环境生态修复课件讲解

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1、环境生态修复 吴亚坤 安徽工业大学能环学院 wuyakun8250 第一章 生态修复 第一节 基本概念 第二节 生态修复 第三节 生态修复的意义 案例介绍 第一节 基本概念 污染环境： 环境污染： 是指被污染了的环境，其内在含义 是经过量化指标或其他评估方法评 价之后，确认环境已经受到了污染 。 是指有害物质或有害因子输入大气、水 和土壤等环境介质，并在这些环境介质 中扩散、迁移和转化，使生态系统的结 构与功能发生变化，对人类或其他生物 的正常生存和发展产生不利影响的现象 。 第一节 基本概念 治理： 修复： 是指采用一些措施使受污染的环境 不再对系统中生物或其周围环境产 生负面影响。 是在使

2、污染环境得到治理后，虽然 可能会在结构上发生某些变化，但 最终还能够恢复未污染之前的功能 ，使污染环境重新焕发出生机和活 力而被重新使用。 修复 生物修复 物理修复 化学修复 微生物修复 植物修复 *6 一、生态修复（恢复）概念 生态修复研究标志：受损生态系统的恢复过程 (Cairns主编,1980)。相关概念有生态恢复、生态修复、 生态重建、生态改建、生态改良等，都具有“恢复和发展 ”的内涵，即使原来受到干扰或者损害的系统恢复后使其 可持续发展，并为人类持续利用。 目前学术上比较用多的是“生态恢复”和“生态修复”。 生态恢复的称谓主要应用在欧美国家，在中国也有应用， 而生态修复的叫法主要应用

3、在日本中国。 第二节 生态修复 *7 1）生态恢复（Restoration）-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 。 2) 生态修复-指停止对生态系统人为干扰，依 靠生态系统自我恢复能力（生态系统的自我调节能 力与自组织能力），辅以人工措施（物理化学与工 程技术），使遭到破坏的生态系统逐步恢复或向良 性循环方向发展，向有序方向演化。 有目的地采取措施，使受到损害的生态系统结 构和功能得以恢复和完善，实现生产力高、生物多 样性丰富、系统趋于稳定的目标。 3)生态修复任务 两大任务：（1）消除污染；（2）生态重建 。 *8 修复 奠基 恢复 生态 消除 污染 暂时 固定

4、不利生态 生态系统 生态环境 *9 二、生态修复的特点 1 严格遵循循环再生、和谐共存（物种多样 性）、整体优化、区域分异等生态学原理 I、物质循环再生原理 没有物质循环的系统，就会产生废弃物，生成环境污染 ，并最终影响到系统的稳定与发展。 无废弃物农业是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也 是生态工程最早和最生动的一种模式。 *10 *11 II、物种多样性原理 物种越丰富，生态系统的抵抗力稳定性越高， 为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会 毁于一旦？ 纯林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松 毛虫、天牛的天敌。 III、协调与平衡原理 -需要考虑环境承载力即环境容纳量 *12 IV

5、、整体性原理 整体指社会-经济-自然复合成的巨大系统 2.影响因素多而复杂 3.多学科交叉 *14 *15 三、生态修复的基本方式 *16 污染修复 物理 修复 化学 修复 微生物 修复 植物 修复 消除污 染物 生态修复 恢复生 态系统 *17 微生物 修复 植物修 复 化学 修复 物理 修复 微生物 修复 微生物 修复 生态 修复 生态修复方法 *18 1、生物修复概念 生物修复(bioremediation)-指利用生物（特别是微 生物），将土壤、地下水和海洋等环境中的有毒、有 害污染物降解为CO2和H2O，或转化为无害物质，从而使 污染生态环境修复为正常生态环境的工程技术体系。 工程化

6、生物修复，采用下列手段来加强修复的速度： 生物刺激（biostimulation)，满足土著微生物生长所 必需环境条件，诸如提供电子受体、供体、氧以及营 养物等： 菌群扩增（bioaugmentation）通过各种手段，增加降 解环境污染物的微生物数量。 （一）生物修复 *19 2、生物修复的类型 1）原位生物修复（in situ bioremediation)-不需要 移动污染物而进行的生物修复。 （1） 生物扩增(bioaugmentation)菌株-向污染生境中添 加外源生物活性物质，N、P、02、NO3-、SO42-、表面 活性剂等，大大促进生物土著或接种菌的繁殖，强化 降解环境中的有

7、机污染物。 例如：已开发出的亲油肥料，含有N、P营养与易降解的 碳源，即使在寒冷气候下，烃降解菌数量也大增。 *20 （2）生物通气法（bioventing)。 生物注气法修复工作原理示意图 *21 2）易位生物修复(ex situ bioremediation) 污染的土壤从污染环境挖出，通过采用固相法或泥浆 反应器处理。 此法主要适应污染程度较高时，单纯采用原位生物修 复往往达不到预定的要求采用。 *22 （三） 植物修复技术 定义：植物修复技术是以植物忍耐和超量积累某种或 某些污染物的理论为基础，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。 技术方法： 1）利用

8、植物固定或修复重金属污染土壤； 2）利用植物净化水体和空气； 3）利用植物清除放射性核素； 4）利用植物及其根际微生物共存体系净化有机污染物。 *23 1、植物修复技术的类型 植物萃取技术 指植物将土壤中的金属萃取出来，富集并搬运到植物 根部可收割部分和植物地上纸条部位的技术。 如：芸苔属植 物、油菜、工 业用大麻，可 超量富集砷。 植物根际过滤技术 指利用植物发达丰富的根系从污水、土壤中吸 收、沉淀和富集有毒重金属的技术。 *24 如：向日葵及各种 水生植物如宽叶香 蒲等。 植物固定技术 指利用植物吸附降低金属活性，减少重金属被 淋洗到地下或通过空气载体扩散进一步污染环 境的可能性的技术。

9、*25 *26 植物刺激技术（植物辅助生物修复技术） 指通过根圈范围内植物的活动刺激微生物的生物降 解的植物修复过程。 桑树、桑橙树和苹 果树被人们用来刺激 能降解 多氯联苯（PCB）和 多环芬烃（PAH）的 微生物生长。 植物转化技术 指通过植物新陈代谢作用降解与转化环境污染物的技术。 *27 应用领域：石化 产品污染地和贮藏 地、武器弹药废弃 物、燃料溢出物、 氯化溶剂、 垃圾掩埋淋滤物、 农用杀虫剂和化肥 等。 （三）物理生态修复技术 1、定义 根据物理学原理，使环境中污染物部分或彻底去除 或转化为无害形式的环境工程技术方法。 2、主要物理生态修复技术 1）蒸汽浸提修复技术-在污染介质中

10、引入清洁空气 产生驱动力，将污染物转化为气态形式排出污染介质 中。主要用于高挥发性化学污染的土地修复中。 *28 （1）原位蒸汽浸提 *29 高压泵 尾气 处理 排放 污染 土壤 含水 土壤 真空泵 （2）异位蒸汽浸提技术、两相、多相浸提技术 ；辅助：压裂技术-压裂土壤或岩石，为有机污染 物提供通道，有助它们浸提去除。 2 ）热力学修复技术 （1）定义-利用热力学的方法对污染物、介质进 行加热，加快污染物蒸发速度的修复技术。 *30 名称低温原位高温原位电电磁波原位 条件100100 特点尾气收集与 处理 尾气收集 与处理 大于150 效果降低 高温原位加热修复技术 （1）定义-为了提高污染物

11、的浸提效果，对 污染物进行加温提高其蒸发速度的修复技术。 （2）处理对象：半挥发性有机物、多氯联苯（ PCBs)及密度较高的非水溶性有机物。 （3）具体技术： A）采用加热地毯对地表进行加热（小于 1m); B）打出加热井，在井中安装加热器进行加 热。 *31 2 ）热解吸修复技术 （1）定义-通过热交换的方法将污染介质及其所含 有机污染物加热到一定的温度(150-650)后，从介质 中分离出来的方法。传递介质：空气、惰性气体等。 （2）处理对象：挥性性、半挥发性有机物、高密度有机 物。如PCBs、多环芳烃PAHs、二噁英等。 （3）具体技术： A）直接接触技术：旋转干燥机直接加热污染介质；

12、B）间接接触：解析+ 浓缩成液体+处理。 C）执空气浸提以异位热解技术：堆土+热提+燃烧。 *32 *33 活 性 反 应 墙 地面 污染地下水 净化地下水 思考题 1、是不是所有的污染物去除都是生态修复， 为什么？ 2、生态修复的目标是什么？ 3、常见的生态修复方法有哪些，各起什么作 用？ *34 生态修复案例 试验区的自然状况 试验区的设计 试验地点：肇州县托古乡火车头村 供试土壤类型：苏打草甸碱土 试验材料：鸡粪、地膜、草帘、稻壳 、石膏 供试植物：吉农朝鲜碱茅+碱草 试验设计：采用随机区组设计, 9个处 理，三次重复 处理: A 地膜覆盖 B 草帘覆盖 C 稻壳覆盖 D 常规堆肥 E 灌水+常规 F 常规堆肥+石膏 G 施石 膏 H 对照 I 灌水 对照 苏打草甸碱土生态修复模式的建立