生物修复-第六章.pptVIP

第六章污染土壤的生物修复原位微生物修复1原位植物修复2原位生态修复3异位生物修复4

第一节原位微生物修复生物通风修复在某些受污染的土壤中，过高的有机污染物会降低土壤中的O2浓度，增加CO2浓度，进而抑制污染物的进一步生物降解，因此，为了提高土壤中污染物的降解效果，需要排出土壤中的CO2和补充O2→生物通风系统生物处理工艺：通过真空或加压进行土壤曝气，使土壤中的气体成分发生变化，由于只需在真空吸抽系统上装上净化设备，不会造成二次污染

生物通风修复生物通风〔bioventing〕又称土壤曝气〔soilaeration〕，是基于改变生物降解的环境条件设计的在受污染的土壤中至少打两口井，安装鼓风机和真空泵，将新鲜空气强行排入土壤中，然后再抽出，土壤中的挥发性毒物也随之去除。在通入空气时，有时参加一定量的NH3，以便为土壤中的降解菌提高氮素营养另一种生物通气法，即将空气加压后注射到污染地下水的下部，气流加速地下水和土壤中有机物的挥发和降解，有人称之为生物注射法〔biosparging〕

原位生物修复生物强化修复生物强化〔enhanced-bioremediation〕是基于改变生物降解中微生物的活性和强度而设计，分为：培养法投菌法

生物强化修复土著菌培养法大多数生物修复工程中实际应用的都是土著菌〔endemicmicroorganisms〕一方面是由于土著菌降解污染物的潜力巨大另一方面也是因为接种的微生物在环境中难以保持较高的活性以及工程菌的应用受到较严格的限制

土著菌培养法当修复多种污染物时，单一微生物的能力通常有限，另外污染物的生物降解通常是分步进行的，包括了多种酶和多种微生物的作用，因此在污染物的实际修复中，必须考虑要激发当地多样的土著菌生物培养法〔bioculture〕是定期向土壤投加H2O2和营养，以满足污染环境中以及存在的降解菌的需要，以便使土壤微生物通过代谢将污染物彻底矿化成CO2和H2O

生物强化修复投菌法土著微生物生长速度太慢、代谢活性不高，或者由于污染物的存在而造成土壤微生物数量下降，因此需要接种一些降解污染物的高效菌一般接种外来微生物，它们可以是从自然界中定向筛选的微生物，也可以是基因工程菌〔geneticengineeringmicroorganisms，GEMs〕投菌法〔bioangmentation〕是直接向遭受污染的土壤接入外源的污染降解菌，同时提供这些细菌生长所需营养

投菌法采用外来微生物接种时，会受到土著微生物的竞争，需要用大量的接种微生物形成优势，以便迅速开始生物降解过程这些接种在土壤中用来启动生物修复的最初步骤的微生物被称为“先锋生物”，它们能催化限制降解的步骤目前对外来微生物的研究，一方面在寻找天然存在的、有较好污染物降解动力学特性，并能攻击广谱化合物的微生物，另一方面，也在积极研究在极端环境下生长的微生物

GEMs基因工程菌的研究一般采用细胞融合技术等遗传工程手段将多种降解基因转入同一微生物中，使之获得广谱的降解能力GEMs引入现场环境后，会与土著微生物菌群发生剧烈的竞争，基因工程菌必须有足够的存活时间，其目的基因方能稳定的表达出特定的基因产物——特异的酶如果在环境中基因工程菌最初没有足够的适宜能源与碳源，就需要添加适当的基质促进其增殖并表达其产物理想的选择性基质应有以下特点：对人和其他高等生物无毒，价廉，易于使用

原位生物修复土地耕作修复土地耕作法也称农耕法〔landfarming〕，是在表层污染土壤进行的生物修复过程，可以用于原位生物修复，也可以用于异位生物修复。土地耕作使用的设备是农用机械，通过耕翻，促进微生物对有害化合物的降解一般的，土地耕种修复法只能适用于30cm的耕层土壤

土地耕作修复土地耕种修复是以土壤作为接种物和供生物生长的基质的好氧生物过程操作：对污染土壤进行耕耙处理，同时施入肥料，进行灌溉，参加石灰，尽可能的为微生物降解提供一个良好的环境，使其有充足的营养、水分和适宜的pH值，保证污染物降解在土壤的各个层次上都是发生最大缺陷：污染物可能从污染地迁移优点：简单经济，因此在土壤渗透性较差，土壤污染层次较浅，污染物又易降解时可以选用

土地耕作修复Hick将土地耕作修复的规程总结为去除大块石块和碎片，使土壤比较均匀一致施入添加剂，主要是氮磷等营养物质，使90%以上的土壤有添加剂，一次施入量应限制在45kg/m3，以防止流失如需要大量的营养盐可以用缓释剂或屡次施用尽量增加土壤孔隙度，勤翻土壤或参加膨松剂，防止压实土壤黏土较重的土壤一般要掺入10~30%的沙子、锯末或木片，也可用石膏减少黏土中的水分用石灰、明矾或磷酸调整土壤的pH值等

化学活性栅修复化学活性栅修复〔chemicalactivatedbar〕：依靠掺和进入污染土壤的化学修复剂与化学污染物发生氧化、复原、沉