生物修复-第一二章.ppt

工程设计 修复效果评价 技术评价 原生污染物去除率=[(原有浓度-现存浓度)/原有浓度]*100% 次生污染物增加率=[(现存浓度-原有浓度)/原有浓度]*100% 污染物毒性增加率=[(原有毒性水平-现有毒性水平)/原有毒性水平]*100% 经济效果评价 包括修复的一次性基建投资与服役期的运行成本 实验工程设计 如果可处理性试验表明生物修复技术可行，开始具体设计 包括处理设备、井位井深、营养物和氧源或其他电子受体等 第二章 生物修复的机理 微生物对有机污染物的修复 1 微生物对重金属污染物的修复 2 植物对有机污染物的修复 3 植物对重金属污染物的修复 4 水生生物对富营养化物的修复 5 第一节 微生物对有机污染物的修复 有机污染物进入微生物细胞的过程 微生物降解有机污染物的作用方式 通过微生物分泌的胞外酶降解 污染物被微生物吸收到细胞内后，由胞内酶降解 微生物从胞外环境吸收摄取物质的四种方式 主动运输 被动扩散 促进扩散 基团转位 胞饮作用 主动运输（active transport） 微生物所需各种营养物质进入体内的主要方式 特点 需要消耗能量 可以逆物质浓度梯度进行 需要载体蛋白的参与，对被运输的物质有高度的立体专一性 被运输物质与相应载体蛋白之间存在亲和力，膜外亲和力大于膜内，这样通过亲和力大小的改变使他们直接发生可逆的结合和分离，从而完成物质的运输。 载体蛋白的构型变化需要能量，如好氧微生物来自呼吸，厌氧微生物来自化学能ATP，光合微生物来自光能 主动运输 被动扩散（passive transport） 最为简单的一种 不规则运动的营养物质分子通过细胞膜中的含水小孔，由高浓度的胞外向低浓度的胞内扩散 特点： 扩散是非特异性的，物质在扩散运输过程中既不与膜上的分子发生反应，本身的分子结构也无变化 不消耗能量，不能逆浓度 被动扩散 扩散速度取决于细胞膜两边该物质的浓度差，浓度差大则速度大，反之则小 细胞膜的存在是物质运输的前提 扩散不是微生物吸收物质的主要方式，主要是水、某些气体、甘油和某些离子等 有机物低于12个碳原子的分子一般可以通过细胞壁和细胞膜进入细胞 促进扩散（accelerative diffusion） 特点： 不消耗能量，物质在分子结构上不会发生变化 不能进行逆浓度运输 运输速率比自由扩散速度高，在一定限度内同物质浓度成正比 需要借助载体蛋白，具有高度的立体结构专一性 多见于真核微生物中，运输物质一般是非脂溶性物质或亲水性物质，如氨基酸、糖等 基团转位（functional groups transference） 另一种类型的主动运输 有一个复杂的运输系统来完成物质的运输，而物质在运输过程中发生化学变化 主要存在于厌氧型和兼性厌氧型细菌中，用于糖的运输 好氧型细菌及真核生物中未发现这种运输方式，也未发现氨基酸通过这种方式进行运输 胞饮作用（pinocytosis） 也叫内吞作用，是指物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程 植物细胞吸收水分、矿质元素和其他物质的方式之一 特点： 非选择性吸收，它在吸收水分的同时，把水分中的物质一起吸收进来，如各种盐类和大分子物质甚至病毒 过程 当物质吸附在质膜时，质膜内陷，液体和物质便进入，然后质膜内折，逐渐包围着液体和物质，形成小囊泡，并向细胞内部移动 囊泡把物质转移给细胞的方式有两种 囊泡本身在细胞内溶解消失，把物质留在细胞质内 囊泡一直向内移动，到液泡膜后将物质交给液泡 胞饮作用必须在有些物质的诱导下才能发生，如蛋白质、氨基酸和盐类等就能发生胞饮作用 胞饮作用 微生物降解有机污染物的基本反应类型 氧化作用 包括醇的氧化（-CH2OH→-COOH）、醛的氧化、甲基的氧化等 还原作用 如乙烯基、醇的还原，双键、三键还原作用 基团转移作用 水解作用 酯化作用 缩合反应 氨化作用 乙酰化作用 双键断裂反应 卤原子移动等 环境修复工程 授课教师：郭伟 总学时：32 环境科学、环境工程专业 拓展性、提高性课程、研究性教学 拓展性、提高性课程、研究性教学 各学院要有计划的组织教师开设多种形式的讨论课、专题课、研究性学习课程。各学院要有计划地组织选派教师指导学生学习小组，开展自主性、合作性学习，引导学生了解多种学术观点，扩大学术视野，接触学术前沿领域，追踪学科发展趋势，提高学生自主学习和独立研究能力，培养学生学术写作及学术报告能力。 第一章 绪论 第二章 生物修复的机理 第三章 影响生物修复的受体特性 第四章 影响生物修复的污染物特性 第五章 影响生物修复的环境条件 第六章 污染土壤的生物修复 第七章 污染河流的生物修复 第八章 污染湖泊的生物修复 第九章 污染地下水的生物修复 第十章 污染海洋