污染土壤的生物修复28页PPT

图3－4 纤维素分解途径示意图
淀粉
微生物 淀粉酶
葡萄糖
需氧微生物
胞内酶
CO2、H2O
厌氧微生物 CO2、H2、有机酸等
胞内酶
图3－5淀粉分解途径示意图
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• 烃类 • 石油类 • 人工合成有机物
– 农药 – 合成洗涤剂 – 增塑剂 – 多氯联苯
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危险性化合物
• 危险性化合物（Hazardous Chemicals）的概念
– 微生物具有降解自然界产生的有机化合物的代谢机制， 从而促使地球有机碳平衡，而在自然界具有新颖结构 的合成化合物（异型生物质，又称非生物性物质， xenobiotics）往往对微生物的降解表现出抗逆性，其原 因可能是这些化合物进入自然界的时间比较短，微生 物界还未进化出降解此类难降解化合物的代谢机制。
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活性污泥和生物膜的特点
• 具有很强的吸附能力 • 具有很强的分解、氧化有机物的能力
–图
• 具有较强的食物链
– 食物链越长，作为能量消耗的比例就越大，在系统中 存在的生物量就比较少，所剩余的污泥量就相应较少， 可减轻生物处理后污泥处理的负担。
• 具有良好的沉降性能
– 处理水易与污泥分离，最终达到废水净化的目的。 34
生物降解、难生物降解和不可生物降解。 • 评价生物可降解性的方法：
– 测定生物氧化率 – 测呼吸线 – 测定相对耗氧速度曲线 – 测BOD5与COD Cr之比 – 测COD30 – 培养法
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耗氧量（mg/g） 耗氧量（mg/g）
耗氧量（mg/g）
a 生化呼吸线
b c t
内呼吸线 时间（h）
生化呼吸线 内呼吸线 时间（h）
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• 动物修复技术主要包括蚯蚓养殖和线虫控制两种方式。蚯蚓养殖是指利用蚯蚓 来改善土壤结构、提高土壤肥力，从而达到净化土壤的目的；线虫控制是指利 用一些寄生线虫来控制土壤中的病原微生物，从而减少其对土壤的危害。
• 动物修复技术的优点包括改善土壤结构、提高土壤肥力等。但动物修复技术的 缺点是处理周期较长，且对某些重金属污染土壤的处理效果不佳。
技术成熟度
某些生物修复技术仍处于 研究阶段，技术成熟度有 待提高。
影响因素多
生物修复效果受到多种因 素的影响，如污染物特性、 土壤条件、气候条件等。
03 生物修复技术应用
微生物修复技术
微生物修复技术是指利用微生物的生命代谢活动 来减少土壤环境中有毒有害物质的浓度，从而使 土壤环境得到净化和修复的过程。
政府应加大对生物修复技术的政策支 持和资金投入，促进技术的研发和应 用。
建立评价体系
建立生物修复技术的评价体系，制定 相关标准和方法，规范技术的实际应 用。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引进国外先进 技术和管理经验，提高我国生物修复 技术的整体水平。
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微生物修复技术的优点包括处理效果好、适用范 围广、对环境影响小等。但微生物修复技术的缺 点是处理周期较长，且对某些重金属污染土壤的 处理效果不佳。
微生物修复技术主要包括原位修复和异位修复两 种方式。原位修复是在污染场地就地处理，而异 位修复是将污染土壤转运至集中处理场地进行修 复。
微生物修复技术适用于有机物污染、重金属污染 和农药污染等多种类型的土壤修复。其中，有机 物污染土壤的微生物修复技术应用最为广泛。
利用土壤动物（如蚯蚓）对污染物 的抗性和净化能力，实现污染土壤 的治理和生态修复。

02
03
生物农药降解
利用特定微生物降解残留 农药，降低农药对土壤生 态系统的毒性。
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有机肥料分解
通过微生物作用，将有机 肥料分解为植物可利用的 养分，提高土壤肥力。
重金属钝化
利用某些微生物对重金属 的吸附、沉淀或氧化还原 作用，降低重金属的生物 有效性。
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工业场地土壤污染治理
石油烃降解
土壤污染的微生物修复ppt 课件
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contents
目录
2024/1/25
• 引言 • 土壤污染类型及来源 • 微生物修复技术原理与方法 • 微生物修复技术应用实例 • 微生物修复技术优缺点分析 • 未来发展趋势与挑战
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引言
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土壤污染现状及危害
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针对石油污染土壤，利用 能够降解石油烃的微生物 ，降低土壤中石油烃含量 。
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有机氯溶剂降解
通过微生物降解有机氯溶 剂，减少其对土壤和地下 水的污染。
重金属生物沥滤
利用微生物代谢产生的有 机酸溶解土壤中的重金属 ，降低其毒性。
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城市土壤污染治理
城市绿地土壤改良
通过添加有益微生物和有机物质，改 善城市绿地土壤结构，提高土壤肥力 。
土壤污染现状
全国土壤污染状况严重，工矿业 、农业等人为活动以及自然背景 值高是造成土壤污染或超标的主 要原因。
危害
土壤污染导致严重的直接经济损 失和农作物的减产；土壤污染还 通过食物链危害人类健康。
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微生物修复技术概述
定义
微生物修复技术是指利用土壤中的某 些微生物对污染物的吸收、代谢、降 解等功能，将土壤中的污染物转化为 无害物质或低毒性物质的技术。

土壤中污染物的来源
▪ 大气沉降(土壤酸化、多环芳烃和二恶英等)
▪ 污水排灌（重金属、多环芳烃等）
▪ 化肥农药施用（硝酸盐、PCB、DDT等） ▪ 固体废物堆放处置（各种污染物） ▪ 工业生产(石油、多环芳烃和重金属污染等) ▪ 交通运输（三氯乙稀等）
▪ 全球物质循环（持久性有机污染物）
土壤污染的类型（掌握）
▪ ⑥水分低于50％，或pH高于8.5时会抑制生物降解作用。
典型有机化合物的生物降解
▪ 2.2.2 脂烃类的降解特点
▪ (1) 链烃的降解方式：单末端氧化、双末端氧化、次末端氧化和直接 脱氢。
▪ (2) 环烷烃的生物降解：
典型有机化合物的生物降解
▪ 2.2.2 芳香烃的降解特点
▪ (2)单环芳烃的好氧降解
▪ 微生物对脂烃类的降解特点： ▪ ①很多微生物可以降解脂烃类；
▪ ②脂烃的生物降解一般都需要氧； ▪ ③长链脂肪烃（C10-C24）比短链脂肪烃(<C10)易于降解，小于C10的脂
肪烃大部分只能通过共代谢作用降解，大于C24则不容易降解； ▪ ④ 链烃比环烃容易降解，直链烷烃比直链烷烃容易降解；
▪ ⑤不饱和脂肪烃比饱和脂肪烃容易降解
土壤污染的特点（重点）
❖ （1）隐蔽性或潜伏性:
水体和大气的污染比较直观，严重时通过人的感官即能发现： 而土壤污染则往往要通过农作物包括粮食、蔬菜、水果或牧草以及 摄食的人或动物的健康状况才能反映出来，从遭受污染到产生恶果 有一个相当长的逐步积累过程，具有隐蔽性或潜伏性。日本的第二 公害病——痛痛病60年代发生于富山县神通川流域，直至70年代才 基本证实是镉污染土壤所生产的“镉米”所致。
影响微生物降解和转化的因素
▪ （（33））温温度度；； ▪ （4）营 营养养；； ▪ （55））酸酸碱碱度度；； ▪ （6）氧氧；；

四、有机污染土壤的生态修复
1、微生物修复概念： 微生物修复技术是利用微生物（土著菌、外 来菌、基因工程菌）对污染物的代谢作用而转 化、降解污染物，主要用于土壤中有机污染物的 降解。 微生物降解有机污染物的方式： ①通过微生物分泌的胞外酶降解； ②污染物被微生物吸收至其细胞内后， 由胞内酶降解
2、微生物修复的种类 （1）原位生物修复：在污染土壤中加入氧 化剂 和营养物质等，使有关的微生物繁 殖并通过生物化学作用降解有机污染物。 如：生物强化法、生物通风法等。
培养基
40h后，其中CB126和CB-181被
100%降解
小结
生态修复是污染土壤修复发展的最新阶段， 因而许多研究还只是处于基础阶段。其核心内容 仍然是超累积植物和高效降解微生物的筛选及合 理搭配、修复机理的探索和植物与微生物联合修 复技术。
生态修复的实际应用不可避免的要利用分子 生物学方法和农业高新技术，因为，环境科学与 生物学、农学的交叉和融合可能会成为生态修复 的新的学科增长点。在这种意义上，从该技术的 前景来看，生态修复将逐渐成为最优化的一项综 合的环境技术，在解决土壤污染问题上将成为根 本的手段。
清除环境中的各种污染物
不一定种植多样的当地植物
物质生态过程 保证污染物去除的最佳效果
和最低耗费
Ecological rehabilitation
退化生态系统；物理破坏生态 系统
建立一个或一群物种，作为恢 复生态系统的基本框架
种植多样的当地植物，而且经 常需要补值大量植物
物质和能量相结合
试图重新创造、引导或加速自 然演化过程
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭

土壤污染修复的挑战
1 复杂的污染物组成
土壤污染物的种类多样，需要在不同污染物之间找到合适的修复方法。
2 高昂的修复成本
土壤污染修复过程中的技术和管理需求巨大，成本较高。
3 长期的修复周期
修复受污染的土壤需要较长时间，可能需要数年甚至数十年才能完全修复。
结论和展望
土壤污染是一个重要的环境问题，但通过持续的科学研究和技术创新，我们 有望解决土壤污染问题，并保护我们的环境和健康。
ห้องสมุดไป่ตู้《土壤污染生态修复》 PPT课件
我们身边的土壤正面临着严重的污染问题。本课件将介绍土壤污染的现状、 危害以及修复的重要性和方法，同时提供一些案例和展望未来。
土壤污染现状
当前全球范围内，土壤受到了广泛的污染，包括工业废物、农药和重金属等。这些污染物对土壤质量和 生态系统产生了不可逆转的影响。
土壤污染的危害
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化学修复
利用化学物质对土壤中的污染物进行稳定化或转化，降低其毒性。
土壤污染修复的案例
城市污染区的修复
通过植物修复和生物激活等技 术，成功修复了多个城市污染 区的土壤。
工业污染区的治理
采用物理和化学修复技术，有 效清除了工业污染区的有毒化 学物质。
农业用地的恢复
通过改良土壤和调整农业经营 方式，成功恢复了受损的农业 用地。
维护农业可持续发展
修复受污染的土壤可以恢复其肥力和农作物生长能力，实现农业的可持续发展。
保障人类健康
通过修复土壤污染，减少了有害物质进入食物链，保障了人类的健康。
土壤污染修复的方法
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生物修复
利用微生物、植物和动物等生物体去除或转化土壤中的污染物。
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物理修复

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My Topic
硫酸盐还原菌 ( Sulfate-Reducing Bacteria,简称SRB) 是一种厌氧的微生物； 广泛存在于土壤、海水、河水、地下管道 以及油气井等缺氧环境中。在伯杰细菌鉴 定手册第九版中SRB被归纳到第7类群中， 有4组14个属。研究表明在无氧或极少氧情 况下,它能利用金属表面的有机物作为碳源, 并利用细菌生物膜内产生的氢,将硫酸盐还 原成硫化氢,从氧化还原反应中获得生存的 能量。
化能有机营养型 又称化能异养型 化能无机营养型 又称化能自养型 光能有机营养型 又称光能异养型 光能无机营养型 又称光能自养型
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土壤微生物的呼吸类型
根据土壤微生物对氧气要求的不同，可分为：
好氧微生物
在有氧环境中生长，以氧分子为呼 吸基质氧化时的最终电子受体
兼性微生物
在有氧和无氧环境中均能进行呼吸 的土壤微生物
土壤污染的微生物修复
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土壤微生物
土壤微生物微小生命有机体的总称，是土 壤中最原始的活有机体。它们的作用是：分解 有机质，合成腐殖质，转化土壤中难溶性的矿 质养分及固氮。包括三种生命形式：原核生物、 真核生物和病毒。
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土壤微生物的营养类型和呼吸类型 土壤微生物的营养类型
根据微生物对营养和能源的要求，一般可将其分为四大 类型：
厌氧微生物
在嫌气条件下进行无氧呼吸，以无
机氧化物（NO3-、SO42-、CO2）作为最 终电子受体，通过脱氧酶将氢传递给其它 的有机或无机化合物，并使之还原
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土壤微生物的分布特点
绝大多数微生物分布在土壤矿物质和有机质颗粒的表面，附 着或缠绕在土壤颗粒上，形成无机一有机一生物复合体或无 机一有机一生物团聚体。
优点 微生物降解较为完全（为无机物），二次污染问题较小 处理形式多样，操作相对简单，有时可进行原位处理 对环境扰动小，不破坏植物生长所需要的土壤环境 费用较低 可同时处理不同种类的有机污染物 缺点 当污染物溶解性较低或者与土壤腐殖质和黏粒矿物结合