8--环境生物学第八章 污染环境的生物修复
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《环境生物学》课程教学大纲
《环境生物学》课程教学大纲课程中文名称（英文名称）：环境生物学（Environmental Biology）课程代码：PRN241课程类别：学科基础课程课程性质：必修课课程学时：48学时（理论32学时，实验16学时）学分：3学分适用专业：环境科学先修课程：环境学、无机化学一、课程介绍1.环境生物学是环境科学专业一门重要的必修学科基础课。
环境生物学是20世纪50年代环境问题成为全球重大问题时，生物学家在运用生命科学的理论和方法，认识环境问题实质并寻找解决环境问题途径的过程中逐渐形成的一门新兴边缘学科。
本课程系统介绍环境生物学的基本知识、主要技术和发展动态，使学生对环境生物学能有一个较完整的认识，为学习后续课程打下坚实的基础2.环境生物学属于环境科学专业学生必修的专业基础课，在专业人才培养方案和课程体系中的地位十分重要，属重点基础课，许多后续课程如环境毒理学、环境生物化学、环境生物工程、环境污染修复工程等与环境生物学密切相关。
环境生物学也是环境生态类考研科目之一，对学生的考研具有重要作用。
了解与掌握环境生物学的基本理论和方法，是环境类专业人才认识和解决环境问题所必须。
二、课程教学目的和任务通过本课程的学习，使学生对本大纲范围内的环境生物学内容有比较系统和比较全面的了解，认识环境污染物的生物效应以及环境污染的生物净化，使学生掌握环境生物学的基本知识和基础理论；培养学生具有初步的分析问题和解决问题的能力，为学好后续课程打下坚实基础。
课程应达到的基本要求为理解和掌握以下理论、方法和技术：1）环境污染物在生态系统中的行为；2）污染物对生物的影响；3）污染物的生物效应检测；4）环境质量的生物监测与生物评价；5）环境污染生物净化的原理；6）环境污染物的生物净化方法；7）现代生物技术与环境污染治理8）污染环境的生物修复三、课程学时分配、教学内容与教学基本要求四、教学方法与教学手段说明环境生物学为重点基础课，牵涉面广，学科交叉较多，内容丰富，而学时有限，因此，贯彻“少而精”的原则，精选有代表性的、有广泛应用的、最基本的、较现代化的内容作为基本要求。
新版第八章-污染环境的生物修复课件.ppt
精选
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3、植物修复的特点
– 今年来的研究表明 ，植物修复是一个更经 济、更适于现场操作的去除环境污染物的技 术。植物具有庞大的叶冠和根系，在维持生 态环境的平衡中起着重要作用。植物修复适 用于大面积、低浓度的污染位点，不仅可以 环境的有机污染物，还可以去除重金属和放 射性元素。
精选
9
⑴、植物对环境中重金属的去除
• 植物对有机污染物的直接吸收作用 • 植物释放分泌物和酶 • 强化根区的矿化作用
精选
16
⑷、富营养化水体修复
• 富营养化水体 –水华和赤潮 –防治水体富营养化的对策： • 控制外源性营养物质的输入； • 减少内源性营养物质的负荷。
精选
17
– 防治水体富营养化的措施：
• 工程性措施：挖走底泥、水底深层曝气等；
精选
25
营养盐 空气
抽 水 井
地下水位
废水处理系统 污染区
注 水观 井测
井
生物修复原位处理方式示意图
精选
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四、地下水生物修复工程技术
• 原位处理
– 特点：与土壤原位处理基本相同。
• 物理拦阻
– 指使用暂时的物理屏障以减缓并阻滞污 染物在地下水中的进一步迁移。
精选
27
• 地上处理
–又称抽取－处理技术，将受污染的 地下水从地下水层中抽取出来，在 地面上用一种或多种工艺处理之后， 再将水注入地层。
工程前期投入高
费用低
可与其它技术结合使用
需增加微生物监测项目
精选
4
4、生物修复与生物处理的异同
相同之处：都是利用微生物的降解作 用，也都是利用微生物的同化作用扩大 繁殖，并通过工程措施保持生物处理过 程有很高的效率，在处理特殊废物时都 需要驯化和筛选高效微生物。
环境生态学导论课件 第八章：受损生态系统的修复(2-1)
五毒：汞、镉、铅、铬、砷
环境中金属的去除
1、重金属污染的来源 1） 采矿废弃地(尾矿、剥离土、废石） 2）高背景母岩发育含重金属 3）人为活动污染
2、重金属污染特征
重金属污染
不可自然降解 生物富集、生物放大 生物转化
3、重金属污染的严重性
污染的普遍性 农业部资料：
全国1/5耕地受重金属污染
减产粮食1000多万吨 1200万吨农产品不达标 直接经济损失200多亿
恢复生态学作为一门学科则始于20 世纪80 年 代。1985年，Aber和Jordan首次提出了“恢复 生态学”这个科学概念后，恢复生态学的研究 得到了迅速的发展，国际社会及各国都相继开 展了有关恢复生态学的研究。
1993 年《Restoration Ecology》杂志创刊。 近20 年来,世界各国均有大量有关恢复生态学 论文报道,并有多种恢复生态学期刊、文摘、 网站,极大促进了恢复生态学的交流与发展。
学科任务
致力于研究自然灾变和人类活动压力条 件下，受到破坏的自然生态景观的恢复和重 建问题。
研究内容
① 生态系统结构、功能以及生态系统内在的生 态学过程与相互作用机制；
② 生态系统的稳定性、多样性、抗逆力、生产 力、恢复力与可持续性研究；
③ 先锋群落与顶极群落的发生、发展机理与演 替规律研究；
④ 不同干扰条件下生态系统的受损过程及其响 应机制研究；
水体中
高浓度的污染物可能对其有 毒害作用
随着环境条件的改变，重金 属污染物可能重新释放出来
植物修复技术
植物固定技术
植物吸收技术
根际过滤技术
广东凡口人工湿地处理废水： 根际过滤技术
植物固定
植物固定
植物吸收
超富集植物 大生物量植物
环境中金属的去除
1、重金属污染的来源 1） 采矿废弃地(尾矿、剥离土、废石） 2）高背景母岩发育含重金属 3）人为活动污染
2、重金属污染特征
重金属污染
不可自然降解 生物富集、生物放大 生物转化
3、重金属污染的严重性
污染的普遍性 农业部资料：
全国1/5耕地受重金属污染
减产粮食1000多万吨 1200万吨农产品不达标 直接经济损失200多亿
恢复生态学作为一门学科则始于20 世纪80 年 代。1985年，Aber和Jordan首次提出了“恢复 生态学”这个科学概念后，恢复生态学的研究 得到了迅速的发展，国际社会及各国都相继开 展了有关恢复生态学的研究。
1993 年《Restoration Ecology》杂志创刊。 近20 年来,世界各国均有大量有关恢复生态学 论文报道,并有多种恢复生态学期刊、文摘、 网站,极大促进了恢复生态学的交流与发展。
学科任务
致力于研究自然灾变和人类活动压力条 件下，受到破坏的自然生态景观的恢复和重 建问题。
研究内容
① 生态系统结构、功能以及生态系统内在的生 态学过程与相互作用机制；
② 生态系统的稳定性、多样性、抗逆力、生产 力、恢复力与可持续性研究；
③ 先锋群落与顶极群落的发生、发展机理与演 替规律研究；
④ 不同干扰条件下生态系统的受损过程及其响 应机制研究；
水体中
高浓度的污染物可能对其有 毒害作用
随着环境条件的改变，重金 属污染物可能重新释放出来
植物修复技术
植物固定技术
植物吸收技术
根际过滤技术
广东凡口人工湿地处理废水： 根际过滤技术
植物固定
植物固定
植物吸收
超富集植物 大生物量植物
绪论 污染环境生物修复工程
更强
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五、应用实例
生物修复“苏州河底泥”
• 河道污染，底泥是个难以解决的大问题。采用清淤 办法捞起底泥所造成的二次污染更是令人头疼。
• 冯坤范对苏州河生物修复的原理是利用改变菌的电 子受体和它的营养源，让它成为复合菌群。但是投 入放线菌本身会不会形成新的污染？不会！因为它 是吃掉有机污染之后就无物可吃了，自己也就消亡 了。
（二）环境修复
环境修复
修复（remediation）
指对被污染的环境
借助外界作用力使某个
采取物理、化学与生物
受损的特定对象部分地
学技术措施，使存在于
或全部恢复到原初状态
环境中的污染物质浓度
的过程，修复包括恢复、
减少，或毒性降低或完
重建、改建等三个方面
全无害化。
的活动。
精选课件ppt
20
（二）环境修复
programs • 整个欧洲从事生物修复工程技术的研究机构和商业公司大
约有近百个。
精选课件ppt
18
二、污染环境生物修复的概念
（一）环境污染
指人类直接或间接地向环境排 放超过其自净能力的物质或能量， 从而使环境的质量降低，对人类的 生存与发展、生态系统和财产造成 不利影响的现象。
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19
生物修复技术:指一切以利用生物为主
体的环境污染的治理技术。它包括利用 植物、动物和微生物吸收、降解、转化
环境中的污染物，使污染物的浓度降低 到可接受的水平，或将有毒有害的污染 物转化为无害的物质，也包括将污染物 稳定化，以减少其向周边环境的扩散。
第一章 绪论
精选课件ppt
14
第一章 绪论
• 教学目的：掌握生物修复的概念和类型、
30
五、应用实例
生物修复“苏州河底泥”
• 河道污染，底泥是个难以解决的大问题。采用清淤 办法捞起底泥所造成的二次污染更是令人头疼。
• 冯坤范对苏州河生物修复的原理是利用改变菌的电 子受体和它的营养源，让它成为复合菌群。但是投 入放线菌本身会不会形成新的污染？不会！因为它 是吃掉有机污染之后就无物可吃了，自己也就消亡 了。
（二）环境修复
环境修复
修复（remediation）
指对被污染的环境
借助外界作用力使某个
采取物理、化学与生物
受损的特定对象部分地
学技术措施，使存在于
或全部恢复到原初状态
环境中的污染物质浓度
的过程，修复包括恢复、
减少，或毒性降低或完
重建、改建等三个方面
全无害化。
的活动。
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（二）环境修复
programs • 整个欧洲从事生物修复工程技术的研究机构和商业公司大
约有近百个。
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二、污染环境生物修复的概念
（一）环境污染
指人类直接或间接地向环境排 放超过其自净能力的物质或能量， 从而使环境的质量降低，对人类的 生存与发展、生态系统和财产造成 不利影响的现象。
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生物修复技术:指一切以利用生物为主
体的环境污染的治理技术。它包括利用 植物、动物和微生物吸收、降解、转化
环境中的污染物，使污染物的浓度降低 到可接受的水平，或将有毒有害的污染 物转化为无害的物质，也包括将污染物 稳定化，以减少其向周边环境的扩散。
第一章 绪论
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第一章 绪论
• 教学目的：掌握生物修复的概念和类型、
生物修复第八章PPT教案
污染物在土壤颗粒表面存在吸附-脱附现象，从而导致地下水修 复过程比理论预测长很多
泵-处理修复
现场调查和试验
现场调查
地质和水力参数 包括水力渗透率、水力梯度等 污染物方面的参数：包括污染物性质、溶解度、可吹脱特性、 吸附特性、可生物降解特性以及环境排放标准等 水化学特性：pH值、总溶解性固体、电导率、总悬浮固体、总 铁、溶解性铁、DO和温度等 地下水流量变化：包括短期变化、长期变化和流量的稳定性等 土壤特性：土壤地质起源、土壤分层结构、颗粒尺寸分布、孔 隙率、有机质含量等 环境标准、土壤修复标准、水处理和排放标准
泵-处理修复
实验
通过实验，实际测定水泵的出流流量、持续时间，以及控制污染 带迁移计算所需要的水力传导系数等 基于实地水泵抽提实验得到的数据进行设计会更可靠 水泵抽提实验
可以在专门挖掘的井或者在已有的观察监测井中进行 对于开放式的蓄水层，需要实验时间一般是72h；对于承压蓄水层， 24h即可 在某些水量比较低的情况下，8~24h即可 通过水泵实验，应该测定泵水流水量随时间的下降趋势，根据相关方 程激素相应的水力传导系数、比产率系数和比贮存系数
在实际工作中，空气注入到土壤地下水中后，根据不同的地 层结构，或者以气泡或者以气流的形式扩散，相应地，地下 水从垂直方向和水平方向向周围迁移
空气吹脱修复
不同情况下地下水位的变化
在空气注入的开始阶段，空气进入地下水的流量大于其扩散流出的 量，地下水位上升并达到其最高位置
随着注入的空气不断流向包气带，地下水水位开始下降，此时空气 从地下水区域向包气带流动的气流通道开始形成
泵-处理修复
水井的个数
估算地下水抽取流量 绘制单个水井的作用区范围曲线 将单个水井作用范围曲线按地图比例放置在污染区域地图上 如果一个水井的作用范围曲线足够覆盖整个污染区域，则说明单个 水井就足够了 否则就用多个水井的作用范围曲线罗列在一起，直到能够覆盖整个 污染区域，根据每一个作用范围曲线，就可以确定每一个水井在地 图上的具体位置 对于复杂的工程计算，可以采用相应的地下水模型软件，目前应该 较广的是美国的MODFLOW模型软件
泵-处理修复
现场调查和试验
现场调查
地质和水力参数 包括水力渗透率、水力梯度等 污染物方面的参数：包括污染物性质、溶解度、可吹脱特性、 吸附特性、可生物降解特性以及环境排放标准等 水化学特性：pH值、总溶解性固体、电导率、总悬浮固体、总 铁、溶解性铁、DO和温度等 地下水流量变化：包括短期变化、长期变化和流量的稳定性等 土壤特性：土壤地质起源、土壤分层结构、颗粒尺寸分布、孔 隙率、有机质含量等 环境标准、土壤修复标准、水处理和排放标准
泵-处理修复
实验
通过实验，实际测定水泵的出流流量、持续时间，以及控制污染 带迁移计算所需要的水力传导系数等 基于实地水泵抽提实验得到的数据进行设计会更可靠 水泵抽提实验
可以在专门挖掘的井或者在已有的观察监测井中进行 对于开放式的蓄水层，需要实验时间一般是72h；对于承压蓄水层， 24h即可 在某些水量比较低的情况下，8~24h即可 通过水泵实验，应该测定泵水流水量随时间的下降趋势，根据相关方 程激素相应的水力传导系数、比产率系数和比贮存系数
在实际工作中，空气注入到土壤地下水中后，根据不同的地 层结构，或者以气泡或者以气流的形式扩散，相应地，地下 水从垂直方向和水平方向向周围迁移
空气吹脱修复
不同情况下地下水位的变化
在空气注入的开始阶段，空气进入地下水的流量大于其扩散流出的 量，地下水位上升并达到其最高位置
随着注入的空气不断流向包气带，地下水水位开始下降，此时空气 从地下水区域向包气带流动的气流通道开始形成
泵-处理修复
水井的个数
估算地下水抽取流量 绘制单个水井的作用区范围曲线 将单个水井作用范围曲线按地图比例放置在污染区域地图上 如果一个水井的作用范围曲线足够覆盖整个污染区域，则说明单个 水井就足够了 否则就用多个水井的作用范围曲线罗列在一起，直到能够覆盖整个 污染区域，根据每一个作用范围曲线，就可以确定每一个水井在地 图上的具体位置 对于复杂的工程计算，可以采用相应的地下水模型软件，目前应该 较广的是美国的MODFLOW模型软件
环境污染生物修复技术-PPT精品文档
植物固定
• 原理：利用植物根际的一些特殊物质使土壤中的污染物转化为相对无 害物质的一种方法。 • 植物在植物稳定中主要有两种功能： • 1.保护污染土壤不受侵蚀，减少土壤渗漏来防止金属污染物的淋 移; • 2.通过金属根部的积累和沉淀或根表吸持来加强土壤中污染物的 固定。 • 应用植物稳定原理修复污染土壤应尽量防止植物吸收有害元素， 以防止昆虫、草食动物及牛、羊等牲畜在这些地方觅食后可能会对食 物链带来的污染。 • 然而植物稳定作用并没有将环境中的重金属离子去除，只是暂时 将其固定，使其对环境中的生物不产生毒害作用，但并没有彻底解决 环境中的重金属污染问题。如果环境条件发生变化，重金属的生物可 利用性可能又会发生改变。因此，植物固定不是一个很理想的修复方 法。
根滤作用
• 原理：借助植物羽状根系所具有的强烈吸 持作用，从污水中吸收，浓集，沉淀金属 或有机污染物，植物根系可以吸附大量的 铅，铬等金属.另外也可以用于放射性污染 物，疏水性有机污染物(如三硝基甲苯TNT) 的治理。进行根滤作用所需要的媒介以水 为主.因此根滤是水体，浅水湖和湿地系统 进行植物修复的重要方式，所选用的植物 也以水生植物为主。
环境污染生物修 广义的生物修复，指一切以利用生物 为主体的环境污染的治理技术。 • 狭义的生物修复，是指通过微生物的 作用清除土壤和水体中的污染物，或 是使污染物无害化的过程。
生物修复技术的特点
• 优点：投资费用省，对环境影响小，能有 效降低污染物浓度，适用于在其他技术难 以应用的场地，而且能同时处理受污染的 土壤和地下水。 • 局限性：需对具体地点的状况和污染物进 行详细而昂贵的考察，微生物活性受温度 和其他环境条件的影响，某些情况下，生 物修复不能去除全部的污染物。
植物辅助生物修复
生物修复PPT课件
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生物修复的基本内容
植物修复：就是利用植物去治理水体、 土壤和底泥等介质中的污染的技术。植物 修复技术包括六种类型：植物萃取、植物 稳定、根际修复、植物转化、根际过滤、 植物挥发等技术。
微生物修复：即利用微生物将 环境中的污染物降解或转化为其他无害物 质的过程。
动物修复：指通过土壤动物群的直接
（吸收、转化和分解）或间接作用（改善
8、有些情况下，生物修复不能将污染物全部 除去，因为当污染物浓度太低不足以维持一 定数目的降解菌时，残余的污染物就会留在 土壤中。
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8
生物修复的主要方法
生物修复方法的种类很多，可以根据不同的 标准进行分类。
根据被修复的污染环境，可以分为土壤生物 修复、地下水生物修复、沉积物生物修复和海洋 生物修复等。
快速、安全、费 用低
条件严格、不宜 用于治理重金属 污染
有机物污染
异位生物修复
快速、安全、费 用低
条件严格、不宜 用于治理重金属 污染
有机物污染
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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。
3、生物修复可永久性地消除污染物和长期的隐患，无二次 污染；
4、生物修复可与其他处理技术结合使用，处理复合污染；
5、降解过程迅速，费用低，
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5
生物修复的优点
3、生物修复可永久性地消除污染物和长期的隐患， 无二次污染；
4、生物修复可与其他处理技术结合使用，处理复合 污染；
初中七年级(初一)生物 第八章 受损生态系统的修复
二、生态系统修复的过程
b. 生态系统的保护目标种 生态系统保护目标种在环境影响评价的相关法中 没有出现过这种提法，可以说是“在生态系统的 保护角度来说具有上位性、典型性、特殊性”的 物种。 上位性物种：在生态系统的生物群集中，处在营 养阶段上位的物种，容易受到生态干扰和环境变 动的影响。
二、生态系统修复的过程
②保护目标种 根据现有资料和现场调查得到的动植物清单选定 保护目标种。他们将作为环境影响评价中的对象， 预测可能对它们的影响，制定相应的保护对策。 在对生态系统的影响评价中，要选出其上位性、 典型性、特殊性的物种，但是基本与动物、植物 的保护目标种是一致的。对一个物种的选择应当 从动物、植物两方面的生态系统同时进行，把选 出的所有物种统称为“注目种”。
受损生态系统的特征
生态失调的基本标志，可以从生态系统的结构 和功能两方面表现出来。平衡失调的生态系统从 结构上讲就是出现了缺损或变异。当外部干扰巨 大时，可造成生态系统一个或几个组分的缺损而 出现结构的不完整。如大面积的森林采伐不仅使 原有生产者层次的主要种类从系统中消失，而且 各级消费者也因栖息地的破坏而被迫迁移或消失。
受损生态系统的特征
对于已经崩溃的生态系统，停止胁迫也无法使其 回复初始状态。在长期喷施除莠剂的林区，即使 停止施药，也不能从灌木林返回到乔木林。类似 的现象也发生在加拿大东部的落叶林中，那里的 灌木林中仍有废弃多年的农田。在热带，清林往 往使森林转为无林区，这种转化是不可逆的，部 分原因是营养流失造成的土壤肥力衰竭。
二、生态系统修复的过程
a. 动物、植物的保护目标种 稀有种：有灭绝危险、在红皮书中记载的物种、或与其 相近的物种。红皮书有国家版和地方版，要同时参照两 种版本确定。在地方版还没有出版时，要求生态修复事 业承担部门自行对当地的稀有种进行评价。 法定保护种 根据文物保护法、自然公园法、地方公共团体的自然保护或具有魅力，能唤起社会群众环境保护意识的物种。 花草、外形美丽的物种，能形成良好生态环境，受孩子
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在短期内有效，但会对环境造 成不同程度的破坏(Jeong,2000)
方 法
生 微生物法
物 方
利用生物间的拮抗作 种间拮抗 用抑制赤潮生物的生长 效应 利用海洋滤食性动物
竞争有限的营 养盐或光照
对环境无 二次污染
法 去除赤潮生物法
分泌种间克生
物质
1. 物理方法
➢ 过滤:效果不理想 ➢ 去除表层水 ➢ 超声波 ➢ 紫外辐射 ：high-tech method,
✓指植物将污染物吸收到体内 后又将其转化为气态物质， 释放到大气中。
✓该法只适用于挥发性污染物。
3）植物吸收
指利用能耐受并可过量积累金属 的植物吸收环境中的金属离子， 将它们输送并贮存在植物体的地 上部分。
需要选择能耐受并可过量积累金 属的植物种类。
2、环境中有机物的降解与去除
去除机理： 1) 植物对有机污染物的直接 吸收作用 2) 植物释放分泌物和酶 3) 强化根区的矿化作用
❖挖掘堆置处理
污染土壤
挖掘
运输到工 程准备的 地点进行 堆放处理
进行生物 修复
运回原位
➢特点：可在受污染初期限制污染物的扩散和迁移， 减少受污染范围，但运输、挖掘费用较高，运输过 程中可能引发新的污染或因挖掘造成土壤生态结构 的破坏。
❖反应器处理
污染土壤
挖掘与 水混合
接种微生物在 反应器内处理
➢特点：此法类似于污水生物处理，受污染的土壤挖 出与水混合后在接种了微生物的反应器内进行处理， 处理速度较快，但工程复杂，费用较高。
二、环境污 染的植物修
复
❖概念：利用绿色植物清除环境中 的污染物，使其去除降低或消失 称作植物修复。
❖植物修复的特点
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。
1、环境中金
属污染的去 除
已有方案：场外修复， 先将土壤挖掘、转移， 再去除金属离子；
微生物修复：生物量 小，从而吸收量小， 同时生物体过小难以 进行后处理；
expense.
2. 化学方法
✓ 硫酸铜：速效性，毒性
✓ 表面活性剂：絮凝作用
✓ 絮凝剂：最具应用潜质的赤潮化学 治理 方法：天然矿物
第二节 生物修复工程技术
8.2.1 生物 修复工程技 术可行性研 究
数据调查 技术查询 选择技术路线 可处理性试验 实际工程设计
8.2.2 地表 水生物修复
技术
第一节 生 物修复的 概念及其原理8.1源自1 生物修复的基本原理 和特点
生物修复（Bioremediation） 指利用生物将土壤、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。相同的 表达有：
生物再生(Bioreclamation)、 生物恢复(Biorestoration)、 生物消除(Bioelimination)。
2、植物有哪些修 复金属污染的方 式？
养化水体的
水质净化中 的应用
1、富营养化水体
➢水华和赤潮 ➢防治水体富营养化的对策：
• 控制外源性营养物质的输入； • 减少内源性营养物质的负荷。
➢防治水体富营养化的措施：
• 工程性措施：挖走底泥、水 底深层曝气等；
• 化学法：凝聚沉降、化学药 剂杀藻等；
• 生物法：即生物修复，利用 水生生物吸收氮、磷进行代 谢活动从而除去水体中的营 养物质。（植物必须及时回 收，否则腐烂，二次污染）
3、环境中放
射性核素的 去除
已有的方法：将土壤从污染位点 搬移，然后用分散剂或鳌合剂进 行处理。
植物可从污染的土壤中吸收并累 积大量的放射性核素，因此植物 去除是一个值得研究的方法。
植物对放射性核素的吸收与植物 种类及土壤的性质有关。土壤的 粒子交换能力越强，植物吸收放 射性核素的能力越大。
植物在富营
8.2.3 土壤生 物修复技术
❖原位处理
• 特点：原地进行，无需挖出土 壤和运输，采用土著微生物或 经驯化的微生物处理。
• 包括两方面内容：
• 对受油污染的土壤进行修复
• 对矿山废弃地进行植被恢复
1989 年，Exxon 公司的Valdez 号油轮在阿拉斯加的 Willam 王子湾触礁，泄露出3. 55 万t 原油，污染了1750 km 的海岸线。Exxon 公司和美国环保局(EPA) 的科学家 采用亲油性肥料Inipol EAP 22 清除沙滩表面鹅卵石上粘 附的油污，采用胶囊状的缓释肥料Customblen 清除滩体 下部的石油。 泄露事故发生后16个月的定量分析表明， 60%～70%的石油被降解，并且未对环境产生负面影响。
与生物处理的区别：两者原理一致，但
生物修复侧重于受污区域的原位生物处 理。
8.1.2 生物修复种主要生物种类 及其修复原理
一、环境污染的微生物修复 有机污染物经过微生物的降解和转化，转
化为无害的小分子化合物、CO2和H2O。
微生物修复 的生物类型
土著微生物：环境 中固有的微生物
外来微生物：需大 量接种的高效菌
❖微生物修复 ➢针对流动的河道水体，可采用 直接曝气、生物膜法等；
➢对于浅水湖泊，可添加营养盐、 采用曝气机搅拌混合等法；
8.2.2 地表水生物修复技术
❖大型水生植物对水体的净化
喜水
进水 旱 莲菱
凤
凤 出水
眼菱 眼
子
莲
莲
草鳖
4m 5m 6m
6m
15m
4m
实验开始的第5d，与进水相比较，出水的总氮下降53%， 氨态氮下降70%，总磷下降76%。同时，藻类生物量急 剧下降，出水比进水的生物量下降58%，叶绿素含量大 大的降低。
生物修复的基本指导思想
生物修复技 术的特点
优点：投资费用省，对环境影响小，能
有效降低污染物浓度，适用于在其他技 术难以应用的场地，而且能同时处理受 污染的土壤和地下水。
局限性：需对具体地点的状况和污染物
进行详细而昂贵的考察，微生物活性受 温度和其他环境条件的影响，某些情况 下，生物修复不能去除全部的污染物。
基因工程菌 （GEM）
难降解有机污染物和重金属及其相应的降解转化微生物
微生物修复 的影响因素
1. 营养盐 ：需添加氮、磷营养元素 2. 电子受体：可通过对土壤鼓气或添加产
氧剂的方式来提供DO作为有机物降解的 电子受体；此外，硝酸根、硫酸根、铁 离子也可作为有机物降解的电子受体。 3. 共代谢基质：微生物共代谢作用 4. 污染现场和土壤特性：土壤特性影响污 染物和微生物的相对活性，最终影响生 物修复的速度和程度。 5. 有毒有机污染物的物理化学性质 如: 淋失与吸附、挥发、生物降解和化学反应
植物修复特点：生物 量大，从而吸收量大， 同时易于进行后处理。
植物修复金
属污染的方 式
1）植物固定 2）植物挥发 3）植物吸收
1）植物固定
指利用植物和其他一些添加物使 环境中的金属流动性降低，生物 可利用性下降，降低金属对生物 的毒性。
该法只是暂时将金属固定，并没 有彻底去除环境中的金属。
2）植物挥发
8.2.4 地下水 生物修复工 程技术
原位处理
• 特点：与土壤原位处理基本相同。
物理拦阻
• 指使用暂时的物理屏障以减缓并阻滞 污染物在地下水中的进一步迁移。
地上处理
• 又称抽取-处理技术，将受污染的地下 水从地下水层中抽取出来，在地面上 用一种或多种工艺处理之后，再将水 注入地层。
思考题:
1、什么是生物修 复?微生物修复的 影响因素有哪些?
生物修复的主要类型
• 原位生物修复 • 异位生物修复
指受污染的土壤不做搬运或输送而在原位 污染地进行的生物修复处理，其恢复过程 主要依赖于被污染地自身微生物的自然降 解能力和人为创造的合适降解条件。
指将受污染的土壤，搬动或输送到它处进 行的生 物修复处理，这里的搬动和输送 是有一定限度的， 而且更强调人为控制 和创造更加优化的降解环境。
环境生物学
第八章 污染环境的生物修复
教学目标和重点
• 重 点：生物修复的基本原理和特点，生物修复的常用技术方法。 • 教学目标： • 掌握生物修复技术，环境污染的微生物修复，原位处理，挖掘堆
置处理反应器处理等概念； • 熟悉生物修复的基本原理和特点，生物修复的常用技术方法。 • 了解生物修复技术的理论基础和生物修复过程的主要影响因素。
发展过程
单一的杀藻剂研究
只追求除藻效果 实验室技术
无二次污染 成本低 使用方便
化学、物理、生物 多学科研究
生态环境效应 现场推广应用价值
治理技术的 基本要求
国内外有害赤潮防治的现状
有
物 理 方
粘土法 超声波法 过滤法 网箱沉降法
害 法 气幕法
赤
潮 的 治 理
化 学 方 法
直接灭杀法 凝聚剂沉淀法 天然矿物絮凝法