农业水土环境工程论文水体污染生物修复技术.docx

学号 131305020011 年级 13级硕士研究生 《农业水土环境工程学》课程论文水体污染的生物修复技术任课教师 专 业 学生姓名 学 号 联系方式 导 师 二〇一四年一月中国 南京水体污染的生物修复技术摘要：从受污染水体的生物修复技术出发，介绍了包括：生物过滤技术、微生物技术、稳定塘处理技术、土壤处理技术等在内的主要生物修复技术的原理。并且结合目前水体的主要污染物，介绍了生物修复技术在水体重金属污染、有机物污染和富营养化的修复和改善方面的应用。关键词：水体污染；生物修复；微生物；植物引言水环境污染和水资源短缺是当今全球淡水资源面临的两大危机[1]。近年来，随着我国人口的增加和社会经济的快速发展，一方面，城市污水处理设施的建设严重滞后于工业化和城镇化的进程，导致大量未经处理的工业废水和生活污水排入自然水体；另一方面，农业生产中过量施用农药化肥，导致更为广泛的非点源污染不断汇入自然水体；此外，为了过度追求经济利益，自然河流不断被人为渠道化、直线化以及硬质化，导致自然河流的自净能力和纳污能力减弱。以上一系列的人为活动均导致了水体环境的严重污染，河道生态功能不断退化，使水资源的可持续发展受到严重影响[2]。因此，保护和改善河流水资源的整体质量，保护河流生态系统的良性循环，是保证并促进经济社会可持续发展的关键问题之一。对受污染的江河湖库水体进行修复，已是社会经济发展及生态环境建设的迫切需要。针对水环境污染和水资源短缺的现状，生物—生态修复是一项投资少、效益高、发展潜力大的新兴技术。所谓生物修复，是指利用生物的生命代谢活动减小存在于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全恢复到原初状态的过程。它是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能，对环境中污染物起到降解催化作用，加速去除环境中的污染物[3]。1 水体生物修复的主要方法水体生物修复技术[4]包括以植物和微生物为主要处理功能体的生物过滤技术、以微生物为处理功能核心的微生物技术、具有复合生态系统的稳定塘处理技术、土壤处理技术和河湖等自然净化能力的处理等。1.1生物过滤技术河流中水生植物、沙石和沉积物表面通常生长有一层对有机污染物有降解净化作用的生物膜，主要由藻类、细菌、原生动物等组成，称为周丛生物。为了强化周丛生物对河水中有机污染物的去除作用，可以用卵石等作填料，在河滩或者河岸构筑渗流生物膜净化床[5]。渗流生物膜净化床因填料的材料和粒径不同，除了生物降解有机物外，还可能产生物理吸附、沉降、过滤等作用，去除悬浮物和氮、磷、重金属等。渗流生物膜净化床适用于有机污染不太严重的小型河流。渗流生物膜净化床技术在日本江户川支流阪川和京都市、韩国的良才川和泰国的河水净化中都有研究和应用， 并且取得了较好的效果。1.2微生物技术利用微生物的代谢作用在污染场所投加成品菌株或筛选驯化的现场菌株，能迅速提高污染介质中的微生物浓度，在短期内提高污染物生物降解速率。其中投加的微生物可分为土著微生物、外来微生物和基因工程菌[6]。目前较为成熟的投菌技术有：（1）CBS技术是由美国CBS公司开发研制的，是一种高科技生物修复技术。它能唤醒水体中原有的益微生物或激活被抑制的微生物，并使其大量繁殖，进而分解水中有机污染物。它利用向水体河道喷洒生物菌团使淤泥脱水，让水与淤泥分离，然后消除有机污染物，达到消化底泥、净化水体的目的，这些功能强大的菌团主要是由光合菌、乳酸菌、放线菌、酵母菌等构成的[7]。（2）EM技术[8]是日本琉球大学教授比嘉照夫先生于20世纪80年代开发成功的一项生物技术。EM为高效复合微生物菌群的总称，是一种由酵母菌、放线菌、乳酸菌、光合菌等多种有益微生物经特殊方法培养而成的，在生长过程中，能迅速分解污水中的有机物，同时依靠共生繁殖及协同作用，代谢出抗氧化物质，生成稳定而复杂的生态系统，抑制有害微生物生长繁殖，激活水中具有净化功能的水生生物。通过这些生物的结合效应，达到净化与恢复水体的目的。但是，微生物技术也有一定的局限性，尤其投加外来菌种可能造成与土著微生物间的生存竞争，影响受污水体中水生态系统的平衡。1.3 稳定塘技术稳定塘是一种利用细菌和藻类等微生物的共同作用来处理污染水体的自然生物处理技术，亦可用于污染河水的处理。用于河水处理的稳定塘可以利用河边的洼地构建，对于中小河流，还可以直接在河道上筑坝拦水，这时的稳定塘称为河道滞留塘。河道滞留塘在国外已有应用实例，一条河流可以构建一级或者多级滞留塘。稳定塘对水质起净化作用的生物有：细菌、藻类、微型动物、水生植物和其他动物，其中细菌和藻类起主要作用。稳定塘的净化效果受到温度、光照、水的混合、营养物质、有毒物质、蒸发量和降雨量、进水性质等诸多因素的影响。稳定塘通过以下4个作用净化水质：（1）微生物的代谢作用；（