環(huán)境生物學(xué)課件及教案第八章 污染環(huán)境的生物修復(fù)

第八章污染環(huán)境的生物修復(fù)生物修復(fù)的概念及其原理生物修復(fù)工程技術(shù)8.1生物修復(fù)的概念及其原理什么是生物修復(fù)?生物修復(fù)（Bioremediation）指利用生物將土壤、地表及地下水或海洋中的危險(xiǎn)性污染物現(xiàn)場(chǎng)去除或降解的工程技術(shù)系統(tǒng)。生物修復(fù)的基本指導(dǎo)思想凈化速度緩慢由于三方面的原因生物修復(fù)技術(shù)系統(tǒng)中添加氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽接種、馴化高效菌自然條件下DO不足營(yíng)養(yǎng)鹽缺乏高效菌生長(zhǎng)緩慢供氧快速去除污染物生物修復(fù)技術(shù)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：投資費(fèi)用省，對(duì)環(huán)境影響小，能有效降低污染物濃度，適用于在其他技術(shù)難以應(yīng)用的場(chǎng)地，而且能同時(shí)處理受污染的土壤和地下水。局限性：需對(duì)具體地點(diǎn)的狀況和污染物進(jìn)行詳細(xì)而昂貴的考察，微生物活性受溫度和其他環(huán)境條件的影響，某些情況下，生物修復(fù)不能去除全部的污染物。與生物處理的區(qū)別：兩者原理一致，但生物修復(fù)側(cè)重于受污區(qū)域的原位生物處理。微生物修復(fù)及其原理微生物修復(fù)的生物類型土著微生物：環(huán)境中固有的微生物外來微生物：需大量接種的高效菌基因工程菌（GEM）微生物修復(fù)的影響因素營(yíng)養(yǎng)鹽：需添加氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素電子受體：可通過對(duì)土壤鼓氣或添加產(chǎn)氧劑的方式來提供DO作為有機(jī)物降解的電子受體；此外，硝酸根、硫酸根、鐵離子也可作為有機(jī)物降解的電子受體。共代謝基質(zhì)污染現(xiàn)場(chǎng)和土壤特性：土壤特性影響污染物和微生物的相對(duì)活性，最終影響生物修復(fù)的速度和程度。有毒有機(jī)污染物的物理化學(xué)性質(zhì)植物修復(fù)（Photoremediation）植物修復(fù)的特點(diǎn)可同時(shí)去除有機(jī)污染物和重金屬、放射性核素，適用于大面積、低污染的位點(diǎn)。植物對(duì)環(huán)境中金屬的去除環(huán)境中金屬污染的去除已有方案：場(chǎng)外修復(fù)，先將土壤挖掘、轉(zhuǎn)移，再去除金屬離子；微生物修復(fù)：生物量小，從而吸收量小，同時(shí)生物體過小難以進(jìn)行后處理；植物修復(fù)特點(diǎn)：生物量大，從而吸收量大，同時(shí)易于進(jìn)行后處理。適應(yīng)重金屬脅迫的植物不吸收或少吸收重金屬將吸收的金屬鈍化在植物的地下部分大量吸收金屬的同時(shí)正常生長(zhǎng)可在金屬污染土壤中生產(chǎn)符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)產(chǎn)品通過栽種植物積累金屬，收獲后進(jìn)行植物提取植物修復(fù)金屬污染的方式植物固定指利用植物和其他一些添加物使環(huán)境中的金屬流動(dòng)性降低，生物可利用性下降，降低金屬對(duì)生物的毒性。該法只是暫時(shí)將金屬固定，并沒有徹底去除環(huán)境中的金屬。植物揮發(fā)指植物將污染物吸收到體內(nèi)后又將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)，釋放到大氣中。該法只適用于揮發(fā)性污染物。植物吸收指利用能耐受并可過量積累金屬的植物吸收環(huán)境中的金屬離子，將它們輸送并貯存在植物體的地上部分。需要選擇能耐受并可過量積累金屬的植物種類。植物修復(fù)去除有機(jī)污染物的機(jī)理植物對(duì)有機(jī)污染物的直接吸收作用植物釋放分泌物和酶強(qiáng)化根區(qū)的礦化作用植物在富營(yíng)養(yǎng)化水體的水質(zhì)凈化中的作用富營(yíng)養(yǎng)化水體水華和赤潮防治水體富營(yíng)養(yǎng)化的對(duì)策：控制外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入；減少內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的負(fù)荷。防治水體富營(yíng)養(yǎng)化的措施：工程性措施：挖走底泥、水底深層曝氣等；化學(xué)法：凝聚沉降、化學(xué)藥劑殺藻等；生物法：即生物修復(fù)，利用水生生物吸收氮、磷進(jìn)行代謝活動(dòng)從而除去水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。高等水生植物凈化水體的特點(diǎn)以大型植物為主