环境污染生物修复技术25页PPT

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。
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植物在植物稳定中主要有两种功能：
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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;
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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。
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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Biblioteka Baidu，
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。
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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
人工湿地系统污水处理中的微生物
• 人工湿地技术是20世纪70年代发展起来一项新型 污水生态处理技术。所谓人工湿地,就是人工建造 的、可控制的和工程化的湿地系统。人工湿地是 一种经济适用的污水处理方法,其具有污泥减量化、 处理高效性、运行和维护成本低廉、无化学污染 和能源损耗、无臭气等优点,同时还可以作为城市 景观。人工湿地对污染物的净化主要是通过植物、 填料和微生物之间的物理、化学、生物作用得以 实现,而微生物群体是维持湿地生态系统和实现生 态净化功能的重要组成
• 植物修复过程中可以具体分为5种： 1.植物转化 2.根滤作用 3.植物辅助生物修复 4.植物萃取 5.植物固定
植物转化
• 原理：植物转化也称植物降解(Phytodegradation)， 指通过植物体内的新陈代谢作用将吸收的污染物 进行分解，或者通过植物分泌出的化合物（比如 酶）的作用对植物外部的污染物进行分解。植物 转化技术使用于疏水性适中的污染物，如BTEX， TCE，TNT等军用排废.对于疏水性非常强的污染 物，由于其会紧密结合在根系表面和土壤中，从 而无法发生运移.对于这类污染物，更适合采用之 后提到的植物固定和植物辅助生物修复技术来治 理。
植物萃取
• 原理：种植一些特殊植物，利用其根系吸收污染 土壤中的有毒有害物质并运移至植物地上部，通 过收割地上部物质带走土壤中污染物的一种方法。 植物提取作用是目前研究最多，最有发展前景的 方法。该技术利用的是一些对重金属具有较强忍 耐和富集能力的特殊植物。要求所用植物具有生 物量大、生长快和抗病虫害能力强的特点，并具 备对多种重金属较强的富集能力。此方法的关键 在于寻找合适的超富集植物和诱导出超级富集体。
• 我国丝状真菌、细菌等微生物在石油污染 的研究中也取得了一些成果。据报道,能够 降解石油的微生物可达200多种,分属于70 个属,其中细菌占40个属,常见的海洋石油降 解菌有4大类群:细菌、放线菌、霉菌、酵母 菌。
石油化工污染治理中的微生物
• 利用微生物修复石油化工造成的污染已经 有很多成功的典型实例。1984年,针对美国 密苏里州西部石油运输泄漏事件,采用了添 加氮磷营养物质、人工曝气的方法进行原 位生物修复,经过32个月的运行,苯、甲苯和 二甲苯的质量浓度从20~30 mg/L急降至 0·05~0·1 mg/L,得到了良好的环境修复效果。
赤潮防治中的微生物
• 在赤潮藻的生消过程中,除了与环境中温度、 盐度、光照、水深、营养物供应等物理化 学因素有密切关系外,还与大量不同种类的 微生物共生,它们各自的代谢物可以对彼此 产生有利或有害的影响,细菌代谢物可以有 效地阻碍甚至终止藻类的繁殖。
石油化工污染治理中的微生物
• 早在20世纪70年代,美国率先开始利用细菌 来消除石油污染的研究,随后各国相继开展。
植物辅助生物修复
• 原理：通过植物的吸收促进某些重金属转移为可挥发态， 挥发出土壤和植物表面，达到治理土壤重金属污染的目的。 有些元素如Se、As和Hg通过甲基化挥发，大大减轻土壤 的重金属污染。如B.Juncea能使土壤中的Se以甲基硒的 形式挥发去除。还有的研究表明烟草能使毒性大的二价汞 转化为气态的零价汞。Rugh等将细菌的汞还原酶基因转 入Arabidopsistfialiana中，发现该植物对HgCl2的抗性和 将Hg2+还原为Hg的能力明显增强。这一方法只适用于挥 发性污染物，植物挥发要求被转化后的物质毒性要小于转 化前的污染物质，以减轻环境害。由于这一方法只适用于 挥发性污染物，应用范围很小，并且将污染物转移到大气 和（或）异地土壤中对人类和生物又一定的风险，因此， 它的应用将受到限制。
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。
• 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。
生物修复的分类
• 按作用方式中有无人为的有目的的活 动分两类：自然生物修复和人为生物 修复。
• 实际上一般分类为：植物修复，微生 物修复以及动物修复
植物修复
法。
植物修复的评价
• 优点：花费低，适应性广，无二次污染物。
• 缺点：修复周期长，对于深层污染的修复 有困难，由于气候及地质等因素使得植物 的生长受到限制，存在污染物通过“植 物—动物”的食物链进入自然界的可能。
微生物修复
• 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级或无 害化的过程。
生物修复的概念
• 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。