生物修复
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生物修复技术
目标化合物必须能够被生物利用
污染场地或生物处理反应器的环境必须利于微生物生长和保持活性 处理费用较低
6/17
影响生物修复的环境因素
非生物因素 营养物质 电子受体
温度、pH、湿度水平、盐度、有毒物质、静水压力
氮、磷、生长因子如氨基酸、B族维生素、脂溶性维生素及其他有机分子
好氧微生物的电子受体是O2，兼性厌氧微生物可利用硝酸盐、CO2、硫酸盐、 三价铁等
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异位生物处理
用于土壤修复的特制生物反应器，可处理多环芳烃、BTEX（苯、甲苯、乙基苯、二甲苯）或 其混合物
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泥浆反应器：将污染土壤与液体混合起来形成泥浆，引入反应器进行处理，与活性污泥反应 器相似，并可控制各种运行参数。可有效分解多环芳烃、杂环化合物、酚等
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土壤堆积（soil piles）：将含污染物的土壤堆放在不透水的衬层上，设置通气管道，通入
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利用注射井进行地下水修复
利用生物滴滤池修复地下水
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生物修复技术进展
生物强化技术的应用：尚缺乏在实际土地处理或特制生物床反应器系统中 具有说服力的成功应用 白腐真菌技术：具有强大的胞外酶，属于过氧化物酶，可催化多种有机化 合物分解，如多环芳烃、多氯联苯、炸药等 共代谢：额外提供碳源和能源 厌氧过程：现存生物修复工程均是好氧系统 酶的应用：尚未应用于实践，研究集中于固定化酶
生物修复技术
1
应用生物修复技术的原因
来自农田耕种、工厂废弃化学物质堆放、事故性排放、污泥处置等的大量 合成有机物进入土壤，造成土壤环境及地下水的污染 自然条件下，土壤中存在着丰富的微生物种群，具有分解污染物质、净化 环境的能力，这种净化过程实际上就是生物修复，但反应速度较慢 污染问题的日益突出及各国环境标准不断严格化的发展趋势，生物修复被 给予更多的关注
生物修复
55.9-411.6
镉 1.08-15.6 4.1 0.14 0． 3
含量范围 29.5-64.1 平均值
土壤背景值 土壤环境质 量标准（II 级）
41.5 22.4 50
143.6 38.8 250
引自：王亮等，温州市城郊污灌对土壤和蔬菜品质的影响
28
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
蔬菜重金属含量(mg/kg)
铅 镉
0.2 0.05 莴苣 小青菜 大白菜 甘蓝 葫芦 标准
蔬菜品种(春季)
温州市部分蔬菜基地蔬菜重金属污染情况调查
（王亮等，2000年，内部资料）
29
杭州市城郊转塘等十一个蔬菜基地 土壤的重金属含量（mg/kg)
元素 含量范围 平均值
土壤背景值 土壤环境质 量标准（II 级）
生物修复的目的是将有机污染物浓度降低到低于检测限或低
于环境标准规定的安全浓度。
7
7.3 生物修复的优缺点
1. 生物修复技术的优点
生物修复可以现场进行，这样减少了运输费用和人类直接接触污染
物的机会；
生物修复经常以原位方式进行，这样可使对污染位点的干扰或破坏
达到最小，可在难以移动的地方（如建筑物下、公路下）进行，在 生物修复时场地可以照常使用；
生物降解，如多氯代化合物和重金属。污染物的不溶解性及其在土壤中
与腐殖质和粘粒结合，使生物修复更难以进行；
有些化学品经微生物降解后其产物的毒性和移动性比母体化合物反
而增加。例如三氯乙烯（TCE）在厌氧条件下可以进行一系列的还原脱
卤作用，产物之一的氯乙烯（VC）是致癌物。因此，如果不对微生物 降解过程有全面了解，有时情况会比原来更糟；
镉 1.08-15.6 4.1 0.14 0． 3
含量范围 29.5-64.1 平均值
土壤背景值 土壤环境质 量标准（II 级）
41.5 22.4 50
143.6 38.8 250
引自：王亮等，温州市城郊污灌对土壤和蔬菜品质的影响
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0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
蔬菜重金属含量(mg/kg)
铅 镉
0.2 0.05 莴苣 小青菜 大白菜 甘蓝 葫芦 标准
蔬菜品种(春季)
温州市部分蔬菜基地蔬菜重金属污染情况调查
（王亮等，2000年，内部资料）
29
杭州市城郊转塘等十一个蔬菜基地 土壤的重金属含量（mg/kg)
元素 含量范围 平均值
土壤背景值 土壤环境质 量标准（II 级）
生物修复的目的是将有机污染物浓度降低到低于检测限或低
于环境标准规定的安全浓度。
7
7.3 生物修复的优缺点
1. 生物修复技术的优点
生物修复可以现场进行，这样减少了运输费用和人类直接接触污染
物的机会；
生物修复经常以原位方式进行，这样可使对污染位点的干扰或破坏
达到最小，可在难以移动的地方（如建筑物下、公路下）进行，在 生物修复时场地可以照常使用；
生物降解，如多氯代化合物和重金属。污染物的不溶解性及其在土壤中
与腐殖质和粘粒结合，使生物修复更难以进行；
有些化学品经微生物降解后其产物的毒性和移动性比母体化合物反
而增加。例如三氯乙烯（TCE）在厌氧条件下可以进行一系列的还原脱
卤作用，产物之一的氯乙烯（VC）是致癌物。因此，如果不对微生物 降解过程有全面了解，有时情况会比原来更糟；
第五讲 生物修复
四、生物补救的可行性评估程序
（一）数据调查
（1）污染物的种类、化学性质、分布、浓度，污染时间长短。 （2）污染前后微生物的种类、数量、活性及分布情况。 （3）土壤特性，如温度、孔隙度和渗透率。 （4）污染区域的地质、地理与气候条件。 （二）技术咨询 在掌握当地情况之后，应向有关信息中心查询是否在相似的情 况下进行过就地生物处理，以便采用和借鉴他人经验。如在美国可 向“新型处理技术信息中心”（ATTIC）提出技术查询。
目前已经及正在应用的生物修复技术大致分为
原位修复 污染土壤不需移动，污染地下水不需用泵抽至 （in situ） 地面。此方法的优点是处理费用低，但处理过 程控制比较难。
生 物 修 复 技 术
异位修复 需要通过某种方法将污染介质转移到污染现场 （ex situ） 附近或之外，再进行处理。通常污染物搬动费 用较大，但处理过程容易控制。
生物处理（生物修复技术） 成本低；不破坏植物生长所需的土壤环境；污染物氧化 完全，没有二次污染问题；处理效果好，对低分子量的污染物去除 率可达 99％以上；可就地处理，操作简单。
一、影响生物修复技术的主要因素
影响污染土壤生物修复的因素有许多，主要取决于污染物自 身的性质、土壤微生物生态结构和土壤中的环境因子等。
(1) 污染物的特性 土壤中各种石油生物降解速率从大到小的顺序是： 汽油、飞机用油、加热油、柴油、船用油。 微生物对不同品质原油的降解率也不同，如：低硫、高饱和烃的 原油可降解程度大；老化的原油比新鲜的可降解程度低得多。烃类 的可溶性直接影响其生物降解速率。油浓度对降解菌的生物降解能 力也有影响，如：土壤中烃浓度1.25％～5％时，土壤呼吸强度增大 ；达10％时，不再增大；达15％时，呼吸强度下降。
（2）这些微生物必须能以相当速率降解污染物，并使其浓度降 低至环境要求的范围内；
生物修复技术
微生物修复技术
原理
利用微生物的生命活动，将污染 物转化为无害或低毒性的物质，
从而达到修复环境的目的。
厌氧生物修复
利用厌氧微生物将有机物转化 为甲烷和二氧化碳。
好氧生物修复
通过好氧微生物的代谢作用， 将有机物氧化分解为二氧化碳 和水。
生物强化技术
通过添加具有特定功能的微生 物，提高污染物的降解效率。
微生物-动物联合修复
利用微生物的降解作用和动物的生理 功能，共同促进污染物的转化和去除。
植物-动物联合修复
结合植物的吸收转化能力和动物的生 理功能，协同去除污染物。
03 生物修复技术的实践案例
土壤污染的生物修复案例
案例一
某农药厂附近的土壤污染，采用植物 修复技术，种植对农药有较强吸收能 力的植物，通过植物的吸收和转化去 除土壤中的农药残留。
植物修复技术
原理
利用植物的吸收、转化和降解能力，将污染 物从环境中去除或降低其浓度。
植物提取
利用植物吸收污染物的能力，将其从土壤或 地下水中提取出来。
植物稳定化
通过植物的生长和代谢，降低污染物的移动 性和生物可利用性。
植物挥发
利用植物将有机污染物转化为气体并释放到 大气中。
动物修复技术
原理
利用动物的生理功能和行为习性，促进污染 物的分解和转化。
大气治理等。
A
B
C
D
国际合作加强
面对全球性的环境问题，各国将加强在生 物修复技术领域的合作，共同应对挑战。
政策支持
随着环保政策的加强，政府将加大对生物 修复技术的支持力度，推动技术的研发和 应用。
生物修复技术的未来研究方向
新型生物种群的开发
寻找和开发能够高效降解污染物的新型生物种群，提高修复效率。
生物修复名词解释
生物修复名词解释生物修复是一种利用生物学原理和技术进行环境修复的方法。
它利用生物体的生长、代谢和适应性等特性，通过引入或增强环境中的生物物种来减少或消除环境中的污染物或有害物质，促进环境的自然修复和恢复。
生物修复可以用于修复受到污染的土壤、水体和大气等不同类型的环境。
在土壤修复中，生物修复可以通过植物的吸收、积累和转运等途径，降低或消除土壤中的污染物。
例如，植物可以通过根系吸收土壤中的重金属，将其积累在地上部分，并随后通过割取植物或收割作为生物质燃料来去除土壤中的污染物质。
在水体修复中，生物修复可以利用生物控制技术，如放流优势有益的微生物，以降低水体中的污染物浓度，提高水质。
在大气修复中，生物修复可以通过利用植物的光合作用吸收和固定大气中的二氧化碳，从而减少温室气体的排放。
生物修复具有许多优点。
首先，生物修复是一种环境友好的修复方法，不会引入人工化学物质或给环境带来进一步破坏。
其次，生物修复是一种经济效益高的修复方法。
相较于传统的土壤挖掘和替换等工程方法，生物修复通常更具成本效益，且可以节省大量的时间和资源。
此外，生物修复还具有可持续性和可再生性。
生物修复所需的生物物种大多数可以自然繁殖和扩散，可以在修复完成后继续存在以保持修复效果。
然而，生物修复也存在一些限制和挑战。
首先，生物修复的效果可能受到环境条件和生物物种的影响。
不同的环境因素，如温度、湿度和土壤pH等，可能对生物修复的效果产生影响。
此外，某些生物物种对于特定污染物的适应性可能有限，因此他们可能无法在特定环境中有效修复污染物。
此外，生物修复过程中可能会产生一些副产品或次生污染物，需要进一步处理和监控。
总的来说，生物修复作为一种可持续和环境友好的修复方法，在环境修复中具有广阔的应用前景。
随着生物学和生态学等科学的进一步发展，生物修复技术将不断完善和创新，为环境修复提供更加有效和可持续的解决方案。
环境污染的生物修复
环境污染的生物修复技术
生物修复的概念
1.广义的生物修复(Bioremediation) 利用生物将土壤、地表及地下水或海洋中的危险性污染物现 场去除或降解的工程技术系统称为生物修复。
2.生物修复分类 可以分为微生物修复、植物修复、动物修复和生态修复四大 类，其中微生物修复就是我们通常所称的狭义上的生物修复。
微生物在环境污染治理中的作用■
②累积及固定重金属 在微生物累积重金属方面，已阐明同细胞内金属硫
蛋白(Metalothioneins)简称MT有关，MT是一种低分子量 的细胞质蛋白，同Hg, Zn、Cd、Cu、Ag等重金属有强烈的 亲和性，结果使重金属富集并抑制其毒性。
生物降解与生物催化数据库
共收集了 1147 种化合物；
微生物在环境污染治理中的作用■
2.微生物对重金属的转化与固定 微生物虽然不能降解重金属，但是可以降低其毒性，
并可将其累积在菌体内使之固定。 ①汞的去甲基化及还原 例如：蓝绿色假单胞菌、变形杆菌可使汞离子转化成元素 汞，经10小时后挥发掉的汞可达75% 。假单胞菌K62能使 无机汞和有机汞形成元素汞。
生物修复的基本思想
自然净化 溶解氧不足 营养盐缺乏
有效微生物生长缓慢 效率低下
生物修复
提高通气效率 补充营养(对石油污染而言，
主要是补充N、P) 投加优良菌种 效率高
环境的化学污染
化学曾经为社会的进步发现了或合成了成千上万种新 的化合物，到了1985年，在美国化学文摘（Chemical Abstracts, CA）上正式登录的化合物数目已达到了600万 种，1990年就超过了1000万种，目前已知的化合物远远超 过3000万种！
微生物具有强大的降解转化能力
• 微生物种类繁多，分布广 • 微生物个体微小，比表面积大，代谢速率快 • 微生物繁殖快，易变异，适应性强 • 代谢类型多样，具有多种降解酶 • 微生物的降解性质粒对环境异生物质的降解
生物修复的概念
1.广义的生物修复(Bioremediation) 利用生物将土壤、地表及地下水或海洋中的危险性污染物现 场去除或降解的工程技术系统称为生物修复。
2.生物修复分类 可以分为微生物修复、植物修复、动物修复和生态修复四大 类，其中微生物修复就是我们通常所称的狭义上的生物修复。
微生物在环境污染治理中的作用■
②累积及固定重金属 在微生物累积重金属方面，已阐明同细胞内金属硫
蛋白(Metalothioneins)简称MT有关，MT是一种低分子量 的细胞质蛋白，同Hg, Zn、Cd、Cu、Ag等重金属有强烈的 亲和性，结果使重金属富集并抑制其毒性。
生物降解与生物催化数据库
共收集了 1147 种化合物；
微生物在环境污染治理中的作用■
2.微生物对重金属的转化与固定 微生物虽然不能降解重金属，但是可以降低其毒性，
并可将其累积在菌体内使之固定。 ①汞的去甲基化及还原 例如：蓝绿色假单胞菌、变形杆菌可使汞离子转化成元素 汞，经10小时后挥发掉的汞可达75% 。假单胞菌K62能使 无机汞和有机汞形成元素汞。
生物修复的基本思想
自然净化 溶解氧不足 营养盐缺乏
有效微生物生长缓慢 效率低下
生物修复
提高通气效率 补充营养(对石油污染而言，
主要是补充N、P) 投加优良菌种 效率高
环境的化学污染
化学曾经为社会的进步发现了或合成了成千上万种新 的化合物，到了1985年，在美国化学文摘（Chemical Abstracts, CA）上正式登录的化合物数目已达到了600万 种，1990年就超过了1000万种，目前已知的化合物远远超 过3000万种！
微生物具有强大的降解转化能力
• 微生物种类繁多，分布广 • 微生物个体微小，比表面积大，代谢速率快 • 微生物繁殖快，易变异，适应性强 • 代谢类型多样，具有多种降解酶 • 微生物的降解性质粒对环境异生物质的降解
生物修复
影响生物修复的环境因素
6、捕食作用
环境中细菌或真菌浓度较高时，常存 在一些捕食或寄生类微生物。有些寄生微 生物可能引起细菌或真菌分解。这种捕食、 寄生及分解作用可能影响细菌或真菌对污 染物的生物修复过程。这种影响常是破坏 性的，但也有有利的情况。
影响生物修复的环境因素
7、种植植物
近年来，植物根际微生物 的分解过程受到了较多关注。 多数情况下，植物的种植有利 于生物修复的进行。
生物修复三原则
适合的地点
是指要有污染物和合适的微生物相 接触的地点。
生 物 修 复 三 原 则
适合的环境条件
是指要控制或改变环境条 件，使微生物的代谢和生长活 动处于最佳状态。
生 土壤原位生物修复 物 1、土地处理 修 天然土壤中存在丰富的微生物种 复 群，具多种代谢活性。因此，处理污 染物的一个简单方法是依靠土著微生 技 物的作用将污染物分解去除，这种方 术 法称为土地处理。当土著微生物不具 有污染物降解能力或其数量较少，可 的 在污染场地投加具有分解活性的微生 应 物，这种方法称作生物强化。 用
植物修复
生物修复
原位生物修复
异位生物修复
生物修复的主要技术
生物修复技术的种类很多，但大致可以分为原 位生物修复和异位生物修复两类。原位生物处理 中的污染对象不需移动，处理费用低，但处理过 程控制比较难。异位生物处理需要通过某种方法 将污染对象转移到现场之外，再进行处理。通常 污染物搬运费用较大，但处理过程容易控制。
生物修复技术的应用
地下水原位修复
一种有效的地下水原位生物修复方法是： 在修复区分别钻掘注水井和抽水井，接种 微生物和营养物，并通过向地面上抽取地 下水，造成地下水在地层中流动，促进微 生物的分布和营养物质的运输，保持氧气 供应，以利于微生物的修复作用。
生物修复技术10
生物修复技术10生物修复技术是一种通过生物体来修复受到污染的环境的方法，该技术可以有效地解决环境污染问题，减轻了人类对自然资源的破坏。
我们生活在一个日益工业化和城市化的时代，环境污染已经成为了人类必须面对的问题。
因此，生物修复技术应运而生，成为了环境保护工作中的一个重要组成部分。
本文将介绍生物修复技术的原理、优势、方法等方面。
一、生物修复技术的原理生物修复技术的原理是将有机污染物转化为无害物质，通过微生物等生物体来加速物质的降解。
生物修复技术的目的是利用生物体来加速有机物的降解，使受到污染的环境得到修复。
其基本原理是利用活性微生物等生物体对污染环境进行修复。
生物体能够吸收并分解有机污染物，最终将其分解为无害物质。
生物修复技术不仅可以修复土壤的污染，还可以修复空气和水体等环境。
二、生物修复技术的优势生物修复技术具有多方面的优势，主要包括以下几点：1.生态友好：生物修复技术采用生态环保的方法来修复环境，与传统的化学修复方法相比，更具有可持续性，不会对生态环境造成进一步破坏。
2.效果显著：生物修复技术能够针对不同污染物种类和浓度进行修复，特别是在沥青和石油等大规模水平受到污染的区域，生物修复技术具有更加显著的效果。
3.成本低廉：生物修复技术的诸多成分和修复手段是与自然环境相关的，因此，成本相对较低，对于修复环境人力物力的消耗也极低。
4.适用范围广：生物修复技术适用范围广泛，不仅可以用于陆地污染的修复，还可以用于水体的修复，例如湖泊、河流、海洋等水体。
三、生物修复技术的方法生物修复技术主要包括两种方法：自然修复和人工修复。
1.自然修复自然修复是指通过自然环境条件来加速有机物的降解，促进环境的修复。
主要通过生物修复、光化学修复、水文化修复和微波等物理化学修复等方面来实现。
生物修复：是指利用微生物、植物等生物体来修复环境的方法。
这些生物体在分解污染物方面具有很好的效果，可以将大量的有机污染物降解为无害物质。
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发生。
44
7.8.1.1 土壤原位生物处理
生物强化法
生物强化法是指在生物处理体系中投加具有特定功能的微
生物来改善原有处理体系的处理效果，如对难降解有机物的去 除等。投加的微生物可以来源于原来的处理体系，经过驯化、 富集、筛选、培养达到一定数量后投加，也可以是原来不存在 的外源微生物。在生物强化技术的实际应用中这两种方法都有
生物修复是一种科技含量较高的处理方法，它的运作必须符合污染地
的特殊条件。因此，最初用在修复地点进行生物可处理性研究和处理方 案可行性评价的费用要高于常规技术（如空气吹脱）的相应费用，一些 低渗透性土壤往往不适合生物修复。
10
7.4 生物修复的主要方法
生物修复技术的分类
原位生物修复
异位生物修复
26
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
蔬菜重金属污染面积占调 查数的%
轻污染 中污染 重污染
铜
锌
铅 重金属
镉
铬
宁波市部分蔬菜基地蔬菜重金属污染情况调查
（陆正松等，2000年，内部资料）
27
温州市城郊兴通桥等六个蔬菜基地 土壤的重金属含量（mg/kg)
元素 铜 锌 215.31552.4 575.6 91.1 200 铅
污染物的细菌和真菌。
在许多情况下，则要加入外源微生物。
19
7.6 生物修复三原则
使用适合的地点
适合的地点：要有污染物和合适的微生物相接
触的地点。
20
7.6 生物修复三原则
使用适合的环境条件
适合的环境条件：要控制或改变环境条件，使
微生物的代谢和生长活动处于最佳状态。
21
7.7 生物修复和生物处理
31
土壤污染的危害
• • • • 造成减产、导致严重的直接经济损失 导致食物品质下降 通过食物链危害人体健康 导致其他环境（大气、地表水、地下水污染， 生态系统退化等）问题
33
土壤的组成和性质决定土壤具有一定的净化能力。 土壤的净化能力是指污染物进入土壤后，经生物 和化学降解成为无毒物质；通过化学沉淀、络合和螯 合、氧化还原等作用转化为其它物质，被土壤牢固吸 附，不被植物利用。 土壤的净化能力是有限的，当进入土壤的污染物质 数量和速度超过了土壤的净化能力时，污染物在土壤中 积累，危害作物的正常生长发育，通过食物链会直接影 响人类健康。
生物降解，如多氯代化合物和重金属。污染物的不溶解性及其在土壤中
与腐殖质和粘粒结合，使生物修复更难以进行；
有些化学品经微生物降解后其产物的毒性和移动性比母体化合物反
而增加。例如三氯乙烯（TCE）在厌氧条件下可以进行一系列的还原脱
卤作用，产物之一的氯乙烯（VC）是致癌物。因此，如果不对微生物 降解过程有全面了解，有时情况会比原来更糟；
蔬菜重金属含量(mg/kg)
铅 镉
0.2 0.05 莴苣 小青菜 大白菜 甘蓝 葫芦 标准
蔬菜品种(春季)
温州市部分蔬菜基地蔬菜重金属污染情况调查
（王亮等，2000年，内部资料）
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杭州市城郊转塘等十一个蔬菜基地 土壤的重金属含量（mg/kg)
元素 含量范围 平均值
土壤背景值 土壤环境质 量标准（II 级）
采用，这取决于原有处理体系中的微生物组成及所处的环境。
45
7.8.1.1 土壤原位生物处理
生物通气法（bioventing）
生物通气法（bioventing）是向土壤亚表层供给空气或 O2，促进不饱和层中污染物生物降解的技术。这项技术只 能用于不饱和层土壤。
46
生物通风技术一般流程：
生物通风原位处理方式示意图
51
光修复的特点
可同时去除有机污染物和重金属、放射性核素，适用于 大面积、低污染的位点。其费用与其他生物处理技术相比较 低。但通常速率较低，需要时间较长。且对于吸附力较强或 已经老化或处于螯合状态的有机物不宜用此技术。
52
植物修复有机污染物的方式主要以植物固定、植物降解为主。 紫花苜蓿, 黑麦草, 小蓝茎草已成功地用于土壤中PAHs的修复，在6个
13
2.生物修复的影响因素
非生物因素 温度、pH值、湿度水平、盐度、有毒物质、
静水压力
营养物质：需添加氮、磷营养元素 电子受体：环境中的有机污染物在微生物的作用下被氧
化分解时需耗氧。
复合基质 微生物的协同作用：多数生物降解过程需要两种或更多
种类微生物的协同作用。
捕食作用
种植植物
14
微生物修复的基本原理：调节污染地的环境条件以促使 原有微生物或接种微生物的降解作用迅速完全进行。
3
7.1 概述
在天然的环境下通过某些工程手段以强化污染
物降解的生物净化作用，使污染物在被污染的河道、
海洋、地下水、土壤中就地或现场得到净化处理。
4
7.2 生物修复的基本内容与原理
广义的生物修复通常是指利用各种生物（包括微生物，动物
23
据报道
中国重金属污染耕地总计：2000万公顷 中国有机物污染农田总计：6000万公顷
24
全国土壤污染状况调查
《国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要》决定从 2006年起“开展全国土壤污染现状调查，综合治理土壤污染”。 2006年7月18日，国家环保总局组织召开全国土壤污染状况 调查视频会议，全国土壤污染状况调查7月18日在北京启动。 全国土壤现状调查及污染防治项目由环保总局和国土资源 部共同承担，包括八个专题，总经费预算约为10亿元，将在除 台湾省和港澳地区以外的各省、自治区、直辖市所辖全部陆地 国土展开，计划在三年半左右的时间完成。
铜 18.5-55.2 33.8 18.52 50
锌 56.3-177.0 107.8 76.91 200
铅 18.9-52.3 33.8 16.83 250
引自：谢正苗等，杭州市郊菜园土部分重金属污染状况的调查研究
30
土壤污染的原因 • 土壤自净作用：指进入土壤的污染物，在土壤矿物 质、有机质和土壤微生物的作用下，经过一系列的物 理、化学及生物化学反应过程，降低其浓度或改变其 形态，从而消除或降低污染物毒性的现象。 土壤发生污染是由于进入土壤的污染物净积累。 人类活动向土壤施加有害物质，是加速土壤污 染，引起土壤环境质量恶化加剧的主要原因。 导致土壤污染人类活动：工农业生产、生活废弃 物排放，如开矿、冶炼、化工生产、施肥等等。
34
典型修复技术的流程及原理
污染土壤修复工作流程
可处理计划
系统分析 应急对策
长期对策
净化处理 原位修复 原位分解 异位修复 原位提取 分离分解净化
43
稳定处理 原位稳定 异位稳定
7.8.1 土壤的生物修复
7.8.1.1 土壤原位生物处理
土地耕作法
土地耕作法（land farming）就是对污染土壤进行耕犁处 理。在处理过程中施加肥料，进行灌溉，施加石灰，从而尽可 能为微生物代谢污染物提供一个良好环境，使其有充足的营养、 水分和适宜的pH 值，保证生物降解在土壤的各个层面上都能
25
宁波市江东等五个蔬菜基地 土壤的重金属含量（mg/kg)
元素 含量范围 平均值
土壤背景值
铜
17.3-50.7
锌
59.5-194.3
铅
镉
铬
47.3-68.4
19.0-63.5 0.035-0.298
33.3 21.1
110.3 88.2
43.4 26.7
0.194 0.100
54.6 55.0
引自：陆正松等，土壤环境、施肥与农产品品质的关系
15
16
3.生物修复的基本措施
接种微生物或引种超积累植物
添加营养物
提供电子受体
提供共代谢底物以诱导共代谢酶产生
添加表面活性剂
17
7.6 生物修复三原则
使用适合的微生物 在适合的地点
适合的环境条件
18
7.6 生物修复三原则
使用适合的微生物
适合的微生物：具有生理和代谢能力并能降解
12
7.5 生物修复的影响因素与基本措施
1.用于生物修复的生物种类
土著微生物 外来微生物 基因工程菌
采用基因工程技术，将降解性质粒转移到一些能在污水和受 污染土壤中生存的菌体内定向地构建高效降解难降解污染物的工程 菌。
植物及超积累植物
特性：即使在污染物浓度较高时，也具有较高的积累速率；能 在体内积累高浓度的污染物；生长快、生物量大；能同时积累多种 污染物；具有抗虫抗病能力。
和植物）的特性，吸收、降解、转化环境中的污染物，使受
污染的环境得到改善的治理技术，一般分为植物修复、动物
修复和微生物修复三种类型。
狭义的生物修复通常是指在自然或人工控制的条件下，利用
特定的微生物降解、清除环境中污染物的技术。
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植物萃取、植物稳定、根 基修复、植物转化、根际 过滤、植物挥发等
植物修复
不同之处
生物修复 主要控制环境中的污染物 生物处理 控制排放口污染物
降解的化学品多是比较难降解 多是比较容易降解的有机物 的有毒化学品的复杂混合物 进行降解的基体常是多相的非 在精心设计的工程系统中进行 均质的环境
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7.8 生物修复技术的应用
7.8.1 土壤的生物修复
土壤污染的概念
土壤污染是指进入土壤中的有害、有毒物质超出土壤的自 净能力，导致土壤的物理、化学和生物学性质发生改变，降低 农作物的产量和质量，并危害人体健康的现象。 土壤污染直接的影响是土地生产力的下降；通过土壤 -植 物 - 动物 - 人体食物链的污染，危害人体健康、威胁人类生存； 土壤污染还危害其他环境要素如水体，大气等。