受污染环境的修复PPT课件

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重组pGEX4T-fpg 载体构建及fpg基因的表达结果 Construction of pGEX4T-fpg and fpg expression results
质粒转化
携带有fpg融合基因表达蛋白的大肠杆菌（左）和野生菌
（右）荧光显微镜下形态
原位强化修复技术
（2）生物通气法 用于修复受挥发性有机物污染的地
下水水层上部通气层土壤。
原位强化修复技术
（3）生物注射法 适用于处理受挥发性有机物污染的地下
水及上部土壤。 （4）生物冲淋法
将含氧和营养物的水补充到亚表层，促 进土壤和地下水中的污染物的生物降解。 （5) 土地耕作法
对污染土壤进行耕梨处理。
受污染环境的修复
第一节 微生物修复技术
• 一、概述
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，包括自然和人为控制条件下的污染 物降解或无害化过程。
微生物修复（源分类）
• 自然修复过程 利用土著微生物的条件：
1. 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
构建结果
2000bp 1000bp
750bp
500bp 250bp
100bp
12M
123M 456
fpg 融合基因克隆与构建结果
PCR products of TP-PCR method
表达载体构建结果
116.0kD 66.2 kD
45.0 kD 35.0 kD
25.0 kD
18.4 kD 14.4 kD
二、植物修复重金属污染的过程和 机理
（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。
超积累植物的筛选
世界上发现的超积累植物种类
Metals
Number of species Number of families
Mn
Macadamia neurophylla
Co
Haumaniastrum robertii
Ni
Berkheya coddii
As
Pteris vittata
Maxium contents
12300 1800 8200 51600 51800 10200
7880 5000
国内一些学者发现的超积累植物
（3）植物挥发 植物挥发是利用植物的吸收，积累和
As
3
2
Cd
2
2
Co
26
12
Cu
24
11
Pb
5
3
Mn
12
6
Ni
318
36
Zn
18
5
一些超积累植物和累积金属的最大含量
Metals
Plants
Cu
Ipomoea alpina
Cd
Thlaspi caerulenscens
Pb
Thlaspi caerulenscens
Zn
Thlaspi caerulenscens
芳香烃降解fpg 基因的
构建与表达策略
EcoRI BamHI Fgp gene pT-fpg vector digested by BamHI/ pGEX 4T digested by EcoRI and fpg gene was recovered BamHI and EcoRI
Recombinant pGEX-fpg
异位生物修复
(1)堆肥法 处理固体废弃物的传统技术，用于受石油，
洗涤剂，多氯烃，农药等污染土壤的修复处理。
(2)生物反应器处理 把污染物移到反应器中完成微生物移到反
应器中完成微生物的代谢过程，生物反应器包 括土壤泥浆生物反应器和预制床反应器
异位生物修复
(3)厌氧处理 厌氧处理对于某些具有高氧化状态的污染物
微生物修复（源分类）
• 人为修复工程：采用外源微生物 又称强化生物修复或工程化的生物修复手段：
1. 生物刺激技术：满足微生物生长环境条件 2. 生物强化技术：投入外源微生物等
生物修复（场址分类）
• 原位生物修复：污染的原地点 • 异位生物修复：将污染物移动到邻近点
或反应器内进行。
海洋污染的生物修复
重金属名称 Zn As
Mn Cd
植物名称 东南景天 大叶井口边草
商陆 宝山堇菜
发现者 杨肖娥 陈同斌
陈英旭 束文圣
我们发现的锰超积累植物——商陆
（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。
分为：
1.溶解氧 2.有机物分解的中间产物 3.无机酸根
影响微生物修复效率的因素
（3）污染物的性质
可降解性是关键；另外还包括毒性，挥 发性和锁定 锁定：污染物与土壤颗粒物相互作用，生物 有效性下降。
影响微生物修复效率的因素
（4）环境条件
土壤颗粒的性质（有机质及黏土含量等及 介质条件（酸碱度、温度、湿度和孔隙率等）
• 游船海难事故造成的原油泄漏；污染 海面和海滩进行生物修复
1. 投表面活性剂 2. 投微生物菌剂 3. 投营养物
二、影响微生物修复效率的因素
（1）营养物质
污染物主要提供碳源，
碳
氮
磷
钾
而N,P是限制微生物活
硫 铁
动的重要因素
其它
典型的细菌细胞组成
影响微生物修复效率的因素
（2）电子受体
土壤中污染物氧化分解的最终电子受体 种类和浓度极大影响着污染物降解的速率和 程度，微生物氧化还原反应的最终电子受体
的降解，如三硝基甲苯，多氯取代化合物 （PCB等），比耗氧处理更为有效。
四、生物修复的优缺点
• 优点：现场、原位、彻底、低耗 • 缺点：
1. 有的不能修复 2. 有的降解后毒性更大 3. 前期费用较高
第二节Байду номын сангаас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。
（5）微生物的协同作用
微生物降解过程需要两种或更多种类微生 物的协同作用才能够完成。
三、强化生物修复的主要类型
• 原位强化修复技术
1. 生物强化法 2. 生物通气法 3. 生物注射法 4. 生物冲淋法 5. 土地耕作法
原位强化修复技术
（1）生物强化法
在生物处理体系中投加具有特定功能的微 生物来改善原有处理体系的处理效果。