1、L/O/G/O環境污染生物修復技術生物修復的概念 廣義的生物修復，指一切以利用生物為主體的環境污染的治理技術。 狹義的生物修復，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。生物修復技術的特點 優點：投資費用省，對環境影響小，能有效降低污染物濃度，適用于在其他技術難以應用的場地，而且能同時處理受污染的土壤和地下水。 局限性：需對具體地點的狀況和污染物進行詳細而昂貴的考察，微生物活性受溫度和其他環境條件的影響，某些情況下，生物修復不能去除全部的污染物。生物修復的分類 按作用方式中有無人為的有目的的活動分兩類：自然生物修復和人為生物修復。 實際上一般分類為：植物修復，微生

2、物修復以及動物修復植物修復 植物修復過程中可以具體分為5種： 植物轉化 根濾作用 植物輔助生物修復 植物萃取 植物固定植物轉化 原理：植物轉化也稱植物降解(Phytodegradation)，指通過植物體內的新陳代謝作用將吸收的污染物進行分解，或者通過植物分泌出的化合物比如酶的作用對植物外部的污染物進行分解。植物轉化技術使用于疏水性適中的污染物，如BTEX，TCE，TNT等軍用排廢.對于疏水性非常強的污染物，由于其會緊密結合在根系表面和土壤中，從而無法發生運移.對于這類污染物，更適合采用之后提到的植物固定和植物輔助生物修復技術來治理。根濾作用 原理：借助植物羽狀根系所具有的強烈吸持作用，從污水

3、中吸收，濃集，沉淀金屬或有機污染物，植物根系可以吸附大量的鉛，鉻等金屬.另外也可以用于放射性污染物，疏水性有機污染物(如三硝基甲苯TNT)的治理。進行根濾作用所需要的媒介以水為主.因此根濾是水體，淺水湖和濕地系統進行植物修復的重要方式，所選用的植物也以水生植物為主。植物輔助生物修復 原理：通過植物的吸收促進某些重金屬轉移為可揮發態，揮發出土壤和植物表面，達到治理土壤重金屬污染的目的。有些元素如Se、As和Hg通過甲基化揮發，大大減輕土壤的重金屬污染。如B.Juncea能使土壤中的Se以甲基硒的形式揮發去除。還有的研究表明煙草能使毒性大的二價汞轉化為氣態的零價汞。Rugh等將細菌的汞還原酶基因轉

4、入Arabidopsistfialiana中，發現該植物對HgCl2的抗性和將Hg2+還原為Hg的能力明顯增強。這一方法只適用于揮發性污染物，植物揮發要求被轉化后的物質毒性要小于轉化前的污染物質，以減輕環境害。由于這一方法只適用于揮發性污染物，應用范圍很小，并且將污染物轉移到大氣和或異地土壤中對人類和生物又一定的風險，因此，它的應用將受到限制。植物萃取 原理：種植一些特殊植物，利用其根系吸收污染土壤中的有毒有害物質并運移至植物地上部，通過收割地上部物質帶走土壤中污染物的一種方法。植物提取作用是目前研究最多，最有發展前景的方法。該技術利用的是一些對重金屬具有較強忍耐和富集能力的特殊植物。要求所用

5、植物具有生物量大、生長快和抗病蟲害能力強的特點，并具備對多種重金屬較強的富集能力。此方法的關鍵在于尋找合適的超富集植物和誘導出超級富集體。植物固定原理：利用植物根際的一些特殊物質使土壤中的污染物轉化為相對無害物質的一種方法。植物在植物穩定中主要有兩種功能：1.保護污染土壤不受侵蝕，減少土壤滲漏來防止金屬污染物的淋移;2.通過金屬根部的積累和沉淀或根表吸持來加強土壤中污染物的固定。應用植物穩定原理修復污染土壤應盡量防止植物吸收有害元素，以防止昆蟲、草食動物及牛、羊等牲畜在這些地方覓食后可能會對食物鏈帶來的污染。然而植物穩定作用并沒有將環境中的重金屬離子去除，只是暫時將其固定，使其對環境中的生物不

6、產生毒害作用，但并沒有徹底解決環境中的重金屬污染問題。如果環境條件發生變化，重金屬的生物可利用性可能又會發生改變。因此，植物固定不是一個很理想的修復方法。植物修復的評價 優點：花費低，適應性廣，無二次污染物。 缺陷：修復周期長，對于深層污染的修復有困難，由于氣候及地質等因素使得植物的生長受到限制，存在污染物通過“植物動物的食物鏈進入自然界的可能。微生物修復 微生物修復技術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。它包括自然和人為控制條件下的污染物降級或無害化的過程。人工濕地系統污水處理中的微生物 人工濕地技術是20世紀70年代發展起來一項新型污水生態處理技術。所謂

7、人工濕地,就是人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統。人工濕地是一種經濟適用的污水處理方法,其具有污泥減量化、處理高效性、運行和維護成本低廉、無化學污染和能源損耗、無臭氣等優點,同時還可以作為城市景觀。人工濕地對污染物的凈化主要是通過植物、填料和微生物之間的物理、化學、生物作用得以實現,而微生物群體是維持濕地生態系統和實現生態凈化功能的重要組成赤潮防治中的微生物 在赤潮藻的生消過程中,除了與環境中溫度、鹽度、光照、水深、營養物供應等物理化學因素有密切關系外,還與大量不同種類的微生物共生,它們各自的代謝物可以對彼此產生有利或有害的影響,細菌代謝物可以有效地阻礙甚至終止藻類的繁殖。石油化工污染治理

8、中的微生物 早在20世紀70年代,美國率先開始利用細菌來消除石油污染的研究,隨后各國相繼開展。 我國絲狀真菌、細菌等微生物在石油污染的研究中也取得了一些成果。據報道,能夠降解石油的微生物可達200多種,分屬于70個屬,其中細菌占40個屬,常見的海洋石油降解菌有4大類群:細菌、放線菌、霉菌、酵母菌。石油化工污染治理中的微生物 利用微生物修復石油化工造成的污染已經有很多成功的典型實例。1984年,針對美國密蘇里州西部石油運輸泄漏事件,采用了添加氮磷營養物質、人工曝氣的方法進行原位生物修復,經過32個月的運行,苯、甲苯和二甲苯的質量濃度從2030 mg/L急降至00501 mg/L,得到了良好的環境

9、修復效果。微生物修復展望 目前我們對于微生物的研究開發利用還是冰山一角,而我國又面臨著來自生活生產各個方面的嚴峻環境污染問題,所以進一步深入研究微生物的環境修復功能不僅具有很大潛力,而且時間很緊迫,任務很艱巨。在已有的研究基礎上,為了更好地提高微生物修復治理效果,獲得環境污染治理新突破,就要采用新的工藝手段,生產易于微生物降解的化合物,合成具有特殊降解能力的工程菌。土壤動物修復的概念 土壤動物修復技術：利用土壤動物及其腸道微生物在人工控制或自然條件下,在污染土壤中生長、繁衍、穿插等活動過程中對污染物進行破碎、分解、消化和富集的作用,從而使污染物降低或消除的一種生物修復技術。土壤動物對一般有機污

10、染物的處理機理 土壤動物主要是通過對生活垃圾及糞便污染物進行破碎、消化和吸收轉化,把污染物轉化為顆粒均勻,結構良好的糞肥。而且這種糞肥中還有大量有益微生物和其他活性物質,其中原糞便中的有害微生物大部分被土壤動物吞噬或殺滅。其次,土壤動物腸道微生物轉移到土壤后,填補了土著微生物的不足,加速了微生物處理剩余有機污染物的處理能力。土壤動物對一般有機污染物的處理機理 全國已有500多家公司利用蚯蚓處理畜禽糞便,也有許多農場養殖蠅蛆、蠐螬等來處理糞便,大大地降低了糞便污染量。 而中國農業大學的孫振鈞教授等研究的蚯蚓生物反應器每臺每年可處理生活垃圾等廢棄物幾千噸,同時可以產生1800 t蚓糞有機肥料。土壤

11、動物對農藥、礦物油類的富集 農藥中含有有機氯、有機磷等具有很強的毒性,對高等動物的神經系統、大腦、心臟、脂肪組織造成損傷;而礦物油類抑制土壤呼吸,使得土壤肥力降低。從生態學角度上看,土壤動物處在陸地生態鏈的底部,對農藥、礦物油類等具有富集和轉化作用。土壤動物對重金屬的形態的轉化和富集作用 土壤動物不僅直接富集重金屬,還和微生物、植物協同富集重金屬,改變重金屬的形態,使重金屬鈍化而失去毒性。特別是蚯蚓等動物的活動促進了微生物的轉移,使得微生物在土壤修復的作用更加明顯;同時土壤動物把土壤有機物分解轉化為有機酸等,使重金屬鈍化而失去毒性。土壤動物對重金屬的形態的轉化和富集作用 蚯蚓活動不僅增加了黑麥草根部的積累,菌根則能促進從黑麥草根部向地上部轉移.黑麥草吸收含量與土壤和蚓糞中提取態含量之間呈顯著正相關,蚓糞中Cd含量顯著高于土壤中的含量。因此,蚓糞中有效態是植物吸收的重要供源。土壤動物修