第五章污染场地生物修复技术

合集下载

第五章污染土壤的生物修复

生物毒性谱的变化：对一类生物有毒的化合物，在分子结构改变以后会对完全不同的另一类生物有害，这就是毒性谱发生了改变。它不是严格意义上的激活，而是对另一类生物为激活。
有机物变化
1、氧化作用
（1）醇：如乙醇—乙酸，可由醋化醋杆菌（Acetobacter aceti）进行此反应；丙二醇到乳酸可有氧化节杆菌（Arthrobacter oxydans）进行（2）醛：乙醛—乙酸，可由铜绿假单胞菌
第五章污染土壤的生物（微生物）修复
生物修复是通过利用营养和其他化学品来
激活微生物，使它们能够快速分解和破坏污染
物。作用的原理是通过土著微生物或外源微生物提供最佳的营养条件及必需的化学物质，保持其代谢活动的良好状态。
生物修复技术的分类
异位生物修复 (Ex-situ bioremediation)
9、氨化反应
CO—CH-NH2 丙酮酸在一些酵母菌作用下发生氨化反应，生成丙氨酸
10、乙酰化反应 -NH2—NH-CO-CH3 克氏梭菌（ Clostridium
kluyveri）
共代谢途径
一般是指原本不能被代谢的物质在外界提供碳源和能源的情
况下被代谢的现象。其中外界提供的碳源称为一级基质，用
等方式的选择作用
去毒作用—羟基化作用
苯环或脂肪链上发生羟基化，使OH取代H而使毒物失去毒性。
RH→ROH
去毒作用—脱卤作用
通过脱卤素酶的作用，卤原子被其他的元素或基团取代，降低
污染物的毒性
氢代脱卤
还原脱卤
羟代脱卤
氢卤同时
氧化脱卤脱氢脱卤
代表性脱卤去毒作用
去毒作用—去烃基作用
有的农药含有和S、N、O等原子相连的烃基，

第五章4-3污染土壤修复技术

第五章Ⅳ 污染土壤修复技术
L/O/G/O 土壤环境学
5.4 微生物修复技术
污染土壤的微生物修复技术是指利用天然存在的或特别培养的微生物在可调控的环境条件下将土壤中有毒污染物转化为无毒物质的处理技术。微生物修复技术起源于有机污染物的治理，近年来也向无机污染物的治理扩展。
5.4.1微生物修复机理
各种不同的有机污染物能否被降解取决于微生物能否产生相应的酶系，酶的合成直接受基因控制。有机物降解酶系的编码多在质粒上，携带某种特殊有机物基因的质粒称为降解质粒，而降解质粒的出现是适应难降解物质的一种反映。
微生物对有机物污染物的降解分为细胞内和细胞外两种方式。 1979年，Yonezawa等研究认为微生物对有机化合物的降解作用是由其细胞内酶引起的，微生物降解的整个过程可以分为3个步骤：首先是化合物在微生物细胞膜表面的吸附，这是一个动态平衡；其次是吸附在细胞表面的化合物进入细胞膜内，在生物量一定时，化合物对细胞膜的穿透率决定了化合物穿透细胞膜的量；最后是化合物进入微生物细胞膜内与降解酶结合发生酶促反应，这是一个快速的过程。
添加适当的表面活性剂或分散剂可以促进吸附的有机污染物的解离，从而促进降解速度。降解微生物可以是原来就存在于土壤的微生物，也可以是接种的微生物。要严格控制条件以利于泥浆中有机污染物的降解。处理后的泥浆被脱水，脱出的水要进一步处理以除去其中的污染物，然后可以被循环使用。
泥浆相处理过程的主要步骤
2．微生物修复的主要技术介绍 1)泥浆相生物反应器溶解在水相中的有机污染物容易被微生物利用，而吸附在固体颗粒表面的有机污染物不容易被利用，因此将污染土壤制成浆状更有利于污染物的微生物降解。泥浆相处理在泥浆反应器中进行，泥浆反应器可以是专用的泥浆反应器，也可以是一般的经过防渗处理的池塘。挖出的土壤加水制成泥浆，然后与降解微生物和营养物质在反应器中混合。

污染场地修复技术及过程监管要点分析

污染场地修复技术及过程监管要点分析在我们这个快速发展的时代，环境污染已成为一个日益严重的问题，尤其是污染场地的修复更是牵动着无数人的心。

想想那些曾经绿树成荫、鸟语花香的地方，现在却因工业废弃物、化学品泄漏而变得满目疮痍，真是让人痛心。

修复这些污染场地的技术和过程监管，实际上是一项复杂而艰巨的任务。

修复技术方面，我们可以从几个角度来看。

首先，生物修复是一个比较“环保”的方法，利用微生物的力量来分解和去除污染物。

听起来很神奇吧？这些小家伙们就像是自然界的清道夫，默默地为我们做着贡献。

具体来说，生物修复可以分为原位和异位两种，前者是直接在污染场地进行，后者则是把污染物提取出来后再处理。

想象一下，在那些被污染的土地上，微生物们像小小的战士一样，在与污染物进行斗争，重现土地的生机与活力。

再来谈谈物理化学修复技术，这是一种更加“高大上的”手段，涉及到多种化学反应和物理过程。

比如，化学氧化就是其中的一种，简单来说，就是用强氧化剂来转化有害物质，这就像是给污染物“洗个澡”，去掉它们身上的“污垢”。

不过，这种方法的成本比较高，而且需要专业的设备和技术，因此在选择时要特别谨慎。

说到这里，监管过程的重要性可不能忽视。

就像做菜，食材的新鲜程度直接影响最终的味道。

污染场地的修复过程需要严格的监管，以确保每一步都能达到标准。

在这个过程中，监测手段显得尤为重要。

定期采样和检测，能够让我们及时了解修复的进展情况，就像医生定期检查病人的健康一样。

当然，修复过程中的数据记录和报告也是重中之重。

透明的信息传递可以帮助各方了解情况，减少误解。

更何况，公众的参与和监督也是不可或缺的，就像家长在旁边看着孩子学习，总能给予他们最好的指导与支持。

我们需要让更多的人意识到，环保不仅是相关部门的责任，更是每一个公民的使命。

毕竟，绿水青山就是金山银山，保护环境的理念需要在每个人心中扎根。

除了技术和监管，项目管理的有效性同样重要。

修复项目往往涉及多个部门、多个团队的合作，沟通和协调至关重要。

环境污染生物修复技术-PPT精品文档

植物固定
• 原理：利用植物根际的一些特殊物质使土壤中的污染物转化为相对无害物质的一种方法。 • 植物在植物稳定中主要有两种功能： • 1.保护污染土壤不受侵蚀，减少土壤渗漏来防止金属污染物的淋移; • 2.通过金属根部的积累和沉淀或根表吸持来加强土壤中污染物的固定。 • 应用植物稳定原理修复污染土壤应尽量防止植物吸收有害元素，以防止昆虫、草食动物及牛、羊等牲畜在这些地方觅食后可能会对食物链带来的污染。 • 然而植物稳定作用并没有将环境中的重金属离子去除，只是暂时将其固定，使其对环境中的生物不产生毒害作用，但并没有彻底解决环境中的重金属污染问题。如果环境条件发生变化，重金属的生物可利用性可能又会发生改变。因此，植物固定不是一个很理想的修复方法。
根滤作用
• 原理：借助植物羽状根系所具有的强烈吸持作用，从污水中吸收，浓集，沉淀金属或有机污染物，植物根系可以吸附大量的铅，铬等金属.另外也可以用于放射性污染物，疏水性有机污染物(如三硝基甲苯TNT) 的治理。进行根滤作用所需要的媒介以水为主.因此根滤是水体，浅水湖和湿地系统进行植物修复的重要方式，所选用的植物也以水生植物为主。
环境污染生物修广义的生物修复，指一切以利用生物为主体的环境污染的治理技术。 • 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。
生物修复技术的特点
• 优点：投资费用省，对环境影响小，能有效降低污染物浓度，适用于在其他技术难以应用的场地，而且能同时处理受污染的土壤和地下水。 • 局限性：需对具体地点的状况和污染物进行详细而昂贵的考察，微生物活性受温度和其他环境条件的影响，某些情况下，生物修复不能去除全部的污染物。
植物辅助生物修复

污染土壤的生物修复技术

污染土壤的生物修复技术第一章：污染土壤对环境和人类的危害土壤污染是指土壤中存在有害化学物质或化学物质的浓度超过环境质量标准，导致土壤质量下降，对生态环境和人类健康产生不良影响。

土壤污染主要来源于农业、工业、生活废弃物等多个方面。

土壤污染不仅会破坏土地自然生态系统，还会影响周围自然环境和人类健康。

当有害物质进入土壤中，它们很容易被传递到食物链的顶端，对人体产生影响，严重的污染将会导致土地的使用受限、人类健康受损和地球生态失衡。

因此，保护土壤是保护大自然，保护人类健康的必要手段。

在土壤污染的防治工作中，生物修复技术作为一种重要的方法，日益受到人们的关注和重视。

第二章：生物修复技术的定义生物修复技术 (bioremediation) 是指通过利用生物物种对土壤污染物的吸收、代谢、转化或分解，达到降低或除去土壤污染物的目的，达到对土壤进行生态修复，恢复土壤自然状态的技术方法。

生物修复技术主要有两种方式：一种是使用天然物种，另一种是使用转基因生物。

天然物种即天然微生物、植物和动物，而转基因生物是通过基因工程手段改造而来的生物物种。

第三章：生物修复技术优缺点分析1. 优点(1) 对环境的破坏性小：生物修复技术不会像土壤热解、化学污染源治理和还原法治理等技术那样，对土壤和周边生态环境造成破坏。

(2) 高效：生物修复技术具有修复时间段短、修复效果显著的特点。

(3)成本低：与传统的土壤污染修复方式相比，生物修复技术的费用要低很多。

2. 缺点(1) 修复速度慢：修复土壤需要时间较长，可能需要几年才能完成。

(2) 适用性有限：不适用于所有种类的污染，有些污染物可能无法通过生物修复技术去除。

(3) 影响不稳定：受气候、土壤和生态环境的影响较大，影响其稳定性和微生物的分解功能。

第四章：生物修复技术的应用1. 微生物修复技术微生物修复技术是利用各种微生物菌种，对各种污染物进行生物降解，可以达到去除污染物的目的。

微生物修复技术可以分为自然微生物修复技术和人工增强微生物修复技术两种方法。

污染环境的生物修复ppt课件

图3－4 纤维素分解途径示意图
淀粉
微生物淀粉酶
葡萄糖
需氧微生物
胞内酶
CO2、H2O
厌氧微生物 CO2、H2、有机酸等
胞内酶
图3－5淀粉分解途径示意图
18
• 烃类 • 石油类 • 人工合成有机物
– 农药 – 合成洗涤剂 – 增塑剂 – 多氯联苯
19
危险性化合物
• 危险性化合物（Hazardous Chemicals）的概念
– 微生物具有降解自然界产生的有机化合物的代谢机制，从而促使地球有机碳平衡，而在自然界具有新颖结构的合成化合物（异型生物质，又称非生物性物质， xenobiotics）往往对微生物的降解表现出抗逆性，其原因可能是这些化合物进入自然界的时间比较短，微生物界还未进化出降解此类难降解化合物的代谢机制。
32
33
活性污泥和生物膜的特点
• 具有很强的吸附能力 • 具有很强的分解、氧化有机物的能力
–图
• 具有较强的食物链
– 食物链越长，作为能量消耗的比例就越大，在系统中存在的生物量就比较少，所剩余的污泥量就相应较少，可减轻生物处理后污泥处理的负担。
• 具有良好的沉降性能
– 处理水易与污泥分离，最终达到废水净化的目的。 34
生物降解、难生物降解和不可生物降解。 • 评价生物可降解性的方法：
– 测定生物氧化率 – 测呼吸线 – 测定相对耗氧速度曲线 – 测BOD5与COD Cr之比 – 测COD30 – 培养法
23
耗氧量（mg/g）耗氧量（mg/g）
耗氧量（mg/g）
a 生化呼吸线
b c t
内呼吸线时间（h）
生化呼吸线内呼吸线时间（h）
21

第五章土壤污染修复技术讲课稿

2.1 生物修复的概念
相同的表达有
生物恢复(Biorestoration) 生物清除(Bioelimination) 生物再生(Bioreclamation)。
相近的概念是
生物净化(biopurification)
2.2 生物修复的类型
根据生物类型动物修复植物修复微生物修复植物—微生物联合修复
2.2 生物修复的类型
根据修复的位置
异位修复技术(EX-Situ) 异位修复是指将受
污染土壤、沉积物移离原地，集中起来进行生物降解。
主要方法包括土地耕作法(land farming)、堆肥法 (Composting) 、生物浆床反应法 (Bioslurry treatment)和厌氧处理法。
植物促进技术 (Phytostimulation) ：植物本身不能吸收重金属，但植物的根系分泌物如氨基酸、糖、酶等物质可促进根系周围的土壤的微生物的活性和生化反应，有利于重金属的释放和微生物的吸收。
2.4 植物修复技术
植物修复技术研究前沿领域：
1. 寻找更多能降解污染物的植物种类。 2. 优化植物修复方法的过程。比如优质植物种
2.5 微生物修复技术
2.5.2微生物修复的影响因子
微生物的种类、数量、活性对于农药的代谢至关重要，降解农药的微生物一般对农药有一定的适应期，产生诱导酶(或降解质粒)，进而形成降解功能，利用该农药为碳源和能源进行生长繁殖，形成新的生态结构。为缩短驯化期和提高降解率，在微生物修复技术中所用的微生物一般从连续施用该农药的污染场地自身分离出来。
2.5 微生物修复技术
2.5.2微生物修复的影响因子
影响农药污染土壤生物修复技术的因子很多，主要取决于污染物自身特性、土壤微生物生态结构以及土壤中的环境因子等。

第五章污染土壤的物理修复原理与技术

第五章污染土壤的物理修复技术
概念利用污染物与土壤之间各种物理特性的差异，达到将污染物从土壤从去除、分离的目的。物理修复技术
物理分离蒸汽浸提固定/稳定化玻璃化低温冰冻热力学方法电动力学方法
1 物理分离修复技术
基本原理依据污染物和土壤颗粒的特性，借助物理手段将污染
物从土壤分离开来的技术。
土壤气相抽提示意图
气相抽提修复技术处理过程示意图
土壤气相抽提(SVE)利用真空泵产生负压驱使空气流过污染的土壤孔隙而解吸并夹带有机组分流向抽取井，最终于地上进行处理。为增加压力梯度和空气流速，很多情况下在污染土壤中也安装若干空气注射井。
2.2 影响因素
对SVE的影响（分析）
土壤的渗透性蒸气压与环境温度地下水深度及土壤湿度土壤结构和分层气相抽提流量和Darcy流速
污染土壤修复技术与方法概述
污染土壤修复技术
指通过物理、化学、生物、和生态工程的方法和原理，并采用人工调控措施，使土壤污染物浓度降低，或无害化和稳定化的措施
土壤修复的分类与技术体系
按修复场地
1 原位修复 2 异位修复
按技术类别
1 物理修复 2 化学修复 3 生物修复 4 生态工程修复 5 联合修复
污染土壤多相抽提修复技术示意图
两相抽提技术（two-phase extraction,TPE）利用蒸汽浸提或者生物通风技术向不饱和土壤中输送气
流，以修复挥发性有机物和油类污染物污染土壤的过程。
典型的两相抽提系统示意图
两重抽提技术(dual-phase extraction,DPE) 两重抽提技术既可以在高真空下，也可以在低真空下
、有机药剂（如EDTA等）

污染土壤的生物修复PPT课件

• 动物修复技术主要包括蚯蚓养殖和线虫控制两种方式。蚯蚓养殖是指利用蚯蚓来改善土壤结构、提高土壤肥力，从而达到净化土壤的目的；线虫控制是指利用一些寄生线虫来控制土壤中的病原微生物，从而减少其对土壤的危害。
• 动物修复技术的优点包括改善土壤结构、提高土壤肥力等。但动物修复技术的缺点是处理周期较长，且对某些重金属污染土壤的处理效果不佳。
技术成熟度
某些生物修复技术仍处于研究阶段，技术成熟度有待提高。
影响因素多
生物修复效果受到多种因素的影响，如污染物特性、土壤条件、气候条件等。
03 生物修复技术应用
微生物修复技术
微生物修复技术是指利用微生物的生命代谢活动来减少土壤环境中有毒有害物质的浓度，从而使土壤环境得到净化和修复的过程。
政府应加大对生物修复技术的政策支持和资金投入，促进技术的研发和应用。
建立评价体系
建立生物修复技术的评价体系，制定相关标准和方法，规范技术的实际应用。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引进国外先进技术和管理经验，提高我国生物修复技术的整体水平。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
微生物修复技术的优点包括处理效果好、适用范围广、对环境影响小等。但微生物修复技术的缺点是处理周期较长，且对某些重金属污染土壤的处理效果不佳。
微生物修复技术主要包括原位修复和异位修复两种方式。原位修复是在污染场地就地处理，而异位修复是将污染土壤转运至集中处理场地进行修复。
微生物修复技术适用于有机物污染、重金属污染和农药污染等多种类型的土壤修复。其中，有机物污染土壤的微生物修复技术应用最为广泛。
利用土壤动物（如蚯蚓）对污染物的抗性和净化能力，实现污染土壤的治理和生态修复。

污染场地管理规定(3篇)

第1篇第一章总则第一条为了加强污染场地管理，保护生态环境，保障人民群众身体健康，根据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国土壤污染防治法》等法律法规，结合本地区实际情况，制定本规定。

第二条本规定适用于本行政区域内污染场地的调查、风险评估、治理修复、监管和责任追究等工作。

第三条污染场地管理应当遵循以下原则：（一）预防为主、防治结合；（二）科学评估、分类治理；（三）责任明确、依法监管；（四）信息公开、公众参与。

第四条县级以上人民政府应当加强对污染场地管理工作的领导，建立健全污染场地管理协调机制，将污染场地管理工作纳入国民经济和社会发展规划。

第五条县级以上人民政府环境保护主管部门负责本行政区域内污染场地管理的监督管理工作。

第六条县级以上人民政府其他有关部门按照各自职责，共同做好污染场地管理工作。

第二章污染场地调查第七条污染场地调查应当遵循以下程序：（一）立项调查：根据污染场地管理需要，对可能存在污染的场地进行立项调查。

（二）现场调查：对已立项的污染场地进行现场调查，收集有关资料。

（三）风险评估：对调查结果进行风险评估，确定污染场地的风险等级。

（四）报告编制：编制污染场地调查报告，报上级环境保护主管部门审批。

第八条污染场地调查应当包括以下内容：（一）场地基本信息：场地名称、地址、面积、用途等；（二）场地历史使用情况：场地建设、使用、废弃、修复等情况；（三）污染源：场地内及周边可能存在的污染源；（四）污染物质：场地内及周边土壤、地下水和空气中的污染物质；（五）污染程度：污染物质浓度、污染范围、污染持续时间等；（六）风险评估：污染场地的环境风险和健康风险；（七）治理修复建议：针对污染场地的治理修复方案。

第九条污染场地调查报告应当包括以下内容：（一）调查目的、依据和程序；（二）场地基本信息；（三）场地历史使用情况；（四）污染源、污染物质和污染程度；（五）风险评估；（六）治理修复建议；（七）结论和建议。

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
生物修复技术是利用植物、微生物等生物体对污染物进行分解、转化和吸附的过程，以达到修复和改良土壤环境质量的目的。

生物修复技术在土壤污染治理上的应用主要包括以下几个方面：
1.植物修复：通过选取适应污染土壤环境的植物，利用其根系吸收和转运能力，将污染物从土壤中吸收到植物体内，并通过植物的代谢作用转化为无毒或低毒的物质。

植物修复技术不仅可以修复污染土壤，还可以改善土壤结构和水分状况，提高土壤质量。

2.菌根修复：菌根是植物根系与真菌共生形成的一种特殊结构，能够增加植物吸收土壤中有机和无机养分的能力。

菌根菌可以分泌酸性物质和酶类，降低土壤pH值，改善重金属在土壤中的活动性，减少重金属的有效性。

3.微生物修复：微生物修复主要利用土壤中存在的某些细菌、真菌等微生物，通过分解、转化和吸附作用，降低土壤中有害物质的含量。

微生物修复技术具有可行性强、操作简单和成本较低等优点。

4.特殊修复剂的应用：生物修复技术还可以结合特殊修复剂的应用，如有机废弃物、天然和人工有机合成吸附剂和农业余负荷等，来促进修复过程中的生物降解和吸附过程。

生物修复技术在土壤污染治理上具有广阔的应用前景。

但同时也需要注意到，生物修复技术仍然存在一些问题，如生物修复速度慢、修复效果不稳定等。

在实际应用中需要结合具体的污染物种类和土壤环境特点，科学合理地选择和设计生物修复方法，以提高修复效果并保护土壤生态系统的稳定性。

土壤污染修复技术与方案

土壤污染修复技术与方案土壤污染是目前全球环境保护领域面临的严重问题之一。

在过去的几十年里，由于工业化和城市化的推进，大量工业和农业废弃物的排放导致土壤中出现各种有害物质，给人类健康和生态环境带来巨大威胁。

为了解决土壤污染问题，许多土壤污染修复技术与方案被提出并广泛应用。

一、土壤污染修复技术1. 生物修复技术生物修复技术利用植物、微生物或它们的相互作用来修复受污染土壤。

例如，植物吸收土壤中的有害物质，如重金属，从而减少其在土壤中的含量。

微生物修复则是利用某些微生物的降解能力来分解土壤中的有害物质，将其转化为无害物质。

生物修复技术具有成本低、可持续发展等优点，逐渐成为土壤污染修复的主流技术之一。

2. 物理修复技术物理修复技术主要利用物理手段来修复土壤污染。

例如，土壤蒸汽抽取技术通过加热土壤，将挥发性有机化合物转化为气态，然后通过抽取装置将其抽出，从而减少土壤中的有害物质含量。

此外，还有土壤热提取、电动修复等物理修复技术，都通过不同的方式将有害物质从土壤中分离出来，达到修复的目的。

3. 化学修复技术化学修复技术是利用化学方法来修复土壤污染。

例如，化学固化技术利用添加剂与土壤中的有害物质发生反应，形成固体复合物，降低有害物质的毒性和迁移性。

此外，还有化学氧化还原技术、离子交换技术等，都是通过化学反应将有害物质转化为无害物质或使其与土壤发生反应，达到修复的效果。

二、土壤污染修复方案1. 选址调查在制定土壤污染修复方案之前，首先需要进行选址调查，确定受污染土壤的范围和程度。

通过采集和分析土壤样本，了解土壤中各种有害物质的含量和分布情况，为后续的修复方案制定提供数据支持。

2. 污染物控制与隔离污染物控制与隔离是一种常见的土壤污染修复方案。

通过建立屏障或设置隔离层，有效阻止污染物的进一步扩散。

这种方案适用于土壤污染范围较小或污染物浓度较低的情况。

3. 修复技术组合应用针对不同类型的土壤污染，常常需要综合使用多种修复技术。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

引风机
注入井
引风机
未饱和土壤污染区域地下水
水位
基本生物通风处理系统示意图
土壤原位生物处理

生物注射法生物注射法与生物通风不同的是将空气通入地下水位以下。通入空气的目的不仅提供溶解氧，还将含水层内的挥发性有机物转移到不饱和层供微生物降解。
引风机
注入井
引风机
未饱和土壤水位地下水污染区域
铝厂废水污染河流
水环境修复历史沿革
工业革命从英国扩展到欧洲大陆和美洲欧洲开始出现严重的水环境污染问题德国人提出近自然河流整治的概念水环境问题日益复杂，水环境生态工程开始得到广泛应用。 Odum提出生态工程的概念
1800s 1858 1938 1950s 1962
水环境修复历史沿革
水，或转变成无害物质。

污染物包括：石化产品、多环芳烃、卤代烷
烃等。
生物修复方法的分类

生物修复技术的种类很多，大致上可以分为两类。
1、原位修复（in situ）：在污染现场对污染物质进行处理，不需要将污染物质从污染现场运走。特点是修复费用低，但较难控制。 2、异位修复（ex situ）：将污染物质运到特定的处理场所（生物反应器）对其进行生物处理。特点是运输过程会增加费用，但便于对修复过程进行控制。
生物修复的基本措施
2、添加营养物
土壤中的微生物的活性常常受许多因素的限制，
其中之一就是营养盐（N，P）。
为了彻底降解污染物并达到更快的进化速度，添
加营养盐比接种微生物显得更为重要。添加营养物以增强生物降解的方法通常称为生物刺激（biostimulation）。
生物修复的基本措施
3、提供电子受体
依靠土著微生物的降解作用将污染物分解或去除的方法。当土著微生物不具有污染物降解能力或其数量较少时，可以在污染场地投加具有分解活性的微生物，这种方法称为生物强化（bioaugmentation）
土壤上层空气中的氧自然扩散进入土壤的速度影响土地处理的因素较慢，不能满足生物生长的需要。可以采用翻动土壤（耕犁）或通入湿空气的方法增加溶解氧。碳源与营养盐
生物修复

生物修复（bioremediation）:利用生物，特别是微生物催化降解有机物，从而修复被污染环境或消除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。生物修复的目的是将有机污染物的浓度降低到低于检测限或低于环保部门规定的浓度。

生物修复

运用生物修复技术，可以把土壤、地下水和海洋中的有毒有害污染物降解为二氧化碳和
生物修复的基本措施
1、接种微生物
污染区域中需要大量的接种微生物并形成生长优势才能促进生物降解。这些被接种的微生物常被称为“先锋微生物” （pioneer microorganism）它们能够催化污染物质的降解过程。先锋微生物可以从土著微生物中富集，也可以从其他区域获得，或者使用基因工程菌。
溶解氧湿度温度一般而言，污染物中的碳源比较充分，但N，P 或其它无机营养盐可能比较缺乏，所以必须另 pH值土壤的表层容水份以保持适宜的湿度。
土壤原位生物处理

生物通风
在土壤含水层之上通入空气，为好氧微生物提供最终电子受体的方法叫做生物通风。一般是在污染场地打井，通入空气或抽真空来进行的。
贫营养4％
富营养27％富营养61％
富营养85％
20世纪70年代后期
80年代后期
90年代后期
如：云南滇池在20世纪80年代初期还是III类水体，十几年后的90年代后期已急剧恶化为劣V类水体，陷入重富营养状态；巢湖、太湖也处于重富营养化状态。 20世纪90年代，26个国控湖泊85％处于富营养化状态。目前，我国湖泊水库富营养化面积逐年增加，全国大范围的富营养化灾害频频发生。
38/17
第二节地下水的生物修复技术
地下水的生物修复技术

地下水的原位修复技术
通常地下水的生物修复是依靠土著微生物的作用
来分解污染物质的，在此过程中需要向地下蓄水
层中通入氧气和营养物质。
加入营养盐的方法：可以将营养液通过注射井注入饱和水层或利用渗透渠加入到不饱和水层。供氧的方法：利用过氧化物在介质中缓慢释放氧；利用硝酸盐、硫酸盐的结合氧。
近海海洋污染加剧
近岸海域水质以劣IV类和II类为主；
主要污染因子是石油类、无机氮和磷酸盐；总体上东海污一类海水染最重；其次劣四类海水 14.7% 31.5% 是渤海、南海、黄海。
二类海水 28.5% 四类海水 15.0% 三类海水 10.3%
兰渝输油管道破裂
▲石油井喷造成的污染

石油污染的危害
对幼鱼和鱼卵的危害最大，油膜和油块能粘住大量鱼卵和幼鱼，或使鱼卵死亡，更使破壳出来的幼鱼畸形，并使其丧失生活能力。油膜使透入海水的太阳辐射减弱，从而影响海洋植物的光合作用；污染海兽的皮毛和海鸟的羽毛，使它们丧失保温、游泳或飞行的能力；干扰生物的摄食、繁殖、生长、行为和趋化性等能力；油类粘附在鱼类、藻类和浮游生物上，致使大量海洋生物死亡，破坏生物多样性。
第五章污染场地生物修复
第一节概述
污染场地

土壤的污染；地下水的污染；

河流的污染；
海洋(岸)的污染。
地下水污染现状

44个城市地下水的调查表明，42个受到污染，发现数百种有害有机污染物；全国地下水水质超标面积大于200Km2 的城市占 11.1% ，超标面积在 100-200Km2 的占 18.5%，超标在20-100Km2的占48.2%。
墨西哥湾原油泄漏
墨西哥湾石油泄漏
燃烧中的深海地平线
墨西哥湾石油泄漏
人间地狱
墨西哥湾石油泄漏
倾覆的钻井平台
墨西哥湾石油泄漏
海滩上的油污
墨西哥湾石油泄漏
陷入油污中的海鸟
匈牙利铝厂废水泄漏

2010年10月4日,匈牙利西部维斯普雷姆州一铝厂装有有毒废水的蓄水池发生泄漏事故，高碱度废水流入附近的村镇，造成1人死亡、多人受伤。
1972 1989 1991 1992 1997 美国宾州首次实际使用生物修复治理石油污染阿拉斯加海洋石油污染首次大规模使用生物修复美国实施地下水、海域等污染修复的超基金项目美国出版了水域生态系统的修复中国出版湖泊富营养化控制指南日本、德国和澳大利亚自然河流生态修复实例我国滇池和苏州河水环境修复项目启动
生物氧化还原反应中有许多最终电子受体：溶解氧（DO），被分解有机物的中间产物和无机酸根（如SO42－，NO3－）。
电子受体的种类和浓度对生物降解的速度和程度
有很大的影响。
溶解氧是生物修复过程中的关键因素。
生物修复的基本措施

增加溶解氧的方法
通过不同的供氧方式来增加溶解氧。如通过真空抽取地下水来增加空气的输入。加入氧化剂，通常使用H2O2，微生物经驯化后可以忍受1000mg/L的H2O2
1990s
水环境修复历史沿革
澳大利亚出版河流生态修复手册英国出版河流恢复技术手册中国出版河流污染治理技术与实践中国水利部《关于水生态系统保护与修复若干意见》国家环保总局《渤海碧海行动计划》 “三河三湖”综合整治规划北京市城区河湖富营养化水环境修复太湖富营养化水体生态修复官厅水库水环境修复武汉市水生态系统保护与修复规划桂林市水生态系统保护与修复规划

水环境污染程度触目惊心
七大水系的741个监测断面的水质： 29% I-Ⅲ类，30% Ⅳ-Ⅴ类，41% 劣Ⅴ类; 东部和西南200余湖泊中80％富营养化;
环境污染造成的损失相当GDP的3-8%。
七大流域水环境污染严重
综合污染指数
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1991年 1992年 1993年 1994年 1995年 1996年 1997年 1998年 1999年 2000年
2、不产生二次污染，对环境影响小。
3、对原位生物修复而言，污染物可在原地被降解清除。 4、修复时间短。
5、人类直接暴露在污染物下的机会少。
生物修复的前提条件
1、必须存在具有代谢活性的微生物。 2、这些微生物具有快速降解污染物的能力，降解较彻底。 3、降解过程中不产生有毒副产物。 4、污染场地不含对微生物具有抑制作用的物质。 5、污染场地的环境有利于微生物生长或活性保持。
墨西哥湾石油泄漏

2010年4月20日，位于美国路易斯安那州威尼斯东南约82公里处海面的“深水地平线”钻进平台爆炸引发大火。火势持续大约36小时， 4月22日沉入墨西哥湾，并造成大量原油泄漏。 “深水地平线”由韩国现代重工业公司造船厂2001 年建成，属于总部位于瑞士的越洋钻探公司，与英国石油公司签订生产合同。
生物注射处理系统示意图
回收气处理
回收井
土壤异位生物修复
生物反应器修复土壤堆积（soil piles）堆肥

将污染物质与一些自身容易分解的有机物（稻草、木屑等）混合堆放，并加入氮、磷等其它营养物质。
第四节石油污染水域的修复
石油污染事件

1978年，超级油轮“Amoca Cadiz”在法国近岸水域失事，泄油20多万吨。 1979年，美国海洋油井“Ixtoc Ⅰ”漏油47万吨。 1989年，Exxon Valdez油轮在威廉王子海湾触礁，约42000m3原油泄漏。 1991年1月，海湾战争期间，伊拉克军队撤出科威特前点燃科威特境内油井，多达150万吨石油泄漏，污染沙特阿拉伯西北部沿海500公里区域。 2010年4月，墨西哥湾原油泄漏。
生物修复技术的研究方向