微生物與環(huán)境保護

關(guān)于微生物與環(huán)境保護主要內(nèi)容微生物對環(huán)境的污染微生物在物質(zhì)循環(huán)中的作用合成化合物的生物降解水體污染的控制生物修復(fù)技術(shù)第2頁,共83頁，2024年2月25日，星期天微生物對環(huán)境的污染途徑水體富營養(yǎng)化病原微生物微生物代謝物第3頁,共83頁，2024年2月25日，星期天一、水體富營養(yǎng)化及其控制概念成因危害控制措施第4頁,共83頁，2024年2月25日，星期天1.水體富營養(yǎng)化定義

是指大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)進入水體，使藻類等浮游生物異常增殖，從而破壞水體生態(tài)平衡,導(dǎo)致水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。

水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象發(fā)生在湖泊等內(nèi)陸水體被稱為水華（又叫水花）；發(fā)生在海洋被稱為赤潮（又叫紅潮）。第5頁,共83頁，2024年2月25日，星期天昆明滇池水華第6頁,共83頁，2024年2月25日，星期天2、我國水體富營養(yǎng)化的發(fā)展趨勢及現(xiàn)狀（1）湖泊（水庫）A、富營養(yǎng)化呈急劇惡化趨勢。

70年代后期80年代后期90年代后期至今富營養(yǎng)27％富營養(yǎng)61％富營養(yǎng)85％中營養(yǎng)69％中營養(yǎng)35％中營養(yǎng)15％貧營養(yǎng)4％貧營養(yǎng)4％貧營養(yǎng)0％第7頁,共83頁，2024年2月25日，星期天B、富營養(yǎng)化水體分布面積廣泛我國已成為世界上湖泊富營養(yǎng)化最嚴重的國家之一北部呼倫湖南方深圳洪湖西部新疆博斯騰湖昆明滇池東部無錫太湖安徽巢湖第8頁,共83頁，2024年2月25日，星期天A、赤潮發(fā)生的頻率越來越快（2）海洋

2003年全海域共發(fā)現(xiàn)赤潮119次，其中，在赤潮監(jiān)控區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)赤潮36次。

第9頁,共83頁，2024年2月25日，星期天B、赤潮發(fā)生的面積越來越大幾十平方公里幾百平方公里

幾千平方公里上萬平方公里2003年全海域赤潮累積面積達14550平方公里

C、赤潮持續(xù)時間越來越長幾天幾個星期

幾個月第10頁,共83頁，2024年2月25日，星期天1989年8月-10月黃驊發(fā)生嚴重赤潮，持續(xù)時間之長、致災(zāi)面積之大是國內(nèi)罕見的.使沿岸養(yǎng)蝦業(yè)遭受滅頂之災(zāi)。1999年5月15日，上海外灘赤潮

1999年7月16日遼東灣夜光蟲赤潮

2005年6月9日浙江玉環(huán)海域發(fā)生條帶狀的赤潮第11頁,共83頁，2024年2月25日，星期天3.水體富營養(yǎng)化的危害

產(chǎn)生毒素，威脅人畜生命安全

水質(zhì)嚴重惡化，影響水廠供水

水生生物大量死亡，經(jīng)濟損失慘重

湖泊失去旅游觀光價值

第12頁,共83頁，2024年2月25日，星期天1.產(chǎn)生毒素，威脅人畜生命安全

據(jù)報道，在富營養(yǎng)化的水體中主要有微囊藻、魚腥藻、束絲藻、裸甲藻、原甲藻等20多種藻類產(chǎn)生毒素。1986年，福建東山居民食用被裸甲藻污染的花蛤，造成136人中毒，1人死亡。

1995年，4月，菲律賓約2萬漁民食用了污染麻痹性貝毒的海產(chǎn)品，其中4名兒童死亡。

1996年，巴西某血透中心發(fā)生一起銅綠微囊藻毒素的水進行血透的醫(yī)療事故，使131名病人中毒，其中83人發(fā)生膽汁淤積性肝病，44人死于肺衰竭。

我國自20世紀60年代至今，據(jù)不完全統(tǒng)計，有600余人因誤食含有毒貝類而中毒，至少有29人死亡。第13頁,共83頁，2024年2月25日，星期天2、水質(zhì)嚴重惡化，影響水廠供水太湖曾因藍藻大規(guī)模的爆發(fā)，致使無錫水廠在1991、1997和2007年5月三度停止供水，引發(fā)水荒。市民大批搶購純凈水。

第14頁,共83頁，2024年2月25日，星期天

1972年,汕頭港赤潮,大量毛蚶死亡,鄰近的潮汕養(yǎng)殖場直接經(jīng)濟損失36萬元。

1989年,河北黃驊縣海域因赤潮使貝蝦減產(chǎn)2000噸,損失過億元。

1998年,深圳、珠海海域發(fā)生赤潮，深圳網(wǎng)箱死魚150噸，損失達2000萬元；珠海萬山群島死魚120噸，黃花魚苗210萬尾，損失達1500多萬元。據(jù)統(tǒng)計，我國每年因赤潮帶來的經(jīng)濟損失達幾億元之多。3、水生生物大量死亡，經(jīng)濟損失慘重第15頁,共83頁，2024年2月25日，星期天4、湖泊失去旅游觀光價值

第16頁,共83頁，2024年2月25日，星期天

水體富營養(yǎng)化的形成和影響因素1.富營養(yǎng)化的形成——以湖泊為例富營養(yǎng)沼澤地湖泊消亡自然條件下：幾百年或幾千年不可逆貧營養(yǎng)人為條件下：貧營養(yǎng)幾十年可逆富營養(yǎng)沼澤地湖泊消亡第17頁,共83頁，2024年2月25日，星期天4.水體富營養(yǎng)化的防治㈠外環(huán)境控制——限制氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)進入水體1.控制城市生活污水和工業(yè)廢水中氮磷的排放（提高處理率，嚴控直排；對污廢水進行深度處理除氮磷）

2.對污廢水進行深度處理除氮磷。3.提倡使用無磷洗滌劑4.加強對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的管理第18頁,共83頁，2024年2月25日，星期天<二>內(nèi)環(huán)境控制(除內(nèi)源)去除水體中的氮磷、去除水體中的藻類去除水體中的氮磷：工程轉(zhuǎn)移法、種植高等植物。2.去除水中藻類生物除藻；化學藥劑除藻；機械除藻第19頁,共83頁，2024年2月25日，星期天二、微生物在自然界物質(zhì)循環(huán)中的作用碳素循環(huán)氮素循環(huán)硫循環(huán)磷循環(huán)第20頁,共83頁，2024年2月25日，星期天碳素循環(huán)第21頁,共83頁，2024年2月25日，星期天

纖維素的分解途徑第22頁,共83頁，2024年2月25日，星期天二、氮素生物循環(huán)氮的存在形態(tài)分子態(tài)氮：存在于大氣中，含量為78%有機氮化合物：包括蛋白質(zhì)、核酸、其他含氮化合物無機氮化合物（氨氮和硝態(tài)氮）：植物只能利用無機氮，在動植物作用下三態(tài)相互轉(zhuǎn)化，其這生物起主要作用。第23頁,共83頁，2024年2月25日，星期天

主要過程分子氮經(jīng)生物固定為氨—生物固氮；氨態(tài)氮氧化為硝酸—硝化作用；含氮有機物分解形成氨—氨化作用；硝態(tài)氮還原為氮氣—反硝化作用。第24頁,共83頁，2024年2月25日，星期天氮素循環(huán)第25頁,共83頁，2024年2月25日，星期天硫循環(huán)第26頁,共83頁，2024年2月25日，星期天磷的生物循環(huán)

無機磷可以為植物所吸收利用，在食物鏈中傳遞，而一部分則以不溶性形式沉淀下來，離開了循環(huán)。這就是磷循環(huán)是不完全循環(huán)的原因所在。第27頁,共83頁，2024年2月25日，星期天三、合成化合物的生物降解與轉(zhuǎn)化農(nóng)藥的降解塑料的降解合成洗滌劑的降解第28頁,共83頁，2024年2月25日，星期天

微生物對農(nóng)藥的降解能力

農(nóng)藥的化學結(jié)構(gòu)決定了它被微生物降解的速率，例如2,4,5-T僅比2,4-D多一個氯原子，在土壤和水體中的降解時間就由14d增加到200d。不同農(nóng)藥，生物降解性由易到難依次為：脂肪酸類、有機磷酸鹽類、長鏈苯氧基脂肪酸類、短鏈苯氧基脂肪酸類、單基取代苯氧基脂肪酸類、三基取代苯氧基脂肪酸類、二硝基苯類、氯代烴類。第29頁,共83頁，2024年2月25日，星期天參與農(nóng)藥降解的微生物細菌中的假單胞菌屬、棒狀桿菌屬、無色桿菌屬、節(jié)桿菌屬、芽胞桿菌屬、產(chǎn)黃桿菌屬等；放線菌有諾卡氏菌屬、鏈霉菌屬等；真菌有木霉屬、曲霉屬、青霉屬、酵母屬等。第30頁,共83頁，2024年2月25日，星期天非酶方式有：①以兩種方式促進光化學反應(yīng)的進行，微生物的代謝物作為光敏物，吸收光能并傳遞給農(nóng)藥分子或以微生物的代謝物作為電子受體或供體。②通過改變pH值發(fā)生作用。③通過產(chǎn)生輔助因子促進其他反應(yīng)進行。第31頁,共83頁，2024年2月25日，星期天微生物代謝農(nóng)藥的途徑

氧化、還原、酰胺及酯的水解、縮合或共軛形成等，使農(nóng)藥脫鹵、脫烴、環(huán)裂解。第32頁,共83頁，2024年2月25日，星期天農(nóng)藥的微生物降解與轉(zhuǎn)化的結(jié)果：①解毒作用，將農(nóng)藥降解為無毒物質(zhì)；②結(jié)合作用，農(nóng)藥被結(jié)合，產(chǎn)物雖然更復(fù)雜但多數(shù)為無毒物；③改變毒性譜，農(nóng)藥被代謝后，受其毒害的生物種類發(fā)生改變；④活化作用，農(nóng)藥被轉(zhuǎn)變?yōu)楦镜幕蛑掳┑奈镔|(zhì)；⑤消效作用，原來具有潛在毒作用的物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為無毒物。第33頁,共83頁，2024年2月25日，星期天影響農(nóng)藥生物降解的因素（1）環(huán)境因素有氣候條件（溫度、降水、風、光照等）；土壤特性（好氧∕厭氧狀態(tài)、有機質(zhì)含量、pH、礦物質(zhì)等）；生物群落（植物、動物、微生物）。（2）農(nóng)藥本身性質(zhì)農(nóng)藥的組分、劑型進入土壤后都會對微生物及土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生影響，從而間接影響農(nóng)藥的轉(zhuǎn)化；這些組分同樣會影響到農(nóng)藥的揮發(fā)性和移動性，進而影響到農(nóng)藥的轉(zhuǎn)化和光降解。（3）農(nóng)藥間的相互作用由于同時或先后使用多種農(nóng)藥，有時則是將幾種農(nóng)藥混合配用，就必然存在農(nóng)藥間的相互作用。這種相互作用會產(chǎn)生以下三種影響：增加降解速率、增加持久性、農(nóng)藥間或其殘留物間結(jié)合形成混合物。（4）農(nóng)業(yè)措施農(nóng)藥的施用方法、栽培技術(shù)及農(nóng)作物本身都可影響到農(nóng)藥在土壤中的持久性。第34頁,共83頁，2024年2月25日，星期天塑料的生物降解

合成塑料對環(huán)境的污染特點：（1）污染范圍廣（2）污染物增長量快（3）處理難（4）回收利用難（5）生態(tài)環(huán)境危害大第35頁,共83頁，2024年2月25日，星期天微生物對合成塑料的降解能力能降解增塑劑的微生物有：銅綠假單胞菌和氣單胞菌、諾卡氏菌、節(jié)桿菌中的某些種。第36頁,共83頁，2024年2月25日，星期天可生物降解的塑料（PHA）PHA就是采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)的聚羥基烷酸。能合成PHA的主要微生物有：產(chǎn)堿桿菌屬、假單胞菌屬、甲基營養(yǎng)菌、固氮菌屬、紅螺菌屬等，它們分別利用不同的碳源生產(chǎn)不同的PHA第37頁,共83頁，2024年2月25日，星期天能降解PHAs的微生物細菌、放線菌和霉菌，如糞產(chǎn)堿桿菌、勒氏假單胞菌、德氏假單胞菌和單純青霉等。在不同的pH、溫度環(huán)境中，降解PHAs的主導(dǎo)微生物也不同。通常情況下，PHAs厭氧降解比有氧降解快。第38頁,共83頁，2024年2月25日，星期天多氯聯(lián)苯的生物降解多氯聯(lián)苯（PCB）是人工合成的有機氯化合物，具有耐酸、耐堿、耐熱、絕緣性高、化學穩(wěn)定性高、脂溶性高等特點。常用作電器設(shè)備的絕緣油、化學工業(yè)的載熱劑、塑膠產(chǎn)品中的軟化劑和油漆油墨中的添加劑。PCB有毒，是一種致癌物，在環(huán)境中難于分解，能通過食物鏈富集，對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴重威脅。第39頁,共83頁，2024年2月25日，星期天降解PCB的微生物細菌中的假單胞菌屬、弧菌屬、氣單胞菌屬、微球菌屬、芽孢桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬和不動桿菌屬；放線菌中的鏈霉菌屬、小球諾卡氏菌屬；真菌中的白腐霉、根霉屬、曲霉屬及熱帶假絲酵母、紅色假絲酵母、解酯假絲酵母、釀酒酵母等。第40頁,共83頁，2024年2月25日，星期天

合成洗滌劑的生物降解從土壤、污水和活性污泥中分離到能以表面活性劑為唯一碳源和能源的微生物，主要是微球菌、假單胞菌、黃桿菌、鄰單胞菌、產(chǎn)堿桿菌等。表面活性劑的生物降解機理主要是烷基上的甲基氧化、β氧化、芳香環(huán)的氧化降解和脫磺化。第41頁,共83頁，2024年2月25日，星期天（1）甲基氧化主要是親油基末端的甲基氧化為羧基。（2）β氧化是羧基被氧化，末端的兩個碳斷裂、分解。（3）芳香族化合物的氧化是苯酚、水楊酸等化合物的開環(huán)反應(yīng)。首先生成鄰苯二酚，然后在兩個羥基中間開環(huán)，經(jīng)過二羧酸，最后被徹底降解。（4）脫磺化過程是脫磺基的過程。第42頁,共83頁，2024年2月25日，星期天四、微生物在水污染治理中的作用第43頁,共83頁，2024年2月25日，星期天(一)水體的自凈作用水體自凈：污染物排入江河或其它水域后，經(jīng)過擴散、稀釋、沉淀、氧化、受微生物的作用而分解等，使水體可基本上或完全恢復(fù)到原來的狀態(tài)，這個過程稱為水體自凈。水體的自凈能力是有限的，如果排入水體的污染物數(shù)量超過某一界限時，將造成水體的永久性污染，這一界限稱為水體的自凈容量或水環(huán)境容量。好氧細菌厭氧細菌光能自養(yǎng)型微生物水體自凈的天然過程：第44頁,共83頁，2024年2月25日，星期天(二)污、廢水生物處理方法分類區(qū)別好氧生物處理法厭氧生物處理法有機物降解徹底不徹底耗時短長臭氣無臭氣大且出水顏色深曝氣設(shè)備需要、較復(fù)雜不需要動力消耗大小且產(chǎn)能處理有機物濃度不能過高很高構(gòu)筑物容積很大較大處理對象城市污水或其它低濃度有機廢水高濃度有機廢和污泥達標排放一般可以需與好氧方法聯(lián)用才能達標排放常見類型活性污泥法、生物膜法厭氧消化法第45頁,共83頁，2024年2月25日，星期天活性污泥法中的微生物及其作用一、活性污泥的性質(zhì)和生物相1．活性污泥的形態(tài)1）外觀形態(tài)：活性污泥（生物絮凝體）為黃褐色絮凝體顆粒：2）特點：

(1)顆粒大小：Φ=0.02～0.2mm(2)表面積：20～100cm2/mL(3)(2000～10000)m2/m3污泥

活性污泥形狀圖第46頁,共83頁，2024年2月25日，星期天第47頁,共83頁，2024年2月25日，星期天2、活性污泥生物相生物相主要有：細菌、原生動物、霉菌、輪蟲、線蟲等。細菌以菌膠團形式構(gòu)成活性污泥的主體、絲狀微生物是活性污泥的骨架。第48頁,共83頁，2024年2月25日，星期天

由于活性污泥表面積很大（2000～10000m2/m3混合液），具有很強的吸附能力，可以吸附廢水中的有機物。

廢水與活性污泥接觸后，其中有機質(zhì)可以在約1～30min的短時間內(nèi)被吸附到活性污泥上。還可以吸附某些金屬離子，使之與有機物形成絡(luò)合物而得以去除。1、生物吸附活性污泥法的生物凈化機理

第49頁,共83頁，2024年2月25日，星期天2、氧化分解有機物

O2有機質(zhì)＋微生物＋氧微生物細胞增長CO2、H2O、SO42－、NH3、PO43－等＋能量熱能釋出隨水排出3、其它微生物吸收或吞食未分解徹底的有機物。

O2有機質(zhì)＋微生物＋氧微生物細胞增長CO2、H2O、SO42－、NH3、PO43－等＋能量熱能釋出隨水排出O2有機質(zhì)＋微生物＋氧微生物細胞增長CO2、H2O、SO42－、NH3、PO43－等＋能量熱能釋出隨水排出O2有機質(zhì)＋微生物＋氧微生物細胞增長CO2、H2O、SO42－、NH3、PO43－等＋能量熱能釋出隨水排出O2有機質(zhì)＋微生物＋氧微生物細胞增長CO2、H2O、SO42－、NH3、PO43－等＋能量熱能釋出隨水排出O2有機質(zhì)＋微生物＋氧微生物細胞增長CO2、H2O、SO42－、NH3、PO43－等＋能量熱能釋出隨水排出第50頁,共83頁，2024年2月25日，星期天活性污泥中微生物的指示作用

1、原生動物和微型后生動物的指示作用在污水處理生態(tài)系統(tǒng)中形成了一條特定的食物鏈，即細菌→植物性鞭毛蟲→肉足蟲→動物性鞭毛蟲→游泳型纖毛蟲、吸管蟲→固著型纖毛蟲→輪蟲。第51頁,共83頁，2024年2月25日，星期天2、絲狀微生物的指示作用

絲狀微生物附著于菌膠團上或與之交織在一起，成為活性污泥的骨架。其中，硫磺細菌能將水中硫化氫氧化為硫，并以硫粒形式存于體內(nèi)。當水中溶解氧高時（大于1mg/L），體內(nèi)硫粒可進一步氧化而消失。因此，通過對硫磺細菌體內(nèi)硫粒存在與否的觀察，可間接推測水中溶解氧的狀況。第52頁,共83頁，2024年2月25日，星期天第53頁,共83頁，2024年2月25日，星期天三.活性污泥膨脹和控制對策什么是活性污泥膨脹？正常的活性污泥顆粒體積膨脹，繼而分裂為沉降性很差的小顆粒污泥，引起二沉池池面飄泥嚴重，出水水質(zhì)急劇變差的現(xiàn)象。本質(zhì)—污泥密度變小或黏附能力下降。分類：

1.非絲狀菌污泥膨脹2.絲狀菌污泥膨脹(95％污泥膨脹)兩類第54頁,共83頁，2024年2月25日，星期天A.設(shè)調(diào)節(jié)池(及事故池)控制高負荷（BOD、毒物）沖擊B.控制溶解氧溶解氧濃度必須控制在3～4mg/L。C

調(diào)節(jié)廢水的營養(yǎng)配比盡量逼近BOD5與N和P的比例BOD5：N：P＝100：5：1。補N——尿素或含氮量高的污泥消化池上清液補P——磷酸鈉D.

改革工藝將活性污泥法改為生物膜法在曝氣池中加填料改為生物接觸氧化法如何預(yù)防污泥膨脹？第55頁,共83頁，2024年2月25日，星期天生物膜中微生物及其作用生物填料表面附著的生物薄膜進行污染物降解的生物處理法。于19世紀末，在研究土壤凈化污水的過濾田的基礎(chǔ)上，開發(fā)并應(yīng)用于生產(chǎn)。由于效果不如后來出現(xiàn)的活性污泥法，一度被長期擱置，60年代以后，由于新型合成材料的大量生產(chǎn)和環(huán)境保護對于水要求的進一步提高，生物膜法又獲得了新的發(fā)展。第56頁,共83頁，2024年2月25日，星期天生物膜的微生物組成

生物膜主要是由菌膠團和絲狀菌組成，此外還有原生動物、藻類和后生動物，還能棲息一些增殖極慢的肉眼可見的無脊椎動物。第57頁,共83頁，2024年2月25日，星期天厭氧污泥中的微生物及其作用廢水的厭氧處理主要用于高濃度有機廢水的前處理;厭氧法的優(yōu)點1．產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電或作為能源沼氣中的主要成分是甲烷，含量50~75%之間，是一種很好的燃料。以日排COD10t的工廠為例，若COD去除率為80%，甲烷產(chǎn)量為理論的80%時，則可日產(chǎn)甲烷2240m3,其熱值相當于3.85t原煤，可發(fā)電5400度電。第58頁,共83頁，2024年2月25日，星期天2．對營養(yǎng)物的需求量少好氧方法BOD：N：P=100：5：1，而厭氧方法為（350~500）：5：1，相比而言對N、P的需求要小的多，因此厭氧處理時可以不添加或少添加營養(yǎng)鹽。3．產(chǎn)生的污泥量少，運行費用低繁殖慢；不需要曝氣基于這些優(yōu)點，厭氧處理在食品、釀造、制糖等工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但厭氧處理也存在缺點第59頁,共83頁，2024年2月25日，星期天（二）厭氧活性污泥凈化廢水的作用機理復(fù)雜污染物的厭氧降解過程可以分為四個階段水解階段、發(fā)酵階段（又稱酸化階段）、產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段1．水解階段在細菌胞外酶的作用下大分子的有機物水解為小分子的有機物2．發(fā)酵階段梭狀芽孢桿菌、擬桿菌等酸化細菌吸收并轉(zhuǎn)化為更為簡單的化合物分泌到細胞外，產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨等第60頁,共83頁，2024年2月25日，星期天3．產(chǎn)乙酸階段上一階段的產(chǎn)物被進一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質(zhì)，這一階段的主導(dǎo)細菌是乙酸菌。同時水中有硫酸鹽時，還會有硫酸鹽還原菌參與產(chǎn)乙酸過程。4．產(chǎn)甲烷階段乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被甲烷菌利用被轉(zhuǎn)化為甲烷和以及甲烷菌細胞物質(zhì)。經(jīng)過這些階段大分子的有機物就被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、氫氣、硫化氫等小分子物質(zhì)和少量的厭氧污泥。第61頁,共83頁，2024年2月25日，星期天厭氧活性污泥處理的工藝流程其中厭氧活性污泥反應(yīng)器是工藝中的核心廢水調(diào)節(jié)池熱交換器↑37℃厭氧活性污泥反應(yīng)器氣柜沉淀池出水回流污泥剩余污泥第62頁,共83頁，2024年2月25日，星期天EM生物技術(shù)處理污水EM有效微生物（EffectiveMicro-organisms）是一種由酵母菌、放線菌、乳酸菌、光合細菌等10個屬80多種微生物復(fù)合而成的多功能微生物群。它既有分解性細菌，又有合成性細菌，既有厭氧菌、兼性菌，又有好氧菌。其特點是微生物類群多、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、對污染物分解能力強等。第63頁,共83頁，2024年2月25日，星期天五、微生物修復(fù)技術(shù)微生物修復(fù)技術(shù)的基本原理污染環(huán)境微生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用第64頁,共83頁，2024年2月25日，星期天主要利用生物特有的分解有毒有害物質(zhì)的能力去除污染環(huán)境中的污染物達到清除環(huán)境污染的目的。于上世紀80年代開始出現(xiàn)和發(fā)展。分類：微生物修復(fù)（狹義的生物修復(fù)）植物修復(fù)動物修復(fù)生態(tài)修復(fù)第65頁,共83頁，2024年2月25日，星期天韓國良才川水質(zhì)生物－生態(tài)修復(fù)設(shè)施橡膠壩

日本渡良瀨蓄水池的人工濕地

第66頁,共83頁，2024年2月25日，星期天生物修復(fù)技術(shù)的概念生物修復(fù)技術(shù)是采用諸如提高通氣效率、補充營養(yǎng)、投加優(yōu)良菌種、改善環(huán)境條件的辦法來提高微生物的代謝作用和降解活性水平，以促進對污染物的降解速度，從而達到治理環(huán)境污染的目的。第67頁,共83頁，2024年2月25日，星期天成功例子

1989年3月，在美國阿拉斯加，超級油輪BxxonValdez號4萬立方米的原油5h內(nèi)全部泄露，影響遍及1450Km的海岸。Bxxon公司和環(huán)保局馬上開始了所謂的“阿拉斯加研究計劃”，主要是在沿岸添加兩種親油的微生物營養(yǎng)組分，促使沉積物表面和次表面的異養(yǎng)菌和石油降解菌的數(shù)量增加了兩個數(shù)量級，石油污染的降解速度大大提高，最終凈化過程加快了近兩個月。80年代初，紐約長島汽油泄露，大約106t汽油進入土壤和地下水，他們采用了添加雙氧水作為供養(yǎng)體進行生物修復(fù)處理，21個月有效去除了土壤中的汽油，處理后土壤中汽油含量已經(jīng)低于檢測限。第68頁,共83頁，2024年2月25日，星期天目前生物修復(fù)有三大特點歐洲國家都是對傳統(tǒng)廢物的處理系統(tǒng)的強化和改進，開發(fā)許多有前景的環(huán)境產(chǎn)品美國側(cè)重不同污染地的土壤和水體的整治和修復(fù)日本重點放在全球性的環(huán)境修復(fù)第69頁,共83頁，2024年2月25日，星期天一、微生物修復(fù)的基本原理1.基本類型

原位生物修復(fù)：對被污染的介質(zhì)不作搬運轉(zhuǎn)移而直接在原污染點進行的修復(fù)處理過程。異位生物修復(fù)：通過某種方法將污染介質(zhì)轉(zhuǎn)移到污染現(xiàn)場附近或之外進行處理的方法。第70頁,共83頁，2024年2月25日，星期天生物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點1.環(huán)境影響小，不會造成二次污染2.最大限度地降低污染物濃度3.應(yīng)用范圍有獨特優(yōu)勢，地下，建筑物下等地4.可同時處理污染的土壤和地下水5.費用低第71頁,共83頁，2024年2月25日，星期天生物修復(fù)技術(shù)有其自身的局限性1．微生物不能降解所有進入環(huán)境的污染物，污染物的難生物降解性、不溶性以及與土壤腐殖質(zhì)或泥土結(jié)合在一起常常使生物修復(fù)不能進行。2．生物修復(fù)需要對地點的狀況和存在的污染物進行詳細而昂貴的具體考察，如在一些低滲透性的土壤中可能不宜使用生物修復(fù)技術(shù)，因為這類土壤或在這類土壤中的注水井會由于細菌生長過多而阻塞。第72頁,共83頁，2024年2月25日，星期天3．特定的微生物只降解特定類型的化學物質(zhì)，狀態(tài)稍有變化的化合物就可能不會被同一微生物酶破壞。4．微生物活性受溫度和其他環(huán)境條件影響。5．有些情況下，生物修復(fù)不能將污染物全部去除，因為當污染物濃度太低不足以維持降解細菌一定數(shù)量時，殘余的污染物就會留在土壤中。第73頁,共83頁，2024年2月25日，星期天國內(nèi)外學者對生物修復(fù)技術(shù)研究領(lǐng)域

（1）生物修復(fù)機理及影響因素；

（2）降解環(huán)境的人工優(yōu)化；

（3）微生物處理與植物處理各種修復(fù)處理手段相結(jié)合的技術(shù)；

（4）高效降解茵株的篩選和基因工程茵的開發(fā)；（5）各種酶在生物修復(fù)中的應(yīng)用；第74頁,共83頁，2024年2月25日，星期天用于生物修復(fù)的微生物1）土著微生物（nativemicroorganisms）

降解污染物的潛力最大。外來微生物在環(huán)境中難以保持較高的代謝活性。工程菌的應(yīng)用受到嚴格的限制化學物品的降解是分步進行的需要多種酶和多種微生物的參與第75頁,共83頁，2024年2月25日，星期天2）外來微生物土著微生物生長速度太慢、