环境污染的生物修复课件.ppt

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1、第十一章污染环境的生物修复第一节生物修复的概念及其原理一、生物修复技术的概念二、(微)生物修复的基本原理三、生物修复技术特点四、微生物在环境污染治理中的作用第二节植物修复中主要生物种类及其修复原理一、植物修复的概念二、植物修复的类型三、植物修复在环境污染中的应用第三节生物修复工程技术一、生物修复工程技术可行性研究二、地表水生物修复工程技术三、土壤生物修复工程技术四、地下水生物修复工程技术第一节生物修复的概念及其原理一、生物修复技术的基本概念1.广义的生物修复(Bioremediation)利用生物

2、将土壤、地表及地下水或海洋中的危险性污染物现场去除或降解的工程技术系统称为生物修复。2.生物修复分类可以分为微生物修复、植物修复、动物修复和生态修复四大类，其中微生物修复就是我们通常所称的狭义上的生物修复。一、生物修复技术的基本概念3.狭义的生物修复通常是指在自然或人工控制的条件下，利用特定的微生物降解、清除环境中污染物的技术。土著微生物外来微生物基因工程菌采用基因工程技术，将降解性质粒转移到一些能在污水和受污染土壤中生存的菌体内定向地构建高效降解难降解污染物的工程菌。二、(微)生物修复的基本原理

3、1.生物修复的基本原理由于溶解氧不足、营养盐缺乏和有效微生物生长缓慢等限制性因素，使以微生物作用为主的环境自然净化速度很慢，在环境的人工治理中需要采用各种方法来强化这一过程。这就是生物修复的基本思想。原理：通过微生物的降解和转化，将有机污染物转化为无害的小分子化合物和二氧化碳与水采用诸如提高通气效率、补充营养(对石油污染而言，主要是补充N、P)，投加优良菌种、改善环境条件等办法来提高微生物的代谢作用和降解活性水平，以促进对污染物的降解速度，从而达到治理污染环境的目的。难降解有机污染物和重金属及其相

4、应的降解转化微生物二、(微)生物修复的基本原理2.应用微生物修复技术必须具备以下条件：存在具有代谢活性的微生物降解过程不产生有毒副产物污染环境中的污染物对微生物无害或其浓度不影响微生物的生长目标化合物必须能被微生物利用处理场地利于微生物的生长；处理费用较低，至少要低于其他处理技术三、生物修复技术特点1.优点：与物理、化学处理技术相比，采用生物修复技术投资费用省，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现场操作，如位于建筑物或公路下受污染土壤。适用于大面积、低浓度的污染位点

5、而且能同时处理受污染的土壤和地下水。在土壤修复中利用适当的植物种类不仅可去除环境的有机污染物，还可去除环境中的重金属和放射性核素。可对富营养化地表水体进行修复2.局限性：如微生物不能降解进入环境的所有污染物，需要对具体地点的状况和存在的污染物进行详细而昂贵的具体考察，微生物活性受温度和其他环境条件影响，在有些情况下，生物修复不能去除全部污染物。三、生物修复技术特点3.影响微生物修复的因素营养微生物的生长需要维持一定量的C:N:P营养物质及某些微量营养元素。电子受体环境中的有机污染物在微生物的作用下

6、被氧化分解时需耗氧。有毒有害有机污染物的化学性质污染现场和土壤的特性共代谢基质四、微生物在环境污染治理中的作用1.微生物对有机污染物的降解与转化微生物是自然界中的分解者，在好氧条件下，它能将有机污染物彻底氧化，分解成CO2、H2O、SO42-、PO43-、NO2-、NO3-等无机物。在厌氧条件下，能将有机物降解，转化成小分子有机酸、CO2、H2、CH4等。因此，微生物是生物修复中污染物降解的主力军。2.微生物对重金属的转化与固定微生物虽然不能降解重金属，但是可以降低其毒性，并可将其累积在菌体内使之

7、固定。①汞的去甲基化及还原例如：蓝绿色假单胞菌、变形杆菌可使汞离子转化成元素汞，经10小时后挥发掉的汞可达75%。假单胞菌K62能使无机汞和有机汞形成元素汞。四、微生物在环境污染治理中的作用②累积及固定重金属在微生物累积重金属方面，已阐明同细胞内金属硫蛋白(Metalothioneins)简称MT有关，MT是一种低分子量的细胞质蛋白，同Hg,Zn、Cd、Cu、Ag等重金属有强烈的亲和性，结果使重金属富集并抑制其毒性。四、微生物在环境污染治理中的作用第二节植物在环境污染治理中的作用一、植物修复的概念

8、利用绿色植物清除环境中的污染物，使其去除降低或消失称作植物修复(phytoremediation)(Raskin等.1994)。植物修复的主要对象是有毒重金属和有机污染物。研究表明，许多细菌、真菌、藻类和植物都有从周围环境富集重金属的能力，然而至今仍没有一种经济有效的方法从土壤中回收富集了重金属的微生物。相比较而言，回收富集了重金属的植物则较容易。尤其是那些将重金属吸收到地上部的植物的回收更加简便易行。植物固定(Phytostabilization)根系降解(Rhizodegrad