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1、1,第七章污染事故的生物補救和污染場地的生物修復,2,土壤污染,石油污染,3,生物補救和生物修復概述,一、生物修復的發(fā)展過程與基本概念污染環(huán)境的修復技術包括物理方法、化學方法和生物方法等三大類。其中生物修復方法已成為環(huán)境保護技術的重要組成部分。生物修復是利用生物的生命代謝活動減少存于環(huán)境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害化,使污染了的環(huán)境能部分或完全恢復到原始狀態(tài)的過程。,4,廣義的生物修復,指一切以利用生物為主體的環(huán)境污染的治理技術。它包括利用植物、動物和微生物吸收、降解、轉化土壤和水體中的污染物,使污染物的濃度降低到可接受的水平,或將有毒有害的污染物轉化為無害的物質,也包括將污染物穩(wěn)定化,
2、以減少其向周邊環(huán)境的擴散。一般分為植物修復、動物修復和微生物修復三種類型。狹義的生物修復,是指通過微生物的作用清除土壤和水體中的污染物,或是使污染物無害化的過程。,5,二、生物修復的分類原位生物修復:是指對受污染的介質(土壤、水體)不作搬運或輸送而在原污染地進行的生物修復處理,其修復過程主要依賴于被污染地自身微生物的自然降解能力和人為創(chuàng)造的合適降解條件。異位生物修復:是指被污染介質(土壤、水體)搬動或輸送到它處進行的生物修復處理。,6,三、生物修復的優(yōu)點(1)經(jīng)濟花費少,僅為傳統(tǒng)化學、物理修復的3050%;(2)不產(chǎn)生二次污染,遺留問題少;(3)能盡可能地降低污染物的濃度;(4)對原位生物修復
3、而言,污染物可在原地被降解清除;(5)修復時間較短;(6)就地處理,操作簡便;(7)人類直接暴露在污染物下的機會減少。,7,四、生物修復的前提條件(1)具有代謝活性的微生物必須存在;(2)這些微生物在降解化合物時必須達到相當大的速率,并且能夠將化合物濃度降低到符合環(huán)保標準;(3)這些微生物在修復過程中生成的產(chǎn)物必須沒有毒性;(4)污染場地必須不含對降解菌種有抑制作用的物質;(5)目標化合物必須能夠被微生物利用;(6)污染場地或生物反應器的條件必須有利于微生物生長或保持活性;(7)技術費用必須盡可能低。,8,五、生物修復的基本措施(一)接種微生物(二)添加營養(yǎng)物(三)提供電子受體(四)提供共代謝
4、底物以誘導共代謝酶產(chǎn)生(五)添加表面活性劑,9,六、生物補救的可行性評估程序(一)數(shù)據(jù)調查(二)技術咨詢(三)技術路線選擇(四)可行性試驗(五)實際工程化處理,10,地下水污染的生物補救技術,一、概述地下水的生物修復主要依賴土著微生物群落,同時通O2并加入營養(yǎng)鹽。二、地下水污染生物補救的技術要點(一)收集區(qū)域水文地質等資料(二)添加適量營養(yǎng)鹽(三)維持好氧微生物活性(四)其他方法的輔助作用,11,12,土壤污染的生物補救,一、概述二、土壤污染的生物補救的技術要點(一)碳源與營養(yǎng)鹽(二)氧(三)濕度(四)氣溫三、土壤污染的生物補救的工程要求制備床反應器(p335),13,海洋石油泄漏的生物補救,
5、一、概述二、海洋石油污染生物補救的技術要點(一)無機鹽及親油肥料使用對海洋石油污染生物修復的作用(二)供氧的問題,14,生物修復技術的工程方法,一、概述生物修復技術的工程方法可分為三類:原位處理生物反應器處理異位處理,15,二、原位處理(一)原位處理的原理與特點原理:通過加入營養(yǎng)鹽、氧,以增強土著微生物的代謝活性。特點:處理簡單、經(jīng)濟,但處理時間較長;污染物可能擴散。(二)原位處理的主要手段1、添加營養(yǎng)鹽(N、P)和通過耕耘提供氧氣2、添加微生物和酶,16,三、生物反應器處理(一)土壤漿化反應器(二)生物過濾反應器(三)固定化膜與固定化細胞反應器(四)厭氧反應器四、異位處理,17,ESB生態(tài)演
6、替式水體修復技術,國內(nèi)外河道治理現(xiàn)狀,以下幾種方法較為引人關注:引流沖污和綜合調水曝氣復氧底泥疏?;瘜W絮凝處理生物-生態(tài)修復技術,18,ESB生態(tài)演替式水體修復技術簡介,ESB水體修復技術是利用培育的植物、動物或培養(yǎng)接種的微生物的生命活動,對水體污染物進行轉移、轉化及降解作用,從而使水體得到凈化的技術,還可以結合環(huán)境綠化及景觀改善,創(chuàng)造人與自然融合的優(yōu)美環(huán)境。,19,ESB水體修復技術思路是,消除爭氧物質,穩(wěn)定水體的高溶氧狀態(tài),快速培植優(yōu)勢好氧微生物,打造生態(tài)基礎,并通過水生動、植物定向培養(yǎng)、建立起人工生態(tài),通過人工生態(tài)向自然生態(tài)演替,恢復水體生物多樣性,并充分利用自然系統(tǒng)的循環(huán)再生、自我修復
7、等特點,實現(xiàn)水生生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。,20,ESB水體修復技術包括:微生物修復技術人工濕地技術浮島技術植物操控技術生態(tài)護提技術生態(tài)復氧技術生態(tài)清淤技術水生動物恢復和重建技術等,21,ESB生物膜對水體的凈化作用,22,23,ESB人工濕地技術,漂浮植物對N的需求量最高根莖、球莖及種子植物對P的需要量高挺水草本植物對N、P、K的需求都豐富沉水植物對水質要求較高,24,水葫蘆,水芹菜,人工濕地常用的漂浮植物有:水葫蘆、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等,25,這類植物主要包括睡蓮、荷花、馬蹄蓮、慈姑、荸薺、芋、澤瀉、菱角、薏米、芡實等,荇菜,睡蓮,荸薺,26,人工濕地挺水植物包括蘆葦、茭草、香蒲、旱傘竹、皇竹草、藨草、水蔥、水莎草、紙莎草等,27,28,ESB浮島的凈化作用,29,ESB水生植物操控技術,被完全控制在網(wǎng)箱中的鳳眼蓮,30,ESB生態(tài)護堤技術(綠化混凝土),31,ESB復氧技術,32,ESB生態(tài)清淤技術(微生物降低內(nèi)源污染),33,ESB水生動物凈化水體,34,自然生物鏈示意圖,ESB新生態(tài)鏈建立恢復,35,人工恢復生物鏈,