土壤中有机污染物的修复.ppt

L/O/G/O 土壤中有机污染物的修复 有机污染物(organic pollutant) 指造成环境污染和对生态系统产生有害影响的有机化合物。 天然有机污染物主要是由生物体的代谢活动及其他化学过程产生的，如萜烯类、黄曲霉类等； 人工合成有机污染物是随现代化学工业的兴起而产生的，如合成橡胶、塑料等。 有机污染物的来源 土壤中的有机污染物的来源主要包括：工业污染源、交通运输污染源、农业污染源、生活污染源等。另外根据污染源的数量和面积以及影响范围划分为面源污染和点源污染。 土壤中的有机污染物主要包括人为生产加工使用造成的污染以及自然界产生从而形成的污染。 土壤有机污染物在土壤中的环境行为主要包括吸附、解吸、挥发、淋滤、降解残留、生物富集等。 影响因素 有机污染物的特性(化学特性、水溶解度、蒸汽压、吸附特 性、光稳定性和生物可降解性等) 环境特性(温度、日照、降雨、湿度、灌溉方式和耕作方式)、 土壤特性(土壤类型、有机质含量、氧化还原电位、水分含量 pH、离子交换能力等)。 有机污染物在土壤中的吸附与解吸 有机污染物在土壤中的吸附和解吸是污染物在环境中重要的分配过程之一，对环境行为有显著的影响，是研究有机污染物在土壤中的环境行为的基础。 目前，有机污染物在土壤的吸附-解吸研究主要集中在黏土矿物-水界面的吸附解吸，以及它们在土壤腐殖物质中的吸附-解吸行为。 有机污染物在土壤中的降解和代谢 有机污染物的降解分非生物降解与生物降解两大类 非生物降解：有机污染物在环境中受光、热及化学因子作用引起的降解现象 生物降解：在生物酶作用下，有机污染物在动植物体内或微生物体内外的降解 有机污染物的植物修复 植物修复是利用植物的一系列生理、生化过程部分或完全修复和消除被污染土壤、水体、空气中特定有毒物质。 有机污染物的植物修复是利用植物在生长过程中，吸收、降解、钝化有机污染物的一种原位处理污染土壤的方法。 植物修复的方式有4 种 植物降解 植物萃取 植物挥发 植物固定 植物组织积累 植物萃取 植物固定 植物降解 植物挥发 植物修复重金属污染土壤的机理示意图 植物修复 毒素降解菌 植物对有机污染物的直接吸收作用 植物从土壤中直接吸收有机物，然后将没有毒性的代谢中间体储存在植物组织中，这是植物去除环境中中等亲水性有机污染物的一个重要机制。 植物释放分泌物和酶去除环境中有机污染物 植物可释放一些物质到土壤中，以利于降解有毒化学物质，并可刺激根际微生物的活性。这些物质包括酶及一些有机酸，它们与脱落的根冠细胞一起为根际微生物提供重要的营养物质，促进根际微生物的生长和繁殖。并且，其中的有些分泌物也是微生物共代谢的基质。 根际的矿化作用去除有机污染物 植物促进根际微生物对有机污染物的转化作用，植物根际的菌根真菌与植物形成共生作用，有其独特的酶途径，用以降解不能被细菌单独转化的有机物。 影响植物修复的因素 污染物性质 植物种类 根系分布 污染物浓度和滞留时间 环境条件 植物修复的优点 绿色的、低技术、低成本要求的修复方法,容易为社会接受 对土壤肥力和土壤结构没有破坏 能增加土壤有机质含量和土壤肥力,同时能减少土壤侵蚀的发生 还有可能回收一些重金属,而且适用的污染物广泛 植物修复的缺点 要求植株具有高生物量,对污染物的耐性要高,否则当污染物浓度太高时,植物不能生长 受植物根系分布的限制,处于根系分布之外的污染物很难被清除 由于根系或地上部分生长慢,清除污染物要求的时间太长 有机物污染物微生物修复 环境微生物修复 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。 包括原位生物修复和异位生物修复 原位生物修复 污染在原地点进行，不挖出或抽取需要修复的土壤及地下水，采用一定的工程措施，利用生物通气、生物冲淋等一些方式进行。 异位生物修复 需要挖掘土壤或抽取地下水，将污染物移动到邻近地点或反应器内进行。显然，这用处理更好控制，结果容易预料，技术难度较低，但投资成本较大。 可以通过土壤堆、泥浆反应器和厌氧处理 微生物修复机理 共代谢 对于一些污染物，微生物虽然可以降解他们，但却不能利用该污染物作为碳源合成自身生长所需要的有机质，因此需要另外的生长基质维持自身的生长 矿化作用 指有机物在微生物的作用下彻底分解为H2O、CO2和简单的无机化合物的过程，是彻底的生物降解（终极降解)，可从根本上清除有毒物质的环境污染。实质都是酶促反应 修复中的微生物 细菌：好氧细菌、厌氧细菌、兼氧细菌 细菌可以在污染条件下，不断适应环境，产生降解能力。如通过特