第七章-受污染环境的修复

反应器型生物修复是指处理在反应器内进行 的修复(主要在泥浆或水相中)。反应器使细菌和 污染物充分接触，并确保充足的氧气和营养物供 应。
海洋污染的生物修复主要是治理用于游船海 难事故造成的原油泄漏，对污染的海面和海滩进 行生物修复。可用三种方式处理石油污染：投加 表面活性剂，增加石油与海水中微生物接触的表 面积；投加高效降解石油微生物菌剂，增加微生 物种群数量；投加氮、磷等营养盐，促进海洋中 土著降解菌的繁衍。
第一节 微生物修复技术
微生物修复技术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。它包括自然和人为控制条件下的污染物降 解或无害化过程。
在自然修复过程(natural attenuation)中， 利用土著微生物(indigenous microorganism)的 降解能力，但需要有以下环境条件：1）有充分 和稳定的地下水流；2）有微生物可利用的营养 物；3)有缓冲pH的能力；4)有使代谢能够进行的 电子受体。如果缺少一项条件，将会影响微生物 修复的速率和程度。
二、KMO4氧化法
1.性质：强氧化剂
2.氧化有机污染物机理
民 间 有 鬼 ， 其一， 称裂口 女。其 意无下 颚。每 逢半夜 出没， 身披黑 ，红斗 篷，带 面 纱 。 逢 中 意路人 ，道:“我 美吗 ”如其 说不美 ，裂口 女用斧 将你死 。如其 说美， 裂 口 女 摘 面 纱又道 :“我美 吗”如 其说不 美，裂 口女用 斧将你 死。如 其说美 ，裂口
(3)植物挥发
植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土 壤中一些挥发性污染物，即植物将污染物吸收到体内后 将其转化为气态物质，释放到大气中。目前这方面研究 最多的是类金属元素汞和非金属元素硒。
来自百度文库 2.植物耐受重金属毒害的机制
无论是超积累植物，还是植物稳定及植物挥发 中的植物，对重金属的毒害都具有忍耐机制，通称 为耐性植物。耐性植物分为基因型和生态型两类。 植物耐金属毒害的机制复杂多样，包括细胞壁钝化、 跨膜运输减少、主动外排、区域化分布、整合、合 成逆境蛋白、产生乙烯。其中最主要、最普遍的机 制是通过诱导金属配体的合成，形成金属配体复合 物，并在器官、细胞和亚细胞水平呈区域化分布。 植物体内存在多种金属配体，主要包括有机酸(草 酸、组氨酸、苹果酸、柠檬酸等)、氨基酸、植物 螯合肽(PCs，是植物体内一类重要的非蛋白形态的 富半胱氨酸的寡肽)和植物金属硫蛋白(MTa)。
用工程化手段来加速生物修复的进程，这种在 受控条件下进行的生物修复又称强化生物修复 (enhancedbioremedi—ation)或工程化的生物修 复(engineeredbioremediation)。
工程化的生物修复一般采用下列手段来加强修 复的速率：1）生物刺激(biostimulation)技术， 满足土著微生物生长所必需的环境条件，诸如提 供电子受体、供体，氧以及营养物等；2）生物 强化(bioaugmentation)技术，需要不断地向污 染环境投入外源微生物、酶、其他生长基质或氮、 磷无机盐。
2.臭氧氧化有机污染物的机理
（1） 03分子的直接氧化反应
反应机理：1）打开双键发生加成反应；2）亲电反应； 电子云密集；3）亲核反应，碳原子。
（2）自由基反应
Fenton试剂是指在天然或人为添加的亚铁离子时，与过 氧化氢发生作用，能够产生高反应活性的羟基自由基 (·OH)的试剂。过氧化氢还可以在其他催化剂如Fe， （UV254等)以及其他氧化剂(Ox)的作用下，产生氧化性 极强的羟基自由基(·OH)，使水中有机物得以氧化而降 解。Ferton氧化修复技术具有以下特点：1）Fenton试 剂反应中能产生大量的羟基自由基，具有很强的氧化能 力，和污染物反应时具有快速、无选择性的特点；2） Fenton氧化是一种物理—化学处理过程，很容易加以控 制，以满足处理需要，对操作设备要求不是太高；3)它 既可作为单独处理单元，又可与其他处理过程相匹配， 如作为生化处理的前处理；4)由于典型的Fenton氧化反 应需要在酸性条件下才能顺利进行，这样会对环境带来 一定的危害；5)实际处理污染土壤时，由于Fenton反应 是放热反应会产生大量的热，操作时要注意安全； 6)Femon氧化对生物难降解的污染物具有极强的氧化能 力，而对于一些生物易降解的小分子反而不具备优势．
女 用 斧 将 你 下颚遂 之。 “ 哈 哈 哈 哈 哈哈哈 哈哈哈 哈，总 而言之 我要咋 办？” 小苏轻 蔑的笑 着说， 继续把 词 条 往 下 滑 ，有人 评论:遇 到以后 ，就连 续大吼 三声发 胶。据 说裂口 女最怕这个。
还 有 两 千 个 赞？！ 真的这 么有用 ？ 夜 晚 ， 小 苏 终于加 班完毕 ，正在 往回赶 。突然 ，天黑 得伸手 不见五 指！月 亮被遮
(2)植物降解： 植物本身及其相关微生物 和各种酶系将有机污染物降解为小分子的CO2和 H2O或转化为无毒性的中间产物。
(3)植物稳定： 植物在与土壤的共同作用 下，将污染物固定并降低其生物活性，以减少其 对生物与环境的危害。
(4)植物挥发： 植物挥发是与植物吸收相 连的，它是利用植物的吸取、积累、挥发而减少 土壤挥发性污染物。
缺点:植物修复受到气候、地质条件、温度、 海拔、土壤类型等条件的限制，还受污染 状况和污染类型的制约。1)植被的形成受 环境毒性的限制；2)吸收到植物叶中的污 染物会随着落叶而再次释放到环境中去；3) 污染物可能会积累在作为燃料的木材中；4) 会提高某些污染物的溶解度，从而导致更 严重的环境危害或使得污染物更易于迁移； 5)可能会进入食物链而对生态系统产生负 面影响；6)比别的技术花费更长的时间。
二、植物修复重金属污染的过程和机理
1．植物修复重金属污染的主要作用过程 根据其作用过程和机理，重金属污染土壤的植物 修复技术可分为三种类型。
(1)植物提取：植物提取是利用重金属超积 累植物从土壤中吸取一种或几种重金属，并将其 转移、储存到地上部分，随后收割地上部分并集 中处理，连续种植这种植物，即可使土壤中重金 属含量降低到可接受的水平。
2．植物分泌物的降解作用
植物的根系可向土壤环境释放大量分泌物， 其数量约占植物年光合作用的10％一20％。植物 产生的各种天然有机物或酶类，可以促进有机污 染物在植物体外发生生物降解。
3．增强根际微生物降解
直接围绕在植物根周围的土壤环境，一般称 作根际(rhizosphere)。植物根系分泌的一些物 质及酶进入土壤，不但可以降解有机污染物，还 向生活在根际的微生物提供营养和能量，支持根 际微生物的生长和活性，使根际环境的微生物数
住 了 ！ 乌 云 笼罩。 “ 握草！ ”小苏 突然想 起今天 看的词 条。。 。他平 时最爱 看这种 超自然 的东西 了，
笔 仙 筷 仙 四 人站角 落，什 么的。 内次也 没出事 啊！ 小 苏为了 壮胆， 拿出手 机要给 他的好 基友打 电话 :“我擦！ 只剩五 个电了 ！”。 。。 “ 喂 ， 小 林 。。。 ”小苏 苦笑着 把今天 这事的 来龙去 脉说清 了，现 在他不 敢动，
三、植物修复有机污染物的过程和机理
植物去除有机污染物的机理主要有：直接吸 收污染物，经体内代谢，积累在植物组织内，或 挥发释放；根系产生一些分泌物和酶，促进污染 物在体外发生生化转化；根系的作用增强土壤中 微生物的降解活性，有利于污染物的矿化。
1．直接吸收
有机污染物被植物吸收后，可直接以母体化 合物或以不具有植物毒性的代谢产物的形态，通 过木质化作用在植物组织中贮藏，也可代谢或矿 化为水和二氧化碳等，或随植物的蒸腾(呼吸)作 用排出植物体。
量明显高于非根际土壤，生物降解作用增强。
第三节 化学氧化技术
一、概述
化学氧化修复技术是利用氧化剂的氧化性能， 使污染物氧化分解，转变成无毒或毒性较小的物 质，从而消除土壤和水体环境中的污染。氧化剂 能使污染物转化或分解成毒性、迁移性或环境有 效性较低的形态。常用于修复的化学氧化剂包括 高锰酸钾、臭氧、过氧化氢和Fenton试剂等，它 们已在修复工程中被广泛应用。
修复是指采取人为或自然过程，使环境介质中的污 染物去除或无害化，使受污染场址恢复原有功能的技术。 修复的介质可以包括土壤及地下水、地表淡水及近海岸。 修复的主体是污染物，包括无机污染物和有机污染物。 对于重金属，修复的手段为清除、稀释、固定化及转化 为低毒的形态，如将六价铬转化为三价铬，以降低六价 铬污染的危害。而对于有机污染物，修复的首选手段应 该是使其彻底矿化为水和二氧化碳，或者转化为低毒的 中间产物，还包括清除(吸附及挥发到另外+个介质)以 及固定化(在介质内部)。
方式：①连续植物提取；②螯合剂辅助植物提取 （诱导性辅助植物提取）；
(2)植物稳定 植物稳定是利用耐重金属植物的根际的 一些分泌物，增加土壤中有毒金属的稳定性，从而减少 金属向作物的迁移，以及被淋滤到地下水或通过空气扩 散进一步污染环境的可能性。其中包括沉淀、螯合、氧 化还原等。
功能： ①保护污染土壤不受侵蚀，减少土壤渗漏，防 止金属污染物的淋移。②通过金属在根部积累与沉淀及 根表吸收来加强土壤中污染物的固定，如通过释放磷酸 根，使铅沉淀在植物的根部，减轻铅的危害。
中间产物会阻止臭氧的进一步氧化。其他的一些问题还 包括：1)由于臭氧在常温下呈气态，较难应用。2)由于 经济方面等原因，投加量不可能很大，将大分子有机物 全部无机化，这将导致03不可能将部分中间产物完全氧 化，如甘油、乙醇、乙酸等。03不能有效地去除氨氮， 对水中有机氯化物无氧化效果。3) 03氧化会产生诸如： 饱和醛类、环氧化合物、次溴酸(当水中含有较多的溴 离子时)等副产物，对生物有不良影响。
细菌包括好氧细菌、厌氧细菌及兼氧细菌。 细菌可以在污染条件下，不断适应环境，产生降 解能力。真菌可分成三大类，即软腐菌、褐色菌 和白腐菌。
二、影响微生物修复效率的因素
1.营养物质 2.电子受体 3.污染物性质 4.环境条件 5.微生物的协同作用 三、强化生物修复的主要类型
1.原位强化修复技术 2.异位强化修复技术 四、生物修复的优缺点
第二节 植物修复技术 一、概述：植物修复技术直接利用各种 活体植物，通过提取、降解和固定等过程 清除环境中的污染物，或消减污染物的毒 性，可以用于受污染的地下水、沉积物和 土壤的原位处理。
植物修复去除污染物的方式有如下四种：
(1)植物提取： 植物直接吸收污染物井在体 内蓄积，植物收获后才进行处理。收获后可以进 行热处理、微生物处理和化学处理。
作为一项高效、低廉、非破坏性的土壤净 化方法，植物修复技术可替代传统的处理方法。 除了成本较低以外，植物修复还有以下几方面 的优点：1)对环境基本上没有破坏；2)不需要 废弃物处置场所；3)具有很高的公众接受性； 4)避免了挖掘和运输；5)具有同时处理多种不 同类型有害废弃物的能力。
提高土壤的有机碳含量；土壤起到固定化 的作用；植物的蒸腾作用可以蒸发相当一部分 的水分，阻碍污染物通过淋溶作用而向下迁移； 植物对环境友好并具有审美功能，等等。
第七章 受污染环境的修复
河北工业大学 郭振华
内容提要及重点要求 绍了目前几种常见修复技术，微生物修复、植物修
复、化学氧化、电动力学修复、活性反应格栅，以及表 面活性剂等技术的基本概念及原理、子技术类型及污染 物得以去除的化学原理、环境影响因素、各技术的优缺 点及适用范围等。要求掌握主要修复技术的基本原理、 修复过程中污染物的降解和消除过程以及影响因素，还 要了解各技术适用的污染物及介质。
旁 边 黑 的 要 死，恐 怕动一 下就要 尿了裤 子！“ 小林， 你说这 是不是 挺好笑 的 ？ ” “ 孩 子，别 的你可 以不信 ，裂口 女是真 的啊！ 我邻居 的邻居 的邻居 的朋友
大 晚 上 招 裂 口女， 都丧命 了啊！ ”“纳 尼？！ 你给我 。。。 嘟嘟嘟 。。。
三、臭氧氧化有机污染物的机理 1.性质：不稳定，特殊刺激性的浅蓝色气体。氧化能力 高于氯和高锰酸钾，仅次于氟。 缺点：臭氧的发生成本高，而利用率偏低，使臭氧处理 的费用高；臭氧与有机物的反应选择性较强，在低剂量 和短时间内臭氧不可能完全矿化污染物，且分解生成的