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生物修复

花匠小妙招
2024-11-11 17:01

第六章污染土壤的生物修复
原位微生物修复
1
原位植物修复
2
原位生态修复
3
异位生物修复
4
第一节原位微生物修复
生物通风修复
在某些受污染的土壤中,过高的有机污染物会降低土壤中的O2浓度,增加CO2浓度,进而抑制污染物的进一步生物降解,因此,为了提高土壤中污染物的降解效果,需要排出土壤中的CO2和补充O2→生物通风系统
生物处理工艺:通过真空或加压进行土壤曝气,使土壤中的气体成分发生变化,由于只需在真空吸抽系统上装上净化设备,不会造成二次污染
生物通风修复
生物通风(bioventing)又称土壤曝气(soil aeration),是基于改变生物降解的环境条件设计的
在受污染的土壤中至少打两口井,安装鼓风机和真空泵,将新鲜空气强行排入土壤中,然后再抽出,土壤中的挥发性毒物也随之去除。在通入空气时,有时加入一定量的NH3,以便为土壤中的降解菌提高氮素营养
另一种生物通气法,即将空气加压后注射到污染地下水的下部,气流加速地下水和土壤中有机物的挥发和降解,有人称之为生物注射法(biosparging)
原位生物修复
生物强化修复
生物强化(enhanced-bioremediation)是基于改变生物降解中微生物的活性和强度而设计,分为:
培养法
投菌法
生物强化修复
土著菌培养法
大多数生物修复工程中实际应用的都是土著菌(endemic anisms)
一方面是由于土著菌降解污染物的潜力巨大
另一方面也是因为接种的微生物在环境中难以保持较高的活性以及工程菌的应用受到较严格的限制
投菌法
采用外来微生物接种时,会受到土著微生物的竞争,需要用大量的接种微生物形成优势,以便迅速开始生物降解过程
这些接种在土壤中用来启动生物修复的最初步骤的微生物被称为“先锋生物”,它们能催化限制降解的步骤
目前对外来微生物的研究,一方面在寻找天然存在的、有较好污染物降解动力学特性,并能攻击广谱化合物的微生物,另一方面,也在积极研究在极端环境下生长的微生物
GEMs
基因工程菌的研究一般采用细胞融合技术等遗传工程手段将多种降解基因转入同一微生物中,使之获得广谱的降解能力
GEMs引入现场环境后,会与土著微生物菌群发生激烈的竞争,基因工程菌必须有足够的存活时间,其目的基因方能稳定的表达出特定的基因产物——特异的酶
如果在环境中基因工程菌最初没有足够的合适能源与碳源,就需要添加适当的基质促进其增殖并表达其产物
理想的选择性基质应有以下特点:对人和其他高等生物无毒,价廉,易于使用
原位生物修复
土地耕作修复
土地耕作法也称农耕法(land farming),是在表层污染土壤进行的生物修复过程,可以用于原位生物修复,也可以用于异位生物修复。
土地耕作使用的设备是农用机械,通过耕翻,促进微生物对有害化合物的降解
一般的,土地耕种修复法只能适用于30cm的耕层土壤