按基质性质指标

第九章 污染环境的微生物净化与修复
第一节 有机污染物的微生物降解与转化 一、微生物降解的潜力 1、微生物个体小，比表面积大，代谢速率快 2、微生物种类多，分布广，代谢类型多 3、微生物降解酶 4、微生物繁殖快，易变异，适应强 5、降解性质粒 6、共代谢作用
二、工程菌的构建
• 基因分离 • 体外重组 • 载体传递 • 复制与表达 • 筛选与繁殖
二、污染土壤的自净
（一）土壤污染 （二）植物残毒 （三）土壤自净
• 绿色植物根系的作用
• 土壤微生物的作用
• 土壤有机、无机胶体的作用
• 土壤的离子交换
• 土壤和植物的机械阻留
• 土壤的气体交换
第三节 污染环境的生物修复
一、生物修复（bioremediation）
• 生物修复：指人为利用微生物和其他生物的代 谢活动，现场将污染环境中的污染物转化成无 害物质，使环境恢复到受污染前的状态的过程。
三、生物修复工艺
• • • • • 原位生物修复工艺： 包括P/T法、 渗滤法、 生物通气法 空气扩散法
• 非原位生物修复工艺：包括土地耕作法、 堆肥法和生物堆层法
• 非原位液相生物修复工艺：包括生物反 应器法、土壤泥浆反应器法和稳定塘处 理法
第二节
污染环境的自净作用
• 环境自净：指环境受到污染后，在物理、 化学和生物的作用下，逐步消除污染物 达到自然净化的过程。
一、污染水体的自净
（一）水体污染 • 病原体污染 • 需氧物质污染 • 植物营养物质污染 • 石油污染 • 有毒化学物质污染
（二）水体自净
• 水体自净:指受污染的水体由于物理、化学和 生物等方面的作用，污染物浓度逐渐降低，经
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一段时间后恢复到受污染前的状态。
• 自净容量：自净作用有一定的限度，在水体自
净作用限度内能够容纳的污染物的最大数量。
• 水体自净的机理：主导作用是物理（沉淀、稀 释和混合）和生物化学过程
衡量水体自净的指标
• P/H指数： P指水体中光合自养型微生物的数量。
H指水体中异养微生物的数量。
• 氧垂曲线和氧浓度的昼夜变化幅度 氧垂曲线：指溶解氧的变化曲线。
3、可生物降解性与化学结构的关系 4、几种有机污染物的微生物降解
1）苯与烷基苯类化合物 好氧微生物降解 厌氧微生物降解
2）多环芳烃
3）氯代芳烃：
好氧微生物降解 • 先脱氯后开环 • 先开环后脱氯（大多数） 厌氧微生物降解：还原脱氯
消化污泥、水体沉积物、厌氧富集培养物和厌氧 颗粒污泥都具有降解氯代芳烃化合物的潜力。
• BOD5:是在20℃条件下5天内分解有机物所消耗
的氧量，它代表含碳物质的分解量。
• COD:用强氧化剂如高锰酸钾使被测有机物进行
化学氧化所消耗的氧当量，以表示被测物中有 机物的总含量。
• 基质生化呼吸线：指微生物分解基质的耗 氧量随时间的变化曲线,也称基质耗氧线。 • 内源呼吸线：指在无外源基质的条件下， 微生物内源呼吸的耗氧量随时间的变化曲 线。
• 生物修复的微生物菌种：土著微生物、 外来微生物和基因工程菌（GBM）
二、生物修复的技术要点
• 添加营养物质
生物激活：通过添加营养物质来强化生物降解 和生物转化的过程。
• 添加电子受体
电子受体：溶解氧、硝酸盐、硫酸盐、高价铁和有机 物分解的中间产物。
• 添加共代谢基质 • 了解有机污染物的理化特性 • 了解污染现场和土壤的特性
三、有机污染物的可生物降解
1、概念：可生物降解性、终极降解 2、可生物降解性的评价 • 按基质性质指标 • 按基质可生物氧化率评定 可生物氧化率= 基质微生物分解的需氧量× 100% 基质彻底氧化的理论需氧量 • 按基质生化呼吸线评定
• BOD5/ COD:该比值作为有机物能否快速被微生 物分解和分解彻底与否的衡量指标。