在短期内有效，但会对环境造 成不同程度的破坏(Jeong,2000)
方 法
生 微生物法
物 方
利用生物间的拮抗作 种间拮抗 用抑制赤潮生物的生长 效应 利用海洋滤食性动物
竞争有限的营 养盐或光照
对环境无 二次污染
法 去除赤潮生物法
分泌种间克生
物质
1. 物理方法
➢ 过滤:效果不理想 ➢ 去除表层水 ➢ 超声波 ➢ 紫外辐射 ：high-tech method,
✓指植物将污染物吸收到体内 后又将其转化为气态物质， 释放到大气中。
✓该法只适用于挥发性污染物。
3）植物吸收
指利用能耐受并可过量积累金属 的植物吸收环境中的金属离子， 将它们输送并贮存在植物体的地 上部分。
需要选择能耐受并可过量积累金 属的植物种类。
2、环境中有机物的降解与去除
去除机理： 1) 植物对有机污染物的直接 吸收作用 2) 植物释放分泌物和酶 3) 强化根区的矿化作用
❖挖掘堆置处理
污染土壤
挖掘
运输到工 程准备的 地点进行 堆放处理
进行生物 修复
运回原位
➢特点：可在受污染初期限制污染物的扩散和迁移， 减少受污染范围，但运输、挖掘费用较高，运输过 程中可能引发新的污染或因挖掘造成土壤生态结构 的破坏。
❖反应器处理
污染土壤
挖掘与 水混合
接种微生物在 反应器内处理
➢特点：此法类似于污水生物处理，受污染的土壤挖 出与水混合后在接种了微生物的反应器内进行处理， 处理速度较快，但工程复杂，费用较高。
二、环境污 染的植物修
复
❖概念：利用绿色植物清除环境中 的污染物，使其去除降低或消失 称作植物修复。
❖植物修复的特点
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。
1、环境中金
属污染的去 除
已有方案：场外修复， 先将土壤挖掘、转移， 再去除金属离子；
微生物修复：生物量 小，从而吸收量小， 同时生物体过小难以 进行后处理；
expense.
2. 化学方法
✓ 硫酸铜：速效性，毒性
✓ 表面活性剂：絮凝作用
✓ 絮凝剂：最具应用潜质的赤潮化学 治理 方法：天然矿物
第二节 生物修复工程技术
8.2.1 生物 修复工程技 术可行性研 究
数据调查 技术查询 选择技术路线 可处理性试验 实际工程设计
8.2.2 地表 水生物修复
技术
第一节 生 物修复的 概念及其原理8.1源自1 生物修复的基本原理 和特点
生物修复（Bioremediation） 指利用生物将土壤、地表 及地下水或海洋中的危险 性污染物现场去除或降解 的工程技术系统。相同的 表达有：
生物再生(Bioreclamation)、 生物恢复(Biorestoration)、 生物消除(Bioelimination)。
2、植物有哪些修 复金属污染的方 式？
养化水体的
水质净化中 的应用
1、富营养化水体
➢水华和赤潮 ➢防治水体富营养化的对策：
• 控制外源性营养物质的输入； • 减少内源性营养物质的负荷。
➢防治水体富营养化的措施：
• 工程性措施：挖走底泥、水 底深层曝气等；
• 化学法：凝聚沉降、化学药 剂杀藻等；
• 生物法：即生物修复，利用 水生生物吸收氮、磷进行代 谢活动从而除去水体中的营 养物质。（植物必须及时回 收，否则腐烂，二次污染）
3、环境中放
射性核素的 去除
已有的方法：将土壤从污染位点 搬移，然后用分散剂或鳌合剂进 行处理。
植物可从污染的土壤中吸收并累 积大量的放射性核素，因此植物 去除是一个值得研究的方法。
植物对放射性核素的吸收与植物 种类及土壤的性质有关。土壤的 粒子交换能力越强，植物吸收放 射性核素的能力越大。
植物在富营
8.2.3 土壤生 物修复技术
❖原位处理
• 特点：原地进行，无需挖出土 壤和运输，采用土著微生物或 经驯化的微生物处理。
• 包括两方面内容：
• 对受油污染的土壤进行修复
• 对矿山废弃地进行植被恢复
1989 年，Exxon 公司的Valdez 号油轮在阿拉斯加的 Willam 王子湾触礁，泄露出3. 55 万t 原油，污染了1750 km 的海岸线。Exxon 公司和美国环保局(EPA) 的科学家 采用亲油性肥料Inipol EAP 22 清除沙滩表面鹅卵石上粘 附的油污，采用胶囊状的缓释肥料Customblen 清除滩体 下部的石油。 泄露事故发生后16个月的定量分析表明， 60%～70%的石油被降解，并且未对环境产生负面影响。
与生物处理的区别：两者原理一致，但
生物修复侧重于受污区域的原位生物处 理。
8.1.2 生物修复种主要生物种类 及其修复原理
一、环境污染的微生物修复 有机污染物经过微生物的降解和转化，转
化为无害的小分子化合物、CO2和H2O。
微生物修复 的生物类型
土著微生物：环境 中固有的微生物
外来微生物：需大 量接种的高效菌
❖微生物修复 ➢针对流动的河道水体，可采用 直接曝气、生物膜法等；
➢对于浅水湖泊，可添加营养盐、 采用曝气机搅拌混合等法；
8.2.2 地表水生物修复技术
❖大型水生植物对水体的净化
喜水
进水 旱 莲菱
凤
凤 出水
眼菱 眼
子
莲
莲
草鳖
4m 5m 6m
6m
15m
4m
实验开始的第5d，与进水相比较，出水的总氮下降53%， 氨态氮下降70%，总磷下降76%。同时，藻类生物量急 剧下降，出水比进水的生物量下降58%，叶绿素含量大 大的降低。
生物修复的基本指导思想
生物修复技 术的特点
优点：投资费用省，对环境影响小，能
有效降低污染物浓度，适用于在其他技 术难以应用的场地，而且能同时处理受 污染的土壤和地下水。
局限性：需对具体地点的状况和污染物
进行详细而昂贵的考察，微生物活性受 温度和其他环境条件的影响，某些情况 下，生物修复不能去除全部的污染物。
基因工程菌 （GEM）
难降解有机污染物和重金属及其相应的降解转化微生物
微生物修复 的影响因素
1. 营养盐 ：需添加氮、磷营养元素 2. 电子受体：可通过对土壤鼓气或添加产
氧剂的方式来提供DO作为有机物降解的 电子受体；此外，硝酸根、硫酸根、铁 离子也可作为有机物降解的电子受体。 3. 共代谢基质：微生物共代谢作用 4. 污染现场和土壤特性：土壤特性影响污 染物和微生物的相对活性，最终影响生 物修复的速度和程度。 5. 有毒有机污染物的物理化学性质 如: 淋失与吸附、挥发、生物降解和化学反应
植物修复特点：生物 量大，从而吸收量大， 同时易于进行后处理。
植物修复金
属污染的方 式
1）植物固定 2）植物挥发 3）植物吸收
1）植物固定
指利用植物和其他一些添加物使 环境中的金属流动性降低，生物 可利用性下降，降低金属对生物 的毒性。
该法只是暂时将金属固定，并没 有彻底去除环境中的金属。
2）植物挥发
8.2.4 地下水 生物修复工 程技术
原位处理
• 特点：与土壤原位处理基本相同。
物理拦阻
• 指使用暂时的物理屏障以减缓并阻滞 污染物在地下水中的进一步迁移。
地上处理
• 又称抽取-处理技术，将受污染的地下 水从地下水层中抽取出来，在地面上 用一种或多种工艺处理之后，再将水 注入地层。
思考题:
1、什么是生物修 复?微生物修复的 影响因素有哪些?
生物修复的主要类型
• 原位生物修复 • 异位生物修复
指受污染的土壤不做搬运或输送而在原位 污染地进行的生物修复处理，其恢复过程 主要依赖于被污染地自身微生物的自然降 解能力和人为创造的合适降解条件。
指将受污染的土壤，搬动或输送到它处进 行的生 物修复处理，这里的搬动和输送 是有一定限度的， 而且更强调人为控制 和创造更加优化的降解环境。
环境生物学
第八章 污染环境的生物修复
教学目标和重点
• 重 点：生物修复的基本原理和特点，生物修复的常用技术方法。 • 教学目标： • 掌握生物修复技术，环境污染的微生物修复，原位处理，挖掘堆
置处理反应器处理等概念； • 熟悉生物修复的基本原理和特点，生物修复的常用技术方法。 • 了解生物修复技术的理论基础和生物修复过程的主要影响因素。
发展过程
单一的杀藻剂研究
只追求除藻效果 实验室技术
无二次污染 成本低 使用方便
化学、物理、生物 多学科研究
生态环境效应 现场推广应用价值
治理技术的 基本要求
国内外有害赤潮防治的现状
有
物 理 方
粘土法 超声波法 过滤法 网箱沉降法
害 法 气幕法
赤
潮 的 治 理
化 学 方 法
直接灭杀法 凝聚剂沉淀法 天然矿物絮凝法