生物修复 PPT

生物修复技术的应用
海洋污染的生物修复
对海洋石油污染的生物修复通常 有两种方法。
第一种方法是通过增加营养盐以促使土著 微生物的生长；
第二种方法是通过生物反应器培养，增加 有益微生物的数量，然后再将这些微生物 分类群接种到污染地进行生长、繁殖。
生物修复技术的应用
重金属污染物的生物修复
1、生物吸附法 这是一种利用廉价的失活生物细
（3）一种微生物共代谢目标化合物，形成的 中间产物不能被其彻底分解，第二种微生 物分解中间产物；
（4）一种微生物分解目标化合物形成有毒中 间产物，使分解速率下降，第二种微生物 以有毒中间产物为碳源将其分解。
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。
生物修复的主要方法
原位生物修复的主要技术手段是添加：① 营养物质；②溶解氧；③微生物或酶；④表 面活性剂；⑤补充碳源及能源。根据被处理 对象的性质、污染物种类、环境条件等的区 别，营养物质的添加方式也不同。
生物修复的主要方法
异位生物修复涉及各种类型的生物反应器的利用。 与原位生物处理一样，根据处理对象、处理工艺 的要求，处理过程中常需要添加各种辅助有机物 分解的物质。生物反应器的加工制造及控制系统 的设置等虽然增加了异位生物修复的费用，但对 一些难以处理的污染物，异位生物修复是不可代 替的选择。此外，生物反应器的条件可以严格控 制，生物修复的除污效率较高。
适合的微生物
是指具有生理和代谢能力并能降 解污染物的细菌和真菌。如果在反应器内 处理高浓度有毒污染物，修复位点处有降 解微生物存在。在多数情况下，则要加入 外源微生物。
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
适合的环境条件
复
是指要控制或改变环 境条件，使微生物的代谢和生
影响生物修复的环境因素
1、非生物因素 影响生物修复最重要因素有温度、
pH值、湿度水平、盐度、有毒物质、静 水压力。
影响生物修复的环境因素
2、营养物质 异养微生物及真菌的生长除需要有机物提供
的碳源及能源之外，还需要一系列营养物质及电Biblioteka 子受体。影响生物修复的环境因素
生物修复技术是利用生活的有机体处 理污染物，因而必须受到许多外界环境的影响。 在被污染的土壤和地下水中，石油污染物是微生 物可利用的大量碳底物，但它只能够提供有机碳 而不能提供其它营养物，因而N、P常常是限制微 生物活性的重要因素，为了使污染物完全降解， 适当的添加外源营养物具有重要的作用。
生物修复的优缺点
生物修复的优点
3、生物修复可永久性地消除污染物和长期的隐患， 无二次污染；
4、生物修复可与其他处理技术结合使用，处理复合 污染；
5、降解过程迅速，费用低，只是传统物理、化学修 复费用的30％～50％。
生物修复的缺点
生物修复的优缺点
5、微生物活性受温度和其他环境条件的影响； 6、执行时的监测指标除化学监测项目以外，
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。
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。
3、堆制处理
和普通堆肥相似，在堆制时除有待 处理的污染物以外，还有易降解的固体有 机物质。 4、泥浆反应器
在某些条件下，尤其当土壤污染较 为严重或污染物质较难控制和分解时，需 要采用一些工程措施，如泥浆反应器。
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。
胞分离有毒重金属的方法。这些生物的细 胞壁表面有一些具有金属络合、配位能力 的基团，这些基团通过与吸附的金属离子 形成离子键或共价键来达到吸附金属离子 的目的。
生物修复技术的应用
2、生物累积法
的新
生物累积法主要是利用生物细胞
陈代谢作用，吸收金属离子并输送到细胞 内部累积起来，从而达到去除环境中的金 属污染物的效果。自然界中某些微生物和 植物种类具有较强的生物累积作用，可用
生物修复技术的应用
土壤异位生物修复
1、异位土地耕作
将污泥或污染土壤均匀的撒到土地 表面，然后用拖拉机作业使之与土壤混合， 必要时加入营养物。
2、土壤堆积
将含污染物的土壤挖掘出来，堆放在不 透水的衬层上，衬层可以截留滤液。在堆放 的土壤中设置通气管道，通入空气或氧气以 促进污染物的好氧降解。
生物修复技术的应用
应 生物，这种方法称作生物强化。
用
生物修复技术的应用
2、生物通气法
生物通气法是向土壤亚表层供给 空气或氧气，促进不饱和层中污染物生物 修复的技术。
3、光修复
直接或间接利用高等植物分解有 机物的技术被称为光修复技术。
4、生物冲淋法
将含氧和营养物的水补充到亚表 层，促进土壤和地下水中污染物的生物修 复。
生物修复的基本内容
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。
影响生物修复的环境因素
3、电子受体 微生物的活性除了受营养盐的限制，土壤 中污染物氧化分解的最终电子受体的种类与浓 度也极大的影响着生物修复的速度和程度.包 括O2、H2O2和其它的一些离子。
影响生物修复的环境因素
4、复合基质
污染环境中常存在多种污染物， 这些污染物可能合成有机物、天然物质碎 片、土壤或沉积物中的腐植酸等。在这样 多种污染物与多种微生物共存条件下的生 物修复过程与实验室进行的单一微生物分 解单一化合物的情况有很大区别。
生物修复技术
1. 生物修复的基本内容 2. 生物修复的优缺点 3. 生物修复的主要方法 4. 影响生物修复的环境因素 5. 生物修复三原则 6. 生物修复技术的应用 7. 生物修复技术的进展
生物修复的基本内容
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。
根据被修复的污染环境，可以分为土壤生物 修复、地下水生物修复、沉积物生物修复和海洋 生物修复等。
根据生物修复利用微生物的情况，可以分为 使用污染环境土著微生物、使用外源微生物和进 行微生物强化作用。
生物修复的主要方法
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。
影响生物修复的环境因素
5、微生物的协同作用
自然界存在为数众多的微生物种群， 多数生物修复过程需要两种或更多种类微 生物的协同作用。描述这种协同作用的主
要机理有：
（1）一种或多种微生物为其他微生物提供B 族维生素、氨基酸及其他生长因素；
影响生物修复的环境因素
（2）一种微生物将目标化合物分解成一种或 几种中间有机物，第二种微生物继续分解 中间产物；
还需要微生物监测项目； 7、特定的微生物只降解特定的化合物类型，
化合物形态一旦变化就难以被原有的微生物 酶系降解； 8、有些情况下，生物修复不能将污染物全部 除去，因为当污染物浓度太低不足以维持一 定数目的降解菌时，残余的污染物就会留在 土壤中。
生物修复的主要方法
生物修复方法的种类很多，可以根据不同的 标准进行分类。
于重金属污染环境的治理。
生物修复技术的进展
白腐真菌技术
白腐真菌及其他一些真菌具有 强大的胞外酶，这种酶与许多其他酶不 同，可以作用于一系列有机化合物。在 生物修复中，尤其在处理其他微生物难 以分解的化合物时，使用白腐真菌是很 有效的。
生物修复技术的进展
共代谢
一些化合物只有在微生物的共代 谢作用下才能被分解。共代谢的概念已经 应用于生物修复系统的设计。在这种系统 中需要为微生物提供碳源及能源以共代谢 目标化合物。TCE是最受关注的化合物。
三
长活动处于最佳状态。
原
则
生 物 修
土壤原位生物修复 1、土地处理
天然土壤中存在丰富的微生
复 物种群，具多种代谢活性。因此，处
技
理污染物的一个简单方法是依靠土著 微生物的作用将污染物分解去除，这
术 种方法称为土地处理。当土著微生物
的
不具有污染物降解能力或其数量较少， 可在污染场地投加具有分解活性的微
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
尽管生物修复技术多种多样， 生物修复的地点千差万别，但它必须 遵守三个原则，即：使用适合的微生 物、在适合的地点和适合的环境条件 下进行。