试谈受污染环境的修复(ppt 29页).ppt

1、1、第六章受污染环境的修复、6.1微生物修复技术6.1.1概要微生物修复技术是在微生物的作用下去除土壤和水体中的污染物，使污染物无害化的过程。 包括自然和人为条件下的分解和无害化过程。 人为修复工程一般采用具有降解能力的外来微生物，采用工程化手段加快生物修复的过程，这种控制条件下的修复又称为强化生物修复或工程化生物修复。 加强生物修复技术常用的手段有生物刺激和生物强化两种。 第二、六章受污染环境的修复，从实施生物修复的地方开始，可以将微生物修复分为原位生物修复和异位生物修复。 前者是在污染源的原点进行的，不挖掘或提取需要修复的土壤和地下水，采取一定的工程措施，以生物通气、生物淋浴等某种方式进行

2、。 异位生物修复需要挖掘土壤和提取地下水，将污染物移动到附近的场所和反应器内进行。第3、6章污染环境的修复、6.1.2影响微生物修复效率的因素1、营养物质微生物分解的有机污染物一般利用有机污染物的碳源，但微生物将有机污染物转化为自身生长的生长物质，需要其他营养素。 典型的细菌细胞组成为50%碳、14%氮、3%磷、1%硫、0.2%铁、0.5%钙、镁和氯。 第4，6章污染环境的修复，第2，电子受体微生物的活性除了受到营养盐的限制外，土壤中污染物氧化分解的最终电子受体的种类和浓度也对污染物的分解速度和程度有很大影响，微生物氧化还原反应的最终电子受体包含溶解氧、有机物分解的中间生成物和无机酸根(硝酸根

3、、硫酸根和碳酸根等)， 第5、6章污染环境的修复、6.1.2影响微生物修复效率的因素3、污染物的性质对微生物修复技术、污染物的可分解性至关重要。 多环芳香族烃等一系列污染物，随着分子的增大，微生物分解性增大。 污染物对生物的毒性及其降解中间产物的毒性也是微生物修复技术是否适用的关键。 另外，挥发性等污染物的其他性质也很重要。 6、第6章污染环境的修复，6.1.2影响微生物修复效率的因素4，环境条件环境因素是指土壤颗粒的性质(有机质及粘土含量等)及介质条件(酸碱度、温度、湿度、孔隙率)。 有机质的含量和结构决定了污染物的吸附特性，决定了其微生物分解的生物利用性，进入有机质致密刚性结构的污染物再次

4、难以在土壤颗粒表面或土壤溶液中生存，被微生物利用，这种现象称为不可逆吸附。第7、6章污染环境的修复、6.1.2影响微生物修复效率的因素5、微生物的协同作用在自然界中，许多生物降解过程需要两种以上的微生物的协同作用。 8、第6章污染环境的修复、6.1.3加强生物修复的主要类型1、原位强化修复技术原位强化修复技术生物强化法、生物通气法、生物注射法、生物淋浴法及土地耕作法等。 2 .异位生物修复异位生物修复主要包括堆肥法、生物反应器处理和厌氧处理。 9、第六章受污染环境的修复、6.1.4生物修复的优缺点1、优点(1)生物修复可以现场进行，从而减少了运输费用和人类直接接触污染物的机会(2)始终以现场方

5、式进行，可以将对污染部位的干扰和破坏降到最低(3) 生物修复可将有机物分解为二氧化碳和水，永久消除污染物和长期风险，无二次污染，不转移污染；(4)生物修复可结合其他处理技术处理复合污染；(5)分解过程快，处理费用低。10、第六章污染环境的修复、6.1.4生物修复的优缺点2、缺点(1)并非所有污染物都适用于生物修复；(2)部分化学品被微生物分解后，其产物的毒性和迁移性反而比母体化合物增加；(3)生物修复是科学技术含量较高的处理方法其运营应当满足污染地的特殊条件，第11、第6章污染环境的修复，6.2植物修复技术6.2.1概述植物修复技术直接利用各种生物植物，在提取、分解和固定等过程中去除环境中的污

6、染物，消除污染物的毒性，改善受污染地下水、沉积物和土壤的植物修复除去污染物的方式有： (1)植物提取；(2)植物分解；(3)植物稳定；(4)植物挥发；(12，6章污染环境的修复；(6.2.2)植物修复重金属污染的主要过程和机理；(1)植物修复重金属污染的主要过程根据其作用过程和机理，测定重金属污染土(1)植物提取植物提取利用重金属的超积累植物从土壤中提取一种或多种重金属，将其转移贮藏在地上部，然后收割地上部进行集中处理，连续栽培这种植物，可以将土壤中的重金属含量降低到可接受的水平。 第十三、第六章污染环境的修复，(2)植物稳定利用耐重金属植物根际的分泌物，增加土壤中有毒金属的稳定性，减少重金属

7、向作物的迁移，可能会给地下水淋湿，或通过空气扩散进一步污染环境。 其中包括沉淀、螯合、氧化还原等各种过程。 第十四、六章污染环境的修复，(3)植物挥发利用植物的吸收、积累和挥发来减少土壤中的挥发性污染物，即植物将污染物吸收到体内后，将其转化为气体物质，释放到大气中，目前这方面研究最多的是类金属元素汞和非金属元素硒第十五、第六章污染环境的修复，第二、植物具有耐重金属污染的机理，无论是超积累植物还是植物稳定和植物挥发中的植物，都具有耐重金属污染的机理，统称为耐性植物。 抗性植物分为基因型和生态型。 植物对金属污染的机制复杂多样，包括细胞壁钝化、跨膜运输减少、积极外排、区域分布、螯合、逆境蛋白质合成

8、等。 其中最主要最普遍的机理是通过诱导金属配体的形成来形成金属配体化合物。16、第六章污染环境的修复、6.2植物修复技术6.2.3植物修复有机污染物的过程和机制植物除去有机污染物的机制主要是直接吸收污染物，经过体内代谢，在植物组织内蓄积或挥发释放的根系产生分泌物和酶，使污染物在体外生化转化第十七、第六章污染环境的修复，第一、直接吸收有机污染物被植物吸收后，可以以直接母体化合物或无植物毒性代谢产物的形式，通过木质化作用储存于植物组织中，代谢或矿化成水和二氧化碳等，或随着植物的蒸发作用排出植物。 第18，6章污染环境的修复，2、植物分泌物的分解作用植物根系可以向土壤环境释放大量分泌物，其数量约占植

9、物年光合作用的10 %。 植物产生的各种天然有机物和酶类会促进有机污染物在植物体内的生物分解。 第六章污染环境的修复，第三，加强根际微生物的分解，直接包围植物根周围的土壤环境，一般称为根际，植物根系分泌的物质和酶进入土壤，不仅能够分解有机污染物，而且还为居住在根际的微生物提供营养和能量，支持根际微生物的生长和活性，根际环境的微生物、20、第六章受污染环境的修复、6.3化学氧化技术6.3.1概述化学氧化修复技术利用氧化剂的氧化性能，将污染物氧化分解，转化为无毒或毒性小的物质，去除土壤和环境水体中的污染。 氧化剂可以将污染物转化或分解成毒性、迁移性或环境有效性低的形态。 修复常用的化学氧化剂包括高

10、锰酸钾、臭氧、过氧化氢及Fenton试剂，它们在修复过程中被广泛使用。第21、第6章污染环境的修复、6.3.2高锰酸钾氧化法1、性质概要高锰酸钾是常用氧化剂，高锰酸钾在酸性溶液中具有强氧化性， 反应式为MnO4- 8H 5e-=Mn2 4H2O的标准氧化还原电位E0=1.51V高锰酸钾在中性溶液中的氧化性比酸性溶液中低很多，反应式为MnO4- 2H2O 3e-=MnO2 4OH- E0=0.588V，22，第6章被污染氧化有机污染物的机理高锰酸钾参加氧化反应的机理相当复杂，反应种类多对同一反应介质不同，其反应机理也可能不同。 例如，高锰酸根离子和芳香族醛的反应在酸性介质中以氧原子移动机理进行，

11、在碱性介质中以自由基机理进行的另一反应如高锰酸根离子和烃的反应那样，在反应过程中发生氢原子的移动，但生成物生成自由基，在反应过程中发生自由基、第23、第6章受污染环境的修复、6.3.3臭氧氧化技术1、性质概要臭氧是常温常压下不稳定且具有特殊臭气的淡蓝色气体，臭氧具有极强的氧化性能，在酸性介质中氧化还原电位为2.07V，在碱性介质中为1.27V，其氧化能力依次为氟臭氧、第24、6章污染环境的修复、第2、臭氧氧化有机污染物的机理(1)臭氧分子直接氧化反应臭氧分子的结构呈三角形，中心氧原子与其他两个氧原子的距离相等，分子中有一个离子键，臭氧分子的特殊结构可以为偶极试剂、亲电子试剂和亲核试剂。 (2)

12、自由基反应臭氧在碱环境等因素下产生活性自由基，主要为. OH自由基，与污染物反应。 第25、第6章污染环境的修复，6.3.4过氧化氢和Fenton氧化技术1，性质概要过氧化氢是弱酸性的无色透明液体，其多数物理性质和水相似，可与水以任意比例混合，过氧化氢的水溶液又称过氧化氢水溶液。 过氧化氢的质量分数达到86%时，适当进行安全处理，防止爆炸。 污染物的处理中一般使用35%的过氧化氢。 第26、第6章污染环境的修复，(1)过氧化氢单独氧化制品稳定，储存时每年活性氧损失不足1%，安全无腐蚀性，与能较容易处理液体的水完全混合，避免溶解度限制和排放泵引起气栓的产生，满足环保排放要求Fenton试剂的过氧化氢和亚铁离子结合形成的芬顿试剂，具有极强的氧化能力，其氧化机理主要是在酸性条件下，利用亚铁离子作为过氧化氢分解的催化剂。 羟自由基进一步引起自由基链反应，可以分解有机物的大部分，使有机物的一部分矿化。过氧自由基反应的一般过程是： Fe2h2o2f e3hoo