土壤中有機(jī)污染物的修復(fù)

土壤中有機(jī)污染物的修復(fù)第1頁/共25頁有機(jī)污染物(organicpollutant)指造成環(huán)境污染和對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生有害影響的有機(jī)化合物。天然有機(jī)污染物主要是由生物體的代謝活動及其他化學(xué)過程產(chǎn)生的，如萜烯類、黃曲霉類等；人工合成有機(jī)污染物是隨現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的興起而產(chǎn)生的，如合成橡膠、塑料等。第2頁/共25頁有機(jī)污染物的來源土壤中的有機(jī)污染物的來源主要包括：工業(yè)污染源、交通運(yùn)輸污染源、農(nóng)業(yè)污染源、生活污染源等。另外根據(jù)污染源的數(shù)量和面積以及影響范圍劃分為面源污染和點源污染。土壤中的有機(jī)污染物主要包括人為生產(chǎn)加工使用造成的污染以及自然界產(chǎn)生從而形成的污染。第3頁/共25頁土壤有機(jī)污染物在土壤中的環(huán)境行為主要包括吸附、解吸、揮發(fā)、淋濾、降解殘留、生物富集等。影響因素有機(jī)污染物的特性(化學(xué)特性、水溶解度、蒸汽壓、吸附特性、光穩(wěn)定性和生物可降解性等)環(huán)境特性(溫度、日照、降雨、濕度、灌溉方式和耕作方式)、土壤特性(土壤類型、有機(jī)質(zhì)含量、氧化還原電位、水分含量

pH、離子交換能力等)。第4頁/共25頁有機(jī)污染物在土壤中的吸附與解吸有機(jī)污染物在土壤中的吸附和解吸是污染物在環(huán)境中重要的分配過程之一，對環(huán)境行為有顯著的影響，是研究有機(jī)污染物在土壤中的環(huán)境行為的基礎(chǔ)。目前，有機(jī)污染物在土壤的吸附-解吸研究主要集中在黏土礦物-水界面的吸附解吸，以及它們在土壤腐殖物質(zhì)中的吸附-解吸行為。第5頁/共25頁有機(jī)污染物在土壤中的降解和代謝有機(jī)污染物的降解分非生物降解與生物降解兩大類非生物降解：有機(jī)污染物在環(huán)境中受光、熱及化學(xué)因子作用引起的降解現(xiàn)象生物降解：在生物酶作用下，有機(jī)污染物在動植物體內(nèi)或微生物體內(nèi)外的降解第6頁/共25頁有機(jī)污染物的植物修復(fù)植物修復(fù)是利用植物的一系列生理、生化過程部分或完全修復(fù)和消除被污染土壤、水體、空氣中特定有毒物質(zhì)。有機(jī)污染物的植物修復(fù)是利用植物在生長過程中，吸收、降解、鈍化有機(jī)污染物的一種原位處理污染土壤的方法。第7頁/共25頁

植物修復(fù)的方式有4種植物降解植物萃取植物揮發(fā)植物固定第8頁/共25頁植物組織積累

植物萃取植物固定植物降解植物揮發(fā)植物修復(fù)重金屬污染土壤的機(jī)理示意圖植物修復(fù)

毒素降解菌第9頁/共25頁

植物對有機(jī)污染物的直接吸收作用

植物從土壤中直接吸收有機(jī)物，然后將沒有毒性的代謝中間體儲存在植物組織中，這是植物去除環(huán)境中中等親水性有機(jī)污染物的一個重要機(jī)制。第10頁/共25頁植物釋放分泌物和酶去除環(huán)境中有機(jī)污染物

植物可釋放一些物質(zhì)到土壤中，以利于降解有毒化學(xué)物質(zhì)，并可刺激根際微生物的活性。這些物質(zhì)包括酶及一些有機(jī)酸，它們與脫落的根冠細(xì)胞一起為根際微生物提供重要的營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)根際微生物的生長和繁殖。并且，其中的有些分泌物也是微生物共代謝的基質(zhì)。第11頁/共25頁根際的礦化作用去除有機(jī)污染物植物促進(jìn)根際微生物對有機(jī)污染物的轉(zhuǎn)化作用，植物根際的菌根真菌與植物形成共生作用，有其獨特的酶途徑，用以降解不能被細(xì)菌單獨轉(zhuǎn)化的有機(jī)物。第12頁/共25頁影響植物修復(fù)的因素污染物性質(zhì)植物種類根系分布污染物濃度和滯留時間環(huán)境條件第13頁/共25頁植物修復(fù)的優(yōu)點綠色的、低技術(shù)、低成本要求的修復(fù)方法,容易為社會接受對土壤肥力和土壤結(jié)構(gòu)沒有破壞能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤肥力,同時能減少土壤侵蝕的發(fā)生還有可能回收一些重金屬,而且適用的污染物廣泛第14頁/共25頁植物修復(fù)的缺點要求植株具有高生物量,對污染物的耐性要高,否則當(dāng)污染物濃度太高時,植物不能生長受植物根系分布的限制,處于根系分布之外的污染物很難被清除由于根系或地上部分生長慢,清除污染物要求的時間太長第15頁/共25頁有機(jī)物污染物微生物修復(fù)環(huán)境微生物修復(fù)是指通過微生物的作用清除土壤和水體中的污染物，或是使污染物無害化的過程。包括原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù)第16頁/共25頁

原位生物修復(fù)污染在原地點進(jìn)行，不挖出或抽取需要修復(fù)的土壤及地下水，采用一定的工程措施，利用生物通氣、生物沖淋等一些方式進(jìn)行。

異位生物修復(fù)需要挖掘土壤或抽取地下水，將污染物移動到鄰近地點或反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。顯然，這用處理更好控制，結(jié)果容易預(yù)料，技術(shù)難度較低，但投資成本較大?？梢酝ㄟ^土壤堆、泥漿反應(yīng)器和厭氧處理第17頁/共25頁微生物修復(fù)機(jī)理共代謝對于一些污染物，微生物雖然可以降解他們，但卻不能利用該污染物作為碳源合成自身生長所需要的有機(jī)質(zhì)，因此需要另外的生長基質(zhì)維持自身的生長礦化作用指有機(jī)物在微生物的作用下徹底分解為H2O、CO2和簡單的無機(jī)化合物的過程，是徹底的生物降解（終極降解)，可從根本上清除有毒物質(zhì)的環(huán)境污染。實質(zhì)都是酶促反應(yīng)第18頁/共25頁修復(fù)中的微生物細(xì)菌：好氧細(xì)菌、厭氧細(xì)菌、兼氧細(xì)菌細(xì)菌可以在污染條件下，不斷適應(yīng)環(huán)境，產(chǎn)生降解能力。如通過特定酶的誘導(dǎo)和抑制產(chǎn)生基因突變，通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)移獲得利用特定污染物的能力。

真菌：軟腐菌、褐色菌、白腐菌真菌對于一些大分子化合物表現(xiàn)出很強(qiáng)的降解能力，它們都以降解木質(zhì)素而著稱第19頁/共25頁影響因素營養(yǎng)物質(zhì)電子受體（主要為種類和濃度）污染物的性質(zhì)環(huán)境條件微生物的協(xié)同作用其他影響因素（修復(fù)工程的現(xiàn)場氣象因素，水文地質(zhì)因素）第20頁/共25頁原位強(qiáng)化微生物修復(fù)技術(shù)生物強(qiáng)化法生物培養(yǎng)法投菌法生物通氣法生物注射法生物沖淋法土地耕作法第21頁/共25頁異位強(qiáng)化微生物修復(fù)技術(shù)堆肥法生物反應(yīng)器法厭氧處理第22頁/共25頁微生物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點生物修復(fù)可以現(xiàn)場進(jìn)行，可以減少了運(yùn)勢費(fèi)用和人類直接接觸污染物的機(jī)會生物修復(fù)經(jīng)常以原位方式進(jìn)行，這樣可以使對污染位點的干擾或破壞達(dá)到最小生物修復(fù)有機(jī)物分解為CO2和H2O,可以永久性的消除污染物和長期的隱患，無二次污染物，不會使污染轉(zhuǎn)移生物修復(fù)可于其他技術(shù)結(jié)合使用，處理復(fù)合污染降解過程迅速，費(fèi)用低，只是傳統(tǒng)物理、化學(xué)費(fèi)用的30%~50%第2