水体污染的生物修复技术进展

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1、水体污染的生物修复技术进展小组成员：刘宁葛程程孙世宾齐文灿概述工艺地下水地表水案例进展展望1.1基本概念生物修复(bioremediation):也称生物整治、生物补救，是指利用微生物、植物或动物，吸收、转化受污染场地（水体、土壤）中的有机污染物或其他污染物，去除其毒性，使受污染场地恢复生态功能的一种生物处理过程。[狭义]主要是指利用微生物去除或降低受污染场地污染物的方法。[广义]其“生物”除微生物外，还包括植物（如重金属和放射性污染的超积累植物）、动物等。Ⅰ.水体生物修复技术概述1.2主要方法Ⅰ.

2、水体生物修复技术概述通过各种工程手段增强自然界中已有但速度缓慢的生物降解过程；通过应用各类生物反应器，增加污染物与微生物的接触机会，创造最佳生物代谢反应条件，促进污染物快速转化。1.3应用条件Ⅰ.水体生物修复技术概述微生物具有代谢活性能以相当速率降解污染物降解过程不产生有毒副产物污染场地污染物对微生物无害或其浓度对微生物的生长不构成抑制目标化合物必须能被生物利用环境必须利于微生物生长或微生物活性保持处理费用处理费用低，至少要低于其他处理技术1.4主要优点Ⅰ.水体生物修复技术概述处理费用低，仅为化学、

3、物理修复的30%-50%对环境影响小，遗留问题少，不产生二次污染原地降解清除污染物，同时还可净化、绿化周围环境恢复并提高自然环境的自净能力就地处理操作简便修复时间短，人畜安全性较好1.5影响因素Ⅰ.水体生物修复技术概述非生物因素：如pH、温度、盐度、有毒物质、静水压力等营养物质：对异养微生物除碳源、能源外，还需要N、P元素、氨基酸、B族维生素、脂溶性维生素及其他有机分子等营养物质电子受体：对于好氧微生物而言，电子受体是氧气复合基质：污染环境中常存在多种污染物可能对生物修复产生影响，如合成有机物、天然

4、物质碎片、土壤或沉积物的腐殖酸等。协同作用捕食作用植物根系的影响Ⅱ.水体生物修复技术主要工艺目前已经及正在应用的生物修复技术大致分为直接向污染部位提供氧气、微生物或营养物以降解污染物，污染地下水不需用泵抽至地面。特点是：①工艺路线和处理过程比较简单，无需复杂的设备；②对周围环境影响小、生态风险小；③处理费用低。需要通过某种方法将污染介质转移到污染现场附近或之外，再进行处理。通常污染物搬动费用较大，但处理过程容易控制。生物修复技术原位修复（insitu）异位修复（exsitu）Ⅲ.地下水的生物修复技术

5、3.1微生物学原理土壤和地下水中含有各种各样的微生物，主要分细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物5种，其中以细菌为最主要。这些是地下水生物修复的生物学基础。好氧微生物一般分布的土壤表层和浅层及地下水中，厌氧微生物主要分布在深层土壤和地下水中，而自养细菌可分布在不同的深度，其类型变化多样。好氧微生物以有机物或铵为电子供体，以O2为电子受体进行生物化学反应，以CO2、NO3-或SO42-等为电子受体对有机物进行分解。浅层地下水中的有机物通过好氧微生物作用降解，深层土壤地下水中则主要是厌氧发酵降解。此外，自

6、养细菌可以Fe3+、硫化物为电子供体，进行生命活动，去除地下水中的污染物。除上述生物氧化还原反应去除地下水中的污染物外，地下水中的微生物还可分泌有机络合剂，将周围固态的金属离子转化为溶解性的形态，以提高可供利用的溶解性金属离子浓度，以利于通过化学作用沉淀去除。Ⅲ.地下水的生物修复技术3.2原位生物修复技术地下水的原位生物修复方法是向含水层内通入氧气及营养物质，依靠土著微生物的作用分解污染物质。目前对有机污染的地下水多采用原位生物修复的方法，主要包括生物注射法、有机粘土法、抽提地下水系统和回注系统相结

7、合法等。Ⅲ.地下水的生物修复技术3.2原位生物修复技术（1）生物注射法生物注射法亦称空气注射法(AS)，它是将加压后的空气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。这种方法主要是气相提取(VE)并用，并通过增加及延长停留时间促进生物降解，提高修复效率。该技术主要用于修复非水相液体(NAPLs)，特别是挥发性有机物(VOCs)污染的饱和地下水。利用注射井进行地下水修复Ⅲ.地下水的生物修复技术3.2原位生物修复技术（1）生物注射法弗吉尼亚综合技术学院的研究人员发现了另一种新方法—

8、—微泡法，即将含有125mg/L表面活性剂的微泡（大约只有55μm）注入污染的地下水环境中，它可集中地将氧气和营养物送往生物有机体，从而有效地将厌氧环境转变为好氧环境，从而提高微生物代谢速率。该法具有效率高、经济实用等优点。微泡处理系统示意图Ⅲ.地下水的生物修复技术3.2原位生物修复技术（2）有机粘土法有机粘土法是新发展起来的原位生物修复污染地下水的方法，它利用人工合成的有机粘土有效去除有毒化合物。把阳离子表面活性剂通过注射井注入至蓄水层，使其形成有机粘土矿物，形成有