微生物与绿色植物之去污修复能力

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1、 微生物与绿色植物之微生物与绿色植物之去污修复能力去污修复能力 内容提要内容提要：本论文主要介绍了目前我国常见的一些微生物和绿色植物去污修复能力，在本论文主要介绍了目前我国常见的一些微生物和绿色植物去污修复能力，在 论文中将会简单的对微生物及绿色植物去除污染物的原理、环境影响因素，及论文中将会简单的对微生物及绿色植物去除污染物的原理、环境影响因素，及 其各自的优缺点和适用范围等。其各自的优缺点和适用范围等。修复是指采取认为或者自然过程，使环境介质深红的污染物去除或无害化，修复是指采取认为或者自然过程，使环境介质深红的污染物去除或无害化， 使受污染场址回复原有的功能的技术。微生物与绿色植物的去污

2、修复技术是当使受污染场址回复原有的功能的技术。微生物与绿色植物的去污修复技术是当 今环境科学的热点领域，也是最具有挑战性的研究方向之一，其与环境微生物今环境科学的热点领域，也是最具有挑战性的研究方向之一，其与环境微生物 学以及环境化学研究领域都有紧密的联系，其可以作为环境化学的一个重要分学以及环境化学研究领域都有紧密的联系，其可以作为环境化学的一个重要分 支。修复的介质可以包括土壤及地下水、地表淡水及海岸。修复的主体主要是支。修复的介质可以包括土壤及地下水、地表淡水及海岸。修复的主体主要是 污染物，包括无极污染物和有机污染物。对于重金属，修复的手段为清除、稀污染物，包括无极污染物和有机污染物。

3、对于重金属，修复的手段为清除、稀 释、固定化及转化为低毒的形态，例如六价铬转化为三价铬，以降低六价铬污释、固定化及转化为低毒的形态，例如六价铬转化为三价铬，以降低六价铬污 染的危害。而对于有机污染物，修复的首选手段应该是使其彻底矿化为水和二染的危害。而对于有机污染物，修复的首选手段应该是使其彻底矿化为水和二 氧化碳，或者转化为低毒的中间产物，还包括清除以及固化。氧化碳，或者转化为低毒的中间产物，还包括清除以及固化。除了对微生物与绿色植物的修复技术加以讲解分析外还会相应的给与常见的除了对微生物与绿色植物的修复技术加以讲解分析外还会相应的给与常见的 应用实例，如好氧活性污泥法、废水的微生物脱氮除磷

4、法、有机固体废物的堆应用实例，如好氧活性污泥法、废水的微生物脱氮除磷法、有机固体废物的堆 肥、重金属污染的植物修复等。肥、重金属污染的植物修复等。关键字：关键字：去污去污 修复修复 固定固定 活性污泥活性污泥 污水处理污水处理 作用作用 机理机理 实用技术实用技术 脱氮脱氮 脱磷脱磷 过程过程 组合工艺组合工艺 提取提取 降解降解 挥发挥发 稳定稳定 高效高效 低耗低耗 优点优点 缺点缺点 论文正文：论文正文：一、一、 微生物去污修复微生物去污修复微生物修复技术是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物，或者是微生物修复技术是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物，或者是 使污染物无害化

5、的过程。使污染物无害化的过程。它包括自然和人为控制条件下的污染降解或无害化的过程。 在自然修复过程中，利用原有的微生物的降解能力，但是需要以下条件：1、又充分的地下 水流；2、又微生物可利用的营养物质；3 又缓冲 pH 的能力；4 能使代谢进行的电子受体。 如果缺少一项条件，将会严重的影响到微生物修复的速率和程度。 废水的生物处理法主要是利用微生物的生命活动过程，对废水中的污染物质进行转移 和转化作用，从而使废水得到净化的处理方法。由于整个过程基本上是在微生物所产生的 酶的参与下发生的生物化学反应，因此通常将生物废水处理称为废水生化处理。废水生化处理。这项技术 是目前最重要的，也是我国常用的废

6、水处理的方法。 在实际应用中，人们常对生物处理方法提出一系列的目标：要求除去水中的有机物和 悬浮物，得到透明的处理水；尽量去除水中的 N、P 等营养盐类；尽可能的减少产生的污 泥量；尽可能的将有机的物质作为资源加以回收。 早期的生物处理法主要是利用微生物代谢反应，去除水中的有机物。近些年来，随着 微生物研究的深入，已经有多种新工艺、新技术的出现，可以在去除有机污染物的同时， 达到脱氮除磷等目的，或取得资源回收利用的效果。但是在实践中，生物处理法并不是被 单独的使用，人们往往根据废水性状和处理目标，把沉淀、过滤、凝聚等物理、化学处理 与生物处理合成一个系统，生物处理则作为其中的主体部分。 （一）

7、好氧活性污泥法（一）好氧活性污泥法（1）好氧活性污泥中的微生物好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物（兼有少量的厌氧微生物） 与废水中的有机物和无机物固体的混凝交织在一起形成的絮状物。好氧活性污泥的絮状物 大小在 0.020.2nm，比表面积在 20100cm/ml 之间；含水率在 99%左右，密度在 1.0021.006g/ml，具有沉降性能；pH 在 67，弱酸性，具有一定的缓冲能力。我们生活中 用来处理生活污水的好氧活性污泥一般都是黄褐色的，而工业污水则与水质有关，颜色各 不相同。 在污水处理过程中，在完全混合式曝气池中，活性污泥一悬浮状态存在，犹豫曝气搅 动而处于激烈的运

8、动中，在池内均匀的分布；而在推流式曝气池中，随推流方向，在不同 位置的微生物数量和种类会有相应的差异，随推流方向微生物种类依次增多。 好氧活性污泥的活性和结构和功能中心是其絮凝作用的细菌所形成的菌胶团。在其上 面生长又其他微生物，如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物及微型后生动物等。因 此可以吧活性污泥视为一个微型生态系统。构成正常活性污泥的主要细菌和其他微生物有： 动胶菌属、丛毛单胞菌属、产碱杆菌属、微球菌属、棒状杆菌属、黄杆菌属、无色杆菌属、 芽孢杆菌属、假单胞菌属、亚硝化单胞菌属、短杆菌属、固氮菌属、浮游球衣菌、微丝菌 属、大肠埃希氏杆菌、产气杆菌、诺卡氏菌、节秆菌属、螺菌属、酵母菌。

9、 （2）好氧活性污泥净化污水的作用机理）好氧活性污泥净化污水的作用机理 好氧活性污泥对废水的净化主要有亮方面作用：一个是对污染物质的吸附作用，类似 于混凝剂的作用，对水中溶解性的污染物进行吸附；另一个是微生物对污染物的生物降解 作用。大分子有机物被水解为小分子的有机物后被吸入微生物体内，一部分被氧化分解，另一部分成为微生物自身细胞组成，体系中存在的其他生物可以通过食物关系吸收或者是 吞噬细菌或未被彻底分解的有机物。 好氧活性污泥的净化作用机理好氧活性污泥的净化作用机理：污染物质污染物质 中的悬浮中的悬浮 固体、溶固体、溶 解物质解物质活活 性性 污污 泥泥 绒绒 粒粒二氧化碳、水、按、二氧化碳

10、、水、按、 硫酸根、磷酸根硫酸根、磷酸根心活性污泥绒粒心活性污泥绒粒活性污泥生物活性污泥生物二氧化碳、水、二氧化碳、水、 氨、硫酸根、磷氨、硫酸根、磷 酸根酸根新生生物新生生物处理水处理水吸收氧化合成氧化合成摄食活性污泥法处理污水关键要有足够数量且性能良好的的活性污泥，他们是通过一 定的发放培养出来的。通过培养，可增加微生物的数量。通过驯化，对混合微生物进行淘 汰和诱导，可以使具有降解活性的微生物在体系中占优势，并诱导出能利用废水中的有机 物的酶。菌种来源于生活污水、粪便污水、污水处理厂的活性污泥、各处理厂的集水池或 者沉淀池的下脚污泥，或者是污水长期流经的河流淤泥经扩大培养也可以用来备用。

11、（3）微生物的废水脱氮和除磷）微生物的废水脱氮和除磷 生物脱氮生物脱氮首先是利用好氧过程，由亚硝化细菌和硝化细菌将废水中的氨转化成硝酸根， 在利用缺氧段的反硝化作用，将硝酸根还原氮气，溢出水面释放到大气中，从而减少水中 的含氮物质，降低对水体的潜在威胁。生物除磷生物除磷是利用某些生物在好氧时能大量吸收磷酸 盐合成自身的核酸和 ATP，并且能逆浓度过量吸收磷合成储能的多磷酸盐颗粒，供其内源 呼吸作用。 经过厌氧好氧或缺氧好氧的合理组合，既能除去 COD 和 BOD，又能脱氮，还能 除磷。反硝化又单级反硝化和多级反硝化，根据不同的水质，通常有常有以下三种种碳氧化、 硝化和反硝化三种组合工艺三种组合

12、工艺。第一种第一种：污水经碳氧化再经硝化再经反硝化后出水；第二种第二种： 污水经碳氧化和消化同时作用后，再经反硝化后出水；第三种第三种：污水经碳氧化消化反硝化 同时作用后出水。 除磷过程除磷过程在厌氧的条件下，聚磷菌在分解体内的聚合磷酸盐的同时产生 ATP，并且利 用 ATP 将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以 PHB 及糖原等有机颗粒的形式储存于细 胞中，同时将聚磷酸盐排除细胞。一旦进入好氧环境，聚磷菌又能利 羟基丁酸盐释放的 能量摄取废水水中的磷，并合成聚磷酸盐储存在细胞中。一般说，微生物在增值过程中， 好氧摄取的磷比在厌氧条件下释放的磷多，因此，如果创造厌氧、缺氧和好氧的交通条件， 让

13、聚磷菌首先在艳阳条件下释放磷，然后在好氧条件下充分过量的吸收磷，然后通过排泥， 就可以达到从废水中除去磷物质的目的。（4）微生物去污修复的优缺点）微生物去污修复的优缺点微生物修复的优点微生物修复的优点：生物去污修复可以现场进行，这样减少了运输费用和人类直接生物去污修复可以现场进行，这样减少了运输费用和人类直接 接触污染物的机会；微生物去污修复经常是以原位方式进行，这样可以使对污染位点的干接触污染物的机会；微生物去污修复经常是以原位方式进行，这样可以使对污染位点的干 扰和破坏达到最小，可以再难以移动的地方进行；微生物去污修复使有机物分解成二氧化扰和破坏达到最小，可以再难以移动的地方进行；微生物去

14、污修复使有机物分解成二氧化 碳和水，可以永久性的消除污染物和长期的隐患，无二次污染，不会使污染物转移；微生碳和水，可以永久性的消除污染物和长期的隐患，无二次污染，不会使污染物转移；微生 物去污修复技术可以与其他处理技术结合使用，处理复合污染；微生物去污修复技术的讲物去污修复技术可以与其他处理技术结合使用，处理复合污染；微生物去污修复技术的讲 解过程迅速，费用低，只是创痛物理、化学去污费用的解过程迅速，费用低，只是创痛物理、化学去污费用的 30%50%。微生物去污修复的缺点微生物去污修复的缺点：不是所有的污染物都适合微生物的修复；有些化学品经不是所有的污染物都适合微生物的修复；有些化学品经 微生

15、物的降解后，其产物的毒性和移动性比母体化合物反而增加，例如三氯乙烯经生物分微生物的降解后，其产物的毒性和移动性比母体化合物反而增加，例如三氯乙烯经生物分 解后的氯乙烯是致癌物；生物修复时一种科技含量较高的处理方法，他的运作必须符合污解后的氯乙烯是致癌物；生物修复时一种科技含量较高的处理方法，他的运作必须符合污 染地的特殊条件。染地的特殊条件。二、二、 绿色植物去污修复技术绿色植物去污修复技术植物修复（植物修复（phytoextraction）技术直接利用各种活体植物，通过提取、降解和固定等）技术直接利用各种活体植物，通过提取、降解和固定等 过程清除环境中的污染物，或者消除污染物的毒性，可以用于

16、受污染的地下水、沉积物和过程清除环境中的污染物，或者消除污染物的毒性，可以用于受污染的地下水、沉积物和 土壤的原位处理土壤的原位处理。 植物去污修复的方式有四种： （1）植物提取 植物直接吸收污染物并在体内蓄积，植物收获后才进行处理。 （2）植物降解 植物本身及其相关微生物和各种酶系将有机物质转化成小分子的二 氧化碳和水，或转化成无毒性的中间产物。 （3）植物稳定 植物在与土壤的共同作用下，将污染物固定并降低其生物活性，一 减少其对生物和环境的危害。 （4）植物挥发 植物挥发是与植物吸收相连的，它是利用植物的吸取、积累、挥发 而减少突然挥发性污染物。 植物修复重金属污染的过程和机理植物修复重金属污染的过程和机理 根据其作用过程和机理，重金属污染的土壤的植物修复技术可以分为三种。 （1）植物提取。 植物提取是重金属超积累植物从土壤中吸取一种或者几种重金属，并将其转移、储存植物提取是重金属超积累植物从土壤中吸取一种或者几种重金属，并将