環(huán)境污染與微生物

環(huán)境污染與微生物第一頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日1化學(xué)品的數(shù)量2環(huán)境污染的來(lái)源3生物修復(fù)

第二頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)品種類繁多，至今全世界已知的化學(xué)品超過(guò)1000萬(wàn)種。據(jù)UNEP1990年的報(bào)告（IRPTC）每天在使用的合成化學(xué)品有70000種，包括許多藥品和農(nóng)藥；每年大約有500~1000種新化學(xué)品進(jìn)入市場(chǎng)，其中79%在商業(yè)流通中缺乏有關(guān)毒性影響的資料。每年約有3~4噸有毒有害廢物進(jìn)入環(huán)境。第三頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日元素環(huán)境釋放量/（kt/a）元素環(huán)境釋放量/（kt/a）大氣水土壤大氣水土壤AsCdCrCuHgInMnMo18.87.630353.80.02383.3419.41421124.6—2621182228969548.3—167088NiPbSbSeSnTlVZn563323.53.86.45.1861321131381841——122263257962641——121372

幾種典型重元素的全球釋放量第四頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)雖有一定差距，生產(chǎn)的化學(xué)品也有約4萬(wàn)多種。近年來(lái)化工產(chǎn)品值占全國(guó)總產(chǎn)值的8%~9%,化工產(chǎn)品值為2800億元（1999年統(tǒng)計(jì)）。第五頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日種類產(chǎn)量/萬(wàn)噸種類產(chǎn)量/萬(wàn)噸種類產(chǎn)量/萬(wàn)噸乙烯丙烯丁二烯乙二烯苯甲苯二甲苯乙苯434.8394.753.484.425.450.958.27.0烷基苯對(duì)苯二甲酸萘蒽三氯甲烷四氯化碳氯苯苯酚3.1113.18.60.33.62.919.020.62-萘酚對(duì)硝基酚胺硝基苯對(duì)硝基氯苯苯胺鄰苯二甲酸二丁酯鄰苯二甲酸二辛酯丙烯腈2.20.312.83.913.68.513.916.6

我國(guó)典型有機(jī)化學(xué)品的產(chǎn)量（1999年）第六頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日環(huán)境污染的來(lái)源1工業(yè)污染2交通污染3農(nóng)業(yè)污染4生活污染5事故污染6戰(zhàn)爭(zhēng)造成的污染第七頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日（1）工業(yè)污染

工業(yè)生產(chǎn)的一些環(huán)節(jié)，如原料生產(chǎn)、加工、燃燒、加熱和冷卻、成品整理過(guò)程，都會(huì)因生產(chǎn)過(guò)程中的“跑、冒、滴、漏”和排放的廢水、廢氣和固體廢棄物造成環(huán)境污染。第八頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日第九頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日（2）交通污染交通污染物是指汽車、飛機(jī)、船和內(nèi)燃機(jī)車等造成的污染，主要是因?yàn)槠?、柴油不完全燃燒引起的。汽車排放的尾氣含有CO、NOx、碳?xì)浠衔?、醛類和苯并[а]芘等；還有運(yùn)輸容器的清洗水和壓艙水污染。第十頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日第十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日（3）農(nóng)業(yè)污染和生活污染為了增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，使用大量的殺蟲(chóng)劑、殺菌劑和除草劑防止作物病蟲(chóng)草害。大約只有不到10%的的農(nóng)藥作用于靶標(biāo)生物，90%以上的農(nóng)藥則通過(guò)各種方式擴(kuò)散到環(huán)境里。生活污染包括燃煤污染、污水污染和固體廢棄物污染。第十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日第十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日（4）事故污染和戰(zhàn)爭(zhēng)造成的污染工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)經(jīng)常會(huì)有各類事故發(fā)生，如核電站放射性物質(zhì)泄漏、有毒化學(xué)品泄露、易燃易爆物爆炸、油輪觸礁等，這類事故對(duì)受害地區(qū)居民的生活和財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的危害和損失，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)造成難以估計(jì)的破壞。戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)和生產(chǎn)、生活設(shè)施的破壞是慘烈的，對(duì)生態(tài)和環(huán)境的破壞尤為巨大。第十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日第十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日生物修復(fù)的基本內(nèi)容生物修復(fù)（bioremediation）的基本定義為利用生物，特別是微生物催化降解有機(jī)污染物，從而修復(fù)被污染環(huán)境或消除環(huán)境中污染物的一個(gè)受控或自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程其目的是去除環(huán)境中的污染物，使其濃度降至環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全濃度之下生物修復(fù)技術(shù)已成功地應(yīng)用于清除或減少土壤、地下水、廢水、污泥、工業(yè)廢物及氣體中的化學(xué)物質(zhì)，如石油及石油制品、多環(huán)芳烴、氯代烴、氯代芳香烴等第十六頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日生物修復(fù)的特點(diǎn)生物修復(fù)的產(chǎn)生盡管只有30多年的歷史，但其發(fā)展勢(shì)頭是其他修復(fù)技術(shù)無(wú)可比擬的。與傳統(tǒng)或現(xiàn)代的物理、化學(xué)修復(fù)方法相比，生物修復(fù)技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)可以現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，節(jié)省了很多治理費(fèi)用；環(huán)境影響??；最大限度地降低污染物濃度；可以同時(shí)處理受污染的土壤和地下水。局限性耗時(shí)長(zhǎng)；條件苛刻；并非所有的污染物都能被生物利用；特定生物只能降解特定類型的化學(xué)物質(zhì)。第十七頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日生物修復(fù)的主要方法生物修復(fù)技術(shù)的重點(diǎn)研究方向通過(guò)各種工程手段增強(qiáng)自然界中已有但速度緩慢的生物降解過(guò)程通過(guò)應(yīng)用各類生物反應(yīng)器，增加污染物與微生物的接觸機(jī)會(huì)，創(chuàng)造最佳生物代謝反應(yīng)條件，促進(jìn)污染物加速轉(zhuǎn)化生物修復(fù)技術(shù)的分類原位生物修復(fù)（insitu）：污染物位置不改變，費(fèi)用低，控制困難異位生物修復(fù)（exsitu）：污染物轉(zhuǎn)移后處理，費(fèi)用高，控制容易第十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù)原位生物修復(fù)添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧、微生物或酶、表面活性劑、碳源及能源異位生物修復(fù)應(yīng)用各類生物反應(yīng)器添加輔助有機(jī)物分解的物質(zhì)適用于有毒化合物、揮發(fā)性污染物或濃度較高污染物的處理第十九頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)用生物修復(fù)技術(shù)的前提條件必須存在具有代謝活性的微生物，能以相當(dāng)速率降解污染物，并使其濃度降至環(huán)境要求的范圍內(nèi)降解過(guò)程不產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物污染物對(duì)微生物無(wú)害或其濃度對(duì)微生物的生長(zhǎng)不構(gòu)成抑制，或可以對(duì)污染物進(jìn)行稀釋目標(biāo)化合物必須能夠被生物利用污染場(chǎng)地或生物處理反應(yīng)器的環(huán)境必須利于微生物生長(zhǎng)和保持活性處理費(fèi)用較低第二十頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日影響生物修復(fù)的環(huán)境因素非生物因素溫度、pH、濕度水平、鹽度、有毒物質(zhì)、靜水壓力營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮、磷、生長(zhǎng)因子如氨基酸、B族維生素、脂溶性維生素及其他有機(jī)分子電子受體好氧微生物的電子受體是O2，兼性厭氧微生物可利用硝酸鹽、CO2、硫酸鹽、三價(jià)鐵等復(fù)合基質(zhì)：多種污染物的相互影響微生物的協(xié)同作用：提供營(yíng)養(yǎng)、共同代謝捕食作用：一般為破壞性影響種植植物：多數(shù)有利于生物修復(fù)第二十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日土壤污染的生物修復(fù)技術(shù)原位生物處理利用土著微生物的作用將污染物分解或去除稱為土地處理

在污染場(chǎng)地投加具有分解活性的微生物，稱作生物強(qiáng)化，可以縮短土著微生物降解污染物的滯后期對(duì)于不良環(huán)境，如極端pH、重金屬等需投加特征微生物，對(duì)特殊污染物需添加具有降解活性的工程菌

直接或間接利用高等植物分解有機(jī)物稱為植物修復(fù)，包括植物對(duì)污染物質(zhì)的吸收及植物根部及根部附近土壤中微生物對(duì)污染物的分解在土壤含水層之上通入空氣稱為生物通風(fēng)，將空氣通入水位以下稱為生物噴霧，以促進(jìn)好氧生物降解第二十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日異位生物處理用于土壤修復(fù)的特制生物反應(yīng)器，可處理多環(huán)芳烴、BTEX（苯、甲苯、乙基苯、二甲苯）或其混合物第二十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日土壤堆積（soilpiles）：將含污染物的土壤堆放在不透水的襯層上，設(shè)置通氣管道，通入空氣或氧氣或抽真空以促進(jìn)污染物的好氧降解。含有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的液體施用于土壤表面，以促進(jìn)微生物活性，滲濾液被收集并循環(huán)于堆積土壤中。釋放氣體如有毒性，需采用活性炭吸附等。已用于修復(fù)含碳?xì)浠衔?、五氯酚等污染物的污染土壤堆肥（compositing）：將污染物質(zhì)與易分解有機(jī)物混合堆放，并加入氮磷和其他無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。也可進(jìn)行曝氣。處理有毒有害化合物時(shí)使用容器。保持高溫有利于生物降解的進(jìn)行。堆肥法已應(yīng)用于被氯酚污染的土壤，和含炸藥（TNT、RDX、HMX）的沉積物第二十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日泥漿反應(yīng)器：將污染土壤與液體混合起來(lái)形成泥漿，引入反應(yīng)器進(jìn)行處理，與活性污泥反應(yīng)器相似，并可控制各種運(yùn)行參數(shù)?？捎行Х纸舛喹h(huán)芳烴、雜環(huán)化合物、酚等第二十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日利用注射井進(jìn)行地下水修復(fù)利用生物滴濾池修復(fù)地下水第二十六頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日地下水污染的生物修復(fù)技術(shù)有機(jī)物污染的地下水多采用原位修復(fù)技術(shù)，無(wú)機(jī)物污染（金屬、放射性物質(zhì)、硒化合物及無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）的地下水一般采用異位修復(fù)技術(shù)地下水原位修復(fù)：向含水層內(nèi)通入氧氣及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，依靠土著微生物的作用分解污染物質(zhì)，也稱生物恢復(fù)，主要應(yīng)用于含石油烴類化合物的地下水。加入氮磷及溶氧等營(yíng)養(yǎng)源的方法是將其通過(guò)注射井注入飽和含水層，或利用入滲渠加入到不飽和含水層或表面土層。供氧是生物修復(fù)過(guò)程中的重要難題也可結(jié)合廢水處理的各類生物反應(yīng)器用于修復(fù)第二十七頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日石油污染含水層的生物修復(fù)第二十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)展生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用：尚缺乏在實(shí)際土地處理或特制生物床反應(yīng)器系統(tǒng)中具有說(shuō)服力的成功應(yīng)用白腐真菌技術(shù)：具有強(qiáng)大的胞外酶，屬于過(guò)氧化物酶，可催化多種有機(jī)化合物分解，如多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、炸藥等共代謝：額外提供碳源和能源厭氧過(guò)程：現(xiàn)存生物修復(fù)工程均是好氧系統(tǒng)