第一章绪论【生物修复】是指利用生物的生命代谢活动减少存在于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全恢复到原初状态的过程。

【异位修复】是指将受污染的环境对象搬运或输送到其他场所，进行集中修复。

【环境】①环境是一个极其复杂、相互影响、彼此制约辩证的自然综合体。

②环境科学所研究的环境，总是以人类为中心事物的自然环境。

人类的环境是作用于人类这个主体（中心事物）的所有外界影响和力量的总和。

一、环境的分类：1、聚落环境：聚落是人类聚居的地方和活动中心，聚落环境也就是人类聚居场所的环境。

聚落环境根据其性质、功能和规模可分为院落环境、村落环境和城市环境。

2、地理环境：其含义是围绕人类自然现象的总体，地理环境位于地球的表层，即岩石圈、水圈、土圈、大气圈和生物圈相互制约、相互渗透、相互转化的交错带上，其厚度约10~30km。

二、环境修复与三废治理有何不同？1、不同点：三废治理（也就是废水、废气、废渣的治理）是环境工程的核心内容，强调的是点源治理，即工厂排污口的治理，需要建造成套的处理设施，在最短的时间内，以最快的速度与最低的成本将污染物净化去除。

“三废”治理属于污染因子的产中治理。

环境修复：强调面源治理，即对人类活动的环境进行治理，它不可能建造把整个修复对象包容进去的处理系统。

环境修复属于产后治理。

2、相同点：两者都是控制环境污染。

第二章生物修复的机理【植物挥发】利用植物的吸收、积累、挥发而减少土壤污染物，多为类金属Hg和非金属Se。

【植物稳定】利用植物吸收和沉淀来固定土壤中的大量有毒金属，以降低其生物有效性和防止其进入地下水和食物链，从而减少其对环境的污染和人类健康的危害。

【胞饮作用】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。

一、微生物从胞外环境中吸收摄取物质的方式1、主动运输2、被动扩散3、促进扩散4、基团转位5、胞饮作用二、酶的催化特点1、酶具有一般催化剂的共性——加速反应的速率但不改变反应的平衡点。

2、酶作为生物催化剂的特点——酶对催化反应和反应物有严格的选择性，酶的催化作用具有高度的专一性。

3、酶的催化反应条件温和——酶只需在常温常压和近中性的水溶液中进行催化反应。

4、酶对环境条件的变化极为敏感，引起蛋白质变性的因素都能使酶失活。

5、酶的催化效率极高，比一般催化剂高106—1013倍三、确定优先污染物就必须要遵循一定的原则环境赋存量大、分布广泛、检出率高，或者毒性强、残留时间长、易积累的污染物质。

四、胞饮作用的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：①囊泡本身在细胞内溶解消失，把物质留在细胞质内②囊泡一直向内移动，到液泡膜后将物质交给液泡五、微生物对重金属离子的转化和固定1、微生物对重金属离子的转化（1）环境中重金属离子的长期存在使自然界中形成一些特殊微生物，它们对有毒重金属具有抗性，也就是说微生物适应它生存的环境，但是环境中又有重金属的话，它就逐渐发展出对重金属的抗性，也就是使金属离子发生转化，当然转化的方向是向有利于它生存的方向转化。

（2）微生物对重金属离子的转化对微生物而言是一种解毒作用，对环境则是一种修复作用（3）Hg、Pb、Sn、As、Se等金属或类金属离子都能在微生物作用下失去毒性。

2、微生物吸附：仅指失活微生物的吸附作用，不包括生物的新陈代谢作用和物质的主动运输过程微生物吸附能力与其细胞壁结构、成分密切相关。

微生物累积：主要利用生物新陈代谢作用产生的能量，通过单价或二价离子的转移系统把重金属离子输送到细胞内部。

3、微生物吸附重金属机理静电吸附共价吸附离子交换络合螯合无机微沉淀（重金属离子在细胞壁上形成无机沉淀物的过程）第三章影响生物修复的受体特性一、影响土壤氧化还原状况的因素土壤通气状况、土壤含水量、易氧化还原物质的数量、微生物活动、植物根系代谢作用及土壤pH值等。

1、土壤通气状况，主要由土壤的孔隙状况和水分状况所决定。

土壤孔隙度大，水分含量低，则通气良好。

此时土壤空气与大气间气体交换迅速，土壤空气中氧浓度较高。

在排水不良的土壤中，通气孔隙少，土壤空气与大气交换缓慢，气体所占的比例有很大的降低，因此氧的浓度也下降，再加上微生物活动的耗氧，使氧的浓度更低。

2、土壤中易分解的有机质状况在有机质的分解过程中，主要是耗氧过程，形成大量的各种各样的还原性物质。

3、土壤中易氧化或易还原的无机物质状况土壤中易氧化的无机物质愈多，则还原条件愈发达，并且抗氧化的平衡作用也愈强。

反之，易还原的无机物质较多时，抗还原的能力也较大。

4、植物根系的代谢作用植物根系分泌物可以直接或间接地影响到根际土壤的氧化还原电位。

植物根系能分泌出有机酸等有机物质．造成特殊的根际微生物的活动条件，并且这些分泌物本身，也可能有一部分直接参与根际土壤的氧化还原反应。

5、土壤pH值土壤pH值对Eh值影响较大，Eh值随pH增大而降低，pH值每增大1单位，Eh值约下降60mV。

二、土壤物理学特性对生物修复的影响1、土壤孔性对生物修复的影响（1）土壤孔性决定生物的活动①孔隙度影响微生物的活力和养分转化，土壤酶的种类、数量及其活性（2）土壤孔性对污染物的过滤截留、物理和化学吸附、化学分解、微生物降解等有重要影响。

①土壤通气孔隙大，好气性微生物活动强烈，可以加速污染物的分解②使土壤下渗强度增大，促使污染物容易被淋溶进入地下水2、土壤质地对生物修复的影响第四章影响生物修复的污染物特性【优先污染物】从众多污染物中挑选出的一些优先进行控制的重要的污染物，这就是优先污染物。

【目标污染物】在生物修复工程中，拟从环境中去除或减低危害的污染物被称为目标污染物，或靶污染物。

一、烃类化合物的结构对生物降解的影响1、链烃比环烃易生物降解，分子是链状的比环状的易生物降解；2、单环烃比多环芳烃易生物降解；3、长链比短链易降解；4、不饱和烃比饱和烃易分解；5、支链化合物一般支链越多，愈难降解。

第六章污染土壤的生物修复一、重金属污染的植物修复1、超富集植物修复2、普通富集植物的强化修复：本地植物特别是速生草本植物适应性强，周年生长量大，但现有栽培条件下，其重金属积累量有限，于是将驯化外地超积累植物和强化本地优势植物富集两者耦合的强化植物修复第七章污染河流的生物修复【多功能河道生态工程修复】指将城市河道设计成具有多种自然景观和生物类群，景观与净化功能并存的多功能河道净化系统，是利用多功能河道净化污水的生态工程技术。

一、用于修复河流水体的生物塘主要是好氧塘、兼性塘、曝气塘、水生植物塘和养殖塘。

二、构造湿地类型表面流构造湿地和潜没流构造湿地。

三、【地表漫流修复】是指以喷洒方式将污染河水有控制地投配到生长多年生牧草、坡度和缓、土地渗透性能低的坡面上，使污水在地表沿坡面缓慢流动过程中得以净化的土地处理工艺类型。

工艺目标：①在低水平预处理和节约污泥处理费用前提下达到较高的水质净化效果。

②利用污水和营养物质生产作物，取得较好的经济效益。

③对有机污染及营养物负荷达到较高的处理水平。

④再生水收集与回收。

四、【地下渗滤修复】指将污染河水投配到具有一定构造和良好扩散性能的地下土层中，污水经毛管浸润和在土壤渗滤作用下向周围运动且达到处理利用要求的土地处理类型。

工艺目标：①处理污水②在处理污水的同时为地表水绿地提供水分与营养③产生优质再生水以供回用【陆生生态修复】指利用土壤—植物系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能对被污染的河水进行易位处理的技术。

第八章污染湖泊的生物修复一、水体富营养化的定义、成因、特征及危害。

1、水体富营养化：指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象2、成因：生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。

天然水体接纳这些废水后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加，而其他藻类的种类则逐渐减少，藻类繁殖迅速，生长周期短。

藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，这两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡。

藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。

因此，富营养化了的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。

3、特征：藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡。

4、危害：富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。

溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。

二、底泥综合利用1、建立湖滨绿化带，美化环境，保护水体沿湖岸边绿化，乔灌木搭配，地面植草，使堆场所在地形成绿化带，既可防风，又可保持水土，并起到防止污染扩散的作用。

2、填地造景，开发旅游资源。

3、湖泊底泥中往往富含氮、磷、钾多种营养物质，同时还含有普通矿物肥料中所缺少的有机质及多种微量元素，无害化处理后作为林地肥料有明显增产效果。

4、可用底泥制造聚合物及废弃物复合材料、建筑墙体材料、混泥土轻骨料、硅酸盐胶凝材料。

三、水生植被修复的优化设计基础1、由湖盆形态、底质条件和水文条件决定水生植被面积、类型和分布格局2、强烈的风浪扰动能决定水生植被的分布格局和面积3、水质和湖水透明度是决定水生植物分布深度和面积的重要因素4、人类需求是决定水生植被类型、面积和分布格局的主导因素5、水质保障的营养平衡和生态平衡原则四、湖泊水生修复过程中先锋物种的选择原则1、适应性原则，所选物种应对湖泊流域气候水文条件有较好的适应能力。

2、本土性原则，优先考虑采用湖内原有物种，尽量避免引入外来物种，以减少可能存在的不可控因素。

3、强净化能力原则，优先考虑对氮、磷等营养物有较强去除能力的物种。

4、可操作性原则，所选物种繁殖、竞争能力较强，栽培容易，并具有管理、收获方便，有一定经济利用价值等特点。

第九章污染地下水的生物修复【气体抽提修复】气体抽提技术利用真空泵和井，在受污染区域诱导产生气流，将有机污染物蒸气，或者将被吸附、溶解状态的或者自由相的污染物转变为气相，抽提到地面，然后再进行收集和处理。

【空气吹脱】是在一定的压力条件下，将压缩空气注入受污染区域，将溶解在地下水中的挥发性化合物、吸附在土壤颗粒表面上的化合物以及阻塞在土壤空隙中的化合物驱赶出来。