发生。
44
7.8.1.1 土壤原位生物处理
生物强化法
生物强化法是指在生物处理体系中投加具有特定功能的微
生物来改善原有处理体系的处理效果，如对难降解有机物的去 除等。投加的微生物可以来源于原来的处理体系，经过驯化、 富集、筛选、培养达到一定数量后投加，也可以是原来不存在 的外源微生物。在生物强化技术的实际应用中这两种方法都有
生物修复是一种科技含量较高的处理方法，它的运作必须符合污染地
的特殊条件。因此，最初用在修复地点进行生物可处理性研究和处理方 案可行性评价的费用要高于常规技术（如空气吹脱）的相应费用，一些 低渗透性土壤往往不适合生物修复。
10
7.4 生物修复的主要方法
生物修复技术的分类
原位生物修复
异位生物修复
26
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
蔬菜重金属污染面积占调 查数的%
轻污染 中污染 重污染
铜
锌
铅 重金属
镉
铬
宁波市部分蔬菜基地蔬菜重金属污染情况调查
（陆正松等，2000年，内部资料）
27
温州市城郊兴通桥等六个蔬菜基地 土壤的重金属含量（mg/kg)
元素 铜 锌 215.31552.4 575.6 91.1 200 铅
污染物的细菌和真菌。
在许多情况下，则要加入外源微生物。
19
7.6 生物修复三原则
使用适合的地点
适合的地点：要有污染物和合适的微生物相接
触的地点。
20
7.6 生物修复三原则
使用适合的环境条件
适合的环境条件：要控制或改变环境条件，使
微生物的代谢和生长活动处于最佳状态。
21
7.7 生物修复和生物处理
31
土壤污染的危害
• • • • 造成减产、导致严重的直接经济损失 导致食物品质下降 通过食物链危害人体健康 导致其他环境（大气、地表水、地下水污染， 生态系统退化等）问题
33
土壤的组成和性质决定土壤具有一定的净化能力。 土壤的净化能力是指污染物进入土壤后，经生物 和化学降解成为无毒物质；通过化学沉淀、络合和螯 合、氧化还原等作用转化为其它物质，被土壤牢固吸 附，不被植物利用。 土壤的净化能力是有限的，当进入土壤的污染物质 数量和速度超过了土壤的净化能力时，污染物在土壤中 积累，危害作物的正常生长发育，通过食物链会直接影 响人类健康。
生物降解，如多氯代化合物和重金属。污染物的不溶解性及其在土壤中
与腐殖质和粘粒结合，使生物修复更难以进行；
有些化学品经微生物降解后其产物的毒性和移动性比母体化合物反
而增加。例如三氯乙烯（TCE）在厌氧条件下可以进行一系列的还原脱
卤作用，产物之一的氯乙烯（VC）是致癌物。因此，如果不对微生物 降解过程有全面了解，有时情况会比原来更糟；
蔬菜重金属含量(mg/kg)
铅 镉
0.2 0.05 莴苣 小青菜 大白菜 甘蓝 葫芦 标准
蔬菜品种(春季)
温州市部分蔬菜基地蔬菜重金属污染情况调查
（王亮等，2000年，内部资料）
29
杭州市城郊转塘等十一个蔬菜基地 土壤的重金属含量（mg/kg)
元素 含量范围 平均值
土壤背景值 土壤环境质 量标准（II 级）
采用，这取决于原有处理体系中的微生物组成及所处的环境。
45
7.8.1.1 土壤原位生物处理
生物通气法（bioventing）
生物通气法（bioventing）是向土壤亚表层供给空气或 O2，促进不饱和层中污染物生物降解的技术。这项技术只 能用于不饱和层土壤。
46
生物通风技术一般流程：
生物通风原位处理方式示意图
51
光修复的特点
可同时去除有机污染物和重金属、放射性核素，适用于 大面积、低污染的位点。其费用与其他生物处理技术相比较 低。但通常速率较低，需要时间较长。且对于吸附力较强或 已经老化或处于螯合状态的有机物不宜用此技术。
52
植物修复有机污染物的方式主要以植物固定、植物降解为主。 紫花苜蓿, 黑麦草, 小蓝茎草已成功地用于土壤中PAHs的修复，在6个
13
2.生物修复的影响因素

非生物因素 温度、pH值、湿度水平、盐度、有毒物质、
静水压力

营养物质：需添加氮、磷营养元素 电子受体：环境中的有机污染物在微生物的作用下被氧
化分解时需耗氧。

复合基质 微生物的协同作用：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。

捕食作用

种植植物
14
微生物修复的基本原理：调节污染地的环境条件以促使 原有微生物或接种微生物的降解作用迅速完全进行。
3
7.1 概述
在天然的环境下通过某些工程手段以强化污染
物降解的生物净化作用，使污染物在被污染的河道、
海洋、地下水、土壤中就地或现场得到净化处理。
4
7.2 生物修复的基本内容与原理
广义的生物修复通常是指利用各种生物（包括微生物，动物
23
据报道
中国重金属污染耕地总计：2000万公顷 中国有机物污染农田总计：6000万公顷
24
全国土壤污染状况调查
《国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要》决定从 2006年起“开展全国土壤污染现状调查，综合治理土壤污染”。 2006年7月18日，国家环保总局组织召开全国土壤污染状况 调查视频会议，全国土壤污染状况调查7月18日在北京启动。 全国土壤现状调查及污染防治项目由环保总局和国土资源 部共同承担，包括八个专题，总经费预算约为10亿元，将在除 台湾省和港澳地区以外的各省、自治区、直辖市所辖全部陆地 国土展开，计划在三年半左右的时间完成。
铜 18.5-55.2 33.8 18.52 50
锌 56.3-177.0 107.8 76.91 200
铅 18.9-52.3 33.8 16.83 250
引自：谢正苗等，杭州市郊菜园土部分重金属污染状况的调查研究
30
土壤污染的原因 • 土壤自净作用：指进入土壤的污染物，在土壤矿物 质、有机质和土壤微生物的作用下，经过一系列的物 理、化学及生物化学反应过程，降低其浓度或改变其 形态，从而消除或降低污染物毒性的现象。 土壤发生污染是由于进入土壤的污染物净积累。 人类活动向土壤施加有害物质，是加速土壤污 染，引起土壤环境质量恶化加剧的主要原因。 导致土壤污染人类活动：工农业生产、生活废弃 物排放，如开矿、冶炼、化工生产、施肥等等。
34
典型修复技术的流程及原理
污染土壤修复工作流程
可处理计划
系统分析 应急对策
长期对策
净化处理 原位修复 原位分解 异位修复 原位提取 分离分解净化
43
稳定处理 原位稳定 异位稳定
7.8.1 土壤的生物修复
7.8.1.1 土壤原位生物处理
土地耕作法
土地耕作法（land farming）就是对污染土壤进行耕犁处 理。在处理过程中施加肥料，进行灌溉，施加石灰，从而尽可 能为微生物代谢污染物提供一个良好环境，使其有充足的营养、 水分和适宜的pH 值，保证生物降解在土壤的各个层面上都能
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宁波市江东等五个蔬菜基地 土壤的重金属含量（mg/kg)
元素 含量范围 平均值
土壤背景值
铜
17.3-50.7
锌
59.5-194.3
铅
镉
铬
47.3-68.4
19.0-63.5 0.035-0.298
33.3 21.1
110.3 88.2
43.4 26.7
0.194 0.100
54.6 55.0
引自：陆正松等，土壤环境、施肥与农产品品质的关系
15
16
3.生物修复的基本措施
接种微生物或引种超积累植物
添加营养物
提供电子受体
提供共代谢底物以诱导共代谢酶产生
添加表面活性剂
17
7.6 生物修复三原则
使用适合的微生物 在适合的地点
适合的环境条件
18
7.6 生物修复三原则
使用适合的微生物
适合的微生物：具有生理和代谢能力并能降解
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7.5 生物修复的影响因素与基本措施
1.用于生物修复的生物种类

土著微生物 外来微生物 基因工程菌
采用基因工程技术，将降解性质粒转移到一些能在污水和受 污染土壤中生存的菌体内定向地构建高效降解难降解污染物的工程 菌。

植物及超积累植物
特性：即使在污染物浓度较高时，也具有较高的积累速率；能 在体内积累高浓度的污染物；生长快、生物量大；能同时积累多种 污染物；具有抗虫抗病能力。
和植物）的特性，吸收、降解、转化环境中的污染物，使受
污染的环境得到改善的治理技术，一般分为植物修复、动物
修复和微生物修复三种类型。
狭义的生物修复通常是指在自然或人工控制的条件下，利用
特定的微生物降解、清除环境中污染物的技术。
5
植物萃取、植物稳定、根 基修复、植物转化、根际 过滤、植物挥发等
植物修复
不同之处
生物修复 主要控制环境中的污染物 生物处理 控制排放口污染物
降解的化学品多是比较难降解 多是比较容易降解的有机物 的有毒化学品的复杂混合物 进行降解的基体常是多相的非 在精心设计的工程系统中进行 均质的环境
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7.8 生物修复技术的应用
7.8.1 土壤的生物修复
土壤污染的概念
土壤污染是指进入土壤中的有害、有毒物质超出土壤的自 净能力，导致土壤的物理、化学和生物学性质发生改变，降低 农作物的产量和质量，并危害人体健康的现象。 土壤污染直接的影响是土地生产力的下降；通过土壤 -植 物 - 动物 - 人体食物链的污染，危害人体健康、威胁人类生存； 土壤污染还危害其他环境要素如水体，大气等。