环境修复技术

第一章绪论

【生物修复】是指利用生物的生命代谢活动减少存在于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全恢复到原初状态的过程。

【异位修复】是指将受污染的环境对象搬运或输送到其他场所，进行集中修复。

【环境】①环境是一个极其复杂、相互影响、彼此制约辩证的自然综合体。

②环境科学所研究的环境，总是以人类为中心事物的自然环境。人类的环境是作用于人类这个主体（中心事物）的所有外界影响和力量的总和。

一、环境的分类：

1、聚落环境：聚落是人类聚居的地方和活动中心，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。

2、地理环境：其含义是围绕人类自然现象的总体，地理环境位于地球的表层，即岩石圈、水圈、土圈、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。

二、环境修复与三废治理有何不同？

1、不同点：

三废治理（也就是废水、废气、废渣的治理）是环境工程的核心内容，强调的是点源治理，即工厂排污口的治理，需要建造

成套的处理设施，在最短的时间内，以最快的速度与最低的成本将污染物净化去除。“三废”治理属于污染因子的产中治理。

环境修复：强调面源治理，即对人类活动的环境进行治理，它不可能建造把整个修复对象包容进去的处理系统。环境修复属于产后治理。

2、相同点：两者都是控制环境污染。

第二章生物修复的机理

【植物挥发】利用植物的吸收、积累、挥发而减少土壤污染物，多为类金属Hg和非金属Se。

【植物稳定】利用植物吸收和沉淀来固定土壤中的大量有毒金属，以降低其生物有效性和防止其进入地下水和食物链，从而减少其对环境的污染和人类健康的危害。

【胞饮作用】也叫内吞作用，是指物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程。

一、微生物从胞外环境中吸收摄取物质的方式

1、主动运输

2、被动扩散

3、促进扩散

4、基团转位

5、胞饮作用

二、酶的催化特点

1、酶具有一般催化剂的共性——加速反应的速率但不改变

反应的平衡点。

2、酶作为生物催化剂的特点——酶对催化反应和反应物有严格的选择性，酶的催化作用具有高度的专一性。

3、酶的催化反应条件温和——酶只需在常温常压和近中性的水溶液中进行催化反应。

4、酶对环境条件的变化极为敏感，引起蛋白质变性的因素都能使酶失活。

5、酶的催化效率极高，比一般催化剂高106—1013倍

三、确定优先污染物就必须要遵循一定的原则

环境赋存量大、分布广泛、检出率高，或者毒性强、残留时间长、易积累的污染物质。

四、胞饮作用的过程

当物质吸附在质膜时，质膜内陷，液体和物质便进入，然后质膜内折，逐渐包围着液体和物质，形成小囊泡，并向细胞内部移动。

囊泡把物质转移给细胞的方式有两种：

①囊泡本身在细胞内溶解消失，把物质留在细胞质内

②囊泡一直向内移动，到液泡膜后将物质交给液泡

五、微生物对重金属离子的转化和固定

1、微生物对重金属离子的转化

（1）环境中重金属离子的长期存在使自然界中形成一些特殊微生物，它们对有毒重金属具有抗性，也就是说微生物适应

它生存的环境，但是环境中又有重金属的话，它就逐渐发展出对重金属的抗性，也就是使金属离子发生转化，当然转化的方向是向有利于它生存的方向转化。

（2）微生物对重金属离子的转化对微生物而言是一种解毒作用，对环境则是一种修复作用

（3）Hg、Pb、Sn、As、Se等金属或类金属离子都能在微生物作用下失去毒性。

2、微生物吸附：仅指失活微生物的吸附作用，不包括生物的新陈代谢作用和物质的主动运输过程微生物吸附能力与其细胞壁结构、成分密切相关。微生物累积：主要利用生物新陈代谢作用产生的能量，通过单价或二价离子的转移系统把重金属离子输送到细胞内部。

3、微生物吸附重金属机理

静电吸附共价吸附离子交换络合螯合

无机微沉淀（重金属离子在细胞壁上形成无机沉淀物的过程）

第三章影响生物修复的受体特性

一、影响土壤氧化还原状况的因素

土壤通气状况、土壤含水量、易氧化还原物质的数量、微生物活动、植物根系代谢作用及土壤pH值等。

1、土壤通气状况，主要由土壤的孔隙状况和水分状况所决定。土壤孔隙度大，水分含量低，则通气良好。此时土壤空气与

大气间气体交换迅速，土壤空气中氧浓度较高。在排水不良的土壤中，通气孔隙少，土壤空气与大气交换缓慢，气体所占的比例有很大的降低，因此氧的浓度也下降，再加上微生物活动的耗氧，使氧的浓度更低。

2、土壤中易分解的有机质状况

在有机质的分解过程中，主要是耗氧过程，形成大量的各种各样的还原性物质。

3、土壤中易氧化或易还原的无机物质状况

土壤中易氧化的无机物质愈多，则还原条件愈发达，并且抗氧化的平衡作用也愈强。反之，易还原的无机物质较多时，抗还原的能力也较大。

4、植物根系的代谢作用

植物根系分泌物可以直接或间接地影响到根际土壤的氧化还原电位。植物根系能分泌出有机酸等有机物质．造成特殊的根际微生物的活动条件，并且这些分泌物本身，也可能有一部分直接参与根际土壤的氧化还原反应。

5、土壤pH值

土壤pH值对Eh值影响较大，Eh值随pH增大而降低，pH值每增大1单位，Eh值约下降60mV。

二、土壤物理学特性对生物修复的影响

1、土壤孔性对生物修复的影响

（1）土壤孔性决定生物的活动

①孔隙度影响微生物的活力和养分转化，土壤酶

的种类、数量及其活性

（2）土壤孔性对污染物的过滤截留、物理和化学吸附、化学分解、微生物降解等有重要影响。

①土壤通气孔隙大，好气性微生物活动强烈，可

以加速污染物的分解

②使土壤下渗强度增大，促使污染物容易被淋溶

进入地下水

2、土壤质地对生物修复的影响

第四章影响生物修复的污染物特性

【优先污染物】从众多污染物中挑选出的一些优先进行控制的重要的污染物，这就是优先污染物。

【目标污染物】在生物修复工程中，拟从环境中去除或减低危害的污染物被称为目标污染物，或靶污染物。

一、烃类化合物的结构对生物降解的影响

1、链烃比环烃易生物降解，分子是链状的比环状的易生物降解；

2、单环烃比多环芳烃易生物降解；

3、长链比短链易降解；

4、不饱和烃比饱和烃易分解；

5、支链化合物一般支链越多，愈难降解。

第六章污染土壤的生物修复