緒論 污染環(huán)境生物修復(fù)工程

主講:楊志敏污染環(huán)境生物修復(fù)工程整理ppt工業(yè)“三廢”污染農(nóng)地面積1000萬hm2，“三廢”污染減產(chǎn)糧食120億kg

農(nóng)用化學(xué)品污染農(nóng)地面積約870萬hm2，使糧食每年減產(chǎn)100億kg

農(nóng)田污灌面積已達(dá)130多萬hm2，每年灌水污染減產(chǎn)糧食12.5億kg

全國(guó)受污染耕地面積2000萬hm2，約占耕地總面積的1/6.

整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt整理ppt污染控制途徑產(chǎn)前控制產(chǎn)中控制產(chǎn)后控制整理ppt更新技術(shù),改進(jìn)工藝,減少污染產(chǎn)生的總量----清潔生產(chǎn)。整理ppt污染物集中處理-----達(dá)標(biāo)排放。整理ppt對(duì)進(jìn)入環(huán)境中的污染物進(jìn)行處理、修復(fù)受損環(huán)境。整理ppt

污染環(huán)境的修復(fù)技術(shù)包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法三大類。（其中生物方法已成為環(huán)境保護(hù)技術(shù)的重要組成部分。本門課程主要研討生物方法對(duì)污染環(huán)境的修復(fù)）。整理ppt對(duì)已經(jīng)被廣泛污染的大面積環(huán)境，采用廢水及垃圾處理的方法是不可修復(fù)的。那么我們?nèi)祟悓?duì)此就無能為力了嗎？近年來，各國(guó)科學(xué)家已經(jīng)成功的研究開發(fā)出可用于治理被大面積污染環(huán)境的生物技術(shù)，這就是生物修復(fù)技術(shù)。在大面積污染治理領(lǐng)域，被普遍認(rèn)為是最有效、最經(jīng)濟(jì)、最具有生態(tài)性的高新環(huán)境技術(shù)。整理ppt生物修復(fù)技術(shù):指一切以利用生物為主體的環(huán)境污染的治理技術(shù)。它包括利用植物、動(dòng)物和微生物吸收、降解、轉(zhuǎn)化環(huán)境中的污染物，使污染物的濃度降低到可接受的水平，或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，也包括將污染物穩(wěn)定化，以減少其向周邊環(huán)境的擴(kuò)散。整理ppt第一章緒論

整理ppt第一章緒論

教學(xué)目的：掌握生物修復(fù)的概念和類型、生物修復(fù)的原則和可處理試驗(yàn)，了解生物修復(fù)工程設(shè)計(jì)的一般程序。整理ppt第一章緒論

教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：生物修復(fù)的概念生物修復(fù)的類型生物修復(fù)的特點(diǎn)生物修復(fù)的可處理試驗(yàn)生物修復(fù)的原則生物修復(fù)的可處理試驗(yàn)生物修復(fù)工程設(shè)計(jì)程序整理ppt第一章緒論污染環(huán)境生物修復(fù)的概念機(jī)生物修復(fù)的類型生物修復(fù)的產(chǎn)生與發(fā)展生物修復(fù)的可處理試驗(yàn)生物修復(fù)的應(yīng)用生物修復(fù)的特點(diǎn)整理ppt一、生物修復(fù)的產(chǎn)生與發(fā)展30多年的歷史1972年，美國(guó)Ambler清除管線泄漏的汽油（首次記錄）1989年，美國(guó)阿拉斯加海灘污染后生物修復(fù)成功，是修復(fù)史上的里程碑（首次大規(guī)模應(yīng)用）美國(guó)從1991年開始實(shí)施超基金項(xiàng)目superfundprograms整個(gè)歐洲從事生物修復(fù)工程技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)和商業(yè)公司大約有近百個(gè)。整理ppt二、污染環(huán)境生物修復(fù)的概念指人類直接或間接地向環(huán)境排放超過其自凈能力的物質(zhì)或能量，從而使環(huán)境的質(zhì)量降低，對(duì)人類的生存與發(fā)展、生態(tài)系統(tǒng)和財(cái)產(chǎn)造成不利影響的現(xiàn)象。（一）環(huán)境污染整理ppt（二）環(huán)境修復(fù)

借助外界作用力使某個(gè)受損的特定對(duì)象部分地或全部恢復(fù)到原初狀態(tài)的過程，修復(fù)包括恢復(fù)、重建、改建等三個(gè)方面的活動(dòng)。環(huán)境修復(fù)

指對(duì)被污染的環(huán)境采取物理、化學(xué)與生物學(xué)技術(shù)措施，使存在于環(huán)境中的污染物質(zhì)濃度減少，或毒性降低或完全無害化。修復(fù)（remediation）整理ppt（二）環(huán)境修復(fù)恢復(fù)（restoration）：將使部分受損的對(duì)象向原初狀態(tài)發(fā)生改變重建（reconstruction）：使完全喪失功能的對(duì)象恢復(fù)至原初水平改建（renewal）：部分受損的對(duì)象進(jìn)行改善，增加人類所期望的“人造”特點(diǎn)，減小人類不希望的自然特點(diǎn)

三者間關(guān)系（圖一）整理ppt第四狀態(tài)原初狀態(tài)完全受損狀態(tài)部分受損狀態(tài)重建改建恢復(fù)恢復(fù)、重建、改建之間的關(guān)系

整理ppt環(huán)境修復(fù)

強(qiáng)調(diào)人類有意識(shí)的外源活動(dòng)對(duì)污染物質(zhì)或能量的清除過程，是一種人為的、主動(dòng)的過程。

環(huán)境凈化強(qiáng)調(diào)的是環(huán)境中內(nèi)源因子對(duì)污染物質(zhì)或能量的清除過程，是一種自然的、被動(dòng)的過程。區(qū)別環(huán)境修復(fù)與環(huán)境凈化

共同點(diǎn)

目的都是使進(jìn)入環(huán)境中的污染因子的總量減少，或強(qiáng)度降低，或毒性下降。

整理ppt（三）生物修復(fù)（bioremediation）：廣義的生物修復(fù)：指利用生物的生命代謝活動(dòng)，減少存于環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害化，使污染了的環(huán)境能夠部分地或完全的恢復(fù)到原初狀態(tài)的過程包括微生物修復(fù)、植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)和細(xì)胞游離酶生物修復(fù)四大主要類型。

狹義的生物修復(fù)：是指通過微生物的作用清除環(huán)境中的污染物，或是使污染物無害化的過程。它包括自然的和人為控制條件下的污染物降解或無害化過程。整理ppt三、生物修復(fù)的類型

生物修復(fù)可根據(jù)修復(fù)主體、修復(fù)受體和修復(fù)場(chǎng)所等進(jìn)行分類。整理ppt（一）修復(fù)主體修復(fù)主體微生物修復(fù)植物修復(fù)動(dòng)物修復(fù)生態(tài)修復(fù)整理ppt（一）修復(fù)主體修復(fù)主體土著生物修復(fù)外源生物強(qiáng)化修復(fù)

整理ppt修復(fù)受體（環(huán)境要素）污染大氣生物修復(fù)污染水體生物修復(fù)污染土壤生物修復(fù)固體廢棄物生物修復(fù)（二）修復(fù)受體整理ppt修復(fù)場(chǎng)所原位生物修復(fù)聯(lián)合生物修復(fù)異位生物修復(fù)原位自然生物修復(fù)原位工程生物修復(fù)（三）修復(fù)場(chǎng)所整理ppt四、生物修復(fù)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)

1、可以現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，節(jié)省治理費(fèi)用2、環(huán)境影響小3、最大限度地降低污染物的濃度4、適用于其它技術(shù)難以使用的場(chǎng)地，5、可以同時(shí)處理受污染的土壤和地下水

局限性1、耗時(shí)長(zhǎng)2、條件苛刻3、污染物的低生物有效性、難利用性及難降解性等常常使生物修復(fù)不能進(jìn)行4、工程前期投入高5、有的化學(xué)物質(zhì)經(jīng)降解后的毒性、移動(dòng)性更強(qiáng)

特點(diǎn)整理ppt五、應(yīng)用實(shí)例

生物修復(fù)“蘇州河底泥”河道污染，底泥是個(gè)難以解決的大問題。采用清淤辦法撈起底泥所造成的二次污染更是令人頭疼。馮坤范對(duì)蘇州河生物修復(fù)的原理是利用改變菌的電子受體和它的營(yíng)養(yǎng)源，讓它成為復(fù)合菌群。但是投入放線菌本身會(huì)不會(huì)形成新的污染？不會(huì)！因?yàn)樗浅缘粲袡C(jī)污染之后就無物可吃了，自己也就消亡了。人類在治理環(huán)境時(shí)手段非常重要，必須考慮到它可能會(huì)給子孫后代造成后遺癥。采用生物修復(fù)技術(shù)治理河流底泥，這在全國(guó)范圍內(nèi)還是首創(chuàng)。整理ppt美國(guó)一塊2.8hm2的土地，堆放石油廢棄物已有多年，以致于土壤中含有10種金屬和20多種有機(jī)物（大多具有揮發(fā)性）。經(jīng)原位生物修復(fù)后，土壤中總揮發(fā)性有機(jī)物濃度從3400mg/L降為150mg/L，苯從300mg/L降為12mg/L，氯乙烯從600mg/L降為17mg/L。整個(gè)生物修復(fù)工程耗資0.47億$，若采用其它技術(shù)，估計(jì)需耗資0.63～1.67億$。整理ppt應(yīng)用前景具有低耗、高效和環(huán)境安全的特色和優(yōu)點(diǎn)，必將成為本世紀(jì)初環(huán)境技術(shù)的主攻方向之一。作為環(huán)境科學(xué)研究中一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的前沿領(lǐng)域，目前已進(jìn)入一個(gè)相當(dāng)活躍的時(shí)期。

整理ppt生物修復(fù)并不是萬能的，它必須在一定的原則下，經(jīng)過可處理試驗(yàn)，確定生物修復(fù)設(shè)計(jì)工藝參數(shù)。整理ppt六、生物修復(fù)的可處理試驗(yàn)1、生物修復(fù)的原則適合的生物（主體）

——先決條件適合的場(chǎng)所（受體）

——污染物和合適的生物相接觸的地點(diǎn)適合的環(huán)境條件

——控制或改變環(huán)境條件使生物的代謝與生長(zhǎng)活動(dòng)處于最佳狀態(tài)環(huán)境因子包括溶解氧、溫度、pH值、無機(jī)養(yǎng)分（氮、磷）、電子受體（氧氣、硝酸鹽、硫酸鹽、二氧化碳）等。整理ppt2、生物修復(fù)的可處理試驗(yàn)5、確定生物修復(fù)效果所需的監(jiān)測(cè)手段。

（1）、可處理試驗(yàn)的目的1、提供污染物在生物修復(fù)過程中的行為和歸宿的數(shù)據(jù)2、評(píng)價(jià)生物修復(fù)所能達(dá)到的速度和程度:對(duì)任何系統(tǒng),最重要的問題是確定能達(dá)到的處理水平和耗時(shí)長(zhǎng)短3、評(píng)估生物修復(fù)技術(shù)的可行性和局限性

4、評(píng)價(jià)污染物被修復(fù)后所帶來的二次污染問題整理ppt反應(yīng)器試驗(yàn)（2）、可處理性試驗(yàn)方法土壤滅菌試驗(yàn)土壤柱試驗(yàn)搖瓶試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)小區(qū)試驗(yàn)整理ppt土壤滅菌試驗(yàn)

選取有代表性土壤經(jīng)混勻后分裝于容器中。容器分為兩組，一組經(jīng)高溫滅菌或適當(dāng)藥劑處理以殺滅其中微生物，另一組不滅菌。分別施入同量的目標(biāo)污染物，置于空氣中培養(yǎng)。在一個(gè)時(shí)期內(nèi)，定期監(jiān)測(cè)兩組土壤中該污染物的消失情況，最后判定是否為可生物降解性物質(zhì)及其降解速率。如試驗(yàn)周期長(zhǎng)于7d，需補(bǔ)充無菌水以利土壤微生物的活動(dòng)。整理ppt土壤柱試驗(yàn)一般以擬修復(fù)的污染土壤類型及耕作層深度，并按相應(yīng)的疏松程度（容重）裝成土柱。土柱內(nèi)徑至少5cm以上。加氧（強(qiáng)制通氣或用雙氧水）。整理ppt搖瓶試驗(yàn)

在三角瓶中配制以該污染物為主要碳源的培養(yǎng)液，另補(bǔ)加適當(dāng)?shù)腘、P、S、生長(zhǎng)素等其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，調(diào)節(jié)pH值（必要時(shí)可調(diào)至中性微堿及微酸性兩種培養(yǎng)液以分別適應(yīng)細(xì)菌與真菌的需要）。設(shè)不接種微生物的處理組作為對(duì)照，接種的微生物可以是一種或多種，也可接種經(jīng)馴化的活性污泥，在不同的通氣條件與溫度條件下進(jìn)行培養(yǎng)。在一個(gè)階段內(nèi)定時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)各三角瓶?jī)?nèi)培養(yǎng)液的變化。

整理ppt反應(yīng)器試驗(yàn)探頭入孔采樣口樹脂收集器CO2收集器土壤、水懸浮混合液直接傳動(dòng)混合器空氣圖1－3實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)器試驗(yàn)?zāi)Ｐ驼韕pt生物轉(zhuǎn)化：在生物酶的作用下使污染物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)發(fā)生微小的改變，使污染物毒性加強(qiáng)或減弱。生物降解：在生物酶的作用下經(jīng)過一系列生化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單化合物的現(xiàn)象。礦化：終極生物降解。指有機(jī)污染物降解為CO2和水的過程。整理ppt現(xiàn)場(chǎng)小區(qū)試驗(yàn)在處理現(xiàn)場(chǎng)的一部分區(qū)域，從1~幾百平方米，用木板隔開，深度2~4米。整理ppt3、生物修復(fù)工程設(shè)計(jì)

生物修復(fù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它需要依靠工程學(xué)、環(huán)境學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、微生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、土壤學(xué)、水文學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科的合作，為了確定生物修復(fù)技術(shù)是否適用于某一受污染環(huán)境和某種污染物，需要進(jìn)行生物修復(fù)的工程設(shè)計(jì)。整理ppt生物修復(fù)工程設(shè)計(jì)要素：生物修復(fù)工程設(shè)計(jì)場(chǎng)地信息收集技術(shù)查詢技術(shù)路線選擇可處理性試驗(yàn)修復(fù)效果評(píng)價(jià)實(shí)際工程設(shè)計(jì)小試中試整理ppt場(chǎng)地信息收集（1）污染物的種類和化學(xué)性質(zhì)、在土壤中的分布和濃度、受污染的時(shí)間。（2）當(dāng)?shù)卣Ｇ闆r下和受污染后微生物的種類、數(shù)量和活性以及在土壤中的分布，分離鑒定微生物的屬種，檢測(cè)微生物的代謝活性，從而確定該地是否存在適于完成生物修復(fù)的微生物種群。（3）土壤特征，如溫度、孔隙度、滲透率。（4）受污染現(xiàn)場(chǎng)的地理、水力地質(zhì)和氣象條件以及空間因素（如可用的土地面積和溝渠）。（5）有關(guān)的管理法規(guī)，根據(jù)相應(yīng)的法規(guī)確立修復(fù)目標(biāo)。整理ppt修復(fù)效果評(píng)價(jià)在可行性研究的基礎(chǔ)上，對(duì)所選方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。%10