第三章 污染治理生物技术 第六节 有害有机污染
微生物对环境污染的治理作用
微生物对环境污染的治理作用环境污染是当今世界所面临的重大问题之一。
随着工业化和城市化的快速发展，各种污染物不断排放，给生态系统和人类健康带来了巨大威胁。
然而，微生物作为一种重要的生物资源，在环境污染治理中发挥着重要的作用。
本文将探讨微生物在环境污染治理中的应用，并具体介绍几个微生物治理污染的案例。
一、微生物降解有机污染物有机污染物如石油类、农药等对环境造成严重破坏。
微生物通过降解有机污染物，将其转化为无害的物质，起到净化环境的作用。
例如，原油泄漏污染后，一些能够降解石油的微生物会迅速繁殖并分解石油中的碳氢化合物，从而减少原油对海洋生态系统的损害。
二、微生物修复重金属污染重金属是一类有毒物质，对环境和人体健康造成严重危害。
利用微生物可以将重金属离子转化为不溶性沉淀物，从而降低其毒性。
例如，铬是一种常见的重金属，存在于废水中会污染水源。
通过利用微生物修复技术，可以将六价铬转化为三价铬，降低其毒性，并将其沉积在土壤中，减少对水体的污染。
三、微生物净化水体水体污染是全球亟需解决的问题之一。
传统的水体净化方法成本高且效果有限。
而利用微生物可以降解水中的有机物和有害物质，从而实现水体的净化和治理。
例如，一些微生物可以通过吸附、降解等作用去除水中的氨氮、硝酸盐等有害物质，提高水质的安全性和品质。
四、微生物治理土壤污染土壤污染对植物生长和人类健康造成了严重威胁。
微生物通过降解、稀释和转化等方式降低土壤中有害物质的浓度，使土壤恢复到良好的状态。
例如，利用微生物可以将土壤中的有机污染物降解为二氧化碳和水，从而使土壤恢复肥沃。
综上所述，微生物在环境污染治理中发挥着重要的作用，不仅可以降解有机污染物，还能修复重金属污染、净化水体和治理土壤污染。
因此，在环境保护和可持续发展中，我们应该注重发挥微生物的潜力，积极探索和应用微生物技术，以实现环境污染治理的可持续发展。
通过合理的利用和管理，微生物将成为未来环境治理的有力工具。
土壤有机污染
有机污染化学
1. 物理净化作用
土壤是一个多相的疏松多孔体，犹如天然的大过 滤器。固相中的各类胶态物质—土壤胶体又具有很强 的表面吸附能力。因而，进入土壤中的难溶性固体污 染物可被土壤机械阻留；可溶性污染物可被土壤水分 稀释，减少毒性，或被土壤固相表面吸附(指物理吸附)， 但也可能随水迁移至地表水或地下水层；某些污染物 可挥发或转化成气态物质在土壤孔隙中迁移、扩散， 以至迁移入大气。物理净化作用只能使污染物在土壤 中的浓度降低，而不能从整个自然环境中消除，其实 质只是污染物的迁移。
土壤环境中污染物的输入、积累和土壤环境的自净 作用是两个相反而又向时进行的对立、统一的过程，在 正常情况下，两者处于一定的动态个衡。在这种平衡状 念下，土壤环境是不会发生污染的。
有机污染化学
如果人类的各种活动产生的污染物质，通过各种途径输入 土壤(包括施入土壤的肥料、农药)，其数量和速度超过了土壤 环境的自净作用的速度，打破了污染物在土壤环境中的自然动 态平衡，使污染物的积累过程占据优势，可导致土壤环境正常 功能的失调和土壤质量的下降；或者土壤生态发生明显变异， 导致土壤微生物区系(种类、数量和活性)的变化，土壤酶活性 的减少；同时，由于土壤环境中污染物的迁移转化，从而引起 大气、水体和生物的污染，并通过食物链，最终影响到人类的 健康。这种现象属于土壤环境污染。因此，我们说，当土壤环 境中所含污染物的数量超过土壤自净能力或当污染物在土壤环 境中的积累量超过土壤环境基准或土壤环境标准时，即为土壤 环境污染。
吸附机制
有机污染化学
有机污染化学
第二节 土壤的污染与净化
土壤污染概念
土壤污染是指进入土壤的污染物超过土壤的自净能 力，而且对土壤、植物和动物造成损害时的状况。土壤 污染物应是指土壤中出现的新的合成化合物和增加的有 毒化物。事实上，土壤原有的物质中包括了多种有毒物 质，如汞、砷、铅等，只是含量极少不曾表现危害。
《环境生物学》课程教学大纲
《环境生物学》课程教学大纲一、课程根本信息课程代码：260411课程名称：环境生物学英文名称：Environmental Biology课程类别：专业选修课学时：54学分：3.0适用对象: 环境科学专业考核方式：考试先修课程：无二、课程简介环境生物学主要探讨生物与受损环境之间的相互作用和调控机理。
环境生物学是环境科学、生态学、环境毒理学、环境化学、普通生物学等相关科学的穿插学科，它包含了污染生态学、生态毒理学等不同分支学科的内容，该学科主要研究人类活动对生态系统造成的环境污染、生态破坏对人类与生物产生的效应以与人类和生物对这种环境污染、生态破坏的产生的响应，其目的在于为维护人类生态安康，保护和改善人类生存与开展的环境，合理利用自然和自然资源提供科学根底，促进环境和生物相互关系以利于人类的生存和社会可持续开展。
三、课程性质与教学目的通过本课程的教学，帮助学生了解环境污染物在生态系统中的行为和对生物体的危害，以与生物体在净化环境污染中的作用，使学生充分理解环境污染和生物之间的相互作用，更深层次地认识到环境保护的重要性。
本课程要求学生掌握环境污染物在生物体内从吸收到排泄的整个行为过程，和环境污染对生物在各级水平上的影响，了解污染物的生物效应的检测方法。
掌握生物净化污染物的根本原理，了解生物净化的根本方法和常用的工艺。
该学科主要培养和训练学生认识生物与环境的相互关系与其根本规律，了解和掌握环境生物学的根本识；本课程要求学生应具备普通物学、生态学、环境学概论等相关专业的根底知识和理论。
通过本课程的学习，学生应掌握环境生物学的根本理论、研究方法和技术，同时拓宽学生的学术视野和知识结构，提高学生整体综合素质。
为今后进一步的学习和工作打下良好的根底。
四、教学内容与要求绪论〔2课时〕（一）目的与要求1.掌握环境生物学的概念、研究内容与任务；2.认识环境科学与环境问题，环境科学的开展历史。
3.了解环境生物学与相关学科的关系，环境生物学的开展趋势。
生物技术在环境污染治理中的应用
生物技术在环境污染治理中的应用随着经济的快速发展，我国环境问题越来越引起人们的关注。
污染治理是环境保护的重要组成部分。
传统的污染治理方法往往采用物理、化学等手段，技术成本高、效果难以持久，难以解决复杂的污染问题。
然而，生物技术作为一种环保技术，已经逐渐被应用于污染治理中，成为了一种可持续性、经济性、高效性的污染治理方式。
一、生物技术治理水污染水污染是我国面临的主要环境问题之一。
传统的难以处理的重金属污染、难降解物质污染、有机物质污染等问题，都可以通过生物技术来解决。
（一）生物膜技术生物膜技术是利用生物种群之间的互补关系形成以特定有机物质为能量来源的微生物膜，将其粘附在基质表面，使水通过生物膜上方时，水中的有害物质被微生物分解或被吸附于生物膜上，达到对水质的净化。
生物膜技术适用于生产或废水的处理。
（二）生物处理技术生物处理技术是通过微生物等生物体对水中污染物进行降解、分解或转化来达到净化水体的目的。
常见的水处理工艺有活性污泥、生物膜等。
其中，活性污泥工艺使用的微生物种类比较多，能够同时处理多种污染物质，处理效果达到很高的净化水质。
二、生物技术治理大气污染大气污染问题随着工业和城市化的发展越来越突出。
生物技术是一种新型的大气污染治理技术，通过植物吸附、微生物代谢等方式，对大气中的污染物进行分解或转化，达到净化大气的目的。
（一）植物净化技术植物净化技术是一种利用有活性生态系统的方法，通过选择适宜的植物，栽培并利用其承载的微生物对环境中的有害气体进行吸收、降解和分解，达到净化空气的目的。
植物净化技术不仅能够有效地减少大气中有害气体的浓度，还能够改善生活环境，提高生活质量。
（二）微生物处理技术微生物处理技术是利用微生物对大气污染物进行分解、转化或吸附，达到净化大气的目的。
该技术可分为喷雾生物净化技术、生物膜技术、生物过滤技术等。
三、生物技术在土壤污染治理中的应用近年来，城市化和工业化进程加快，使得土壤污染的问题日益严重。
生物技术在大气污染治理中的应用
生物技术在大气污染治理中的应用随着城市化进程的不断加剧，大气污染问题已经成为全球关注的焦点。
汽车尾气、燃烧排放、工厂废气都是主要的空气污染源。
为了解决大气污染问题，生物技术开始被广泛应用于大气污染治理中。
生物技术在大气污染治理中的应用，主要包括生物治理、生物监测、生物复合材料等方面。
一、生物治理生物治理是通过利用微生物、植物等生物技术，将有害气体中的有机物、氮氧化物转化为无害物质或低毒物质，从而减少或消除大气污染的一种方法。
1.1 生物过滤系统生物过滤系统是一种旨在进一步去除有机物和硫化物废气的废气治理技术。
生物过滤器可以使用一些厌氧菌和好氧菌来降解空气中的污染物，例如，硫代硫酸盐、乙硫醇、甲硫醇等。
1.2 生物膜反应器生物膜反应器是一种旨在进一步去除废气中的氨、有机污染物的废气治理技术。
这种技术使用了一些特殊的菌膜，它们附着在一些固体支撑介质上，例如陶瓷、棉花、活性炭等，然后将它们放置在氨、有机污染物的气流中，从而去除废气中的氨、有机污染物。
1.3 生物氧化塔生物氧化塔是一种常见的废气处理技术，其利用生物技术降解废气中的有机物、乙烯、苯等有机物质。
废气通过填料层，同时废气中的有机物会被微生物降解，降解产物为二氧化碳和水。
二、生物监测生物监测指利用细菌、植物、动物等生物对大气污染物质的生物响应方法，用于比较区域间、不同时期和不同地点气体污染情况的一种方法。
2.1 植物监测植物监测是利用植物对污染物的生物响应，评价区域空气污染状况和植物健康状况的监测手段。
植物监测方法能够直接反映废气污染物在大气中的分布状况，对大气污染的监测和分析具有重要意义。
国内外已有多项研究利用植物作为生物指示器。
2.2 细胞监测细胞监测是利用细胞对污染物质的生物反应，比较不同环境中细胞系统得到预测的污染物质在废气中含量的监测手段。
因为细胞污染时会释放出细胞内的化合物，这些化合物能够被监测仪器检测到，而且监测结果具有高的准确性和可重复性。
生物技术在环境保护中的应用教程
生物技术在环境保护中的应用教程生物技术是一种利用生物学原理和技术手段来应对现代社会问题的新兴科学领域。
它的广泛应用在环境保护领域中具有巨大潜力。
本文将详细介绍生物技术在环境保护中的应用，并提供相关教程，旨在帮助读者了解和运用这些技术来减轻环境压力。
1. 生物技术在废水处理中的应用废水处理是环境保护中的重要任务之一。
传统的化学方法虽然能够去除废水中的有机污染物和重金属等，但同时也产生了大量的污泥和化学药剂废物。
生物技术通过利用微生物的活性和生物反应器的效率，可以高效地去除有机废水中的污染物。
操作废水处理厂中的反应器需要掌握一些基本的技巧，比如维持合适的温度、pH值，及时添加营养物质等，以保证微生物的生长和活性。
此外，通过监测细菌群落结构和活性测定，可以及时发现和解决废水处理中的问题，并进行必要的调整。
2. 生物技术在土壤修复中的应用土壤污染是一个全球性的问题，对农业生产和生态环境造成了严重威胁。
生物技术在土壤修复中发挥着重要的作用。
通过利用植物、微生物和其它生物因子来修复污染土壤，可以促进土壤的自然修复和恢复功能。
植物技术是其中的重要手段之一，通过选用适应能力强、耐污染的植物种类，可以帮助修复土壤中的有机物和重金属等污染物。
在实际操作中，需要合理选择植物种类、种植密度和施肥水平，并进行定期的监测和管理。
此外，利用土壤微生物的生物降解能力，可以通过引入特定的微生物来分解和降解有机污染物，从而修复污染土壤。
了解微生物的生理特性和活性检测方法对于成功应用于土壤修复中至关重要。
3. 生物技术在空气污染治理中的应用空气污染是城市化进程中不可忽视的问题之一。
生物技术在空气污染治理中具有广阔的前景。
利用植物的光合作用和吸附作用，可以有效地去除空气中的污染物，如二氧化碳、甲醛和苯等。
室内绿化和屋顶花园的建设可以有效改善室内空气质量。
植物种植的选择和养护要点是应用生物技术治理空气污染的关键。
此外，通过微生物的生物降解能力，可以分解空气中的有机物和有害气体。
生物技术在环保工程中的应用
生物技术在环保工程中的应用摘要：生物技术在环保工程中的应用正日益受到广泛关注和研究。
探讨生物技术在环保工程中的应用及其潜力并提出未来生物技术在环保工程中的发展方向和前景。
关键词：生物技术；环保工程；应用策略引言当今世界正面临着日益严峻的环境问题，如气候变化、大气污染、水资源短缺等。
为了保护和改善环境，寻求可持续发展的解决方案变得尤为重要。
在这个背景下，生物技术作为一种创新的环保工程技术应运而生。
1生物技术在环保工程中的作用1.1环境污染治理生物技术可以应用于环境污染治理，例如土壤和地下水中的有机污染物治理。
通过利用微生物的生物降解能力，生物技术可以将有机污染物转化为无毒或低毒的化合物，从而减少对生态系统的影响。
1.2废水处理废水处理是生物技术的常见应用领域之一。
生物技术可利用微生物或植物的生理过程来去除废水中的有机污染物、氮、磷等物质。
常见的生物处理方法包括活性污泥法、生物膜法、湿地处理等，它们可以高效地去除废水中的有机污染物，并实现回收利用或直接排放符合环保要求的水质。
1.3固体废弃物管理生物技术也应用于固体废弃物管理领域。
例如，通过生物降解或生物转化，生物技术可以将有机废弃物转化为肥料、生物质能源或其他有用的产品，实现固体废弃物的减量化和资源化利用。
此外，生物技术还可以用于厌氧消化等方法处理有机废弃物，将其转化为可再利用的产物。
1.4大气污染治理生物技术也被应用于大气污染治理领域。
例如，通过利用微生物的生理过程，生物技术可以降解或转化大气中的有害气体，如二氧化硫、氮氧化物等。
此外，植物的吸收和代谢作用也可以用于吸收和转化大气中的污染物。
2生物技术在环保工程中的优势2.1环境友好性生物技术常常利用自然的生物体、微生物或酶来处理环境问题，与传统的化学物质相比，它更环保、更可持续。
生物技术可以避免或减少对环境和生态系统的负面影响。
2.2高效性生物技术能够有效地降解及转化有机废弃物和污染物。
通过利用微生物的代谢能力和酶的催化作用，生物技术能够迅速降解有机物，减少其对环境的持久性污染。
生物技术与环境污染治理
生物技术与环境污染治理一、引言环境污染是当今全球所面临的重要问题之一，严重影响着人类的生活质量和生态平衡。
针对这个问题，生物技术作为一种新兴的技术手段，被广泛应用于环境污染治理领域。
本文将重点讨论生物技术在环境污染治理中的应用和作用。
二、生物技术在水污染治理中的应用1. 生物降解技术生物降解技术利用生物体对有机污染物进行降解、转化或吸附，从而降低水体中有机物的浓度。
常见的生物降解技术包括菌落和固定化生物膜等。
通过选择适应性强的微生物，可以高效地降解水中的有机物，净化水质。
2. 植物修复技术植物修复技术通常通过植物的吸收、降解和积累作用，将污染物从土壤或水体中转移到植物体内，实现对环境的修复。
植物修复技术具有成本低、操作简单等优点，适用于一些非常规的污染治理场景。
三、生物技术在空气污染治理中的应用1. 微生物氧化技术空气中的有机污染物可以通过微生物氧化技术进行处理。
此技术利用生物体的代谢活性，将有机污染物转化为无害物质。
该技术具有高效、环保等特点，可以在空气中有效去除有机污染物。
2. 植物吸收技术植物吸收技术利用植物的气孔吸收空气中的污染物，以净化空气。
例如，绿化带的植物可以吸收二氧化硫、PM2.5等有害气体和颗粒物，改善城市空气质量。
四、生物技术在土壤污染治理中的应用1. 微生物修复技术土壤中常见的重金属、有机物等污染物可以通过微生物修复技术进行处理。
这些微生物能够降解或转化污染物，从而降低土壤中污染物的含量。
此技术减少了对土壤的破坏，对环境友好。
2. 植物萃取技术植物萃取技术是利用植物的吸附、吸收和积累作用，将土壤中的污染物通过植物带走或转化为无害物质。
这种技术的优点是可以保持土壤的完整性，并且可以将萃取后的植物有效利用。
五、生物技术在垃圾处理中的应用1. 厌氧消化技术厌氧消化技术利用微生物将有机垃圾分解为沼气和有机肥料。
该技术可以同时解决有机垃圾处理和能源利用的问题，具有经济、环保的优势。
2. 微生物堆肥技术微生物堆肥技术利用特定的菌群将有机垃圾转化为肥料。
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3.降解农药的活性微生物
在已分离到的降解不同农药的微生物 中，大多数含有降解性质粒。 目前，除了从土壤中分离高效活性降 解菌外，研究热点开始集中在用基因工程 技术定向选育遗传工程菌株方面。
1.农药分子结构与微生物降解的关系
图6-5- 5
2,4-D、 2,4,5-T苯胺灵、毒草胺的分子结构
表1
具有不同取代基的苯酚完全降解所需的时间
时间/周 化合物 邻位 氯苯酚 甲氧酚 甲基酚 硝基酚 苯酚 3 2 ① 1 间位 7 1 7 1 2 对位 ① 1 3 1
① ：八周后仍存在
2.农药浓度与微生物降解的关系
图
环 烷 烃 降 解 途 径
6-5-7
图
芳 香 烃 化 合 物 好 氧 代 谢 途 径
6-5-8
（2）环境因素对烃氧化微生物的影响
碳氢化合物种类 烃类化合物的溶解度 不同微生物种群对原油的降解能力不同 温度及压力 温度升高分解速率加快，压力加大分解速率减慢 溶解氧
烃类化合物的降解主要在好氧条件下完成
二、卤代烃类降解
1.卤代有机物在好氧混合培养条件下的生物降解
（1）卤代芳烃
卤代芳香化合物的生物降解是指其芳香环开裂形成中 间代谢物及其有机卤素的矿化。生物降解的唯一重要 限速步骤是卤素取代基从有机化合物中的脱除，它主 要通过以下两种途径发生： 在降解的初期通过还原、水解或氧化分解去除机理 消除卤素；
生成非芳香结构产物后通过自发水解脱卤或β-氧 化消去卤化氢。
先脱卤后开环
图6-5-1
3-和4-氯苯甲酸的水解脱氯
先开环后脱卤
图6-5-2
开环后脱卤素
（2）卤代脂肪烃
卤代脂肪烃的氧化模式主要有以下两种：
利用烷烃的细菌通过加氧酶将分子氧引入到 有机分子中。 一些能以卤代脂肪烃为唯一碳源和能源的微 生物以这类化合物为初始底物代谢。
营养盐
添加氮、磷等营养物质一般可以促进石油的生物降解
图卤代有机物在厌氧混合培养条件下 的生物降解
（1）卤代芳烃
氯代苯甲酸
氯酚类
氯苯类
图6-5-4
五氯酚（PCP)厌氧混合培养条件下脱氯与 降解的假设途径
进入环境中的农药有些是可以生物降 解的，如有机磷农药。有些则是难以生物 降解的，如有机氯农药。环境因子，如土 壤的pH、温度、含水量、有机质含量、粘 度及气候等均影响农药的降解。