中国石油大学 环境化学 第6章 受污染环境的修复.pptVIP

—DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering—第六章受污染环境的修复*主要内容微生物修复技术植物修复技术化学氧化技术电动力修复地下水修复的可渗透反应格栅技术表面活性剂及共溶剂淋洗技术*§6.1微生物修复技术概述★概念：微生物修复技术是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物，或是使污染物无害化的过程。它包括自然和人为条件下的降解和无害化过程。强化生物修复：人为修复工程一般采用有降解能力的外源微生物，用工程化手段来加速生物修复的进程，这种在受控条件的修复又称强化生物修复或工程化的生物修复。强化生物修复技术常采用的手段有生物刺激和生物强化两种。*从生物修复实施的场址，可以将微生物修复分为原位生物修复和异位生物修复。前者在污染源的原点进行，不挖出或抽取需要修复的土壤及地下水，采用一定的工程措施，利用生物通气、生物冲淋等一些方式进行。异位生物修复需要挖掘土壤或抽取地下水，将污染物移到临近地点或反应器内进行。*§6.1.1海洋污染的生物修复主要处理溢油事故造成的原油泄漏，对污染的海面和海滩进行生物修复。可用三种处理方式：投加表面活性剂，增加石油与海水中微生物接触的表面积投加高效降解石油微生物菌剂，增加微生物种群数量投加氮、磷等营养盐，促进海洋中土著降解菌的繁衍（简便实用，可使用缓释氮磷制剂、亲油性制剂，但需要控制氮磷比和投入量）*§6.1.2影响微生物修复效率的因素(1)营养物质微生物分解有机污染物一般利用有机污染物的碳源，但是微生物将有机污染物转化为自身增长的生长物质，还需要其他营养元素。典型的细菌细胞组成为50%碳，14%氮，3%磷，2%钾，1%硫，0.2%铁，0.5%钙、镁和氯。土壤和地下水中，尤其是地下水中，N、P往往是限制微生物活动的重要因素。为达到完全降解，适当添加营养物常常比接种特殊的微生物更为重要。*§6.1.2影响微生物修复效率的因素(2)电子受体微生物的活性除了受到营养盐的限制外，土壤中污染物氧化分解的最终电子受体的种类和浓度也极大地影响着污染物降解的速率和程度，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（如硝酸根、硫酸根和碳酸根）。*§6.1.2影响微生物修复效率的因素(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。另外污染物其他性质也很重要，如挥发性、溶解性。土壤环境中污染物由于与土壤颗粒相互作用，生物有效性下降，被称为锁定。锁定造成了修复的不完全，总有一部分持久性残留不能消除，是微生物修复技术面临的挑战。*§6.1.2影响微生物修复效率的因素(4)环境条件环境因素指的是土壤颗粒的性质（有机质及黏土含量等）及介质条件（酸碱度、温度、湿度、空隙率等）。有机质含量及结构决定着污染物的吸附特性，从而决定其微生物降解的生物可利用性，进入到有机质致密的刚性结构中的污染物很难再返回到土壤颗粒表面或土壤溶液中，被微生物利用，这种现象被称为不可逆吸附。与酸碱度和温度相比，湿度具有较大的可调性。*§6.1.2影响微生物修复效率的因素(5)微生物的协同作用在自然界，多数生物降解过程需要两种或更多种类微生物的协同作用才能完成。微生物的协同作用主要体现在：①为其他微生物提供生长因素；②将化合物分解成中间有机物，由第二种微生物继续分解；③通过共代谢作用对目标化合物进行转化，形成的中间产物只有在其他微生物的作用下才能彻底分解；④分解目标化合物形成有毒中间产物，使分解率下降，其他微生物可能以这种有毒中间产物作为碳源加以利用。*§6.1.3强化生物修复的主要类型(1)原位强化修复技术原位强化修复技术生物强化法（投加具有特定功能微生物）、生物通气法（受挥发性有机物污染的地下水水层上部通气层土壤）、生物注射法（受挥发性有机物污染的地下水及上部土壤，空气加压注射）、生物冲淋法及土地耕作法等。(2)异位生物修复异位生物修复主要包括堆肥法、生物反应器处理和厌氧处理。*§6.1.4生物修复的优缺点(1)优点①生物修复可现场进行，这样减少了运输费用和人类直接接触污染物的的机会；②常以原位方式进行，这样可使对污染位点的干扰和破坏达到最小；③生物修复使有机物分解为二氧化碳和水，可以永久地消除污染物和长期的隐患，无二次污染，不会使污染转移