第七章受污染环境的修复
一、填空题
表面活性剂按亲水基团结构和类型可分为四种：______、______、______和______。

[北京林业大学2010年研]
【答案】阴离子表面活性剂；阳离子表面活性剂；非离子表面活性剂；两性离子表面活性剂
【解析】表面活性剂分子的特点是具有两性基团：亲水性基团和亲脂性基团，它能显著降低接触界面的表面张力，增加污染物特别是憎水性有机污染物在水相的溶解性。

表面活性剂按亲水性离子类型分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂及两性离子表面活性剂。

二、名词解释
1．强化生物修复[山东大学2015年研]
答：强化生物修复，又称工程化的生物修复，是指在受控条件下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进程的一种方法。

加强修复速率的手段包括：①生物刺激技术，满足土著微生物生长所必需的环境条件，提供电子受体、供体、氧以及营养物等；
②生物强化技术，需要不断地向污染环境投入外源微生物、酶、其他生长基质或氮、磷无机盐。

2．Polychlorinated biphenyls[中国科学院大学2013年研]
答：Polychlorinated biphenyls即多氯联苯（PCBs），是指联苯分子中的氢被氯取代
后的化合物。

氯取代联苯分子中的氢的数目和位置可以不同，由此生成不同的化合物。

商品都是多种不同化合物的混合物，常温下呈油状液体或蜡样固体。

PCBs理化性质稳定，挥发性低，难溶于水，易溶于油及有机溶剂。

在化学工业上可用作载热体，塑料及橡胶的软化剂，以及油漆、油墨、无碳纸的添加剂。

3．生物强化法[浙江工业大学2015年研]
答：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被采用，取决于原有处理体系中的微生物组成及所处的环境。

4．PRB[中国地质大学（北京）2015年研]
答：PRB即可渗透反应格栅技术，是一种地下水净化技术。

以活性填料组成的构筑物，垂直立于地下水水流的方向，污水流经过反应格栅，通过物理的、化学的及生物的反应，使污染物得以有效去除。

PRB的优势有：①可省去泵提、挖掘及异地处理的费用；②不阻断水流，对环境的影响小；③维护容易；④在功能丧失后可直接取出处理，因而在经济上和工程应用上均显示出优势。

三、简答题
1．什么是微生物修复技术？微生物修复所需要的环境条件是什么？[山东大学2012年研]
答：（1）微生物修复技术
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。

它包括自然和人为控制条件下的污染物降解或无害化过程。

（2）微生物修复所需要的环境条件
①有充分和稳定的地下水流；
②有微生物可利用的营养物；
③有缓冲pH的能力；
④有使代谢能够进行的电子受体。

2．比较两种地下水原位修复技术的原理，并说明其优势与不足，还有其应用条件。

[中国地质大学（北京）2015年研]
答：原位强化修复技术包括生物强化法、生物通气法、生物注射法、生物冲淋法及土地耕作法等。

（1）生物强化法
①修复技术原理。

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被采用，这取决于原有处理体系中的微生物组成及所处的环境。

②优势与不足。

应用生物强化技术的前提是获得高效作用于目标降解物的菌种。

对于那些自然界中固有的化合物，一般都能够找到相应的降解菌种。

但对于人类工业生产中合成的一些生物异源物质，它们的结构不易被自然界中固有微生物的降解酶系识别，需要用目标降
解物来驯化、诱导产生相应降解酶系，筛选得到高效菌种，这种方法一般需要1个月甚至几个月的时间。

③应用条件。

一项生物强化技术要想获得成功，必须要同时考虑许多的影响因素。

首先，用于驯化培养所要投加的微生物的底物浓度往往比实际处理构筑物中的浓度高许多，微生物投加之后是否能够降解低浓度的底物是必须考虑的问题。

其次，投加后的微生物面临的是一个复杂的生态环境，既有微生物种群之间的竞争，也有被原生动物捕食的可能。

因此，若想达到良好的生物强化效果，投加的微生物必须在处理构筑物中保持一定的代谢活力，维持一定的数量。

（2）土地耕作法
①修复技术原理。

对污染土壤进行耕犁处理。

②优势与不足。

这种方法的优点是简易经济，但污染物有可能从处理地转移。

一般污染土壤的渗滤性较差，土层较浅，污染物又较易降解的情况可以采用这种方法。

③应用条件。

在处理过程中施加肥料、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，保证生物降解在土壤的各个层面上都能发生。

3．谈谈你对生物修复技术主要类型的认识。

[山东大学2011年研]
答：（1）从修复实施的场址，可以将微生物修复分为原位生物修复和异位生物修复。

①原位强化修复技术。

在污染的原地点进行，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。

原位强化修复技术包括生物强化法、生物通气法、生物注射法、生物冲淋法及土地耕作法等。

②异位生物修复。

需要挖掘土壤或抽取地下水，将污染物移动到邻近地点或反应器内进行。

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。

（2）对生物修复技术的认识
①生物修复同传统或现代的物理、化学修复方法相比，有许多优点。

a．生物修复可以现场进行，这样减少了运输费用和人类直接接触污染物的机会；
b．生物修复经常以原位方式进行，这样可使对污染位点的干扰或破坏达到最小，可在难以移动的地方（如建筑物下、公路下）进行，在生物修复时场地可以照常使用；
c．生物修复使有机物分解为二氧化碳和水，可以永久性地消除污染物和长期的隐患，无二次污染，不会使污染转移；
d．生物修复可与其他处理技术结合使用，处理复合污染；
e．降解过程迅速，费用低，只是传统物理、化学修复费用的30%～50%。

②和所有的处理技术一样，生物修复技术也有它的局限性和缺点。

a．不是所有的污染物都适用于生物修复。

有些化学品不易或根本不能被生物降解，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黏粒结合，使生物修复更难以进行。

b．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。

c．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。

4．简述地下水中铬的迁移转化及修复机理。

[中国地质大学（北京）2015年研]
答：（1）地下水中铬的迁移转化
所有的金属水合氧化物都能结合水中微量物质，同时其本身又趋向于结合在矿物微粒和有机物的界面上。

（2）地下水中铬的修复机理
对于重金属，修复的手段为清除、稀释、固定化及转化为低毒的形态，如将六价铬转化为三价铬，以降低六价铬污染的危害。

植物修复技术直接利用各种活体植物，通过提取、降解和固定等过程清除环境中的污染物，或消减污染物的毒性，可以用于受污染的地下水、沉积物和土壤的原位处理。

植物也有助于防止风、雨和地下水把污染物从现场携带到其他区域。

植物修复在低到中度污染的现场效果最好。

植物的根从土壤、水流或地下水吸收水分和营养，根能伸展到多深，就能清除多深的污染。

修复过程主要有以下三种过程：
①植物提取。

植物提取是利用重金属超积累植物从土壤中吸取一种或几种重金属，并将其转移、储存到地上部分，随后收割地上部分并集中处理，连续种植这种植物，即可使土壤中重金属含量降低到可接受的水平。

②植物稳定。

植物稳定是利用耐重金属植物的根际的一些分泌物，增加土壤中有毒金属的稳定性，从而减少金属向作物的迁移，以及被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。

③植物挥发。

植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物。

5．植物修复有机污染物的过程和机理。

[河北大学2015年研；中国矿业大学2010年。