受污染水体的生物修复技术

从实际应用情况来看
曝气系统能够有效地增加水层的溶解 氧，同时氨氮和硫化氢能够得到降低， 厌氧环境可以转变为好氧环境。 但内源性磷的控制效果不稳定，停止 曝气就恢复到原来的水平。因此，对 富营养现象的改善或对藻类生长的空 制不如预期的理想。
研究发现
曝气会影响水体生物，深层水由由于 从厌氧转变为好氧，相应生物种类分 发生比较大的变化。 如增加了食草生物的生存空间，某些 大型食草生物的增加有助于控制藻类 等富营养化生物的生长。
对于修复的主体而言分为：
植物修复
动物修复 微生物修复
对于修复受体，生物修复技术 被划分为：
原位微生物修复：指对受污染的介质（土壤、 水体）不作搬运或输送而在原位污染地进行 的生物修复处理，其修复过程主要依赖于被 污染地自身微生物的自然降解能力和人为创 造的合适降解条件。 异位生物修复：指植被污染介质（土壤、水体） 搬动或输送到它处进行生物修复处理。但这 里的搬动和输送是低限底的，而且更强调人 为控制和创造更加优化的降解环境。 联合生物修复:是一种结合原位生物修复和异 位生物修复能够扬长避短,是在当今环境修 复中应用较广泛的生物修复措施。
群落配置 群落配置就是通过人为设计，将欲恢复重建 的水生植物群落，根据环境条件和群落特性 按一定的比例在空间分布和时间分布方面进 行安排，高效运行达到恢复目标，即净化水 质，形成稳定可持续利用的生态系统。 1水平空间配置 指在湖泊不同的受污染水域或湖区上配置 不同的植物群落。 2垂直空间配置 水生植物的生长和分布与水深有密切的 关系，有的植物只能分布在浅水区，有的则 在深水区 。
受污染水体的生物修复技术
水污染的种类
有机物污染
重金属污染 氮磷富营养化物
澳大利亚大堡礁因环境污染正 在消亡
水体的生物修复
指生物特别是微生物催化降解有 机污染物，从而去处或消除环境 污染的一个受控的过程，即利用 培育的植物或培养、接种的微生 物的生命活动，对水中污染物进 行转移、转化及降解，从而使水 体得到净化的技术。
生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ修复技术的优点
①污染物在原地被降解； ②修复时间较短； ③就地处理操作简便，对周围环境干 扰少； ④较少的修复金费，仅为传统化学、 物理修复金费的30%—50%； ⑤人类直接暴露在这些污染物下的机 会减少； ⑥不产生二次污染，遗留问题少。
生物修复的局限性
不能降解所有进入环境的污染物 需对污染区的状况和存在的污染物进 行详细而昂贵的现场调查 特定的微生物只降解特定类型的化学 物质 微生物活性受温度和其他环境条件影 响 生物修复不能将污染物全部去处
三.富营养化的生物操纵修复
生物操纵技术的基本概念，最早 由Shapiro提出来的。它的基本 概念，就是利用调整生物群落结 构的方法控制水质；其主要原理 是调整鱼群结构，保护和发展滤 食性的浮游动物，从而控制藻类 的过度生长；其核心是利用浮游 动物滤食浮游藻类，增加水体透 明度。
实践证明
鳙、鲢鱼和螺、蚌等底栖动物有 滤食浮游藻类或刮食着生藻类的 作用，通过增加消费者规模，加 快生产者消耗速度，促进河湖生 态系统物质循环，还可通过对鱼 类等捕获，将N、P营养盐和有机 污染物移出河湖生态系统。生物 操纵技术已被应用于湖泊富营养 治理，并取得了一定效果。
结果使河道水体的复氧作用大于耗氧作用， 河水中溶氧水平逐渐恢复。溶解氧的出现 和升高又有助于好氧微生物区系的建立， 有利于污染物在好氧条件下的彻底降解， 并刺激了摄食藻类的微型动物、甚至鱼类 的恢复和生长，它们可使过高的藻类密度 得以降低。 由上可见，污染水体在投加水体净化促生 液后，可加速污染水体净化过程中微生物 及生物的演替，直接（依靠酶）或间接 （借助于放氧光合生物产生的氧）地在生 物的作用下使污染物得以降解，转化成 CO2、H2O等稳定的无机物，增加了水体 中生物的多样性，并使河道水体建立起一 个在洁净水体中才能见到的良性循环的生 态系统。
重外源微生物投放而忽视土著微生物 激活 重单一措施而忽视综合处理
重污染源控制而忽视水环境生态恢复
生物修复技术水环境治理应用 探讨
水环境调查是基础 启动水体的生态系统功能是关键 激活土著微生物活性是核心 水体生态恢复是保障
生物修复是一个跨学科的领域，需要化学、 微生物学、生物化学、毒理学、环境工程 学、土壤学、水文地质学、植物学、生态 学等多学科的综合知识。 针对不同水环境，采用不同的技术组合， 进行生物修复和生态治理。因此，设想依 靠某种微生物制剂的投放、或者单纯的人 工增氧措施治理城市水环境是不现实的， 单一措施不可能解决水环境污染的问题。
富营养化的底泥环境疏浚修复
一.富营养化的微生物修复
深水曝气修复 指向湖泊中进行人工复氧。 生物试剂添加修复 向污染的湖泊中投加人工培育的 活性微生物，强化河流有机物的 降解。
河湖富营养化的重要特征是水体上层好 氧，下层缺氧。通过一定的增氧设备， 增加水体溶解氧，能加速河湖水体和底 泥微生物对污染物分解，为水体中各种 水生动物呼吸提供氧气，促进系统生物 多样性。 水体曝气复氧一般采用固定式充氧站和 移动式充氧平台两种形式，可以充空气， 也可以进行纯氧曝气。湖泊多采用深层 曝气，目前我国在城市水环境治理中应 用较多的是纯氧增氧曝气船。人工增氧 是城市水环境生物修复的重要措施，被 广泛应用于黑臭河道和水体富营养化治 理，取得了许多成功案例。
深水曝气修复的原理
在不改变水体分层的状态下提高 溶解氧的浓度 改善冷水鱼类的生活环境和增加 食物供给 改善泥界面厌氧环境为好氧条件， 降低内源性磷的负荷 降低氨氮，铁，锰等离子性物质 的浓度
深水曝气的方式
机械搅拌（成本高，效率低）
注入纯氧（效率高，但容易引起深层 水与表层水混层）
注入空气（成本最低而效果最好，应 用的最多）
参考 <<污染环境生物修复工程>>陈玉成 <<应用于城市水环境治理生物修复技术 >>刘军 刘斌 秦启伟 <<水生植物对污染物的清除及其应用>>张爱清
谢谢！
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。
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。
其他几种修复
陆地生态修复
水生生态修复 湿地生态修复
新泾港河道曝气复氧生物修 复试验
新泾港是苏州河的一条支流，水体 受有机物严重污染并呈黑臭。上海 市环科院于1998年11~12月在河道 内三个断面各设置一个曝气点进行 水体曝气复氧生物修复试验。 结果表明人工曝气复氧可大大提高 原先呈厌氧水体的溶解氧 ，从而 刺激降解有机物的好氧土著菌的生 长。
水生植物可以显著提高富营养水体的 水质，对有毒的有机污染也有明显的 净化作用。恢复以沉水植物为主的水 生植被是合理有效的水质净化和生态 系统恢复的重要措施。
水生植被的优化设计
先锋物种的选择 先锋物种的选择是对水生植物生物学特 性，耐污性，对N，P出去能力等的研究基 础上，筛选出几种具有一定耐受性的，能适 应湖泊水质现状的物种作为恢复的先锋物种 同时为水生植物群落恢复提供建群物种。 1 物种选择原则 适应性原则 本土性原则 强净化能力原则 可操作性原则 2确定植物种类
水生植物能够不同程度地清除被污染水体 的氮、磷，重金属及有机污染物，并在污 水治理中得到了广泛的应用。通过分析水 生植物对水中氮、磷等营养元素和污染物 的吸收及分解作用，可选择不同的水生植 物及其组合来适应不同的受污染水体。还 可通过控制水生植物的数量来调控净化能 力的大小，以修复受污染水体并保持水质。 科学的管理和转化利用是治理的关键。适 量的水葫芦生长有利于水质的净化，在水 葫芦长到适当时就需要打捞，并通过发酵 转化等技术将其转化利用，防止其腐烂造 成的二次污染。沉水植物的治理对湖泊生 态系统有着重大影响，但如果缺乏反馈机 制结果会更恶劣 。
广州河道生物修复成功案例
黑臭河道水体： 朝阳涌 古廖涌 应用技术： 底泥生物氧化 水体生物修复 河涌生态恢复
修复后
上海徐汇区上澳塘水体生物修 复试验
试验采用美国Probiotic Solutions公 司的水体净化促生液，对徐汇区上澳 塘黑臭水体进行生物修复。 结果表明，该净化促生液具有促进水 体好氧洁净状态生态系统各类微生物 的生长，及向良性生态区系演替的作 用，可促进污染水体中微生物由厌氧 向好氧演替，生物由低等向高等演替， 水体中生物多样性增加；同时，还可 促进水体中有机物的降解，并有助于 水体增氧，可有效地消除水体黑臭。
水体净化促生液（Bio-energizer），其含有降 解污染物的多种酶，以及促进微生物生长的有 机酸、微量元素、维生素等成分。
在投加到受污染水体中后，酶可立即发挥作用， 迅速将各类污染物降解成CO2、H2O等无机物， 达到稳定化的目的，并使水体内污染物的耗氧 量大大下降。 其后，河道中天然存在的污染物降解微生物 （或称土著微生物）利用促生液中微量元素、 维生素及污染物降解中间产物小分子有机物迅 速生长，使残存的有机物继续降解，有机物分 解后释放的N、P等营养会同促生液中的微量元 素及维生素等又可促进水体中藻类的生长，藻 类在光照下进行光合作用释放的氧大大加速了 黑臭、缺氧水体的天然复氧作用。
湖泊的生物修复
现状 我国湖泊水污染已相当严重，主要表 现是“富营养化”。已有约65%的湖 泊呈现富营养状态，还有约29%正在 转向富营养状态。湖泊水的污染不仅 仅影响水体的功能例如供应生活用水， 以及危害水生生物，而且正在导致湖 泊本身的消亡。
常用的修复方法：
富营养化的微生物修复
富营养化的水生植被修复 富营养化的生物操纵修复
水体修复的主要处理方法
生物处理技术
生态塘(氧化塘)处理法 人工湿地处理技术 土地处理技术
污染河流的生物修复
强化自然净化修复：通过采取措 施，向河流输送某种形式的能量 或物质，强化河流的自我净化过 程，加快河流的修复,是一类原位 修复技术。
常用的几种技术：
河流水体曝气复氧技术
多功能河道生态工程修复技术 生物试剂添加技术（投菌法）
曝气可能有着更深远的作用。
二.富营养化的水生植被修复
湖泊水生植被的恢复是湖泊环境综合 治理的一个重要环节。对于浅水湖泊 而言，重建水生植被是富营养化治理 和湖泊生态恢复的重要措施。
我国许多城市湖泊，游览型湖泊和水 源型湖泊已经过治理，但尚没有湖泊 脱离富营养水平，关键在于缺乏水生 植被的恢复环节。
四.富营养化的底泥疏浚修复
底泥疏浚是清除江河湖库内源污 染的重要措施,其疏浚方案的制定 有其重要的内涵,应对疏挖深度、 疏挖形式、疏浚设备、底泥处置 等问题给予科学的分析,真正实现 通过疏浚改善水环境的目标,并能 为进一步修复和重建良好的水生 态系统创造条件.
目前我国水环境生物修复存在 的问题
重水体生物修复而忽视底泥生物修复