環(huán)境污染生物修復(fù)技術(shù)ppt課件

1、L/O/G/O環(huán)境污染生物修復(fù)技術(shù)生物修復(fù)的概念 廣義的生物修復(fù)，指一切以利用生物為主體的環(huán)境污染的治理技術(shù)。 狹義的生物修復(fù)，是指經(jīng)過微生物的作用去除土壤和水體中的污染物，或是使污染物無害化的過程。生物修復(fù)技術(shù)的特點 優(yōu)點：投資費用省，對環(huán)境影響小，能有效降低污染物濃度，適用于在其他技術(shù)難以運用的場地，而且能同時處置受污染的土壤和地下水。 局限性：需對詳細(xì)地點的情況和污染物進(jìn)展詳細(xì)而昂貴的調(diào)查，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。生物修復(fù)的分類 按作用方式中有無人為的有目的的活動分兩類：自然生物修復(fù)和人為生物修復(fù)。 實踐上普通分類為：植物修復(fù)，微生

2、物修復(fù)以及動物修復(fù)植物修復(fù) 植物修復(fù)過程中可以詳細(xì)分為5種： 植物轉(zhuǎn)化 根濾作用 植物輔助生物修復(fù) 植物萃取 植物固定植物轉(zhuǎn)化 原理：植物轉(zhuǎn)化也稱植物降解(Phytodegradation)，指經(jīng)過植物體內(nèi)的新陳代謝作用將吸收的污染物進(jìn)展分解，或者經(jīng)過植物分泌出的化合物比如酶的作用對植物外部的污染物進(jìn)展分解。植物轉(zhuǎn)化技術(shù)運用于疏水性適中的污染物，如BTEX，TCE，TNT等軍用排廢.對于疏水性非常強的污染物，由于其會嚴(yán)密結(jié)合在根系外表和土壤中，從而無法發(fā)生運移.對于這類污染物，更適宜采用之后提到的植物固定和植物輔助生物修復(fù)技術(shù)來治理。根濾作用 原理：借助植物羽狀根系所具有的劇烈吸持作用，從污水

3、中吸收，濃集，沉淀金屬或有機污染物，植物根系可以吸附大量的鉛，鉻等金屬.另外也可以用于放射性污染物，疏水性有機污染物(如三硝基甲苯TNT)的治理。進(jìn)展根濾作用所需求的媒介以水為主.因此根濾是水體，淺水湖和濕地系統(tǒng)進(jìn)展植物修復(fù)的重要方式，所選用的植物也以水生植物為主。植物輔助生物修復(fù) 原理：經(jīng)過植物的吸收促進(jìn)某些重金屬轉(zhuǎn)移為可揮發(fā)態(tài)，揮發(fā)出土壤和植物外表，到達(dá)治理土壤重金屬污染的目的。有些元素如Se、As和Hg經(jīng)過甲基化揮發(fā)，大大減輕土壤的重金屬污染。如B.Juncea能使土壤中的Se以甲基硒的方式揮發(fā)去除。還有的研討闡明煙草能使毒性大的二價汞轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的零價汞。Rugh等將細(xì)菌的汞復(fù)原酶基因轉(zhuǎn)

4、入Arabidopsistfialiana中，發(fā)現(xiàn)該植物對HgCl2的抗性和將Hg2+復(fù)原為Hg的才干明顯加強。這一方法只適用于揮發(fā)性污染物，植物揮發(fā)要求被轉(zhuǎn)化后的物質(zhì)毒性要小于轉(zhuǎn)化前的污染物質(zhì)，以減輕環(huán)境害。由于這一方法只適用于揮發(fā)性污染物，運用范圍很小，并且將污染物轉(zhuǎn)移到大氣和或異地土壤中對人類和生物又一定的風(fēng)險，因此，它的運用將遭到限制。植物萃取 原理：種植一些特殊植物，利用其根系吸收污染土壤中的有毒有害物質(zhì)并運移至植物地上部，經(jīng)過收割地上部物質(zhì)帶走土壤中污染物的一種方法。植物提取作用是目前研討最多，最有開展前景的方法。該技術(shù)利用的是一些對重金屬具有較強忍受和富集才干的特殊植物。要求所用

5、植物具有生物量大、生長快和抗病蟲害才干強的特點，并具備對多種重金屬較強的富集才干。此方法的關(guān)鍵在于尋覓適宜的超富集植物和誘導(dǎo)出超級富集體。植物固定原理：利用植物根際的一些特殊物質(zhì)使土壤中的污染物轉(zhuǎn)化為相對無害物質(zhì)的一種方法。植物在植物穩(wěn)定中主要有兩種功能：1.維護(hù)污染土壤不受侵蝕，減少土壤滲漏來防止金屬污染物的淋移;2.經(jīng)過金屬根部的積累和沉淀或根表吸持來加強土壤中污染物的固定。運用植物穩(wěn)定原理修復(fù)污染土壤應(yīng)盡量防止植物吸收有害元素，以防止昆蟲、草食動物及牛、羊等家畜在這些地方尋食后能夠會對食物鏈帶來的污染。然而植物穩(wěn)定作用并沒有將環(huán)境中的重金屬離子去除，只是暫時將其固定，使其對環(huán)境中的生物不

6、產(chǎn)生毒害作用，但并沒有徹底處理環(huán)境中的重金屬污染問題。假設(shè)環(huán)境條件發(fā)生變化，重金屬的生物可利用性能夠又會發(fā)生改動。因此，植物固定不是一個很理想的修復(fù)方法。植物修復(fù)的評價 優(yōu)點：破費低，順應(yīng)性廣，無二次污染物。 缺陷：修復(fù)周期長，對于深層污染的修復(fù)有困難，由于氣候及地質(zhì)等要素使得植物的生長遭到限制，存在污染物經(jīng)過“植物動物的食物鏈進(jìn)入自然界的能夠。微生物修復(fù) 微生物修復(fù)技術(shù)是指經(jīng)過微生物的作用去除土壤和水體中的污染物，或是使污染物無害化的過程。它包括自然和人為控制條件下的污染物降級或無害化的過程。人工濕地系統(tǒng)污水處置中的微生物 人工濕地技術(shù)是20世紀(jì)70年代開展起來一項新型污水生態(tài)處置技術(shù)。所謂

7、人工濕地,就是人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統(tǒng)。人工濕地是一種經(jīng)濟(jì)適用的污水處置方法,其具有污泥減量化、處置高效性、運轉(zhuǎn)和維護(hù)本錢低廉、無化學(xué)污染和能源損耗、無臭氣等優(yōu)點,同時還可以作為城市景觀。人工濕地對污染物的凈化主要是經(jīng)過植物、填料和微生物之間的物理、化學(xué)、生物作用得以實現(xiàn),而微生物群體是維持濕地生態(tài)系統(tǒng)和實現(xiàn)生態(tài)凈化功能的重要組成赤潮防治中的微生物 在赤潮藻的生消過程中,除了與環(huán)境中溫度、鹽度、光照、水深、營養(yǎng)物供應(yīng)等物理化學(xué)要素有親密關(guān)系外,還與大量不同種類的微生物共生,它們各自的代謝物可以對彼此產(chǎn)生有利或有害的影響,細(xì)菌代謝物可以有效地妨礙甚至終止藻類的繁衍。石油化工污染治理

8、中的微生物 早在20世紀(jì)70年代,美國率先開場利用細(xì)菌來消除石油污染的研討,隨后各國相繼開展。 我國絲狀真菌、細(xì)菌等微生物在石油污染的研討中也獲得了一些成果。據(jù)報道,可以降解石油的微生物可達(dá)200多種,分屬于70個屬,其中細(xì)菌占40個屬,常見的海洋石油降解菌有4大類群:細(xì)菌、放線菌、霉菌、酵母菌。石油化工污染治理中的微生物 利用微生物修復(fù)石油化工呵斥的污染曾經(jīng)有很多勝利的典型實例。1984年,針對美國密蘇里州西部石油運輸走漏事件,采用了添加氮磷營養(yǎng)物質(zhì)、人工曝氣的方法進(jìn)展原位生物修復(fù),經(jīng)過32個月的運轉(zhuǎn),苯、甲苯和二甲苯的質(zhì)量濃度從2030 mg/L急降至00501 mg/L,得到了良好的環(huán)境

9、修復(fù)效果。微生物修復(fù)展望 目前我們對于微生物的研討開發(fā)利用還是冰山一角,而我國又面臨著來自生活消費各個方面的嚴(yán)峻環(huán)境污染問題,所以進(jìn)一步深化研討微生物的環(huán)境修復(fù)功能不僅具有很大潛力,而且時間很緊迫,義務(wù)很艱巨。在已有的研討根底上,為了更好地提高微生物修復(fù)治理效果,獲得環(huán)境污染治理新突破,就要采用新的工藝手段,消費易于微生物降解的化合物,合成具有特殊降解才干的工程菌。土壤動物修復(fù)的概念 土壤動物修復(fù)技術(shù)：利用土壤動物及其腸道微生物在人工控制或自然條件下,在污染土壤中生長、繁衍、交叉等活動過程中對污染物進(jìn)展破碎、分解、消化和富集的作用,從而使污染物降低或消除的一種生物修復(fù)技術(shù)。土壤動物對普通有機污

10、染物的處置機理 土壤動物主要是經(jīng)過對生活渣滓及糞便污染物進(jìn)展破碎、消化和吸收轉(zhuǎn)化,把污染物轉(zhuǎn)化為顆粒均勻,構(gòu)造良好的糞肥。而且這種糞肥中還有大量有益微生物和其他活性物質(zhì),其中原糞便中的有害微生物大部分被土壤動物吞噬或殺滅。其次,土壤動物腸道微生物轉(zhuǎn)移到土壤后,填補了土著微生物的缺乏,加速了微生物處置剩余有機污染物的處置才干。土壤動物對普通有機污染物的處置機理 全國已有500多家公司利用蚯蚓處置畜禽糞便,也有許多農(nóng)場養(yǎng)殖蠅蛆、蠐螬等來處置糞便,大大地降低了糞便污染量。 而中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的孫振鈞教授等研討的蚯蚓生物反響器每臺每年可處置生活渣滓等廢棄物幾千噸,同時可以產(chǎn)生1800 t蚓糞有機肥料。土壤

11、動物對農(nóng)藥、礦物油類的富集 農(nóng)藥中含有有機氯、有機磷等具有很強的毒性,對高等動物的神經(jīng)系統(tǒng)、大腦、心臟、脂肪組織呵斥損傷;而礦物油類抑制土壤呼吸,使得土壤肥力降低。從生態(tài)學(xué)角度上看,土壤動物處在陸地生態(tài)鏈的底部,對農(nóng)藥、礦物油類等具有富集和轉(zhuǎn)化作用。土壤動物對重金屬的形狀的轉(zhuǎn)化和富集作用 土壤動物不僅直接富集重金屬,還和微生物、植物協(xié)同富集重金屬,改動重金屬的形狀,使重金屬鈍化而失去毒性。特別是蚯蚓等動物的活動促進(jìn)了微生物的轉(zhuǎn)移,使得微生物在土壤修復(fù)的作用更加明顯;同時土壤動物把土壤有機物分解轉(zhuǎn)化為有機酸等,使重金屬鈍化而失去毒性。土壤動物對重金屬的形狀的轉(zhuǎn)化和富集作用 蚯蚓活動不僅添加了黑麥草根部的積累,菌根那么能促進(jìn)從黑麥草根部向地上部轉(zhuǎn)移.黑麥草吸收含量與土壤和蚓糞中提取態(tài)含量之間呈顯著正相關(guān),蚓糞中Cd含量顯著高于土壤中的含量。因此,蚓糞中有效態(tài)是植物吸收的重要供源。土壤動物修