土壤污染生态修复精品文稿.ppt

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1、土壤污染生态修复土壤污染生态修复第1页，本讲稿共26页目录目录土壤污染现状及治理技术土壤污染现状及治理技术1 污染土壤生态修复概述污染土壤生态修复概述2 重金属污染土壤的生态修复重金属污染土壤的生态修复3 有机污染土壤的生态修复有机污染土壤的生态修复4土壤污染现状及治理技术土壤污染现状及治理技术1第2页，本讲稿共26页一、我国土壤污染现状一、我国土壤污染现状 随着工业化、城市化、农业集约化的快速发展，大量未经处理的废弃物向土壤系统转移，并在自然因素的作用下汇集、残留于土壤环境中。据统计，我国受农药、重金属等污染的土壤面积达上千万公顷，其中矿区污染土壤达200万公顷，石油污染土壤约500万公顷、

2、固废堆放污染土壤约5万公顷，对我国生态环境质量、食品安全和社会经济持续发展构成了严重威胁。第3页，本讲稿共26页第4页，本讲稿共26页引入生态修复的必要性：引入生态修复的必要性：目前，尽管在污染环境的物理修复、化学修复以及工程技术方面有一定进展，并形成了一些实用技术。但是，这些修复方法往往会破坏污染场地的理化性质，甚至会造成环境的二次污染，对于污染面积巨大且污染程度轻的土壤基本上难以应用和奏效。在这种情况下，提出应用生态修复的方法和技术，从生态学原理的高度解决污染环境特别是污染土壤的修复问题，对于实现人与自然的和谐发展具有重要的实践意义。第5页，本讲稿共26页1 1、生态修复的概念、生态修复的

3、概念 生态修复（ecological remediation）是指在生态学原理生态学原理指导下，以广义的生物修复（包括植物修复、微生物修复、动物修复等）为基础，结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施，通过优化组合和技术再造，使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法。二、污染土壤生态修复概述二、污染土壤生态修复概述第6页，本讲稿共26页影响因素多而复杂影响因素多而复杂多学科交叉多学科交叉生态修复的特点生态修复的特点严格遵循循环再生、和严格遵循循环再生、和谐共存、整体优化等生谐共存、整体优化等生态学原理态学原理第7页，本讲稿共26页3 3、污染土壤生态修复的主要方式、污染土壤生

4、态修复的主要方式第8页，本讲稿共26页4 4、生态修复与生态恢复的区别和联系、生态修复与生态恢复的区别和联系概念概念生生态态修复修复生生态态恢复恢复不同点不同点英文名称英文名称Ecological remediationEcological remediationEcological rehabilitationEcological rehabilitation受受损损生生态态系系统统污污染生染生态态系系统统退化生退化生态态系系统统；物理破坏生；物理破坏生态态系系统统直接作用与目直接作用与目标标清除清除环环境中的各种境中的各种污污染物染物建立一个或一群物种，作建立一个或一群物种，作为为恢恢复生

5、复生态态系系统统的基本框架的基本框架动动植物状况植物状况不一定种植多不一定种植多样样的当地植物的当地植物种植多种植多样样的当地植物，而且的当地植物，而且经经常需要常需要补值补值大量植物大量植物物流与能流状物流与能流状况况物物质质生生态过态过程程物物质质和能量相和能量相结结合合生生态过态过程特点程特点保保证污证污染物去除的最佳效果染物去除的最佳效果和最低耗和最低耗费费试图试图重新重新创创造、引造、引导导或加速自或加速自然演化然演化过过程程共同点共同点采用生采用生态态学原理学原理人工方法人工方法为为主，自然恢复主，自然恢复为辅为辅部分地返回到生部分地返回到生态态系系统统受到干受到干扰扰前的前的结结

6、构和功能构和功能最最终终目目标标是是为为当地生物提供良好的栖息地当地生物提供良好的栖息地第9页，本讲稿共26页三、重金属污染土壤的生态修复三、重金属污染土壤的生态修复 核心：植物修复核心：植物修复1 1、植物修复概念、植物修复概念 植物修复（phytoremediation）技术是指以植物 忍耐和超量富集某种或某些化学元素的理论为基 础，利用植物及其共存微生物体系清除环境中的污染物的一门环境污染治理技术。狭义的植物修复技术就是指利用植物清除或固定污染土壤中的重金属。第10页，本讲稿共26页2 2、重金属超富集植物、重金属超富集植物第11页，本讲稿共26页超富集植物衡量标准超富集植物衡量标准临界

7、含量特征：Zn、Mn 10000 mg/kg Pb、Cu、Ni、Co、As 1000mg/kg Cu 100mg/kg Au 1mg/kg转移特征：植物地上部分（主要指茎和叶）重 金属含量大于其根部重金属含量。第12页，本讲稿共26页3 3、第13页，本讲稿共26页4 4、植物修复的效果、植物修复的效果植物植物植物植物浓浓度（度（mg/kg）富集指数富集指数CuCdAsCuCdAs狼把草根狼把草根384.300.873.411.864.830.04酸模草茎叶酸模草茎叶62.261.241.670.306.890.20 蜈蚣草蜈蚣草213.671.7561.111.039.721.21土壤样品：

8、土壤样品：Cu 206.50mg/kg Cd 0.18mg/kg As 50.40mg/kg第14页，本讲稿共26页5 5、植物修复重金属污染的优点、植物修复重金属污染的优点在修复土壤的同时也净化、绿化了周围的环 境，更易被社会所接受；对环境扰动少，污染物在原地去除，对土壤来 说属于原位处理；植物固化技术使地表长期稳定，控制风蚀、水 蚀，减少水土流失；植物修复的成本较低，可以从产 生的富含金属的植物残体中回收贵重金属，取得直接经济效益。第15页，本讲稿共26页四、有机污染土壤的生态修复四、有机污染土壤的生态修复1 1、微生物修复概念：、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

9、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：通过微生物分泌的胞外酶降解；污染物被微生物吸收至其细胞内后，由胞内酶降解第16页，本讲稿共26页第17页，本讲稿共26页2 2、微生物修复的种类、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。（2）异位生物修复：将受污染的土壤移离原 地，使之与降解菌接种物、营养物及支撑材料混合，集中起来进行生物降解。如：预制床法、堆肥法、厌氧处理法等。第18页，本讲稿共26页堆肥法堆

10、肥法普通有机物+有机污染物+O2+微生物腐殖质+CO2+H2O+Q第19页，本讲稿共26页3 3、微生物修复效果微生物修复效果目标污染物目标污染物修复生物修复生物试验介试验介质质修复效果修复效果多环芳烃（菲）多环芳烃（菲）假单胞菌假单胞菌土壤土壤菲降解率为菲降解率为62.2%苯并【苯并【a】芘】芘真菌真菌培养基培养基30d后降解率可后降解率可达达50%爆药（爆药（TNT）真菌真菌培养基培养基TNT浓度为浓度为20mg/L时降解时降解率可达率可达50%多氯联苯多氯联苯（PCBs,A-50）假单胞菌假单胞菌培养基培养基40h后，其中后，其中CB-126和和CB-181被被100%降解降解第20页，

11、本讲稿共26页4 4、植物、植物-微生物联合修复微生物联合修复 植物-微生物联合修复技术使利用植物及其共存的微生物体系，清除环境污染物的一种环境污染治理技术。而联合体系中的植物根际的微生物活性、生物量以及三氯乙烯的生物降解明显高于没有植物的土壤。第21页，本讲稿共26页5 5、植物加强微生物修复有机污染土壤的机制：、植物加强微生物修复有机污染土壤的机制：植物直接吸收有机污染物并在植物组织中积 累或代谢；植物释放的各种分泌物或酶类促进了有机污 染物的生物降解；植物增强根际区的微生物的矿化作用。第22页，本讲稿共26页酚酚第23页，本讲稿共26页6 6、植物植物-微生物联合修复的效果微生物联合修复

12、的效果目标污染物目标污染物修复生物修复生物试验介试验介质质修复效果修复效果多环芳烃（菲）多环芳烃（菲）假单胞菌假单胞菌和小麦和小麦土壤土壤菲降解率为菲降解率为84.8%苯并【苯并【a】芘】芘真菌和香真菌和香根草根草培养基培养基置入香根草处理置入香根草处理的降解率明显高的降解率明显高于未置入香根草于未置入香根草的处理的处理爆药（爆药（TNT）真菌和皱真菌和皱叶酸模叶酸模培养基培养基皱叶酸模明显促皱叶酸模明显促进微生物对进微生物对TNT降解降解 多氯联苯多氯联苯（PCBs,A-50）假单胞菌假单胞菌培养基培养基40h后，其中后，其中CB-126和和CB-181被被100%降降解解第24页，本讲稿共26页小结小结 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。第25页，本讲稿共26页第26页，本讲稿共26页