生物修复作用一、生物修复作用的概念由于土壤、空气等受到严重的污染,因此全世界都关着研制和生产一种生物制剂,以消除土壤和水体的污染,这类研究称为“生物修复作用”或“生物修复工程”,即利用一种或多种生物(主要是微生物)来分解或降解土壤、水体中的有机污染物,是一门新兴的学科。

该技术主要用于分解和消除进入环境中的各类污染物也有害有机物质。

研究表明,这种技术主要有生物、特别是微生物的多样性解决。

二、生物修复作用的原理土壤遭有机污染物侵蚀后,其降解过程取决于生物和非生物的过程,这些过程主要有光解作用,化学分解,植物根系和土壤微生物的生物转化等。

参与生物修复作用的土壤微生物数量可达几千万/克以上,并有多种酶系统参与。

导致有机污染物生物修复作用的主要机理为矿化作用,共代谢作用和氧化耦合作用。

生物菌肥在水稻上的应用一、水稻的一生:水稻是我国重要的粮食作物。

水稻从种子发芽到新种子形成的一生中,划分为营养生长、营养生长与生殖生长并进期和生殖生长期三个阶段。

二、产量的形成:水稻产量是由单位面积上的有效穗数、每穗实粒数、结实率和千粒重构成的。

在水稻生长发育过程中,不同生育时期决定着不同产量构成因素。

穗数是由基本苗数和分蘖成穗率所决定的。

每穗实粒数受稻株的生育情况、栽培条件和气候因素的影响。

粒重是由抽穗后光合产物顺利运送决定。

4个因素之间相互联系,相互制约和相互补偿的关系。

三、合理施肥:水稻对氮、磷、钾的吸收总量,每生产500公斤稻各约需从土壤中吸收氮素8—12.5千克,五氧化二磷5—7.5千克,氧化钾13—19千克,三者的比例大致是2:1:2。

但在不同的地区、不同的土壤特性、品种类型、施肥水平、产量高低等情况下,水稻对氮、磷、钾的吸收量亦不一样。

施肥应掌握“基肥足、蘖肥速、穗肥巧”的原则。

四、百成复合生物菌肥的应用1、拌种法:①直播田:每亩大田用生物菌肥2—2.5公斤与催芽过的谷种充分拌匀,下午4时后撒播大田。

②育秧:为培育壮秧,原秧田底肥、断奶肥、起身肥不减的情况下,每两分秧田用0.5公斤生物菌肥与催芽过的谷种充分拌匀后播种。

生物修复和环境修复的应用

生物修复和环境修复的应用

生物修复和环境修复的应用随着人类社会的不断发展,环境问题也日益凸显出来。

污染、垃圾围城、沙尘暴等环境问题给人类的生存环境带来了巨大的挑战,也使我们意识到环境修复的重要性。

而生物修复和环境修复则是环境修复领域中比较常见、有效的方式。

本文将从基本概念、应用领域、优缺点等方面,介绍其应用。

1.基本概念:生物修复是利用微生物、植物、动物等生物性质,通过化学反应或生物作用,加速污染物降解过程,从而达到环境综合治理的方法。

而环境修复是指通过改善人们生活、工作和自然环境中存在的各种质量问题,提高环境质量,保障人民群众健康的活动。

2.应用领域:生物修复和环境修复被广泛应用于生活环境、工业污染、水土保持等领域。

其中工业污染和土壤修复是比较常见的应用领域。

例如,利用生物修复技术可以将含有重金属与有机物的废水处理成为水资源;利用植物修复技术,可以修复受沙漠化和盐碱化影响的土地,实现土地的可持续利用。

3.优缺点:生物修复和环境修复的应用具有较多的优点,例如可以使用自然的方法治理污染,处理污染物的效率高、成本低,处理后可再利用资源等。

同时,也存在一定的缺点,例如治理周期较长,需要经过一系列的工程流程,处理过程中不能避免影响环境质量等。

4.未来发展:随着现代生产和消费方式的不断改变,应用生物修复和环境修复的扩大和深入开发成为未来研究的热点。

例如目前研究人员已经开始研究使用先进技术提高生物修复和环境修复的效率,促进其在处理环境污染物方面的应用。

同时,也有研究在养殖、农业等领域开展相关应用,以提高生产效率和保护环境。

总之,虽然生物修复和环境修复在应用中存在一定的缺点,但是其在保护环境、治理污染等方面所起到的重要作用是不容忽视。

未来研究人员需要进一步探索提高生物修复和环境修复效率的技术和方法,以实现环境修复工作的规范化和高效化,提高我国环境质量,实现可持续发展目标。

生物医学修复的新疗法和技术

生物医学修复的新疗法和技术

生物医学修复的新疗法和技术随着科技的发展,人们不断地探索新的生物医学修复疗法和技术,以解决人类健康问题。

生物医学修复技术是基于生物医学原理和方法进行的医学修复技术,主要包括动物生物医学修复技术、细胞治疗技术、基因治疗技术、生物材料技术等,下面将对这几种技术进行分析和介绍。

一、动物生物医学修复技术动物骨骼和组织是不可替代的医学修复材料,它们的具有多种特殊生理和生化特性,被广泛用于骨折、关节置换和器官移植等领域。

动物生物医学修复技术主要包括动物骨战术、动物角膜和皮肤膜等。

这些技术的优点在于它们与人体兼容性好、价格合理和容易使用。

二、细胞治疗技术细胞治疗技术是一种基于细胞学修复的医学处理和修复技术,通过克隆和培养人或动物体内的特殊细胞,使其增殖并集中于损伤部位,以实现治疗效果。

该技术可以被用于造血和松散细胞、肿瘤、逆行性退化性疾病、以及慢性伤口等等治疗方面。

细胞治疗技术是许多领域里的一个重要组成部分,如再生医学、神经科学虚拟分子生物学等。

三、基因治疗技术基因治疗是一种通过外源性DNA合成、修饰和注入到人体细胞内,修复病变基因、解决遗传疾病的方法。

该技术的应用范围非常广泛,包括遗传性疾病、免疫系统与自身免疫性疾病、外科修复等等。

然而,它也存在着许多限制,如基因的稳定性、基因治疗的高增生性等等。

四、生物材料技术生物材料技术是原质物和组织物外科修复的主要方式,它通过创新某些物质的能力来增加人体组织的修复能力。

该技术应用广泛,被用于伤口修复、外科修补、器官移植和肿瘤治疗等领域。

近年来,再生医学领域与生物材料技术有了更紧密的关联,这其中也包括了某些将散射骨质和软骨关节膜等治疗物质反应炎症生成的生物材料。

综上所述,生物医学修复技术在治疗人们医学难题方面发挥着重要的作用。

各种技术都有自己的优缺点,在应用中也有着不同的情形,它们将为人类健康做出更大的贡献。

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

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。

生物修复技术作用机理及其运用共45页文档

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END
生物修复技术作用机理及其运用
•6、黄金时代ຫໍສະໝຸດ 在我们的前面,而不在 我们的 后面。

7、心急吃不了热汤圆。

8、你可以很有个性,但某些时候请收 敛。

9、只为成功找方法,不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。

10、只要下定决心克服恐惧,便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为,请 记住, 除了在 脑海中 ,恐惧 无处藏 身。-- 戴尔. 卡耐基 。
16、业余生活要有意义,不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人,而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着,就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书,莫被书掌握;要为生而读,莫为读而生。——布尔沃

城市水环境治理生物修复技术

城市水环境治理生物修复技术

城市水环境治理生物修复技术摘要:城市水环境实际上是由湖泊、河流、地下水和农田等城市水体建立的一个完整的水生态环境系统,它在整个城市生态环境中发挥着重要作用和关键作用,需要注意的是,城市水环境不仅具有防洪、排水、提供水源等与人类生存密切相关的各种功能,还具有调节当地城市气候、景观游憩、缓解热岛效应等功能,从而有助于城市环境的可持续发展。

鉴于此,本文分析生物修复技术在城市水环境治理中的应用,以供参考。

关键词:城市水环境治理;生物修复技术;应用;引言近年来,人们采用人工曝气、底泥疏浚、氧化剂等方法对水体进行了治理,以达到控制和缓解水体污染的目的,但这些方法的有效性较低,难以实现水污染治疗的标本兼治。

因此,在整个城市水环境治理中,生物修复技术具有高效、实用等优点,在处理城市水体的过程中得到了广泛的应用。

1.生物修复技术概述许多人可能不了解这项技术,就像许多人没有意识到水污染问题有多严重一样,事实上,早在20世纪90年代,生物修复技术就已经得到了快速发展,随着水污染问题日益严重,这项技术正在不断研究中,所谓生物修复技术,主要是利用水体中自然生长的微生物或其他水体中培养的微生物,在人为控制的环境因素下,将有害污染物转化为安全无毒物质的科学技术。

在大多数自然环境中,这是微生物在其自身水域中进行自然净化的过程,在有问题的水域,由于缺乏营养或有毒物质的释放,微生物的生长受到抑制甚至威胁,利用生物修复技术添加电子受体或微生物营养物质快速分解有机污染物,也可以提高微生物的生物活性和分解有害物质的能力。

生物修复是一个人类控制的过程,通常涉及使用植物或微生物修复土壤、流域,这是目前广泛使用的技术。

首先,对于环境问题,生物修复技术在处理污染物后不会对环境造成二次污染,可以说是非常环保的;其次,与其他科学技术相比,生物修复相对便宜,当然,生物修复的方法多种多样,包括对污染物进行原位修复以及将污染物移出污染水域,进行修复和处理。

生物修复

生物修复
55.9-411.6
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》课件

《生物修复技术》课件

生物修复技术
02
利用微生物、水生植物等生物体对水
如利用活性污泥法处理工业废水,利用水生植物净化水体等。
空气污染的生物修复
空气污染的来源
包括工业废气、汽车尾气、燃煤烟气等。
生物修复技术
利用微生物、植物等生物体对空气中的污染物进行吸收、降解和转 化。
实际应用案例
生物反应器修复原理
生物反应器
利用生物反应器中的微生物、植物、动物等生物体对有害物质进 行降解、转化和富集等处理过程。
生物膜反应器
利用生物膜上的微生物对有害物质进行降解和转化。
悬浮生长反应器
利用悬浮在液体中的微生物对有害物质进行降解和转化。
03
生物修复技术的实际应用
Chapter
土壤污染的生物修复
1 2 3
土壤污染的来源
包括工业废弃物、农药化肥残留、重金属等。
生物修复技术
利用微生物、植物等生物体对土壤中的污染物进 行降解、转化和固定,降低或消除污染物的毒性 。
实际应用案例
如利用微生物降解有机污染物,利用植物吸收重 金属等。
水体污染的生物修复
水体污染的来源
01
包括工业废水、生活污水、农业废水等。
适用范围
土壤、水体、空气等环境介质中的污染物治理。
生物修复技术的应用领域
01
02
03
土壤污染治理
修复被重金属、农药等污 染的土壤,促进土壤生态 恢复。
水体污染治理
净化被有机物、重金属等 污染的水体,提高水质。
空气污染治理
降低空气中的有害气体和 颗粒物含量,改善空气质 量。
生物修复技术的发展历程
起源
20世纪80年代,随着环境 保护意识的提高,生物修 复技术开始受到关注。

什么是微生物修复(两篇)

什么是微生物修复(两篇)

引言概述微生物修复是一种环境修复技术,通过利用微生物的生物活性和代谢功能来降解和清除污染物。

本文将进一步探讨微生物修复的相关概念、应用领域、作用机制、影响因素以及发展前景。

正文内容1. 微生物修复的应用领域- 土壤修复:微生物修复在土壤污染修复中被广泛应用,可用于降解有机污染物、重金属的去除和转化,恢复土壤的生态功能。

- 水体修复:微生物修复可用于处理废水和湖泊、河流水体的污染,通过微生物的生物降解能力来去除有毒有害物质,净化水质,恢复水体生态系统的健康。

- 气体修复:微生物修复也逐渐应用于气体污染修复,例如通过微生物降解挥发性有机物、减少甲烷排放等方式来改善大气质量。

2. 微生物修复的作用机制- 生物降解:微生物通过分泌特定酶降解有机污染物为无毒或低毒物质,从而减少对环境的危害。

- 吸附与蓄积:微生物表面的菌体、胞外多糖等物质可与污染物发生物理或化学吸附,将其从环境中去除或减少迁移。

- 转化与转运:微生物通过代谢途径将污染物转化为相对稳定或相对无害的物质,如无机盐、CO2等,同时可能通过转运作用将转化产物释放到环境中。

3. 微生物修复的影响因素- 微生物选择:不同类型的微生物对不同污染物具有不同的降解能力,因此在微生物修复中需要根据具体情况选择适宜的微生物菌株。

- 环境因素:温度、pH值、氧化还原电位等环境因素对微生物的活性和代谢能力产生重要影响,修复效果与环境条件的配合密切相关。

- 营养物质:微生物修复需要适当的营养物质才能维持其生长和代谢活动,不同微生物菌株对营养需求有所差异。

4. 微生物修复的发展前景- 技术创新:随着生物技术和基因工程的发展,微生物修复技术将会进一步完善,新的尖端技术也将被应用于微生物修复中,提高修复效率和降解能力。

- 综合治理:微生物修复逐渐与其他环境修复技术相结合,例如植物修复、化学修复等,形成综合修复体系,实现更全面、高效的环境修复效果。

- 合作与国际交流:微生物修复技术的发展需要国际合作与交流,共同研究、分享经验,进一步推动微生物修复技术在全球范围内的应用和发展。

生物修复技术

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。

生物修复名词解释

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--动植物修复技术

生物修复--动植物修复技术
转基因胡萝卜根须中聚集的苯酚浓度可达1000mmol/L。 研究表明根须中的过氧化酶可以促进这些物质的代谢。


13
植物修复土壤中重金属污染

超富集(积累)植物通过根系吸收固定重金属,并转移到 地面部分,采用收割的方式去除土壤中重金属。 宝山堇菜:一种镉Cd超富集植物; 蜈蚣草(凤尾蕨科):Zn、Cd污染土壤的潜在修复植物。

植物在水环境污染中的应用
8
植物修复在空气污染中的应用

氮氧化物NxOy是污染空气的一类主要化合物,NO2同O3在光 照条件下容易形成光化学烟雾,N2O是一种能引起温室效 应的气体,它可以辐射传热, 破坏同温层的O3。某些植物 将氮氧化物转化为氨基酸或以其为氮源加以利用, 利用这 些植物去除空气中的氮氧化物无疑是环保节能的好方法 。 菊科、桃金娘科、茄科和杨柳科有较高的还原N2的能力。


15
南开大学一项研究成果

紫茉莉、凤仙花、矮牵牛适合生长在高达1%石油污染土壤 上,并对污染土壤具有较好的修复效果 。
16
植物在水环境污染中的应用
水污染大致可分为三类:
(1)无机营养元素如氮、磷等;
(2)有机污染物如农药、杀虫剂、多环芳烃
PAHs等;
(3)重金属。
17
无机营养元素(氮、磷等)的去除
浮游藻类现存量的比较
细胞 数量( 10 4cell/L)
12000
生物量( mg/L)
35 30 25 20 15 10 5 0
10000 8000 6000 4000 2000
藻类总量 蓝藻门 硅藻门 绿藻门 隐藻门
2# 3#
蓝藻门
硅藻门
绿藻门
0

微生物在镉污染土壤修复中的应用及其作用机理

微生物在镉污染土壤修复中的应用及其作用机理

微生物在镉污染土壤修复中的应用及其作用机理摘要:镉是一种有毒重金属,且具有流动迁移性强的特点。

工业废物的排放、大气沉降、污水灌溉以及长期施用磷肥等活动都导致了自然界中镉的积累。

镉引发的环境污染、生态失衡等问题日益严重,已在世界范围之内引起了人们的广泛关注。

镉会引起骨质疏松症、癌症和肾功能障碍等,在近几十年来报道了多起镉引起的中毒和致癌事件。

据调查显示全国土壤镉污染的点位超标严重,而人体中的镉大部分来自于谷物和蔬菜。

由于镉的生物有效性高,因此土壤中的镉会进入到植物的根、茎、叶中,最终被人类所摄取。

因此,如何高效降低土壤中镉的含量或其生物有效性逐渐成为人们广泛关注的问题。

关键词:微生物;镉污染;土壤修复;应用;引言随着农药化肥的使用、工业废气废水的排放和金属矿石的冶炼等,重金属污染土壤问题日趋严重。

有研究表明,我国耕地土壤污染点位超标率为19.4%,其中无机污染物镉的污染点位超标率最大,达到7.0%,且镉依然是影响农用地土壤环境质量的首要污染物。

因此,研究适合镉污染土壤的修复技术尤为重要。

1微生物修复技术生物修复技术是进入21世纪之后经济和科技飞速发展的产物,是当前常用的绿色环境修复技术之一。

利用生物修复技术可以实现在不改变土壤性质的基础上对土壤污染的有效治理,而且相较于其他修复技术来说,这种修复方式成本较低。

生物修复技术主要是利用动物、植物以及微生物的特性来对土壤污染中的有机物进行修复,所以相对来说修复周期较长,而且对土壤污染的情况要求较高,一旦土壤污染超过生物生长的正常范围,就需要采用其他修复方式。

微生物修复技术是生物修复技术的组成之一,其简单来说就是利用微生物的生长代谢来实现对污染物的有效降解,通过微生物的消化吸收作用,可以将土壤中的有机物转化为水、二氧化碳以及无机盐等无害物质,而且土壤中的微生物还可以通过自身的新陈代谢来产生有机酸,达到去除土壤中金属的目的,实现污染土壤的有效净化。

当然微生物的种类不同,其产生的作用也各有不同,部分微生物还可以通过吸收作用,将土壤中的重金属盐吸收到体内,然后对微生物进行回收就可以去除土壤中的重金属。

生物修复技术在土壤污染治理上的应用

生物修复技术在土壤污染治理上的应用

生物修复技术在土壤污染治理上的应用随着工业化和城市化的加剧,土壤污染问题日益严重,给环境和人类健康造成了极大的威胁。

为了有效治理土壤污染,生物修复技术逐渐成为了一个备受关注的领域。

生物修复技术利用生物体的新陈代谢作用,改变土壤中的化学物质的毒性、迁移性、可溶性和生物有效性,从而修复受污染的土壤。

本文将重点讨论生物修复技术在土壤污染治理上的应用及其相关研究进展。

一、生物修复技术的原理及分类生物修复技术是指利用微生物、植物或动物对受污染的土壤进行修复的技术。

生物修复技术的原理是通过生物体的新陈代谢作用降解、转化或吸附土壤中的有害污染物,将其转化为无害或低毒的物质,达到修复土壤的目的。

根据生物修复技术所使用的生物体种类和功能特点的不同,可以将其分为生物降解、植物修复和微生物修复等多种类型。

1. 生物降解:生物降解是指利用微生物将有机物降解为无害或低毒的物质。

这种方法的主要原理是通过微生物的代谢活动,分解有机物的化学键,将其转化为二氧化碳、水等无害物质。

生物降解技术通常适用于有机物类污染物的修复,如石油类、芳香烃类和氯代烃类等。

生物修复技术在土壤污染治理中具有独特优势,被广泛应用于有机物类、重金属类和放射性核素等多种类型的土壤污染物的治理。

下面将针对不同类型的土壤污染物,介绍生物修复技术的应用情况。

1. 有机物类污染物有机物类污染物是指土壤中含有的石油类、芳香烃类、氯代烃类等有机物质。

这些有机物质对土壤和地下水造成严重污染,对环境和人类健康构成威胁。

生物降解技术是目前治理有机物类污染的主要手段之一。

通过筛选适合的细菌、真菌或酵母等微生物,可以降解有机物类污染物,将其转化为无害或低毒的物质。

也可以利用植物吸收和富集有机物类污染物,达到修复土壤的目的。

2. 重金属类污染物重金属类污染物是指土壤中含有的铅、镉、汞、铬、镍等重金属元素。

这些重金属元素对土壤和植物生长造成严重影响,且容易积累到食物链中,对人类健康造成威胁。

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植物种苗对水中重金属的去除作用比植物根的去 除作用更强,利用植物种苗去除水中重金属被称为 种苗过滤,是修复含重金属废水发展的新方向。 渠荣遴等人研究了玉米、豌豆、蓖麻和向日葵等 作物种苗对水体中Zn、Pb、Cu的去除作用,结果表 明:蓖麻对Zn的积累最高,达30.0m g/g; 向日葵对 Pb的积累最高, 达91.6mg/g;向日葵对Cu 的积累最 高, 达24.3 m g/g,其茎、叶中也有一定量的铜积 累。
生物修复技术作用 机理及其运用
生物修复(Bioremediation):
广义的生物修复通常是指利用各种生物(包括微生 物,动物和植物)的特性,吸收、降解、转化环境 中的污染物,使受污染的环境得到改善的治理技术, 一般分为植物修复、动物修复和微生物修复三种类 型。 狭义的生物修复通常是指在自然或人工控制的条件 下,利用特定的微生物降解、清除环境中污染物的 技术。
生物促生技术 生物促生技术是通过对自然界中污染物降解者 (土著微生物)的促生作用,为之创造一个能顺利 完成自然降解功能的环境,强化污染环境的自净能 力,加速对有机污染物的分解。
生态混凝土技术 所谓生态混凝土是一类混凝土介质,具有特殊的 结构与表面特性,其上可附着生长适生生物,过滤 净化入流的污染物。它能减轻环境负荷,与生态环 境相协调。
• 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
• 植物降解(Phytodegradation) 植物的根、茎、叶吸收或降解污染物, 主要是 有机污染物如PAHs、TPHs、PCBs, 无机污染物如 氮氧化物、硫氧化物。判断这些污染物能否进入 植物体内的指标是该物质在辛醇—水中的分配系 数( logKOW )。logKOW 在1-3.5 之间的物质可以 被植物吸收降解。
(1)无机营养元素如氮、磷等去除 利用水生植物去除由氮、磷等无机营养元素引 起的水体富营养化问题已有大量研究。 种植莲藕、水稻既可以去除氮、磷, 又有很好 的经济价值;被制成浮床的大椿草、水芹、水荣草、 多花黑麦草等对去除水体中的氮、磷和抑制藻类滋 生均有明显的作用。这些植物发达的根系及与根系 共生或混生的微生物往往共同对水环境起着净化作 用。
• 植物固定(Phytostabilization) 利用植物将有毒有害污染物如重金属聚集在 根系地带, 降低其活动性, 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。
• 根系降解(Rhizodegradation) 植物中超过20%的营养成分如糖分、氨基酸、 有机酸等都聚集在根部, 因此会生长很多微生物, 尤其在根表面向外1-3mm 的地方, 这些微生物是 没有种植过植物的土壤的3-4 倍。一些微生物可 以同植物相结合促进重金属的降解, 也可以矿化 某些有机污染物如PAHs、PCBs。
河道和湖泊人工增氧技术 通过一定的增氧设备,增加水体中溶解氧,能加 速河湖水体和底泥微生物对污染物的分解,为水体 中各种水生生物呼吸提供氧气,促进系统生物多样 性。
生物强化技术 实际上是外源微生物投放技术。在我国城市水 环境治理中,应用的微生物制剂主要包括美国的 Clear—Flo、CBS、日本EM、我国的光合细菌(PSB)、 — 硝化细菌等,并取得了一定的治理效果。
可以促进这些物质的代谢; 在黑麦与大豆轮作的地 块上TPH消失量显著高于无植被的地块;植物还能 降解杀虫剂和除草剂,桑科植物及蔷薇科植物的根 系分泌物能促进PCB降解菌的生长。柳树、鹅掌揪、 落羽松、掸木及栋属植物都能有效地降解除草剂灭 草松。
(2)植物修复土壤中重金属污染 植物修复主要是选用超富集植物通过根系吸收固定 这些重金属, 并转移到地面部分, 可采用收割的方式 去除土壤中重金属。 宝山堇菜是一种Cd超富集植物, 它不仅可以超量 吸收Cd,而且可以从地下向地上部位有效输送。蜈蚣 草不仅有较强的耐受和富集Sn的能力, 同时也具有较 强的耐Pb、Zn的能力, 具有生长速度快和生物量大的 特点, 通过改善植物生长条件等措施可以大幅度提高 其富集能力, 是有潜力的Zn、Cd污染土壤的修复植物。
水污染控制中的生物修复技术
氧化塘、人工湿地等水污染预处理技术 生物氧化塘是一种利用生物天然净化能力净化 污水的处理系统,可辅以人工曝气、投加污染物和 底泥高效降解菌剂、放养适生水生生物等强化措施, 污水经过氧化塘处理,可形成多级食物链组成的复 合生态系统,这对城市水环境的生物修复极为有利。 人工湿地利用基质微生物,水生植物,动物符 合生态系统的物理、化学吸收、动物消费和微生物 分解来实现对污水的高效净化。
(2)有机污染物如农药、杀虫剂、多环芳烃PAH s、 炸药等去除 利用某些植物降解、矿化污染物为毒性弱的小 分子、具有无机物的特性, 修复受污染的水体。 水葫芦可以去除水体中的有机磷农药、染料、 酚、多环芳烃、甲基对硫磷等有机污染物;浮萍、 伊乐藻对杀虫剂DDT降解有明显的作用, 金鱼藻、伊 乐藻或浮萍可以显著降低地表水中异丙甲草胺浓度; 长春花可用于修复受炸药TNT 污染的地表水;龙葵能 有效地降解PCBs。。
• 植物修复在空气污染中的应用 氮氧化物NxOy是污染空气的一类主要化合物, NO2同O3在光照的条件下容易形成光化学烟雾,N2O 是一种能引起温室效应的气体,它可以辐射传热, 破坏同温层的O3。某些植物将氮氧化物转化为氨基 酸或以其为氮源加以利用, 利用这些植物去除空气 中的氮氧化物无疑是环保节能的好方法 。
• 微生物对有机污染物的降解与转化 微生物是自然界中的分解者,在好氧条件下, 它能将有机污染物彻底氧化,分解成CO2、H2O、 SO42-、PO43-、NO2-、NO3-等无机物。 在厌氧条件下,能将有机物降解,转化成小分 子有机酸、CO2、H2、CH4等。因此,微生物是生物修 复中污染物降解的主力军。
• 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。
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。
底泥生物氧化技术 通过把药物注射到河道底泥表面,对河道黑臭 泥进行生物氧化,可有效降低底泥有机物含量和耗 氧速率,提高底泥对上覆水体的生物降解能力,促 进底泥微量营养释放和藻类生长。
• 植物促进(Phytoaccumulation) 也称之为植物提取(phytoextraction) ,植物 根系将土壤中重金属或有机污染物从污染的土壤 中转移到植物的地上部分。一般指那些能累积超 过叶子干重1.0%的Mn,或者0.1%的Co、Cu、Pb、 Ni、Zn,或者0.01%的Cd的植物。目前世界上有 500多种这样的植物。
• 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。
难降解有机污染物和重金属及其相应的 降解转化微生物
适宜的环境条件
• 营养 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。 • 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。 • 有毒有害有机污染物的化学性质 • 污染现场和土壤的特性
微生物在环境污染治理中的Biblioteka 用植物在环境污染治理中的作用
• 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(phytore-mediation) ( Raskin等.1994)。植物修复的主要对象是有毒 重金属和有机污染物。
研究表明,许多细菌、真菌、藻类和植物都有 从周围环境富集重金属的能力,然而至今仍没有一 种经济有效的方法从土壤中回收富集了重金属的微 生物。相比较而言,回收富集了重金属的植物则较 容易。尤其是那些将重金属吸收到地上部的植物的 回收更加简便易行。
提 纲
用于生物修复的生物 微生物在环境污染治理中的作用 植物在环境污染治理中的作用 水环境污染控制中的生物修复技术
用于生物修复的生物
• 土著微生物 • 外来微生物 • 基因工程菌 采用基因工程技术,将降解性质粒转移到一些能 在污水和受污染土壤中生存的菌体内定向地构建高 效降解难降解污染物的工程菌。 • 用于生物修复的其他生物 这些生物包括藻类、微型动物、植物等。
• 挥发转移(Evapotranspiration) 植物通过叶表孔隙挥发水分的形式转移在水 系中的污染物。如白杨、桉树、河香柏等树木具 有很深的根系, 每天可以蒸腾大量的水, 将水中 某些污染物转移至植物体内。
二、植物修复在环境污染中的应用
• 植物修复在空气污染中的应用 • 植物在水环境污染中的应用 • 植物在土壤污染中的应用
• 总结——优点 与传统的修复技术相比, 植物修复是一种容易接 受、成本低、技术要求低的修复方法, 它可应用于 空气、地表水、地下水、土壤中污染物的修复。植 物修复技术可清除的污染物包括无机污染物如氮、 磷、重金属等;有机污染物如农药、炸药、有机氯化 物、杀虫剂、除草剂等。
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