环境生物技术(第七章生物修复)-课件

环境生物技术1ppt课件第7章环境污染生物修复技术2ppt课件7.1概述

在自然界有哪些原因会导致环境的自净过程极其缓慢，甚至还会因污染速度大于净化速度，使污染物不断贮积？3ppt课件微生物修复的基本原理：调节污染地的环境条件以促使原有微生物或接种微生物的降解作用迅速完全进行。净化速度缓慢由于三方面的原因生物修复技术系统中添加氮、磷等营养盐接种、驯化高效菌自然条件下DO不足营养盐缺乏缺乏合适的降解微生物或微生物数量（浓度）过低供氧快速去除污染物4ppt课件7.1概述

在天然的环境下通过某些工程手段以强化污染物降解的生物净化作用，使污染物在被污染的河道、海洋、地下水、土壤中就地或现场得到净化处理。5ppt课件7.2生物修复的基本内容与原理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，一般分为植物修复、动物修复和微生物修复三种类型。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。6ppt课件生物修复动物修复微生物修复利用微生物将环境中的污染物降解或转化为其他无害物质的过程通过土壤动物群的直接或间接作用而修复土壤污染的过程植物修复利用植物去治理水体、土壤和底泥等介质中的污染的技术

植物萃取、植物稳定、根基修复、植物转化、根际过滤、植物挥发等7ppt课件生物修复的基本定义生物修复是针对受污染场地（面源污染，污染物已进入环境）利用生物自净功能或强化生物净化功能对污染物进行降解的过程。生物修复的目的是将有机污染物浓度降低到低于检测限或低于环境标准规定的安全浓度。8ppt课件优点：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，而且能同时处理受污染的土壤和地下水。局限性：需对具体地点的状况和污染物进行详细而昂贵的考察，微生物活性受温度和其他环境条件的影响，某些情况下，生物修复不能去除全部的污染物。与生物处理的区别：两者原理一致，但生物修复侧重于受污区域的原位生物处理。7.3生物修复技术的特点9ppt课件生物修复可以现场进行，这样减少了运输费用和人类直接接触污染物的机会；生物修复经常以原位方式进行，这样可使对污染位点的干扰或破坏达到最小，可在难以移动的地方（如建筑物下、公路下）进行，在生物修复时场地可以照常使用；生物修复使有机物分解为二氧化碳和水，可以永久性地消除污染物和长期的隐患，无二次污染，不会使污染转移；

生物修复可与其他处理技术结合使用，处理复合污染；降解过程迅速，费用低，只是传统物理、化学修复的30－50%。1.生物修复技术的优点7.3生物修复的优缺点10ppt课件不是所有的污染物都适用于生物修复。有些化学品不易或根本不能被生物降解，如多氯代化合物和重金属。污染物的不溶解性及其在土壤中与腐殖质和粘粒结合，使生物修复更难以进行；有些化学品经微生物降解后其产物的毒性和移动性比母体化合物反而增加。例如三氯乙烯（TCE）在厌氧条件下可以进行一系列的还原脱卤作用，产物之一的氯乙烯（VC）是致癌物。因此，如果不对微生物降解过程有全面了解，有时情况会比原来更糟；生物修复是一种科技含量较高的处理方法，它的运作必须符合污染地的特殊条件。因此，最初用在修复地点进行生物可处理性研究和处理方案可行性评价的费用要高于常规技术（如空气吹脱）的相应费用，一些低渗透性土壤往往不适合生物修复。2.生物修复技术的不足11ppt课件2.局限性微生物不能降解污染环境中的所有污染物。要求对地点状况进行工程前期的考察，往往费时、费钱。一些低渗透性土壤往往不宜采用生物修复技术。特定的微生物只降解特定的化合物类型，化合物形态一旦变化就难以被原有的微生物酶系降解。微生物活性受温度和其他环境条件的影响。有些情况下，生物修复不能将污染物全部去除。如何开展对寒冷地区的污染土壤和海洋中的石油污染治理是生物修复尚待研究的重要课题。7.3生物修复的优缺点12ppt课件7.4生物修复的主要方法生物修复技术的分类原位生物修复异位生物修复13ppt课件1.用于生物修复的生物种类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。植物及超积累植物特性：即使在污染物浓度较高时，也具有较高的积累速率；能在体内积累高浓度的污染物；生长快、生物量大；能同时积累多种污染物；具有抗虫抗病能力。7.5生物修复的影响因素与基本措施14ppt课件非生物因素温度、pH值、湿度水平、盐度、有毒物质、静水压力营养物质：需添加氮、磷营养元素电子受体：环境中的有机污染物在微生物的作用下被氧化分解时需耗氧。复合基质微生物的协同作用：多数生物降解过程需要两种或更多种类微生物的协同作用。捕食作用种植植物2.生物修复的影响因素15ppt课件16ppt课件17ppt课件接种微生物或引种超积累植物添加营养物提供电子受体提供共代谢底物以诱导共代谢酶产生添加表面活性剂3.生物修复的基本措施18ppt课件使用适合的微生物在适合的地点适合的环境条件7.6生物修复三原则19ppt课件适合的微生物：具有生理和代谢能力并能降解污染物的细菌和真菌。在许多情况下，则要加入外源微生物。使用适合的微生物7.6生物修复三原则20ppt课件适合的地点：要有污染物和合适的微生物相接触的地点。使用适合的地点7.6生物修复三原则21ppt课件适合的环境条件：要控制或改变环境条件，使微生物的代谢和生长活动处于最佳状态。使用适合的环境条件7.6生物修复三原则22ppt课件不同之处7.7生物修复和生物处理生物修复生物处理主要控制环境中的污染物控制排放口污染物降解的化学品多是比较难降解的有毒化学品的复杂混合物多是比较容易降解的有机物进行降解的基体常是多相的非均质的环境在精心设计的工程系统中进行23ppt课件7.8.1土壤的生物修复7.8生物修复技术的应用土壤污染的概念

土壤污染直接的影响是土地生产力的下降；通过土壤-植物-动物-人体食物链的污染，危害人体健康、威胁人类生存；土壤污染还危害其他环境要素如水体，大气等。

土壤污染是指进入土壤中的有害、有毒物质超出土壤的自净能力，导致土壤的物理、化学和生物学性质发生改变，降低农作物的产量和质量，并危害人体健康的现象。24ppt课件

中国重金属污染耕地总计：2000万公顷中国有机物污染农田总计：6000万公顷据报道25ppt课件《国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要》决定从2006年起“开展全国土壤污染现状调查，综合治理土壤污染”。2006年7月18日，国家环保总局组织召开全国土壤污染状况调查视频会议，全国土壤污染状况调查7月18日在北京启动。全国土壤现状调查及污染防治项目由环保总局和国土资源部共同承担，包括八个专题，总经费预算约为10亿元，将在除台湾省和港澳地区以外的各省、自治区、直辖市所辖全部陆地国土展开，计划在三年半左右的时间完成。全国土壤污染状况调查26ppt课件宁波市江东等五个蔬菜基地

土壤的重金属含量（mg/kg)引自：陆正松等，土壤环境、施肥与农产品品质的关系27ppt课件宁波市部分蔬菜基地蔬菜重金属污染情况调查

（陆正松等，2000年，内部资料）28ppt课件温州市城郊兴通桥等六个蔬菜基地

土壤的重金属含量（mg/kg)引自：王亮等，温州市城郊污灌对土壤和蔬菜品质的影响29ppt课件温州市部分蔬菜基地蔬菜重金属污染情况调查

（王亮等，2000年，内部资料）30ppt课件杭州市城郊转塘等十一个蔬菜基地

土壤的重金属含量（mg/kg)引自：谢正苗等，杭州市郊菜园土部分重金属污染状况的调查研究31ppt课件人类活动向土壤施加有害物质，是加速土壤污染，引起土壤环境质量恶化加剧的主要原因。土壤污染的原因导致土壤污染人类活动：工农业生产、生活废弃物排放，如开矿、冶炼、化工生产、施肥等等。土壤发生污染是由于进入土壤的污染物净积累。土壤自净作用：指进入土壤的污染物，在土壤矿物质、有机质和土壤微生物的作用下，经过一系列的物理、化学及生物化学反应过程，降低其浓度或改变其形态，从而消除或降低污染物毒性的现象。32ppt课件

我国无公害蔬菜卫生指标(重金属)33ppt课件土壤污染的危害造成减产、导致严重的直接经济损失导致食物品质下降通过食物链危害人体健康导致其他环境（大气、地表水、地下水污染，生态系统退化等）问题34ppt课件土壤的组成和性质决定土壤具有一定的净化能力。土壤的净化能力是有限的，当进入土壤的污染物质数量和速度超过了土壤的净化能力时，污染物在土壤中积累，危害作物的正常生长发育，通过食物链会直接影响人类健康。土壤的净化能力是指污染物进入土壤后，经生物和化学降解成为无毒物质；通过化学沉淀、络合和螯合、氧化还原等作用转化为其它物质，被土壤牢固吸附，不被植物利用。35ppt课件土壤组成对污染物毒性的影响一般认为，土壤中某污染物的水溶态或交换态有效浓度越大，其对生物的毒性较大，而专性吸附态、氧化物态或矿物固定态含量越高，则其毒性越小。粘粒矿物有机质土壤生物吸附作用静电吸附和络合(螯合)作用土壤组成降低、消除土壤污染物的主要机制（对有机污染物的）降解、转化作用36ppt课件土壤性质对污染物毒性的影响1、通过影响土壤组分和污染物的电荷特性，沉淀溶解、吸附解吸和络合解络平衡来改变污染物的毒性；2、通过土壤微生物的活性来改变污染物的毒性。土壤酸碱性土壤氧化还原性质土壤氧化还原状况主要影响沉淀溶解、变价元素。37ppt课件土壤污染的特点隐蔽性和滞后性：土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。日本的“骨痛病”累积性：污染物在土壤中不断积累，同时也使土壤污染具有很强的地域性。不可逆转性：土壤重金属污染基本上是一个不可逆转的过程，许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。土壤污染治理难度大：土壤中的难降解污染物很难靠稀释作用和自净作用来消除。土壤污染一旦发生，仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复。治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。38ppt课件控制和消除土壤污染源：增加土壤容量，提高土壤净化能力“预防为主，防治结合”土壤污染的防治原则实行污染总量控制，严格控制工业“三废”的排放量和排放浓度，合理施用肥料和使用农药等。污染土壤的治理对已污染的土壤，采取措施防治土壤中污染物的迁移转化，进入食物链。39ppt课件污染土壤的治理方法由于土壤污染多为复合污染，且修复难度大，应根据污染物的来源及污染实际情况采取相应措施进行治理。通常需要结合不同方法，开展污染土壤的综合治理。污染土壤的治理可分为原位或异位物理/工程措施、化学措施、生物措施、农业措施及改变土地利用方式。异位物理/化学措施所需时间较短，而且更能确定处理的一致性，但挖掘土壤常导致花费和工程量增大，因而不适宜于大面积的土壤治理。40ppt课件1.理化措施客土深翻、施用石灰及其它化学试剂等。重金属污染的土壤，通过施加改变重金属污染物在土壤中的迁移转化方向，常用的有石灰、磷酸盐、硅酸盐等。施用石灰提高土壤pH，使Cd，Cu，Hg形成氢氧化物沉淀。有机物（包括石油、农药、PAHs等）污染的土壤，采用化学治理方法如化学清洗法、光化学降解法和化学栅防治法等。理化治理方法的费用高，化学法对环境造成二次污染的风险性高。41ppt课件2.农艺措施改变耕作制度（轮作、灌溉等），改变土壤环境，可消除某些污染物或减小污染物的活性；合理施肥，降低土壤污染物活性；严重污染的土壤，改种其他抗性、耐性、低积累型作物。农艺措施的费用低，但治理效果有限。42ppt课件利用生物转化或降解的方法来去除或消除有毒有害污染物，是改善环境质量最有效的方法。利用生物的吸收、富集、代谢等作用将污染物转化或降解为无害物质甚至有用物质，从而去除或消除环境污染的一种生物技术。也被称为生物清除、生物恢复。包括微生物、植物修复及微生物-植物联合修复。生物修复技术具有成本低、无继发污染、操作简便，环境影响小,维持自然生态，并能够提高土壤肥力，利于可持续发展等优越性。43ppt课件污染土壤修复工作流程可处理计划系统分析应急对策长期对策净化处理稳定处理原位修复异位修复原位分解原位提取分离分解净化原位稳定异位稳定典型修复技术的流程及原理44ppt课件7.8.1土壤的生物修复7.8.1.1土壤原位生物处理土地耕作法

土地耕作法（landfarming）就是对污染土壤进行耕犁处理。在处理过程中施加肥料，进行灌溉，施加石灰，从而尽可能为微生物代谢污染物提供一个良好环境，使其有充足的营养、水分和适宜的pH值，保证生物降解在土壤的各个层面上都能发生。45ppt课件生物强化法

生物强化法是指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，如对难降解有机物的去除等。投加的微生物可以来源于原来的处理体系，经过驯化、富集、筛选、培养达到一定数量后投加，也可以是原来不存在的外源微生物。在生物强化技术的实际应用中这两种方法都有采用，这取决于原有处理体系中的微生物组成及所处的环境。

7.8.1.1土壤原位生物处理46ppt课件生物通气法（bioventing）

生物通气法（bioventing）是向土壤亚表层供给空气或O2，促进不饱和层中污染物生物降解的技术。这项技术只能用于不饱和层土壤。7.8.1.1土壤原位生物处理47ppt课件生物通风技术一般流程：生物通风原位处理方式示意图48ppt课件原位修复技术（1）原位生物修复一般流程：生物修复原位处理方式示意图49ppt课件土地耕作Composting生物通风强化堆置一般混合处理50ppt课件光修复（photoremediation）

光修复（photoremediation）是直接或间接利用高等植物分解有机物的技术。光修复过程可能包括植物对污染物质的吸收及植物根部及根部附件土壤中微生物对污染物的分解。7.8.1.1土壤原位生物处理51ppt课件

利用植物及其根际微生物共存体系净化土壤中有机污染物。大部分植物根上都有菌根菌生长，菌根菌和植物共生具有独特的代谢途径，可代谢自生菌不能降解的有机物。植物—微生物联合修复52ppt课件

可同时去除有机污染物和重金属、放射性核素，适用于大面积、低污染的位点。其费用与其他生物处理技术相比较低。但通常速率较低，需要时间较长。且对于吸附力较强或已经老化或处于螯合状态的有机物不宜用此技术。光修复的特点53ppt课件

植物修复有机污染物的方式主要以植物固定、植物降解为主。紫花苜蓿,黑麦草,小蓝茎草已成功地用于土壤中PAHs的修复，在6个月内可以将PAHs总量降低57%；银合欢可以吸收和代谢二溴甲烷、三氯乙烯；转基因胡萝卜根须中聚集的苯酚浓度可达1000mmol/L，氯酚50mmol/L，在120h内可降解90%以上的苯酚类化合物,研究表明根须中的过氧化酶可以促进这些物质的代谢;在黑麦与大豆轮作的地块上TPH消失量显著高于无植被的地块；植物还能降解杀虫剂和除草剂，桑科植物及蔷薇科植物的根系分泌物能促进PCB降解菌的生长。柳树、鹅掌揪、落羽松、掸木及栋属植物都能有效地降解除草剂灭草松。54ppt课件生物冲淋法

生物冲淋法（bioflooding）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。生物冲淋法大多在各种石油烃类污染的治理中使用，改进后也能用于处理氯代脂肪烃溶剂，如加入甲烷和氧促进甲烷营养菌降解三氯乙烯和少量的氯乙烯。氧可以用空气或纯氧经喷射供给，也可以加入过氧化氢，也可以供应硝酸盐、硫酸盐、三价铁盐等作为电子受体。7.8.1.1土壤原位生物处理55ppt课件异位土地耕作将污泥或污染土壤均匀撒到土地表面，然后用拖拉机作业使之与土壤混合，必要时加入营养物，以后不必每年都加。但是耕翻需要根据土壤的通气情况反复进行。7.8.1.2土壤异位生物修复56ppt课件土壤堆积（soilpiles/biopiles）将含污染物的土壤挖掘处理，堆放在不透水的衬层上。在堆放的土壤中设置通气管道，通入空气或O2或抽真空以促进污染物的好氧降解。含有营养物质的液体施用于土壤表面，以促进微生物活性，渗滤液被收集并循环于堆积土壤中。57ppt课件堆肥法

堆肥法（composting）是处理固体废弃物的传统技术，被用于受石油、洗涤剂、多氯烃、农药等污染土壤的修复处理，取得了很好的处理效果。堆肥过程中，将受污染土壤与水（达到至少35%含水量）、营养物、泥炭、稻草和动物肥料混合后，使用机械或压气系统充氧，同时加石灰以调节pH。经过一段时间的发酵处理，大部分污染物被降解，标志着堆肥完成。经处理消除污染的土壤可返回原地或用于农业生产。堆肥法包括风道式堆肥处理、好气静态堆肥处理和机械堆肥处理。58ppt课件生物反应器处理

生物反应器处理（bioreactor）是把污染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（soilslurrybioreactor）和预制床反应器（preparedbedreactor）。对污染土壤的修复而言，土壤泥浆生物反应器能起重要作用。59ppt课件60ppt课件7.8.2地下水污染的生物修复1、地下水流动系统概述在天然条件下，地下水在三维空间内从补给区向排泄区流动，地下水由大气降水获得补给，通过非饱和带渗入地下饱和带；地下水的补给也可以通过地表水体获得。饱和带的地下水以泉、溪流、湖泊、湿地和植物蒸发蒸腾等形式进行排泄。这样，地下水从补给区到排泄区的三维流动水体就组成了地下水流动系统（图1）。地下水流动系统的面积从几平方米到上万平方米不等，地下水径流通道从几米到几百米不等。地下水流动系统的补给区和排泄区之间具有一定的水力联系。

不同的地下水流动系统，地下水的年龄（距补给的时间）也有所不同，从补给区到排泄区地下水的年龄稳定增加。在浅层地下水流动系统中，排泄区的地下水年龄从不足一天到几百年不等，而且补给区的地下水年龄要小于排泄区。在流动通道较长（几十英里）的地下水系统中，地下水的年龄会达到几千年或几万年（见图1）。埋深较浅和形成年代较晚的地下水对地表污染物较为敏感；而埋藏较深和形成年代较长的地下水则更容易在长期的流动的过程中接触某些天然存在的污染物。对地下水流向和流速的认识，有助于更好地理解地下水系统固有敏感性的发生机理。61ppt课件62ppt课件2、非饱和带当水（和潜在污染物）从地表向地下迁移时，在补给饱和地下水流动系统之前，首先会流经非饱和带，所以，水通过非饱和带时发生的物理化学作用，会影响水（和潜在污染物）的流量和流速。非饱和带较厚的含水层（水位较低）与较薄的含水层相比，接受补给的速度相对要慢一些。63ppt课件264ppt课件65ppt课件生物注射法37.8.2.1原位修复技术66ppt课件它是在传统气提技术的基础上加以改进形成的新技术。它主要是将加压后的空气注射到污染地下水的下部,气流加速地下水和土壤中有机物的挥发和降解。

这种方法主要是抽提、通气并用,并通过增加及延长停留时间促进生物降解,提高修复效率。生物注射法67ppt课件局限性：这项技术的使用会受到场所的限制,它只适用于土壤气提技术可行的场所生物注射法的效果亦受到岩相学和土层学的影响,空气在进入非饱和带之前应尽可能远离粗孔层,避免影响污染区域。另外它在处理粘土层方面效果不理想。68ppt课件有机粘土法：利用人工合成的有机粘土有效去除有毒化合物69ppt课件

将抽提地下水系统和回注系统(注入空气或H2O2、营养物和已驯化的微生物)结合起来,促进有机污染物的生物降解。抽提地下水系统和回注系统相结合法：70ppt课件生物注射法(biosparging)

有机粘土法

抽提地下水系统和回注系统相结合法

生物反应器法

10.3.1地下水污染的生物修复技术10.3水体污染的生物修复71ppt课件7.8.2.2生物反应器法72ppt课件7.8.2.2生物反应器法这种处理方法包括4个步骤,自然形成一闭路环：(1)将污染地下水抽提至地面;(2)在地面生物反应器内对其进行好氧降解,生物反应器在运转过程中要补充营养物和氧气;(3)处理后的地下水通过渗灌系统回灌到土壤内;(4)在回灌过程中加入营养物和已驯化的微生物,并注入氧气,使生物降解过程在土壤及地下水层内亦得到加速进行。

抽提地下水系统和回注系统相结合法的改进,就是将地下水抽提到地上部分用生物反应器加以处理的过程。73ppt课件7.8.3海洋污染的生物修复7.8生物修复技术的应用投加分散剂（表面活性剂）

石油烃类基本上不溶于水，但通常烃类物质只有在水溶性环境中与微生物接触才能被更好的利用。分散剂(即表面活性剂)是集亲水基和疏水基结构于同一分子内部的两亲化合物，通过添加分散剂，可以使油形成很微小的油颗粒，增加其与微生物和O2的接触机会，从而促进油的生物降解。74ppt课件7.8.3海洋污染的生物修复7.8生物修复技术的应用添加营养盐和电子受体

目前使用的营养盐有3类：缓释肥料、亲油肥料和水溶性肥料。缓释肥料要求肥料具有适合的释放速率，可以将营养物质缓慢的释放出来。亲油肥料要求其营养盐可以溶入到油中。水溶性肥料可以与海水混合。在石油污染水体中建立藻菌共生系统，通过藻类的光合作用，可以有效地增加水体中的溶解氧，在藻类和细菌等微生物的联合作用下，石油的降解速率能够得到显著提高。75ppt课件7.8.3海洋污染的生物修复7.8生物修复技术的应用引进石油降解菌

用于生物修复的微生物有土著微生物、外来微生物和基因工程菌。76ppt课件油污染土壤高浓度污染土壤低浓度污染土壤无污染土壤回填清洁土壤土壤淋洗表面活性剂污染土壤洗净土壤洗净水油水分离油层吸附处理或回收材料废弃材料水层排水处理排水处理处理水达标排放原位或异位生物修复营养盐加热系统污染土壤Air石油污染修复一般流程石油污染土壤修复77ppt课件

研究表明，有种类繁多的细菌、真菌及它们的纯化酶可以代谢石油烃类，但是由于吸附动力学、可降解性微生物群落、电子受体竞争能力等方面的限制，土壤中的石油烃降解非常缓慢。78ppt课件石油污染土壤的原位生物修复（ISB）

原位处理简单，经济，但处理时间长。在长期的处理过程中，污染物可能会扩散到深层土壤和地下水中，因而该技术适用的对象为被污染时间较长且情况已经基本稳定的土壤或面积广阔的区域。79ppt课件7.8.4重金属的生物修复7.8生物修复技术的应用

利用生物作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属毒性，这种技术主要通过2种途径来达到对土壤中重金属的净化作用：通过生物作用改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性；通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。80ppt课件7.8.4.1重金属污染土壤动物修复技术

利用土壤中某些低等动物，如蚯蚓等吸收土壤中的重金属，因而能一定程度上降低污染土壤中重金属的含量。此种途径虽能在一定程度上减少土壤中的重金属，但低等动物吸收重金属后可能再次释放到土壤中造成二次污染。81ppt课件7.8.4.2重金属污染土壤微生物修复技术

利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化还原等租用，降低土壤重金属的毒性。某些微生物能代谢产生柠檬酸、草酸等物质，这些代谢产物能与重金属产生螯合或是形成草酸盐沉淀，从而减轻重金属的伤害。某些微生物能够产生胞外聚合物，这些物质具有大量的阴离子基团，由于其对重金属具有很强的亲合吸附性，有毒金属离子可以沉积在细胞的不同部位或结合到胞外基质上，或被轻度螯合在可溶性或不溶性生物多聚物上。某些微生物在重金属的胁迫下微生物能通过自身的生命活动积极的改变环境中重金属的存在状态。82ppt课件7.8.4.3重金属污染土壤植物修复技术

利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化还原等租用，降低土壤重金属的毒性。植物吸收、转化、降解和合成；根系分泌物促进土壤微生物（细菌、真菌、放线菌等）的降解、转化及生物固化作用；根系的机械阻留作用；根系的离子交换和吸附作用、83ppt课件1）植物固定利用植物根际的一些特殊物质，使土壤中污染物转化为相对无害的物质，再由耐重金属植物或超积累植物降低重金属的活性，从而减少金属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。

2）植物挥发利用植物根系分泌的一些特殊物质或微生物使土壤中的某些重金属转化为挥发形态，或者植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中。

3）植物吸收指利用能耐受并可过量积累金属的植物吸收环境中的金属离子，将它们输送并贮存在植物体的地上部分。植物修复金属污染的方式84ppt课件适应重金属胁迫的植物不吸收或少吸收重金属将吸收的金属钝化在植物的地下部分大量吸收金属的同时正常生长可在金属污染土壤中生产符合环境标准的农产品通过栽种植物积累金属，收获后进行植物提取85ppt课件

应用植物修复重金属污染遏兰菜（Thlaspicaerulensens）东南景天（SedumalfrediiH.）以重金属（超）积累植物大量吸收某种或某些化学元素，然后利用除去地上部生物量的方法将重金属移出土体。86ppt课件经常被作为植物吸收重金属试验的植物87ppt课件

目前已发现400多种重金属超积累植物，基中以超量积累Ni的植物最多。CdCoCrCuMnNiPbZn18002002400135005180047500800039600一般超积累植物内含的重金属是非超积累植物的100倍表不同重金属元素在超积累植物体内的浓度（ppm)88ppt课件

宝山堇菜是一种Cd超富集植物,它不仅可以超量吸收Cd，而且可以从地下向地上部位有效输送。蜈蚣草不仅有较强的耐受和富集Sn的能力,同时也具有较强的耐Pb、Zn的能力,具有生长速度快和生物量大的特点,通过改善植物生长条件等措施可以大幅度提高其富集能力,是有潜力的Zn、Cd污染土壤的修复植物。89ppt课件

植物通过根系吸收、浓缩和沉淀水体中有毒有害重金属是非常具有吸引力的一种含重金属废水的处理方法,是目前研究的热点问题。用于修复水体污染物的植物大多是沉水和水面漂浮植物,其中如绿藻对Cd、Hg、Cu、Pb

的去除率可达80%-90%;黑麦草对黄金废水不仅有很强的净化能力,而且也具有很高的富集功能,其根部的含金量最高可达784g/t(干重)。90ppt课件

植物种苗对水中重金属的去除作用比植物根的去除作用更强，利用植物种苗去除水中重金属被称为种苗过滤，是修复含重金属废水发展的新方向。有人研究了玉米、豌豆、蓖麻和向日葵等作物种苗对水体中Zn、Pb、Cu的去除作用，结果表明:蓖麻对Zn的积累最高，达30.0mg/g；向日葵对Pb的积累最高,达91.6mg/g；向日葵对Cu的积累最高,达24.3mg/g，其茎、叶中也有一定量的铜积累。91ppt课件92ppt课件7.8.5湖泊污染的生物修复深水曝气修复技术生物添加剂修复技术生物膜修复技术7.8.5.1微生物修复93ppt课件7.8.5湖泊污染的生物修复人工湿地生物浮床技术7.8.5.2水生植被修复94ppt课件7.8.5湖泊污染的生物修复生物疏浚生物调控7.8.5.3生态修复95ppt课件1、重水体生物修复而忽视底泥生物修复目前我国城市水环境生物修复存在的问题2、重外源微生物投放而忽视土著微生物激活3、重单一措施而忽视综合处理4、重污染源控制而忽视水环境生态恢复96ppt课件（1）存在具有代谢活性的微生物；（2）有较大的降解速率，并能将污染物浓度降低到符合环保标准；（3）过程中生成的中间产物必须没有毒性；（4）污染场地必须不含对降解菌种有抑制作用的物质，否则需要先行稀释或将该抑制剂无害化；（5）污染物必须能够被微生物利用；（6）污染场地的条件必须有利于微生物生长并保持活性，例如，适宜的温度、湿度等；（7）技术费用必须尽可能低。ISB的前提条件97ppt课件目前这一领域的研究工作主要集中于以下三方面：

1微生物的活性

2石油烃生物可降解性研究

3具有高效降解力的生物选择ISB的国内外研究现状98ppt课件

这方面工作主要是围绕如何给微生物提供一个更合适的环境，包括温度、湿度、酸度、营养和供氧等方面。

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