环境修复技术-第二章原理资料课件.ppt

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1、污染环境的生物修复原理1、什么是生物修复一、基本知识生物修复技术主要是利用生物特有的分解有毒有害物质的能力，去除污染环境如土壤中的污染物，达到清除环境污染的目的。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。广义的生物修复通常是指利用各种生物（包括微生物，动物和植物）的特性，吸收、降解、转化环境中的污染物，使受污染的环境得到改善的治理技术。广义的生物修复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。2、生物修复的类型按修复主体可分为微生物修复、植物修复、动物修复、生态修复。按修复受体可分为土壤生物修复、地下水生物修复、河流生物修复、湖泊

2、水库生物修复、海洋生物修复、大气生物修复、矿区生物修复、垃圾场生物修复等。按修复场所可分为原位生物修复、异位生物修复和原位-异位联合生物修复。基本知识3、生物修复的产生与发展生物修复起源于有机污染物的治理，利用好氧或厌氧微生物处理污水已有l00多年的历史，但是利用生物修复技术处理现场有机污染物才有30年的历史。1972年美国清除宾夕法尼亚州的Ambler管线泄漏的汽油是史料所记载的首次应用生物修复技术。20世纪80年代以后基础研究的成果被应用于大范围的污染环境治理，并取得了相当的成功，从而发展成为一种新的生物治理技术。1989年，美国阿拉斯加海域受到大面积石油污染，生物修复技术首次大规模应用，

3、取得了很好的效果。阿拉斯加溢油生物修复成为生物修复史上的里程碑，至此，生物修复技术成为一种可被人们接受的油泄漏治理方法。我国关于生物修复的研究起步较晚，目前尚处于小试与中试阶段，还需进一步发展。4、生物修复的特点与化学、物理处理方法相比，生物修复技术具有下列的优点：①费用少，仅为传统化学、物理修复经费的30％～50％；②操作简便，环境影响小；③最大限度地降低污染物的浓度；④可应用于其它技术难以应用的场地；⑤可以同时处理受污染的土壤和地下水，与其它技术结合弹性大。同时有以下缺点：①耗时长；②运行条件苛刻；③对污染物有选择性，低生物有效性、难降解性常使生物修复不能进行。基本知识5、生物修复的原则生

4、物修复必须遵循的四项原则是使用适合的生物、在适合的场所、适合的环境条件和适合的技术费用下进行。①适合的生物是生物修复的先决条件，它是指具有正常生理和代谢能力，并能以较大的速率降解或转化污染物，并在修复过程中不产生毒性产物的生物体系。②适合的场所是指要有污染物和合适的生物相接触的地点，污染场地不含对降解菌种有抑制作用的物质且目标化合物能够被降解。③适合的环境条件是指要控制或改变环境条件，使生物的代谢与生长活动处于最佳状态。环境因子包括温度、湿度、O2、pH值、无机养分、电子受体等。④适合的技术费用是指生物修复技术费用必须尽可能低，至少低于同样可以消除该污染物的其他技术。二、环境微生物修复机理1、

5、用于生物修复的微生物土著微生物污染环境中的原有微生物，种类多、代谢类型多样，“食谱”广。据报道，能够降解烃类的微生物有70多个属、200余种；其中细菌约有40个属。外来微生物人为富集和培养的高效菌，一般为复合菌群。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。用于生物修复的其他微生物包括藻类和微型动物。微生物产品和酶环境微生物修复机理表2难降解有机物和重金属及其相应的降解转化微生物污染物的生物迁移转化途径污染物的扩散迁移环境微生物修复机理污染物的吸附与沉积微生物对污染物的吸收污染物的降解与累积污染物的富集污染物的生物

6、转化2、有机污染物进入微生物体的过程主动运输需要消耗能量，可以逆物质浓度梯度进行，需要载体蛋白的参与，对被运输的物质有高度的立体专一性，为主要方式被动扩散微生物吸收营养物各种方式中最简单的一种，不规则运动的营养物质分子通过细胞膜中的含水小孔，由高浓度的胞外向低浓度的胞内扩散，具有非特异性。促进扩散在运输过程中不需要消耗能量，物质本身在分子结构上也不会发生变化，同样不能进行逆浓度运输需要借助于位于细胞膜上的一种载体蛋白参与物质运输。基团转位另一类类型的主动运输，在物质运输过程中，除了物质分子发生化学变化外，其他特点都与主动运输相同。厌氧微生物中发生。胞饮作用假丝酵母摄取烷烃的一类途径。胞饮作用（

7、pinocytosis）：也叫内吞作用，是指物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程。胞饮作用是植物细胞吸收水分、矿质元素和其他物质的方式之一。胞饮作用是非选择性吸收，它在吸收水分的同时，把水分中的物质一起吸收进来，如各种盐类和大分子物质甚至病毒。这为细胞如何吸收大分子物质提供了一个可能的机理。胞饮作用的过程：当物质吸附在质膜时，质膜内陷，液体和物质便进入，然后质膜内