微生物与生态环境的关系
——生物修复技术与生态环境
田文涛
化工与制药专业理工1005班学号100150135
指导教师刘雪玲
摘要
微生物是自然生态链中重要的一环，是必不可少的，它们对化学元素在自然界中循环、高分子物的合成与降解、甚至对无机物质形成、能量物质的储存、细胞基因储存复制及未知的方面等具有重要贡献。它的作用是呈两方面的：有益于人类的和病原的。
微生物与人类的生活密切相关，在生态环境中发挥着重要的作用。生物修复技术已成功应用对于修复污染环境，并取得很好的成果。本文介绍了生物修复技术，着重叙述了微生物修复技术极其应用，从而说明了微生物在生态环境中的重要性和相关研究进展。
关键词：微生物生物修复技术生态环境保护
前言
生物修复( bioremediation) 技术是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物, 从而修复被污染环境或消除环境中污染物, 实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。它是一类低耗能、高效和环境安全的环境生物技术。它主要是利用土著微生物的代谢能力、活化土著微生物降解能力或者添加具有高速分解难降解化合物能力的特定微生物, 针对不同的污染环境, 可利用不同的修复微生物及改善其生长条件。生物修复技术又包括动物修复、植物修复、微生物修复等技术，其中犹以微生物修复重要。本文主要叙述了微生物修复技术的定义与应用，从而介绍了微生物对污染环境修复中的研究进展。
持久有机污染物主要有有机磷农药、芳香族类化合物、卤代有机化合物等，它们在大气、水环境、土壤中广泛存在，对人类产生了巨大威胁。这些环境有机污染物通常被认为是环境外来化合物,一般天然微生物由于缺乏与之降解相适应的完整酶系统,所以表现出难以生物降解。但是在长期的接触驯化过程中,微生物的遗传变异和质粒传递特性,使很多微生物具有了降解或部分降解的能力。下面讨论一下人们所关注的有机磷农药的微生物降解。
据研究，假单胞菌及黄杆菌等均能产生一种高水平组合型表达的膜结合性有机磷水解酶,该酶对多种对硫磷结构的化合物都有降解活性,其pH、温度的范围广,稳定性强,底物范围广泛,可裂解包括P - O, P - F, P - CN, P - S等化学键。自可以从上两种微生物中将有机磷水解酶提纯起,人们尝试了借助固定化方法进行有机磷水解酶的应用,载体先是选用三苯甲基琼脂糖,依赖疏水作用将酶分子固定其上,而降解反应体系中补充的为增大农药溶解度的有机溶剂会引起酶与载体的解吸效应。为此将载体改用为聚酰胺纤维,采用共价结合法获得了良好的固定效果。
因微生物生长周期较长,酶纯化效率又低、成本高,无法广泛地应用于生产。人们便将更多的目光集中在大肠杆菌宿主的表达系统上,使用强启动子lac实现有机磷水解酶大肠杆菌细胞表面高水平的表达,然后固定化细胞,发展成为生物反应器。
土壤受到重金属污染后, 可能导致重金属在农作物体内积累, 造成食物链
污染, 严重威胁人体健康。
微生物对重金属的修复机理比较复杂, 目前学术界还没有形成统一认识。一些学者认为, 微生物修复技术是在人为优化的条件下, 利用自然环境中的微生
物或人为投加的特效微生物对重金属吸收、沉淀、氧化、还原等过程,降低土壤中重金属的含量或毒性,使污染的土壤恢复生态功能。有学者发现, Cu, Cd, Pb 能以硅酸盐或氢氧化物形式结合在芽孢杆菌细胞的表面。变价金属在环境中可以同价态形式存在, 细菌的代谢活动可将这些重金属离子氧化还原。某些细菌可向胞外分泌硫和磷酸等物质使环境中的重金属离子沉淀,或在细菌的成矿过程中伴随有重金属的共沉淀。氧化硫杆菌、氧化亚铁杆菌等可通过提高氧化还原电位、降低酸度等滤除污泥、土壤和沉积物中的重金属。
另一些学者认为,新陈代谢是微生物修复功能实现的生理基础,在新陈代谢
过程中微生物通过对重金属元素的价态转化或通过刺激植物根系的发育影响植
物对重金属的吸收, 从而降低土壤中重金属含量或毒性。微生物通过产生有机酸、提供质子或与重金属络合的有机阴离子交换或络合金属离子,使土壤溶液中的金属含量增加,有利于超富集植物吸收。某些菌还能通过胞外络合作用、胞外沉淀作用、胞内积累与转化等生理过程将重金属由高毒性变为低毒性。
微生物还可与植物根系相互作用, 形成菌根或刺激根系分泌重金属络合剂、螯合剂,抑制重金属的毒性,或促进植物对重金属的吸收富集,降低土壤中重金属的含量。
大量化学农药的长期使用导致抗药性害虫大量增加, 增加农产品中农药残
留量, 严重污染环境, 危及人类健康。而且化学农药新药开发越来越难, 研制高效低毒的化学农药更是难上加难, 因此人们的目光转向一种新型农药! !! 生物农药。生物农药是指具有农药特性的, 用来防治病、虫、草等有害生物的生物活体及其产生的生理活性物质和转基因产物。生物农药具有副作用小、对环境污染小。
1 研究目的
微生物修复技术主要是利用自然环境中生息的微生物或投加的特定微生物,在人为促进工程化条件下,分解污染物,修复被污染的环境。目前受污染的环境主要有土壤、水体等，微生物修复正是利用微生物将其中有毒有害有机污染物降解为无害的无机物质的过程。
1.1微生物对持久有机物的降解：随着工农业生产的发展,持久性有机物对环境的污染及带来的危害越来越引起人们的关注。现代工业特别是石油化工、农药等的不断发展,使进入环境的化学物质种类和数量猛增,远远超过了自然界的恢
复能力,从而导致了环境的严重污染。持久性有机污染物因滞留性、生物蓄积性和长半衰期,难降解、高毒、三致性及生殖毒性,广为人们所关注。它们持久滞留于环境中,对生态环境和人体健康构成了严重威胁。微生物的遗传变异和质粒传递特性,使很多微生物具有了降解或部分降解的能力。
1.2重金属污染土壤的微生物修饰：土壤受到重金属污染后, 可能导致重金属在农作物体内积累, 造成食物链污染, 严重威胁人体健康。重金属污染土壤的修复是一个系统工程, 单一的修复技术很难满足实际的需要,以生物修复为主, 注重植物、动物和微生物协同作用,辅以物理、化学及农业生态措施, 加快重金属毒性消解,促进生物吸收富集,从而提高生物修复的综合效率。
1.3生物农药：大量化学农药的长期使用导致抗药性害虫大量增加, 增加农产品中农药残留量, 严重污染环境, 危及人类健康。而且化学农药新药开发越来越难, 研制高效低毒的化学农药更是难上加难, 因此人们的目光转向一种新型农
药! !! 生物农药。生物农药是指具有农药特性的, 用来防治病、虫、草等有害生物的生物活体及其产生的生理活性物质和转基因产物。生物农药具有副作用小、对环境兼容性好、病虫害不易产生抗性等优点, 日益成为全球农药研究发展的一种趋势和方向。同时, 筛选化学农药的机率只有二万分之一, 而生物农药的成功率是五千分之一。与生物农药相比,化学农药的开发周期3 倍于生物农药, 开发费用40 倍于生物农药, 注册费则是生物农药的100 倍。因此, 寻求新的发展途径, 用更多的投入来开发生物农药, 大力发展生物农药已成为必然的趋势。
众所周知, 生物农药相对化学农药而言还是个新兴的产业, 在技术支持方面还
有待进一步发展, 生物农药研究开发及产业化技术成为生物农药发展的瓶颈。而生物工程技术则是这些技术中的核心技术。生物技术不仅能帮助开发生物农药, 提高产量和质量, 而且能改进生物农药。
结论
由此可见，微生物的存在在保持生态平衡中是不可或缺的一部分，我们的正常生活、自然生态以及环境保护离不开微生物。利用微生物对污染环境的修复既经济又安全,在环境治理过程中有着非常大的潜力。但在自然环境中散在分布的污染物不能进行集中处理,受污染环境中化合物成分变化影响大, pH波动也较大,有可能抑制降解菌的生长及对环境污染物的降解速度,以致达不到实际需要,使受污染环境不能有效地维持降解菌的生物量。
对此，我们可以创建具有新代谢途径、矿化能力强、降解范围广、效果好的环境污染物降解超级工程菌,这有很强大的优势,无疑为解决环境污染提供了新途径,对改善环境、控制环境污染都有极其重要的意义,这也是目前最有希望和前途的一种手段。
对于不能直接作为微生物生长基质的环境有机污染物的降解,可运用微生物共代谢机制,选择合适的生长基质来诱导产生所需的酶及足够的能量,驱动污染物的最初转化。
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污染土壤微生物修复技术研究进展课程论文 摘要针对2014年4月环境环保部公布的首次全国土壤污染状况调查结果，撰写我国最严重的耕地污染中主要污染物镉、砷、滴滴涕和多环芳烃的微生物修复研究进展。 关键词土壤污染；微生物修复；重金属污染；有机物污染 2005年4月至2013年12月我国开展的首次全国土壤污染状况调查结果显示全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。人类赖以生存的耕地中土壤点位超标率高达19.4%，迫在眉睫的主要污染物为镉、砷、滴滴涕和多环芳烃[1]。 微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群，在适宜环境条件下，促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术，它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和生力军[2]。由于我国土壤调查结果显示在农田耕地中重金属污染物镉、镍、砷、有机污染物滴滴涕和多环芳烃超标最严重，对这些污染物的治理已经迫在眉睫。所以，本文重点阐述针对这5种污染物的微生物修复技术研究进展。 1、重金属污染土壤微生物修复研究进展 土壤微生物种类繁多、数量庞大，是土壤的活性有机胶体，比表面大、带电荷和代谢活动旺盛，在重金属污染物的土壤生物地球化学循环过程中起到了积极作用。微生物可以对土壤中重金属进行固定、移动或转化，改变它们在土壤中的环境化学行为，可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性，从而达到生物修复的目的[3]。因此，重金属污染土壤的微生物修复原理主要包括生物富集 (如生物积累、吸附作用)、生物转化(如生物氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解)、生物固定（如与S2-的共沉淀）、生物滤除（如细菌的淋滤作用）等作用方式。 1.1镉污染 将具有重金属吸附能力的天然蛋白或人工合成肽展示在微生物细胞表面,可以提高微生物对重金属的吸附能力。Kuro da等[4]改造了微生物表面蛋白使得当酵母金属硫蛋白( YMT )串联体在酵母表面展示表达后,4 聚体对重金属吸附能力提高5.9 倍, 8 聚
微生物与生态环境的关系 ——生物修复技术与生态环境 田文涛 化工与制药专业理工1005班学号100150135 指导教师刘雪玲 摘要 微生物是自然生态链中重要的一环，是必不可少的，它们对化学元素在自然界中循环、高分子物的合成与降解、甚至对无机物质形成、能量物质的储存、细胞基因储存复制及未知的方面等具有重要贡献。它的作用是呈两方面的：有益于人类的和病原的。 微生物与人类的生活密切相关，在生态环境中发挥着重要的作用。生物修复技术已成功应用对于修复污染环境，并取得很好的成果。本文介绍了生物修复技术，着重叙述了微生物修复技术极其应用，从而说明了微生物在生态环境中的重要性和相关研究进展。 关键词：微生物生物修复技术生态环境保护
前言 生物修复( bioremediation) 技术是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物, 从而修复被污染环境或消除环境中污染物, 实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。它是一类低耗能、高效和环境安全的环境生物技术。它主要是利用土著微生物的代谢能力、活化土著微生物降解能力或者添加具有高速分解难降解化合物能力的特定微生物, 针对不同的污染环境, 可利用不同的修复微生物及改善其生长条件。生物修复技术又包括动物修复、植物修复、微生物修复等技术，其中犹以微生物修复重要。本文主要叙述了微生物修复技术的定义与应用，从而介绍了微生物对污染环境修复中的研究进展。 持久有机污染物主要有有机磷农药、芳香族类化合物、卤代有机化合物等，它们在大气、水环境、土壤中广泛存在，对人类产生了巨大威胁。这些环境有机污染物通常被认为是环境外来化合物,一般天然微生物由于缺乏与之降解相适应的完整酶系统,所以表现出难以生物降解。但是在长期的接触驯化过程中,微生物的遗传变异和质粒传递特性,使很多微生物具有了降解或部分降解的能力。下面讨论一下人们所关注的有机磷农药的微生物降解。 据研究，假单胞菌及黄杆菌等均能产生一种高水平组合型表达的膜结合性有机磷水解酶,该酶对多种对硫磷结构的化合物都有降解活性,其pH、温度的范围广,稳定性强,底物范围广泛,可裂解包括P - O, P - F, P - CN, P - S等化学键。自可以从上两种微生物中将有机磷水解酶提纯起,人们尝试了借助固定化方法进行有机磷水解酶的应用,载体先是选用三苯甲基琼脂糖,依赖疏水作用将酶分子固定其上,而降解反应体系中补充的为增大农药溶解度的有机溶剂会引起酶与载体的解吸效应。为此将载体改用为聚酰胺纤维,采用共价结合法获得了良好的固定效果。 因微生物生长周期较长,酶纯化效率又低、成本高,无法广泛地应用于生产。人们便将更多的目光集中在大肠杆菌宿主的表达系统上,使用强启动子lac实现有机磷水解酶大肠杆菌细胞表面高水平的表达,然后固定化细胞,发展成为生物反应器。 土壤受到重金属污染后, 可能导致重金属在农作物体内积累, 造成食物链
含油土壤微生物修复技术 一、国内外研究动态 1.1技术背景 石油是原油和石油制品的总称。原油是积累的有机物质经过地质变迁而形成的，主要由链烷烃、环烷烃、芳香烃以及少量硫化物、氮化物、环烷酸类等非烃化合物组成的复杂混合物，其中烃类占所有组分的95~99.5%，其化学组成、颜色和物理性状等随产地的不同而略有不同.【1】 石油是现代社会的最主要能源之一，石油工业在国民经济中占有十分重要的地位，也是国家综合国力的重要组成部分，因此世界各国十分重视石油工业的发展。【2】 在石油行业，土壤污染主要来源于油气生产、加工过程中产生的落地原油及含油污泥、钻井废泥浆以及含油污水处理产生的废渣等三部分。【3】石油进入土壤后,会破坏土壤结构，影响土壤的通透性，降低土壤质量；油污粘着在植物根系上，形成一层粘膜，阻碍植物根系对养分和水分的吸收，引起根系腐烂，影响农作物生长；石油富含的化学基团能与无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用,从而使土壤有效氮、磷的含量减少，影响作物的营养吸收；【4】石油中的多环芳烃具有致癌、致畸、致突变等作用【5】。石油烃中不易被土壤吸附的部分能渗入地下污染地下水。 1.2含油土壤的处理方法 为了消除土壤中的石油污染，各国的研究人员进行了广泛的研究。处理含油土壤的物理和化学方法主要有焚烧法、固化法、热脱附法、溶剂萃取法、洗涤法等，这些方法存在价格较高、破坏土壤结构和组分、造成二次污染等问题，限制了应用范围。【6】 生物修复因其具有成本低、效率高、无二次污染、易操作等优点，被认为是有机污染物修复技术中最有效、最可行和最可靠的方法，越来越引起人们的关注。Hung-Soo Joo等人发现粉末状Candida catenulata 在23%食物残渣和77%柴油污染的土壤（2%柴油）培养13天后，84%最初的石油烃被降解，相比较没有接种的只有48%的降解率。【19】研究表明固定化细胞相比自由细胞有着很高的热稳定性，并且底物浓度明显的影响着降解的能力。【21】 3石油的微生物降解 .3.1微生物降解石油污染物的优势 动物、植物、微生物都具有降解污染物的能力，但微生物在污染物降解中的作用最大。这是因为微生物具有种类多、分布广、个体小、繁殖快、比表面积大、容易变异的特点。 3.2环境中降解石油的微生物 能降解石油烃的微生物非常多，有100余属，200多个各种(顾传辉等，2001)。一般认为，细菌分解原油比真菌、放线菌容易的多，更能有效地降解原油。降解
2016环境生物修复技术复习题 一、名词解释 1、原位生物修复 指在污染的原地点采用一定的工程措施进行生物修复。采用工程措施但不挖掘或抽取地下水等方法。 2、环境生物技术 直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能．建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统，称之为环境生物技术。 3、膜污染 膜污染是指在膜过滤过程中，水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。 4、稳定塘处理技术 稳定塘旧称氧化塘或生物塘，是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。 5、植物促进 也称之为植物提取，植物根系将土壤中重金属或有机污染物从污染的土壤中转移到植物的地上部分。一般指那些能累积超过叶子干重%的Mn，或者%
的Co、Cu、Pb、 Ni、Zn，或者%的Cd的植物。目前世界上有 500多种这样的植物。 6、湿地处理系统 人工湿地处理系统是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有自然生态系统综合降解净化功能，且可认为监督控制的废水处理系统，是一种集物理，化学，生化反应于一体的废水处理技术；一般由人工基制和生长在其上的水生植物组成，是一个独特的土壤，植物，微生物综合生态系统。 7、土地处理技术 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异位处理的技术。 8、矿化作用 指有机污染物在一种或多种微生物的作用下彻底分解为H2O、CO2和简单的无机化合物如含氮化合物、含磷化合物、含硫化合物和含氯化合物等的过程。 9、生物强化 是指通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物，提高有效微生物的浓度，增强对难降解有机物的降解能力，提高其降解速率，并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。 10、生物冶金 生物冶金技术，又称生物浸出技术，通常指矿石的细菌氧化或生物氧化，由自然界存在的微生物进行。这些微生物被称作适温细菌，大约有微米长、微米宽，只能在显微镜下看到，靠无机物生存，对生命无害。这些细菌靠黄铁矿、砷黄铁矿和其他金属硫化物如黄铜矿和铜铀云母为生。 12、颗粒污泥 颗粒污泥是指UASB工艺中起净化污水作用的污泥颗粒。好氧颗粒污泥
第十章污染环境的微生物净化与修复 第一节有机污染物的微生物降解与转化 自然界中化学物质的降解方式有： 光降解 化学降解 生物降解：指微生物对有机物的破坏与矿化作用，包括生物的降解能力、有机物降解的难易程度以及有机物的降解途径等 生物转化：指各种有机物通过生物的吸收和代谢而改变形成或转变成另一种物质的过程。 一、微生物降解有机污染物的潜力 微生物个体微小，比表面积大，代谢速率快 微生物种类繁多，分布广泛，代谢类型多样 微生物降解酶 微生物繁殖快，易变异，适应性强 微生物体内的调控系统——质粒 二、工程菌的构建 质粒分子育种
o降解性质粒：编码某些有机化合物代谢途径的质粒。通过接合、转化或转导，降解性质粒可由一个菌株转移至另一个菌株。 美国生物学家查克拉巴蒂用连续融合法构建了“多质粒超级菌株”解芳烃、解多环芳烃、解萜烃、解脂肪烃
o质粒分子育种（PAMB）：是美国Chakrabarty等人提出的一种培育新功能菌株的方法。 在施加选择性压力的条件下，将多种微生物置于恒化器中长期混合培养，通过微生物之 间质粒的自然传递，使某些菌株获得外来降解性质粒而具有新的代谢功能。 基因工程育种 o基因工程：指把外源DNA通过具有复制能力的载体分子（如质粒、噬菌体、病毒等）形成重组DNA分子，导入到不具有这种重组分子的受体细胞内，进行稳定的复制和表达， 使受体产生新的生物性状的操作过程。 o基因工程操作步骤： ?基因分离 ?基因提取 ?酶促合成 ?化学合成 ?DNA体外重组 ?载体传递 ?复制与表达 ?筛选与繁殖
三、有机污染物的可生物降解性 可生物降解性 可生物降解性：在微生物作用下大分子有机物转变成小分子化合物的可能性，包括降解转化历程、终产物的稳定性、矿化程度、毒性等。 研究可生物降解性的意义： 1. 可预测环境行为 2. 指导工作
污染环境生物修复技术 摘要：最着生物技术的飞速发展，生物修复技术在污染环境的治理中显示出明显的优势，并在预防环境污染和治理环境污染方面起到越来越重要的作用。[1]本文对生物修复应满足的生态条件做了详尽总结，分别是微生物、处理场地、水分、营养物质、氧气与电子受体、根圈作用和土壤物化因素，这些因素将决定生物修复的成败。本文还重点分析了影响微生物修复的关键因素，包括生物因素、营养因素、O2和电子受体、表面活性剂和共代谢物等。[4]关键词：生物修复；污染环境；生态条件、微生物 生物修复即利用微生物降解环境中有毒有害物质，消除污染者，减少其浓度的修复方法。大体上，可以将生物修复分为原位生物修复和异位生物修复。原位生物修复（就地生物修复）即污染土壤或水体不经过搬运或运输，而是通过投加微生物、营养盐、电子受体等方法进行原位生物降解。异位生物修复即利用物理化学方法将受污染物质搬离原地进行集中生物降解，通常对于污染严重的土壤与水体多采用该技术。与传统的物理化学修复技术相比，生物修复技术具有可以原地进行、投资省、对周围环境的扰动小、对污染物的去除具有持久性、公众易于接受、可以与物理化学方法结合使用等优点。[2] 生物修复的目标及应满足的最佳生态条件[3] 生物修复的目标至少是将土壤及地下水或地表水环境中的污染物降低到环境安全标准值以下，作为一种生物处理技术，生物修复是否成功取决于多种因素。从技术参数上大体可分以下几点： （1）微生物必须筛选获得具有活性的专性微生物。这些微生物必须有能力在合理的速率下将污染物从起始的高浓度降解达到规定的标准浓度以下，并且在分解污染物的过程中不应产生毒性代谢物。 （2）处理场地处理场地中存在的化学污染物及其浓度不应显著抑制微生物或酶的降解活性和高积累植物的吸收作用，否则应加以稀释；处理的化学污染物必须是生物可利用的；在处理点或反；应器中的条件必须适合生物生长，为此首先有必要对处理场地本身及处理过程所需达到的生态条件进行了解和设置。 （3）水分大量资料表明，水分是调控微生物、植物和细胞游离酶活性的重要因子之一。因为它是营养物质和有机组分扩散进入生物活细胞的介质，也是代谢废物排出生物机体的介质。特别是，水分通过对土壤通透性能、可溶性物质的特性和数量、渗透压、土壤溶液pH 和土壤不饱和水力学传导率发生作用而对污染土壤及地下水的生物修复产生重要影响。一些研究表明，25 %～85 %持水容量或- 10 kPa 或许是土壤水分有效性的最适水平。
环境污染的生物修复 【摘要】随着我国经济的快速发展，环境污染问题日趋突出，减少环境污染、遏制生态环境的恶化已成为人们关注的焦点。生物修复技术以其成本低、效果好、无二次污染等优点受到普遍关注，成为环境治理的主要方法和技术。本文综述了环境生物技术的形成发展、应用前景等，着重分析了环境生物修复技术在水产养殖废水方面的应用。 【关键词】环境生物技术；生物修复技术；水产养殖废水 1 生物修复技术的基本概念及其原理 生物修复又称生物改良，是指利用生物的生命代谢活动，来减少污染环境中的有毒有害物的浓度或使其无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全地恢复到原初状态的过程。 生物修复根据所利用的生物，可以分为植物修复、动物修复、生态修复、微生物修复四类。根据被修复的污染环境，可以分为土壤生物修复、水体生物修复和大气生物修复。而由于生物修复的实施方法不同，又分为原位生物修复和异位生物修复。 1.1 生物修复的基本原理 生物修复技术是通过生物的降解和转化，将有机污染物转化为无害的小分子化合物和二氧化碳与水。利用生物对环境污染物的吸收、代谢及降解等功能，对环境中污染物的降解起催化作用，加速去除环境中的污染物。 1.2 生物修复技术的特点 生物修复技术具有投资费用低，对环境影响小，使用效果好，使用区域范围广，使用面积大等特点，而且能同时处理受污染的土壤和地下水。在土壤修复中还可以去除环境中的重金属和放射性核素。但其也存在局限性，生物不能降解进入环境中的所有污染物，并且受外部环境的影响较大。 2 生物修复技术在水产养殖废水中的应用 氨氮是水产养殖的最主要危害，但传统的加注新水、曝气、漂白粉或臭氧氧化、使用斜发沸石进行离子交换等方法脱氮效果并不理想[2]。而活性污泥法、生物膜法和稳定塘法等生物处理法存在或伴有污泥产生、反应启动慢、出水水质不稳定等问题。随着生物技术的发展，生物修复技术在水体氨氮污染的处理上被广泛应用。微生物修复技术在水产养殖中主要应用于养殖环境的原位修复中，主要处理底泥的有机污染和水体的富营养化问题。
微生物对环境污染的生物修复作用 摘要：随着化肥、农药、洗涤剂等的普遍应用, 环境中的氮、磷含量增加引起水体富营养化已经成为现代废水处理一项新的研究课题，本文综述了植物-微生物-土壤动物交互作用在生物联合修复、微生物对水产养殖环境修复作用、环境生物技术在污水除磷脱氮过程中的应用及发展前景. 关键字：环境生物技术；氮磷去除；污水；生物修复 Microbial bioremediation on environmental pollution Abstract: Because of universal application of chemical fertilizer , pesticide and detergents, the increasing content of nitrogen and phosphorus of wastewater which bring about rich nutrition in water has become a matter of interest to many people. The study on nitrogen and phosphorus removal of wastewater has become a new problem. Plant-micro-organisms-the interaction of soil animals in the United biological repair, micro-organisms on the environment for aquaculture repair. Application and prospects of environmental biotechnology in nitrogen and phosphorus removal of wastewater were introduced in this paper . Key words: environmental biotechnology ; nitrogen and phosphorus removal ; wastewater；biological repair 微生物是生物修复的一支主力军，它不仅能消除水体的油污，其他许多类型的污水也不在话下，并发展出了很多相关处理技术。例如，现在很多污水处理厂的核心部分实际就是一个生物修复反应器—活性污泥或生物膜，它们都是由许多微生物生长在一起形成的，只是前者呈泥状，后者呈膜状。这些微生物分解污物的能力非常强，黑乎乎的工业和生活废水经过它们的作用能大大得到净化。近年来对于令人头疼的湖泊蓝藻和日益频繁的近海赤潮，一些科学家也正尝试用生物修复的方法加以治理，即借助于蓝藻和赤潮生物的致病病毒使其染病死亡，这真是不折不扣的生物战。生物修复还能清除土壤的污染。土壤和水一样都是非常宝贵的资源，但令人遗憾的是，今天它也成为人类对环境破坏的主要受害者之一。通过如污水灌溉、化肥和农药的大量施用等种种渠道，大量污染物进入土壤，土壤品质不断下降，一些污染物经过食物链进入人体危害人的健康。正因如此，一些地方的农民甚至从不吃自己种的菜，尽管这是他们用汗水换来的。对于被农药、石油、苯等有机物污染的土壤，可以像阿拉斯加原油泄漏事件中采取的方法一样，向土壤中加入合适的微生物营养物质，使居住在土壤中的那些能分解这些污染物的微生物生长速度加快，从而使这些污染物的分解速度大大加快。为了提高效果，也可以向土壤中引入合适的外来微生物，这些外来微生物可以是科学家从自然界分离到的分解这些污染物能力特别强的菌株，还可以是采用基因工程修饰改良的菌株。利用天然存在的或特别培养的微生物在可调控环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理技术，可以消除或减弱环境污染物的毒性，减少污染物对人类健康和生态系统的风险[1]。为此，生物修复属于生产后期的污染控制，简称产后控制，是可持续发展在环境保护上的重要体现。
环境生物修复技术教学大纲 本课程本课程旨在通过生物修复的机理，影响生物修复的受体特性、污染物特性、的目的环境条件，以及生物修复在污染土壤、河流、湖泊、地下水、海洋等的工程应用 技术学习，使学生掌握如何利用环境生物学的手段监测、评价、治理污染环境，、 并对环境生物修复的原理、发展、应用和尚存在的问题有明晰和透彻的认识。任务和 通过这门课的学习，学生需要掌握生物修复的基础理论和常用的土壤、河流要求以 湖泊、地下水及海洋等环境生物修复技术，能够对环境生物修复有比较深刻的理及内容 解，并能运用到实践中。提要 总学时 36 课内学时 36 课外学时 0 书目编著者主要教材、污染环境生物修复工程陈玉成参考书目或污染环境的生物修复沈德中文献目录水环境污染修复工程学原理与应用张锡辉污染土壤生物修复技术张从、夏立江 环境工程导论学习本课环境工程微生物学程之前必环境化学须先修的 主要课程 主要教学任课教师姓名张新颖课堂讲授职称讲师方式 (若有其它要求，可在备注中加以说明) 备注 注:本页不够写，可另加页。 教学内容、时数的分配及各阶段的要求
教学内容时数分配各阶段的要求 第1章绪论第1章绪论 2学时 1. 生物修复的概念与类总体上把握重点是生物修复 型的特点及应用，难点是生物修复的2. 生物修复的类型可处理性试验，对本课程有一个总3. 生物修复的特点与应体初步认识，为后面的学习做一个用铺垫。要求学生广泛摄取相关方面4. 生物修复的应用前景信息、资料，为进一步深入学习提5. 生物修复的原则及可供保证。 处理性试验 6. 生物修复工程设计 实际工程设计 注:本页不够写，可另加页。 教学内容、时数的分配及各阶段的要求 教学内容时数分配各阶段的要求第2章生物修复的第2章生物修复的机理 机理 4学时 1. 微生物:微生物对有机学习、掌握微生物和植物与污污染物的修复;微生物对染物的作用机理，理解生物与有机重金属污染物的修复;微物的作用机理。氮、磷等营养元素，生物对氮磷富营养物的修重金属及有机物等污染物质的来复源、性质及其对环境和人类造成危2. 植物:植物对有机污染害，掌握生物修复方法、修复机理物的修复;植物对重金属与应用。 污染物的修复;植物对氮 磷富营养物的修复 3. 水生生物:水生生物对 富营养化物的修复;生态
微生物修复 摘要: 微生物与人类的生活密切相关，在生态环境中发挥着重要的作用。生物修复技术已成功应用对于修复污染环境，并取得很好的成果。本文介绍了生物修复技术，着重叙述了微生物修复技术极其应用，从而说明了微生物在生态环境中的重要性和相关研究进展。 关键词: 生物修复微生物修复重金属富营养化水体 生物修复( bioremediation) 技术是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物, 从而修复被污染环境或消除环境中污染物, 实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。它是一类低耗能、高效和环境安全的环境生物技术。它主要是利用土著微生物的代谢能力、活化土著微生物降解能力或者添加具有高速分解难降解化合物能力的特定微生物, 针对不同的污染环境, 可利用不同的修复微生物及改善其生长条件。生物修复技术又包括动物修复、植物修复、微生物修复等技术，其中犹以微生物修复重要。本文主要叙述了微生物修复技术的定义与应用，从而介绍了微生物对污染环境修复中的研究进展。 微生物修复 微生物修复技术主要是利用自然环境中生息的微生物或投加的特定微生物,在人为促进工程化条件下,分解污染物,修复被污染的环境。目前受污染的环境主要有土壤、水体等，微生物修复正是利用微生物将其中有毒有害有机污染物降解为无害的无机物质的过程。 重金属污染土壤的微生物修复 土壤受到重金属污染后, 可能导致重金属在农作物体内积累, 造成食物链污染, 严重威胁人体健康。微生物对重金属的修复机理比较复杂, 目前学术界还没有形成统一认识。一些学者认为, 微生物修复技术是在人为优化的条件下, 利用自然环境中的微生物或人为投加的特效微生物对重金属吸收、沉淀、氧化、还原等过程,降低土壤中重金属的含量或毒性,使污染的土壤恢复生态功能。有学者发现, Cu, Cd, Pb能以硅酸盐或氢氧化物形式结合在芽孢杆菌细胞的表面。变价金属在环境中可以同价态形式存在, 细菌的代谢活动可将这些重金属离子氧化还原。某些细菌可向胞外分泌硫和磷酸等物质使环境中的重金属离子沉淀,或在细菌的成矿过程中伴随有重金属的共沉淀。氧化硫杆菌、氧化亚铁杆菌等可通过提高氧化还原电位、降低酸度等滤除污泥、土壤和沉积物中的重金属。 另一些学者认为,新陈代谢是微生物修复功能实现的生理基础,在新陈代谢过程中微生物通过对重金属元素的价态转化或通过刺激植物根系的发育影响植物对重金属的吸收, 从而降低土壤中重金属含量或毒性。微生物通过产生有机酸、提供质子或与重金属络合的有机阴离子交换或络合金属离子,使土壤溶液中的金属含量增加,有利于超富集植物吸收。某些菌还能通过胞外络合作用、胞外沉淀作用、胞内积累与转化等生理过程将重金属由高毒性变为低毒性。微生物还可与植物根系相互作用, 形成菌根或刺激根系分泌重金属络合剂、螯合剂,抑制重金属的毒性,或促进植物对重金属的吸收富集,降低土壤中重金属的含量。 重金属污染土壤的修复是一个系统工程, 单一的修复技术很难满足实际的需要,以生物修复为主, 注重植物、动物和微生物协同作用,辅以物理、化学及农业生态措施, 加快重金属毒性消解,促进生物吸收富集,从而提高生物修复的综合效率。 金属污染微生物修复技术的研究与应用 (1)重金属污染的微生物修复是利用微生物的生物活性对重金属的亲合吸附或转化为低毒产物，从而降低重金属的污染程度。目前应用微生物的高效降解、转化能力在治理重金属污染方面已经取得了良好效果。其治理过程分为：①高效生物降解能力和极端环境微生物的筛选、鉴定；②污染物生物降解基因的分离、鉴定和特殊工程菌的构建；③生物恢复的实际应用和工程化。 (2)筛选污染物高效降解菌株的研究是微生物修复技术研究的第1步。根据微生物与污染物
环境生物修复技术复习 题 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
2016环境生物修复技术复习题 一、名词解释 1、原位生物修复 指在污染的原地点采用一定的工程措施进行生物修复。采用工程措施但不挖掘或抽取地下水等方法。 2、环境生物技术 直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能．建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统，称之为环境生物技术。 3、膜污染 膜污染是指在膜过滤过程中，水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。 4、稳定塘处理技术 稳定塘旧称氧化塘或生物塘，是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。 5、植物促进 也称之为植物提取，植物根系将土壤中重金属或有机污染物从污染的土壤中转移到植物的地上部分。一般指那些能累积超过叶子干重%的Mn，或者%的Co、Cu、Pb、 Ni、Zn，或者%的Cd的植物。目前世界上有 500多种这样的植物。 6、湿地处理系统 人工湿地处理系统是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有自然生态系统综合降解净化功能，且可认为监督控制的废水处理系统，是一种集物理，化学，生化反应于一体的废水处理技术；一般由人工基制和生长在其上的水生植物组成，是一个独特的土壤，植物，微生物综合生态系统。 7、土地处理技术 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异位处理的技术。 8、矿化作用 指有机污染物在一种或多种微生物的作用下彻底分解为H2O、CO2和简单的无机化合物如含氮化合物、含磷化合物、含硫化合物和含氯化合物等的过程。
土壤污染生物修复 【摘要】随着工业技术不断发达，人们生活水平不断提高的今天，严重的土壤环境污染却成为发展后的代价。所以对于污染的治理的研究成为科研工作者们的主要内容。在土壤治理方面不断革新，传统的治理手段不断淘汰，随着科学技术发展，生物修复技术将大量的被应用到土壤污染修复之中。本文主要概述了生物修复土壤污染的概念及手段。 【关键词】土壤污染，微生物修复，植物修复，重金属，有机化合物。 1 我国土壤污染现状 就目前我国土壤的污染程度来说，在污染的总体趋势上较为严峻。据2014年国家环境保护部和国土资源部联合公布的《全国土壤污染调查公报》显示，全国土壤总的超标率为 16.1%，其中耕地土壤点位超标率高达19.4%；在调查的重污染企业用地和工业废弃地点位中，超标率分别高达 36.3%和34.9%。我国受到污染的耕地面积达到了0.1亿 hm2，受到污染的耕地面积占我国总耕地面积的1/10，可以说污染的程度相当深。其中很多的耕地受到重金属的污染，总面积达到了2000 万 hm2，占总耕地面积的1/5。其中工业“三废”污染耕地1000万hm2，污水灌溉农田面积达330多万hm2，1600万hm2耕地受到农药的污染，固体废弃物堆存占地和毁田13.3万 hm2，合计占耕地总面积的10%以上。二是土壤污染危害巨大。据估算，全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万t，造成的直接经济损失超过200亿元。由土壤污染引发的农产品安全和人体健康事件时有发生，成为影响农业生产、群众健康和社会稳定的重要因素。土壤的生态环境保护与治理已引起人们的普遍关注。 2 生物修复技术 生物修复(Bioremediation)是一项清洁环境的低投资、高效益、便于应用、发展潜力较大的新兴技术，它具有成本低、操作简单、无二次污染、处理效果好且能大面积推广应用等优点，生物修复利用生物(包括植物、微生物和原生动物)的代谢功能，吸收、转化、清除或降解环境污染物，实现环境净化、生态恢复。从参与修复过程的生物类型来划分，生物修复包括微生物修复、植物修复、动物修复和联合修复等，另外还有原位生物修复技术和异位生物修复技术等。生物修复是一种较为理想的污染治理手段。 对于土壤污染生物修复是很好的修复手段，主要是利用生物的自然新陈代谢功能对环境中的各种有害物质的浓度进行有效的降低，使得土壤中的污染物形成自然分解，这样的修复可以使得土壤自然的恢复到原始的状态，而这种修复方式对于土壤的整体结构不会造成损害。针对土壤污染治理来说，传统的修复技术都存在一定的弊端，不能够彻底的将土壤中的有害物质消除，使得二次污染很快的出现，对于土壤结构来说会造成更加严重的破坏。而采用生物修复技术则可以有效的对土壤中的有害物质进行彻底的清除，而且这种技术属于物理修复技术，其中不含有任何的化学成分，这样的修复技术可以有效保持土壤的完整性，不会对土壤中的分子结构造成破坏。而且这种技术的应用也较为简单，并且不需要较高费用的支持，在处理的效果上也较为突出，对环境不会造成负面影响，而且能够有效避免二次污染的出现，可以说这种修复技术在土壤污染治理上具有极大的
《环境修复原理与技术》习题三 一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1、在化学氧化修复技术中，常用的氧化剂不包括（） A、双氧水 B、高锰酸钾 C、臭氧 D、氯气 2、原位化学淋洗操作系统不包括（） A、向土壤试驾淋洗液的设备 B、上层淋出液收集系统 C、下层淋出液收集系统 D、淋出液处理系统 3、植物对有机污染物的修复不包括（） A、对有机物的吸收 B、有机物的固化 C、有机物的降解 D、有机物的稳定 4、水环境的修复原则不包括（） A、成本最低原则 B、生态学原则 C、水体地域性 D、最小风险和最大利益原则 5、湖泊水库环境综合评价中的基础资料收集不包括（） A、水体理化参数 B、气候学数据 C、水文学数据 D、生物学参数 二、多项选择题（本大题共4小题，每小题2分，共8分） 1、按照不同作用机理，可将土壤自净作用划分为（） A、物理生物净化作用 B、物理净化作用 C、化学净化作用 D、生物净化作用 E、化学生物净化作用 F、物理化学净化作用 2、以下属于土壤污染特点的是（） A、隐蔽性 B、短期性 C、不可逆性 D、污染后果的即时性 E、后果一般不严重 3、在异位固化/稳定化过程中，可以作为粘结剂的物质有（） A、硅酸盐水泥 B、火山灰 C、硅酸脂 D、沥青 4、热力学修复技术根据加热体系和温度差异可以分为（）
A、高温加热修复技术 B、热井技术 C、低温加热修复技术 D、热毯系统 F、电磁波加热修复技术 三、判断题（本大题共41小题，每小题2分，共82分，正确填“T”，错误填“F”） 1、生态工程受自然环境影响不大。（） 2、生态垃圾等固体废物的土地填埋法处理在消耗大量土地资源的同时还存在垃圾渗滤液的棘手问题。（） 3、生物和环境是构成生态系统的两个基本子系统，因此，生态工程修复的内容主要包括生物子系统和环境子系统的调控与建造两部分。（） 4、一个生态系统的生物群落越简单，它的生物生产力越高。（） 5、沼泽是自然界最富生物多样性的生态景观。（） 6、任何一个环境中都包含许多生态因子，这些生态因子是相互孤立的，没有太大联系。（） 7、生态工程修复中的环境调控主要是减弱对生物的生长发育具有限制作用的环境因子，增加生物生长发育需要的环境因子，保证生态工程修复的成功。（） 8、我国在有关沙漠和沙漠化徒弟的生态恢复工作中，这方面还没有成功的范例。（） 9、采矿区废弃地的生态修复技术仅指生物复垦技术。（） 10、土壤是由固、液、气三相物质组成的多项疏松多孔体系，是一个以固相为主的的均匀多项体系。（） 11、土壤背景值是一个范围值，不是确定值。（） 12、从污染物的属性考虑，土壤污染源一般可分为有机污染物，无机污染物和生物污染物三大类。（） 13、按照技术类别可以将污染土壤修复方法分为原位修复和异位修复。（） 14、原位修复不需要建造昂贵的地面环境工程基础设施和运输，操作维护比较简单，特别是可以对深层次污染的土壤进行修复。（） 15、原位和异位土壤蒸汽浸提技术主要用于挥发性有机卤代物的修复，不可用于非卤代物。（） 16、多项浸提修复技术适用于高渗透性和有许多卵石的场地。() 17、与两项浸提技术相比较，两重浸提技术既可以在高真空下，也可以在低真空条件下使用潜水泵或者空气泵工作。() 18、物理固化/稳定化与其他固化技术相比较，需要破坏无机物质。（） 19、异位固化/稳定化通常用于处理有机污染物质。（）
1.生态修复：指利用生态系统的自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统 逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。 2.生态恢复是指对受到干扰、破坏的生态环境修复使其尽可能恢复到原来的状态。 3.生态修复是指根据土地利用计划，将受干扰和破坏的土地恢复到具有生产力的状态，确保该土地保持稳定的生产状态，不再造成环境恶化，并与周围环境的景观（艺术欣赏性）保持一致。 4.生态重建是指通过外界力量使完全受损的生态系统恢复到原初状态。 5.生态改建是指通过外界力的力量使部分受损的生态系统进行改善，增加人类所期望的人工特点，减少人类不希望的自然特点。 6.生态改良是指将被干扰和破坏的生境恢复到使它原来定居的物种能够重新定居，或者使原来物种相似的。 7.提问：人们在一片空地上种上花草，这就是绿化，也是生态恢复。这种说法是否正确？ν绿化不等于生态修复，只是生态修复的手段之一。恢复生态是恢复当地生物多样性、生态的完整性以及周围环境的协调性和生态系统自我维持性。绿化最终不能达到自我维持能力。 8.生态修复的特点 1)严格遵循循环再生、和谐共存、整体优化、区域分异等生态学原理 2)影响因素多而复杂：影响生命活性的因素 3)多学科交叉：环境工程、生态学、物理学、化学、植物学、微生物学、分子生物学及栽培学等多学科. 9.修复机制 ν 1）污染物的生物吸收与富集机制 ν 2）有机污染物的生物降解机制 ν 3）有机污染物的转化机制 ν 4）生态修复的强化机制 10.生物富集：生物个体或处于同一营养级的许多生物种群，从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物，导致生物体内该物质的平衡浓度超过环境中浓度的现象，又叫生物浓缩 11.有机污染物的生物降解机制 ν有机污染物首先通过物理沉降，形成沉淀； ν然后会被水中的细菌等微生物分解，分解为无机物，也就是一些矿质元素，这些物质又会被水中的藻类等自养型生物利用； ν这样有机物就被生物所降解了 12.有机污染物的转化机制 ν物理转化机制: 扩散、大量流动和进入大气中三种主要的运动方式； ν化学转化机制: 水解反应、光解反应、氧化还原反应和异构化反应 13.强化机制包括： ν提高生物本身的修复能力；——反复驯化 ν提高污染物的可生物利用性，如深层曝气、投入营养盐、投加添加剂等。——创造最适宜环境条件 14.生态修复任务1）两大任务：（1）消除污染；（2）生态重建 15.生态修复的意义 ν应站在构建和谐社会的高度去考虑生态建设、生态恢复、环境保护问题。
2012至2013学年第二学期 《生物环境技术》课程期末考试B卷答案 一、名词解释（共6小题，每小题3分，满分18分） ①环境生物技术：直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能，建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统，称之为环境生物技术。 ②生物修复广义的生物修复，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称为生物修复。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。 ③水体“富营养化”是指N、P等营养物大量进入水体，使得水中藻类等浮游生物旺盛增殖，从而破坏了水体的生态平衡，使得水体失去原有的价值。 ④生态浮床：生态浮床技术是按照自然规律, 运用无土栽培技术, 以高分子材料为载体和基质, 采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。 ⑤废水生物处理：废水生物处理是利用微生物具有很强的降解有机物的功能，并采用一定的人工措施创造一种可控制的环境，使微生物大量生长繁殖，分解废水中的污染物(主要是有机污染物)，使水质得到净化的一种废水处理方法。 ⑥环境生物监测法：受到污染的生物，在生态、生理和生化指标以及污染物在体内的行为等方面会发生变化，出现不同的症状或反应，利用这些变化来反映和度量环境污染程度的方法称为生物监测法。 二、问答题（共5小题，每小题10分，满分50分） 1、石油污染土壤的原位生物修复具有的特点以及应用此项修复技术应具有的前提条件。 解答：石油污染土壤的原位生物修复处理简单，经济，但处理时间长。在长期的处理过程中，污染物可能会扩散到深层土壤和地下水中，因而该技术适用的对象为被污染时间较长且情况已经基本稳定的土壤或面积广阔的区域。 石油污染土壤的原位生物修复的特点： ①工艺路线和处理过程相对简单，不需要复杂的设备； ②处理费用较低； ③被处理土壤不需要搬运，对周围环境影响小，生态风险小。 原位生物修复的前提条件： （1）存在具有代谢活性的微生物； （2）有较大的降解速率，并能将污染物浓度降低到符合环保标准； （3）过程中生成的中间产物必须没有毒性；
污染土壤的修复技术汇总 几种典型的土壤污染问题 1重金属污染 采矿、冶金和化工等工业排放的三废、汽车尾气以及农药和化肥的使用都是土壤重金属的重要来源。按生物化学性质土壤中的重金属可以分为两类：第一类，对作物以及人体有害的元素，如汞、镉、铅及类金属砷等，因此，必须减少这些元素的含量使其不超过环境的容量;第二类，常量下对作物和人体有益而过量时出现危险的元素，如铜、锌、铬、锰及类金属硒等，应控制其含量，使其有益作物生长和人体健康。 2石油污染 石油污染是指在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中原油和各种石油制品进入环境而造成的污染，土壤中的石油污染物多集中在20cm左右的表层。石油开采过程中产生的落地油和油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥，炼油厂含油污水处理设施产生的油泥，也是我国油田土壤石油污染的主要来源。污染土壤中石油主要成分为C15-C36的烷烃、多环芳香烃、烯烃、苯系物、酚类等，其中环境优先控制污染物多达30种。 3化肥污染 化学肥料在现代化的农业生产中不仅是粮食增产的物质基础，更是农业生产资料的主体。在粮食增产中花费的贡献率在40%-60%，稳定在50%左右，但是化肥中的有毒重金属、有机物以及无机酸类等是造成土壤污染的主要来源。 4农药污染 据初步统计，我国至少有l300-1600万hm2耕地受到农药污染。造成土壤农药污染的主要是有机磷和有机氯农药。据2000年国家质检总局数据，全国47.5%的蔬菜农药残留超标，因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。 一、污染土壤的修复技术 在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术大致可分为物理、化学和生物等三种。物理修复是指通过各种物理过程将污染物特别是有机污染物从土壤中去除或分离的技术。主要包括土壤淋洗、热吸附、蒸气浸提、微波加热和异地填埋等技术。还包括多相抽提等技术，已经应用于苯系物、多环芳烃、多氯联苯等污染土壤的修复。相对于物理修复，污染土壤的化学修复技术发展较早，主要有土壤固化-稳定化技术、淋洗技术、氧化-还原技术、化学改良、光催化降解技术、电动力学修复技术和有机质改良等。土壤生物修复技术包括植物富集、微生物修复、生物联合修复和植物固定及降解等技术。利用微生物降解作用发展的微生物修复技术是农田土壤污染修复常见的一种修复技术。进入21世纪后生物修复技术得到迅速发展，成为绿色环境修复技术之一。由于我国土壤污染面积大，污染物质种类多，污染组合类型复杂等原因，单项修复技术往往难以达到预定修复目标，多种修复技术相结合
环境污染的生物修复 1209020115 生物技术一班蔡吉玲 摘要：面对日益严重的环境污染问题，人们对于受环境的修复技术也逐渐重视起来。本文主要是就生物修复方面对于环境污染的改善进行一定的介绍，主要是关于水体污染的生物修复技术、土壤污染的生物修复技术以及大气污染的生物修复技术的相关内容。 关键词：环境污染生物修复水污染富营养化有机污染物重金属 前言：生物修复技术是指在一定的条件下，利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动，对于水体、土壤以及大气中的污染物进行转移、转化及降解，从而使受到污染的生态系统的正常功能得以恢复，水体、土壤、大气得到净化的技术。在人类现今面临的环境污染的日益严峻的问题的同时，人类早已采取了一定的措施，主要是物理修复、化学修复和生物方法。在早期主要以化学修复为主，但化学修复成本高耗能大且易造成副作用，因而逐渐被淘汰，而相比之下生物修复技术就很好的解决了化学方法所造成的不良影响。 常规的"三废"治理技术，为减少污染物的排放作出了巨大的贡献。但是，大气、水体、土壤污染依然严重，需要更经济的分散处理技术、现场修复技术。生物修复技术与其他工程措施相比，具有费用低、就地处理、对周围环境干扰少等许多优点，成为国内外研究的热点。 正文：水环境污染生物技术修复 我国目前有大量的河道和湖泊正受到不同程度的污染，并且有许多湖泊已达不到地表水Ⅲ类水质标准，受污染水体的综合治理和修复已刻不容缓。生物修复技术是在20世纪90年代得到迅速发展的一项污染治理工程技术，利用生物的生命代谢活动来减少污染环境中的有毒有害物的浓度或使其无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全地恢复到原初状态的过程。它利用生物对环境污染物的吸收、代谢及降解等功能，对环境中污染物的降解起催化作用，加速去除环境中的污染物[1]。与传统的物理化学修复技术相比，生物修复技术具有多个优点如：费用省，仅为现有环境工程技术的几分之一；环境生物修复技术对于环境影响小，不会形成二次污染或导致污染物的转移：可最大限度地降低污染物的浓度[2]。 生物修复技术治理水污染的研究进展，关于运用生物修复技术来处理水域环境污染的问题主要从微生物修复、植物修复和动物修复3个方面来系统介绍生物修复技术的作用原理，阐述了生物修复技术用于治理氮磷、有机物和重金属污染的研究现状，并总结了目前存在的问题，指出了生物修复技术的发展趋势。 生物修复的种类很多，根据被修复的污染环境，可分为土壤生物修复、地下水生物修复、沉积物生物修复和海洋生物修复等；根据生物修复所利用的生物种类，可分为动物修复、植物修复和微生物修复；根据人工干预的情况，可分为自然生物修复和人工生物修复，人工生物修复又可分为原位生物修复、易位生物修复和反应器生物修复。 1 生物修复的作用机制 1.1 微生物修复 每一个微生物对环境生长和代谢的非生物因子都有一定的耐受范围。如果在某一环境中有几种参与修复的微生物，就比同一环境中只有一种微生物修复的耐受范围更广。但如果环境条件超出了微生物的耐受范围，微生物的修复就会停止。