影响微生物修复有机污染土壤的因素分析及其改进措施重点.ppt

影响微生物修复有机污染土壤的因素分析及其改进措施 目录 一.微生物修复有机污染土壤的影响因素 （1）营养物质 （2）电子受体（主要为种类和浓度） （3）污染物的性质 （4）环境条件 （5）微生物的协同作用 （6）其他影响因素 二.微生物修复有机污染土壤的改进措施 微生物修复有机污染土壤的影响因素 （1）营养物质 微生物分解有机污染物一般利用有机污染物做为碳源，但是微生物将有机污染物转化为其自身增长的生物质，还需要其他营养元素。 典型的细菌细胞组成为：50%C、14%N、3%P、2%K、 1%S、0.2%Fe、0.5%Ca、Mg、Cl。 （2）电子受体（主要为种类和浓度） 微生物氧化还原反应的最终电子受体分为三大类，包括溶解氧、有机物分解的中间产物和无机酸根（如NO3-、SO42-、 CO32-），第一种为有氧过程，而后两种为无氧过程。 可以将压缩空气送入土壤，添加过氧化物及其它产氧剂等。厌氧环境中CH4、NO3-、SO42-和Fe3+子等都可以作为有机物降解的电子受体。 当所加H2O2的量适当时，土壤样品中烃类污染物的生物降解速率较加入前增加3倍。这是因为H2O2不仅能直接降解部分有机污染物，还能为生物降解提供所需的电子受体。 （3）污染物的性质 对于微生物修复技术，污染物的可降解性是关键。污染物对生物的毒性以及其降解中间产物的毒性，也是决定微生物修复技术是否适用的关键。 污染物的其它性质，也很重要。如污染物的挥发性，如果一个化学物质挥发性太高，往往挥发部分就大于降解部分，造成污染从土壤迁移到大气中，而并非降解。 另外，微生物往往只能利用土壤溶液溶解态的污染物。 （4）环境条件 土壤颗粒物的性质：有机质及粘土含量等。 有机质含量及结构决定着微生物的吸附特性，从而决定生物降解的可利用性。 介质条件：酸碱度、温度、湿度、孔隙率等。 生物降解必须在一定的湿度条件下进行，湿度过大或过小都会影响生物降解的进程，于酸碱度和温度相比，具有较大的可调性。 （5）微生物的协同作用 一种或多种微生物为其他微生物提供B族维生素、氨基酸及其它生长因素。 一种微生物将目标化合物分解成一种或几种中间有机物，第二种微生物继续分解中间产物。 一种微生物通过共代谢作用对目标化合物进行转化，形成中间产物不能被其进一步降解，只有在其他微生物的作用下才能得到彻底分解。 一种微生物分解目标化合物形成有毒中间产物，使分解率下降，其他微生物则可能以这种有毒中间产物作为碳源加以利用。 （6）其他影响因素 修复工程的现场气象因素，如风速、常年风向、大气湿度和降水情况等。 水文地质因素，如不渗水层与含水层的深度、地下水位(要考虑季节因素)和地下水流类型与特点、地面冻土深度以及洪水频度等等，都对一个修复工程起着重要的作用。 微生物修复有机污染土壤的改进措施 （1）营养物质 微生物对营养物质的量要求不尽相同，如少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas pauci-mobilis)EPA505 能够利用荧蒽作为唯一碳源和能源进行生长（Ye 等，1995）。给微生物提供充足的营养物质可以提高微生物修复性能。 确定添加营养盐的形式、合适的浓度以及适当的比列，可以使微生物修复有机污染土壤更有效。 （2）氧 目前微生物修复技术中的氧源主要有 O2和 H2O2（Hinchee 等，1991）等。Boyd 等（2005）测定了溶解氧对淡水河口底泥中 PAHs（多环芳烃） 微生物降解的影响，当溶解氧高于 70%时，PAHs 的矿化率呈指数型增长，而溶解氧低于 40%时，PAHs 的矿化受到抑制，因此环境中氧的含量充足与否对多环芳烃的好氧降解有着重要的影响。 在以 H2O2作为氧源的微生物修复技术中，适当增加 H2O2能够增强污染物的氧化效率，但浓度过高会对微生物细胞产生毒害作用（Pardieck 等，1992），在实际操作过程中应当把握好 H2O2的用量，从而使 H2O2毒性最小化，提高微生物修复效率。 （3）污染物的性质 PAHs 的性质主要指 PAHs 的可生物利用性，是影响微生物修复的重要因素之一。PAHs 是憎水性物质。随着环数的增加，PAHs 的憎水性增强，挥发性也减小，易吸附于固体颗粒表面和有机腐殖质（陈来国等，2004；罗雪梅等，2004）。有研究表明，PAHs 吸附在土壤中的时间越久越不易被生物利用。 刘魏魏等（2010）研究了生物表面活性对微生物修复多环芳烃污染土壤的影响，结果发现添加鼠李糖脂和接种多环芳烃专性降解菌能明显促进土壤中 PAHs 总量和各组分 PAHs 的降解。 通过增加表面活性剂、溶解性有机质、有机酸等使污染物解吸出来，从而提高微生物的可利用性。