生物修復(fù)技術(shù)在鄱陽湖水體污染中的運(yùn)用

1、WORD.7/7生物修復(fù)技術(shù)在鄱陽湖水體污染中的應(yīng)用專業(yè)：生物教育 學(xué)號(hào)：08361021 ：徐速 指導(dǎo)老師：應(yīng)站明摘要鄱陽湖位于長(zhǎng)江中下游南岸、北部、是我國(guó)目前最大的淡水湖泊，湖體與贛江、撫河、信江、饒河、修河等5大河流相接調(diào)蓄后經(jīng)湖口注入長(zhǎng)江，構(gòu)成了一個(gè)完整的鄱陽湖體系。新中國(guó)成立以來我省第一個(gè)上升為國(guó)家戰(zhàn)略的鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃獲國(guó)務(wù)院批復(fù)。隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展，大量的工業(yè)廢水和生活污水被排入鄱陽湖，導(dǎo)致鄱陽湖水污染嚴(yán)重，水質(zhì)呈下降趨勢(shì)，致使湖區(qū)生態(tài)環(huán)境逐步惡化，生態(tài)功能嚴(yán)重衰退，對(duì)生物多樣性造成了嚴(yán)重危害，造成野生動(dòng)植物數(shù)量大量衰減。本文簡(jiǎn)用生物修復(fù)技術(shù)減少對(duì)鄱陽湖水體的污染。關(guān)鍵

2、詞：水體污染，生態(tài)退化，生物修復(fù)技術(shù)目 錄摘要1關(guān)鍵詞1前言1第一章鄱陽湖水質(zhì)污染現(xiàn)狀1.1重金屬污染.21.2水體富營(yíng)養(yǎng)化元素N、P的污染21.3 有機(jī)物污染31.4 有毒有害物質(zhì)的污染3第二章 危害2.1水質(zhì)污染對(duì)濕地生態(tài)功能的影響.32.2 水質(zhì)污染對(duì)環(huán)鄱陽湖周區(qū)居民的危害.4.第三章治理方針.4第四章結(jié)論和展望5參考文獻(xiàn)5鄱陽湖是國(guó)知名的大淡水湖，由于污染導(dǎo)致鄱陽湖湖域縮減、水質(zhì)下降引起生物多樣性面臨危機(jī)。融入鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)就應(yīng)先要減少水污染保護(hù)好贛鄱“天上飛的”、“地上跑的”和水中游的各種生物物種，盡快恢復(fù)鄱陽湖流域生物多樣性的本來面貌，使鄱陽湖真正成為“一湖清水”。2010年是聯(lián)

3、合國(guó)確定的國(guó)際生物多樣性年，其年度主題為：“生物多樣性是生命，生物多樣性就是我們的生命。第一章鄱陽湖水質(zhì)污染現(xiàn)狀鄱陽湖水質(zhì)較好，總砷、六價(jià)鉻、總氰化物、揮發(fā)酚能滿足地表水I類水質(zhì)要求；pH值、溶解氧、生化需氧量、亞硝酸鹽氮能滿足I類水質(zhì)要求；化學(xué)耗氧量能滿足類水質(zhì)要求。綜合考慮各因子，平水期湖心處水質(zhì)較好，可達(dá)I類水質(zhì)要求，近岸處水質(zhì)多數(shù)比湖心差，基本滿足類水質(zhì)要求；豐水期湖水中污染物分布均勻，絕大部分水域能滿足類水質(zhì)要求；枯水期湖水中污染物分布不均勻，但大部分水域滿足類水質(zhì)要求。一年中平水期水質(zhì)最好，豐水期水質(zhì)次之，枯水期最差。最差測(cè)點(diǎn)的水質(zhì)仍能滿足地表水類水質(zhì)要求。若從總磷濃度來看，鄱陽湖

4、已經(jīng)富營(yíng)養(yǎng)化，但從葉綠素濃度，特別是從整個(gè)鄱陽湖來看，卻未見到富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，其原因是大多數(shù)磷吸附于浮游物上，參與藻類生產(chǎn)的磷比例較少。1.1重金屬污染1水體底泥中的重金屬含量可作為一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)用來說明水體中重金屬污染物的循環(huán)特征.重金屬是對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極大危害的污染物，一般不能被生物降解，而往往是參與食物鏈循環(huán)并在生物體積累，最終危害人體健康。在受污水體中，重金屬污染物不易降解，主要在沉積物中蓄積最終危害人體健康。鄱陽湖水質(zhì)已存在金屬元素的污染，目前僅限于局部圍。昌江與樂安河交匯后的饒河入湖口一帶，在豐水期Cu、Zn含量高。全湖Zn超標(biāo)率達(dá)90以上，Cu超標(biāo)率達(dá)2030 。Zn的最大檢出值為3

5、23 mgL，超過漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)的30多倍；Cu的最大檢出值為0188 mgL，超過漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)的18倍。1.2水體富營(yíng)養(yǎng)化元素N、P的污染水體富營(yíng)養(yǎng)化是湖泊分類與演化的一個(gè)過程，是水體衰老的一種表現(xiàn)一般來說，在自然情況下，這一過程很緩慢地發(fā)生，而在人類活動(dòng)作用下，可以加速這一過程的進(jìn)行?，F(xiàn)在，世界各地的湖泊都普遍發(fā)生了這種污染現(xiàn)象，2受到各國(guó)的重視水體富營(yíng)養(yǎng)化是指生物所需的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)人水體，引起藻類與其它浮游生物迅速繁殖，3部分藻類還釋放一些毒素水體溶解容量下降，造成魚類與其它生物大量死亡，使水體使用功能降低。鄱陽湖富營(yíng)養(yǎng)化元素N、P的含量為：枯水期總氮為0547 mgL，平水期為

6、238 mgL，豐水期為0937 mgL；總磷分別為009 mgL、0148 mgL、0063 mgL。若按日本湖氮、磷標(biāo)準(zhǔn)衡量，鄱陽湖總氮含量在平水期已超過20倍，豐水期則超過近1倍，枯水期未超標(biāo)；總磷含量在平水期超標(biāo)1倍，枯、豐水期超標(biāo)近1倍。從總體數(shù)據(jù)來看，鄱陽湖已經(jīng)達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)化的條件，還未發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的跡象的原因可能是由于鄱陽湖的季節(jié)性和吞吐性，參與富營(yíng)養(yǎng)化的氮、磷大多占的比例較少。1.3 有機(jī)物污染環(huán)鄱陽湖周區(qū)生活污水、工業(yè)廢水排量增大而導(dǎo)致有機(jī)污染物增加。由于鄱陽湖流域面積占省國(guó)土面積的972，可以認(rèn)為全省的廢水廢物排放后最終都要隨水系的水流入鄱陽湖中。有機(jī)氯污染是一個(gè)典型的例子，

7、我國(guó)有機(jī)氯農(nóng)藥的生產(chǎn)量和施用量均極大，有機(jī)氯農(nóng)藥曾大量廣泛地使用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。4我國(guó)于1983年開始禁止生產(chǎn)和使用有機(jī)氯農(nóng)藥。湖中COD、BOD、DO季節(jié)性變化大，但總體均滿足湖泊水環(huán)境質(zhì)量的I類清潔水的水質(zhì)要求，部分河流交匯處和水流欠通暢處水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到類。1.4 有毒有害物質(zhì)的污染農(nóng)藥和化肥施用量增加也導(dǎo)致有毒有害物質(zhì)的污染?；适┯煤髮?shí)際利用率只有30一40，其余60一70的化肥進(jìn)入環(huán)境，污染水體和土壤。農(nóng)藥施用后10一20附著在植物體上，8090散落在土壤和水里，雖經(jīng)一段時(shí)間大部分分解，有的分解后還會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。大量使用化肥和化學(xué)農(nóng)藥，經(jīng)地表徑流的沖刷，相當(dāng)一部分會(huì)流入河湖水體中，形成

8、對(duì)水體的污染，成了典型的面狀污染源。酚在豐、枯水期檢出率和超標(biāo)率均較高，最高檢出值達(dá)004 mgL，均值為0016 mgL，超過漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)的22倍，且有逐年增加的趨勢(shì)；氰化物在湖水多測(cè)點(diǎn)含量低于漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，最大檢出值為0038 mgL；油類在豐、枯水期檢出均值不高，均未超標(biāo)，但平水期超標(biāo)78。第二章 危害2.1水質(zhì)污染對(duì)濕地生態(tài)功能的影響水質(zhì)污染對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)功能的影響主要表現(xiàn)在水質(zhì)污染在濕地生態(tài)過程中對(duì)濕地生態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，造成濕地生態(tài)功能的衰退由于水域生態(tài)系統(tǒng)中生物過程主要是水生植物的生長(zhǎng)繁殖，因此影響水生植物生長(zhǎng)繁殖的水體環(huán)境是其主要影響因素。水域生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)可以簡(jiǎn)單地描

9、述為借助于系統(tǒng)水循環(huán)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從水體到植物，到植物殘?bào)w或沿食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)轉(zhuǎn)移，到食物鏈最高級(jí)別者體。同樣，重金屬和有毒有害物的循環(huán)也是通過食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)傳遞轉(zhuǎn)移并富集到生物體，很難排泄出去，如DDT易溶于脂肪并且積累在動(dòng)物的脂肪里，汞的生物甲基化使毒性增加。目前已經(jīng)引起關(guān)注的問題是鳥類的生長(zhǎng)繁殖受到威脅，研究認(rèn)為鳥類食用了富含重金屬元素的食物后，其繁殖能力大大減弱5素有“長(zhǎng)江女神”之稱的白鰭豚和江豚是長(zhǎng)江兩大珍稀淡水豚類，它不僅是長(zhǎng)江流域生物多樣性的重要體現(xiàn)，更是長(zhǎng)江生態(tài)健康狀況的“信號(hào)燈”。2006年底，長(zhǎng)江淡水豚類多國(guó)聯(lián)合考察得出的結(jié)果是：白鰭豚已經(jīng)芳蹤難覓，長(zhǎng)江江豚的種群數(shù)量下降到1800頭

10、左右，不與20世紀(jì)9O年代初期的12。據(jù)相關(guān)部門觀察目前已不到1500頭。目前，鄱陽湖區(qū)珍禽候鳥種群數(shù)量與棲息地也在不斷地萎縮。鄱陽湖曾被譽(yù)稱為“全球?yàn)l危遷徙鳥類的天堂”。2.2 水質(zhì)污染對(duì)環(huán)鄱陽湖周區(qū)居民的危害水是生命之源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不竭動(dòng)力。被污染的水灌溉農(nóng)田造成糧食減產(chǎn)、污染加大、營(yíng)養(yǎng)成分下降。病原體、致突變、致癌物質(zhì)通過糧食蔬菜等食物遷移到人體造成多種疾病大幅度的提高.所以減少鄱陽湖水污染以與有效的治理方針刻不容緩的。第三章 治理方針由于鄱陽湖面積大污染源廣，很多污染物僅靠水體自身的自凈能力很難在短時(shí)間去除。故人們開始研究化學(xué)、物理與生物方面的處理辦法，以達(dá)到去除污染、保護(hù)環(huán)境的目

11、的。大量實(shí)驗(yàn)證明，許多污染物在進(jìn)行了化學(xué)處理后還會(huì)生成更難降解的有毒有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成二次污染，物理方法卻只治標(biāo)不治本。而生物修復(fù)技術(shù)由于克服了化學(xué)方法和物理方法的種種缺陷，被普遍認(rèn)為是在大面積的污染治理領(lǐng)域中有效、經(jīng)濟(jì)和極具生態(tài)性的高新環(huán)境技術(shù)。. 生物修復(fù)技術(shù)概況6生物修復(fù)又稱生物改良，是指利用生物的生命代活動(dòng)，來減少污染環(huán)境中的有毒有害物質(zhì)的濃度或使其無害化，從而污染了的環(huán)境能夠部分或完全地恢復(fù)到原始狀態(tài)的過程生物修復(fù)根據(jù)不同的分類條件有不同的種類：根據(jù)其所利用的生物種類，可以分為微生物修復(fù)、植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)。7利用生物修復(fù)技術(shù)對(duì)污染水體進(jìn)行修復(fù)的主要方法包括河道曝氣復(fù)氧、生物膜法、

12、生物修復(fù)法、土地處理法、水生植物凈化法等。3.2 針對(duì)鄱陽湖的污染采取的生物方法3.2.1 減少重金屬污染3.2.1.1 植物重金屬污染水體的植物修復(fù)是指通過植物系統(tǒng)與其根系移去、揮發(fā)或穩(wěn)定水體環(huán)境中的重金屬污染物，或降低污染物中的重金屬毒性，以達(dá)到清除污染、修復(fù)或治理水體為目的的一種技術(shù)。按其機(jī)理可分為植物揮發(fā)、植物吸收和植物吸附。8目前已發(fā)現(xiàn)700多種重金屬超量積累植物這些超量積累植物具有較高的重金屬臨界濃度，在重金屬污染環(huán)境中能夠良好生長(zhǎng)。但是，由于生長(zhǎng)緩慢、生物量小，又極限制了其在環(huán)境治理中的應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于用作修復(fù)的植物，其生物量的增加、生長(zhǎng)周期的縮短、積累的機(jī)理等方面還有待進(jìn)一步研究

13、。3.2.1.2微生物絮凝法微生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代物，進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法。至今發(fā)現(xiàn)的對(duì)重金屬有絮凝作用的微生物有12種。用硫酸鹽還原菌培養(yǎng)液作為凈化劑，使電鍍廢水中鉻的含量由4411 mgL下降到5365 mgL。用生物絮凝劑Pullulan絮凝水中Pb的試驗(yàn)，結(jié)果表明，在PullMan與A1C1用量比為4：11，溶液pH 值為657，Pb 初始濃度為10 mgL，25 mgL，60 mgL和100 mgL 時(shí)，分別投加8mgL，25mgL，40mgL，80 mgL的Pullulan，對(duì)Pb 的去除率可達(dá)最高，分別為73.86%、76.30%、77.07%和81.16

14、%。6次重復(fù)性試驗(yàn)表明，PullMan的絮凝效果具有較高的穩(wěn)定性。近年來，多菌株共同培養(yǎng)的生物絮凝劑，因其可促進(jìn)微生物絮凝劑的產(chǎn)生且絮凝效果好，成為研究熱點(diǎn)。用微生物絮凝法處理廢水安全、方便、無毒，不產(chǎn)生二歡污染，絮凝效果好，絮凝物易于分離，且微生物生長(zhǎng)快，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。此外，微生物可以通過遺傳工程、馴化或構(gòu)造出具有特殊功能的菌株。因此微生物絮凝法具有廣闊的發(fā)展前景。3.2.2水體富營(yíng)養(yǎng)化元素N、P的污染和有毒有害物質(zhì)的污染3.2.2.1水生植物利用高等水生植物是治理和控制水體富營(yíng)養(yǎng)植物在靜態(tài)條件下對(duì)污染物的凈化效果。因此，選用不同生態(tài)型高等水生植物組建復(fù)合系統(tǒng)治理富營(yíng)養(yǎng)化水體已經(jīng)得到越來越

15、多的關(guān)注。一般采用的是浮葉植物睡蓮，菱角和漂浮植物鳳眼蓮。睡蓮為多年生浮葉植物，其根系能吸收水體中砷、汞的苯基衍生物等有毒物質(zhì)。鳳眼蓮能有效的凈化水環(huán)境，是砷污染的監(jiān)測(cè)植物。兩者都喜強(qiáng)光高溫，怕寒冷。菱角是一年生浮葉草本，喜光照溫暖，不耐寒。水生植物復(fù)合系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)的凈化與除藻作用從試9驗(yàn)結(jié)果可以看到，在不同水力停留時(shí)間情況下進(jìn)水經(jīng)過水生植物復(fù)合系統(tǒng)前部鳳眼蓮植物帶后各種營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)污染物濃度都有很大程度的下降。睡蓮和菱角植物帶對(duì)水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽凈化效果雖不明顯，但可以有效的截留水體中的藻類和顆粒懸浮物質(zhì)。在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)用肉眼就可以看到菱角莖葉表面以與睡蓮葉背面附著了大量被過濾、截留的藻類和懸浮物。同

16、時(shí)，睡蓮水面上巨大的葉面遮擋也能有效的抑制藻類的生長(zhǎng)，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道鳳眼蓮也能釋放某些克藻物質(zhì)2004 年洋河水庫水體測(cè)結(jié)果表明，夏季水庫水體透明度低主要是由藻類過盛繁殖引起。3.2.3有機(jī)污染3.2.3.1生物膜法生物膜法是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纖維）為載體，在其表面形成一種特殊的生物膜，生物膜表面積大，可為微生物提供較大的附著表面，有利于加強(qiáng)對(duì)有機(jī)污染物的降解作用。其反應(yīng)過程是：10基質(zhì)向生物膜表面擴(kuò)散；在生物膜部擴(kuò)散；微生物分泌的酵素與催化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；代生成物排出生物膜.據(jù)研究表明，目前國(guó)外常用于凈化河流的生物膜技術(shù)主要有礫間接觸氧化法、排水溝(渠)的接觸氧化法、生物活性炭

17、填充柱凈化法、薄層流法和伏流凈化法。第四章結(jié)論和展望鄱陽湖是我們?nèi)说摹澳赣H湖”針對(duì)當(dāng)前的現(xiàn)狀，為減少鄱陽湖污染保護(hù)鄱陽湖地區(qū)生物物種多樣性應(yīng)采取行之有效的措施，投入人力、物力、財(cái)力，利用現(xiàn)代高新技術(shù)，當(dāng)然生物修復(fù)技術(shù)與傳統(tǒng)修復(fù)方法相比，雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些不足，如：有毒物質(zhì)(如重金屬)對(duì)生物降解有抑制作用；某些污染物不能被生物降解；有些污染物存降解的過程中會(huì)轉(zhuǎn)化成有毒的代產(chǎn)物等。若能將生物修復(fù)技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合，將生物修復(fù)技術(shù)滲透到基因工程、酶工程、細(xì)胞工程等先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域里，形成聯(lián)合的修復(fù)技術(shù)體系，必將為人類有效地解決環(huán)境問題做出更加巨大的貢獻(xiàn)真正融入到鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)中去。除此之外

18、還有開展宣傳教育工作，提高公眾的參與度。加大鄱陽湖污染對(duì)生物多樣性保護(hù)的宣傳，讓當(dāng)?shù)鼐用窳私鉁p少水污染的重要性，提高當(dāng)?shù)鼐用癍h(huán)保意識(shí)，只有這樣才能真正促進(jìn)鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的持續(xù)發(fā)展。參考文獻(xiàn)：1鑫，周濤發(fā)，西飛，等河流沉積物重金屬污染評(píng)價(jià)方法比較研究J工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，28(11)：1419-14232維昊，方濤滇池水華藍(lán)藻種毒素光降解的研究J 中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2001，21(1)：25-283萬金保，閏偉偉鄱陽湖水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法應(yīng)用與探討J師大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版，2007，31(2)：210-2134 胡春華，周文斌，肖化云，等環(huán)鄱陽湖區(qū)蔬菜中有機(jī)氯農(nóng)藥的分布特征與健康風(fēng)險(xiǎn)價(jià)J2010(16)：68-725 朱蘊(yùn)麗