1、第二章 生态修复基本 理论主要内容 第一节 生态修复基本技术 第二节 生态修复方法 第三节 生态修复的实施与应用 重点和难点： 原位修复和异位修复第一节 生态修复技术 一、生态工程技术-资源利用、减少排放 二、微生物生态修复技术 三、植物生态修复修复技术 四、物理生态修复修复技术 五、化学生态修复修复技术 污染消除 重建生态一、生态工程技术 （一）生态工程定义 生态工程：（马世骏先生1979年首先倡导）：是应用生 态系统中物种共生与物质循环再生原理、结合系统工程的最 优化方法，设计的分层多级利用物质的生产工艺系统。 目标：在促进自然界良性循环的前提下，充分发挥物质的 生产潜力，防止环境污染，达
2、到经济效益与生态效益同步发 展。（二）生态工程学原理 1. 生态工程学的核心原理 2. 生态工程学的生物学原理 3. 生态工程学的工程学原理1、生态工程学的核心原理 （1）整体性原理 （2）协调与平衡原理 （3）自生原理 （4）循环再生原理1、生态工程学的核心原理 （1）整体性原理 整体论和还原论探索自然的两种途径 在研究、设计和建立复合生态系统的过程中要做到统 筹兼顾。确定主次功能，确保当前与长远、局部与整 体的协调关系。 社会-经济-自然复合生态系统生态工程的研究对象 例如：污水稳定塘系统的重要功能是什么？还有什么 次要功能？社会-经济-自然复合生态系统生态工程的研 究对象马世骏，王如 松
3、.社会- 经济- 自然复合生态系统，生态学报，1984 ，4 （1 ）：1-9 该系统中, 最活跃的积极因素是？ 该系统中, 最强烈的破坏因素是？社会自然经济复合生态系统示意图1、生态工程学的核心原理 （2）协调与平衡原理 协调原理 平衡原理：包括结构平衡和功能平衡、收支平衡， 比如能量流动与物质传递的平衡等。1、生态工程学的核心原理 （3）自生原理 包括自我组织、自我优化、自我调节、自我再生、 自我繁殖和自我设计等一系列机制。 自我调节主要表现在以下几个方面： 种群调节 群落调节 生态系统调节 反馈调节（正反馈、负反馈）1、生态工程学的核心原理 （4）循环再生原理 物质循环和再生原理（光合作
4、用 营养循环） 多层次分级利用原理 各成分协调进化、互利共生。（树木花粉与蜜蜂）2、生态工程学的生物学原理 物种共生原理 生态位原理 食物链原理 物种多样性 物种耐性原理 耗散结构原理 限制因子原理耗散结构原理 -回答了开放系统如何从无序走向有序的问题。 相对于平衡结构的概念提出来的。 一个远离平衡态的开放系统，在外界条件发生变化达到一定 阀值时，量变可能引起质变，系统通过不断地与外界交换能 量与物质，就可能从原来的无序状态转变为一种时间、空间 或功能的有序状态。 主要讨论了系统在与外界环境交换物质和能量的过程中从混 沌向有序转化的机理、条件和规律。 一座城市、现代经济体系是否属于耗散结构？3
5、、生态工程学的工程学原理 结构的有序性原理 系统的整体性原理 功能的综合性原理 作为一个完整的系统，总体功能是衡量系统效益的 关键。 人工生态系统的重要目标就是寻求整体功能最高。（三）生态工程的应用 1. 生物多样性保护和持续利用工程 2. 生物物质循环利用生态工程； 3. 废弃水分散治理、系统回用生态工程； 4. 废弃地生态恢复工程； 5. 清洁能源系统开发组合利用工程； 目前10项最 活跃的生态 工程： 1.生态复合肥料工程； 2.绿色化学工程； 3.绿色食品工程； 4.生态交通工程； 5.生态住宅及生态城镇建设工程；生态工程技术在环境保护中应用 我国环境环保生态工程类型有： 无废（或少废
6、）工艺系统，主要用于内环境治理； 分层多级利用废料生态工程，使生态系统中的每一级生产废 物变为另一级生产过程原料，使废料被充分利用； 复合生态系统内废物循环，如桑基鱼塘生态工程； 污水自净与利用生态系统； 城乡（或工、农、牧、渔、副）结合生态工程都是在一定区 域内，应用生态工程理论与技术来分层、多级利用废料实现生 态、经济效益的良好协调统一。（四）关注生态工程建设 资料分析一： 1.导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么？ 根本原因：长江上游乱砍滥伐森林，水源涵养和 水土保持功能急剧降低，造成大量泥沙淤积河道； 中游围湖造田、乱占河道，造成具有蓄洪作用的 湖泊面积急剧减少。 直接原因：19
7、98年度的罕见降雨。但这也与全球 温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异 常有关。解决长江洪水泛滥的措施有：以生物措施为主， 结合工程措施，提高森林覆盖率；“退耕还湖”和改 革不合理耕作方式等。 2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题？ 传统的经济发展模式不注重生态环境的保护，没有考虑生 态成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。 在进行生态工程建设时，要考虑到怎样解决农村（尤其 是湖区或山区的迁出人员）的能源来源问题以及如何提高农 民的经济收入。2、技术路线 建立互利共生网络-控制系统内部结构与功能，优化组合，充分利 用原料、副产品、时间与空间，发挥物质生产的潜能，提高生态系统
8、的 综合效益。稻田养鱼。 延长食物链 生产环-将非经济产品或废物转变成经济产品。如有机废水进行无 土栽培，种植花卉。 增益环-增加或扩大生产环效益。有机废水养殖浮萍，作为农田肥 料，增加产量。 减耗环-减少食物网中的对人无用反而会过度消耗上一级营养的环 节。如农田害虫、老鼠等。 复合环-上面三种的组合。如：鱼塘养鸭。生态工程特点 主要涉及行业： 矿山开发（露天和井工开采） 铁路、公路、管线项目 水利设施建设（水库、水电站： 农牧业开发 其它：固废处置、生物能源转化等 主要特点： 非污染型 动用土地面积大 对生态因子有直接影响生态治理工程的主要内容 景观修复： 土地复垦： 植被恢复： 生态系统平
9、衡： 生物多样性维持： 生态系统安全：二、微生物生态修复技术 污染物去除方法 转移介质 环境中 （污染物） 积累 转移 降解 固定 转化 污染源 无害化 无机化 挥发 植物 物理 化学 生物1、微生物对污染物的作用 1）降解作用 当前无法显示此图像。 TCA循环 HMP当前无法显示此图像。阳光一级生产者 原生动物 轮虫、 浮游甲壳动物 鱼 其他动物异养细菌 废物、排 泄物 人 用于生物修复的生物 土著微生物 外来微生物 基因工程菌 采用基因工程技术，将降解性质粒转移到一些能在 污水和受污染土壤中生存的菌体内定向地构建高效降 解难降解污染物的工程菌。 用于生物修复的其他生物 这些生物包括藻类、微
10、型动物、植物等。难降解有机污染物和重金属及其相应的 降解转化微生物活性污泥 活性污泥 由细菌、真菌、原生动物和后生动物等各种生物和金属氢氧化物等无机 物所形成的污泥状的絮凝物。细菌和原生动物是主要的二大类有良好的吸 附、絮凝、生物氧化和生物合成性能。活性污泥主要用来处理污废水。可分 为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥。 活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性 污泥法是向废水中连续通入空气。经一定时间后因好氧性微生物繁 殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群， 具有很强的吸附与氧化有机物的能力。 主要微 生 物 细菌 原生动 物 其他微 生 物 生物组 成 游
11、离细 菌 菌胶团 活 性 污泥 絮状 体 鞭毛虫、肉足虫、 游泳型纤毛虫、固 着型纤 毛 虫 及 霉菌、单胞藻、 病 毒 、 立克 次氏 体 功能 净化和稳定污、废 水水质 促进絮凝、净化作 用、指 示 作 用 促进絮 凝 体 形 成 毒性危 害 好氧活性污泥中的微生物群落 生物膜生物 生物膜面生物 滤池扫除生物 所处位置 膜内 膜表面 膜外层 生物组成 以菌胶团为主要 组分，辅以浮游 球衣菌、藻类等 固着型纤毛虫及 游泳型纤毛虫 轮虫、线虫、寡 毛类的沙蚕、颗 体虫 功能 净化和稳定污、 废水水质 促进滤池净化速 度，提高滤池整 体的处理效率 去除滤池内的污 泥、防止污泥积 聚和堵塞 普通滤
12、池内生物膜的微生物群落 生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污 水处理的方法。 组成：由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成 的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。 原理: 生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌 气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往 复以达到净化污水的目的。2）去毒作用 微生物不能降解重金属，但是可以降低其毒性通过钝 化作用实现； 钝化作用：毒理学上具有活性的物质在微生物作用下，经 过水解、羟基化、脱卤、去甲基等作用转化为无活性的形 态。 例如： 汞的去甲
13、基化及还原 蓝绿色假单胞菌、变形杆菌可使汞离子转化成元素汞，经 10小时后挥发掉75%。 1、微生物对污染物的作用3）固定作用 微生物也可以将重金属积累在菌体内使之固定，从而降低毒性。 在微生物累积重金属方面，已阐明同细胞内金属硫蛋白 (Metalothioneins,简称MT )有关， MT是一种低分子量的细胞质蛋白，同Hg, Zn、Cd、Cu、Ag等重 金属有强烈的亲和性，结果使重金属富集并抑制其毒性。 1、微生物对污染物的作用 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 CO 2 和H 2 O，或转化为无害
14、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。 2、生物修复三、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
15、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。1、植物对污染物的作用 植物固定技术 植物根际过滤技术 植物提取（萃取)技术 根系降解 植物降解 植物挥发 挥发转移1）植物固定 植物根系将有毒有害污 染物如重金属积累, 降低 其活性, 使金属惰性化。 阻止其向深层土壤或地 下水中扩散, 但并不为植 物利用, 即根系对污染物 起固定作用。 与微生物的固 定相似否？1）植物固定 重金属植物固定技术主要应用于矿山废弃地、城市垃圾 填埋场、污水处理厂污泥和各种污染土壤的修复。 目前常用的植物有野生植物和某些高产的农作物，如印 度芥菜、油菜、杨树、苎麻等。(2)植物根际过滤技术 指利用植物发达
16、丰富的根系从水或污水中吸收、吸附和吸收有 毒重金属的技术。 适用于根际过滤的植物必须有较大的根系生物量，常用的有各 种耐盐的野草、向日葵、宽叶香蒲。 处理石油天然气生产过程中产生的 废水、含放射性污染物质的废水、 含重金属的各种废水及富含其他污 染物（如氮、磷、驾）废水。3）植物提取（萃取)技术 采用超积累植物将土壤中过量的重金属元素大量地富集并搬运 转移到植物根部可收割部位和地上茎叶部位 (特别是地上部)， 从而修复土壤的技术。达到环境治理、变废为宝的目的。 各种金属，如银、镉、钴、铬、 铜、汞、锰、钼、镍、铅、锌； 类金属，如砷、硒；放射性核 素 ， 如 90Sr 、 137Cs 、 23
17、9Pu 、 238U、234U等；非金属，如硼 等；各种有机物质。 如：芸苔属植物、油菜、工 业用大麻，可超量富集砷。 目前已经发现的500多种超富集植物广泛分布于45个科，其中 Ni的超富集植物最多，主要是十字花科的庭荠属。 据报道，红根苋可富集Cs，对切尔诺贝利核电站1986年泄露 后大面积土壤的核污染进行植物修复有较大潜力。 美国Viridian环境公司用植物修复技术净化镍污染土壤，每年 甚至可以从金属镍的回收中获取2500美元/hm2的收益。 3）植物提取（萃取)技术4）根系降解（植物-微生物联合修复） 根系微生物同植物相结合促进重金属 的降解, 也可以矿化某些有机污染物 如PAHs、
18、PCBs。 多应用在水体污染修复中。 常用的植物有各种耐盐的野草如牙买 加克拉莎草，向日葵及各种水生植物 如香浦等。 植物刺激技术（植物辅助生物修复技术）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（PA H）的 微生物生长。 4）根系降解（植物-微生物联合修复） 植物刺激技术（植物辅助生物修复技术）5）植物降解 植物的根、茎、叶吸收或降解污染物, 主要是有机污染物如 PAHs、PCBs, 无机污染物如氮氧化物、硫氧化物。 沉水植物对水体中的TN、TP有显著的去除作用。 研究发现：沉水植物对滇池草海水体（含底泥）TN去除速率 的顺序为：伊乐藻苦草狐尾藻篦齿眼子菜金
19、鱼藻 菹草轮藻。 判断这些污染物能否进入植物体内的指标是该物质在辛醇水中的分配系数 ( logKOW )。logKOW 在1-3.5 之间的物质可以被植物吸收降解。植物体内分解 成为植物体的 组成成分 木质化作用 转化成二氧化 碳和水 挥发 代谢 矿化 无毒中间代谢 物，贮存在植 物细胞内 有机污染物 5）植物降解6）植物挥发 重金属通过植物作用产生毒性小的挥发态物质。 目前在这方面研究最多的是金属元素汞和重金属元 素硒。 如桉树降解三氯乙烯、甲基叔丁基醚，印度芥菜降 解硒化合物，烟草挥发甲基汞。 转基因植物应用空间大！ 从植物茎叶挥发出的物质可能被空气中的活性羟基分解。 如有毒的Hg 2+
20、经植物挥发后变成了低毒的Hg，高毒的硒变成 了低毒的硒化物气体等。7）挥发转移 植物通过叶表孔隙挥发水分的形式转移污水中的 污染物。 如白杨、桉树、河香柏等树木具有很深的根系, 每天可以蒸腾大量的水, 将水中某些污染物转移 至植物体内。环境中重金属的去除 植物固定、植物转化、萃取等 是去除环境中金属离子的有效技术 环境中有机物的去除 通过植物萃取、转化和辅助修复等技术，可去除环境中 的有机污染物。 环境中放射性核素的去除 日本拟测试向日葵吸收土壤中的铯净化核辐射 2、植物修复技术的 应用植物修复是利用植物的生命活动来完成的，因而与其他修 复技术相比具有如下特点： （1）植物修复以太阳作为驱动力
21、，能耗较低； （2）从形式上看植物修复工艺比较简单，但受外界影响因素 较多； （3）植物修复技术的研究与应用，具有多学科交叉性； （4）植物修复时间比较长，研究周期也比较长。 3、植物修复 的特点（1）技术相对简单、费用较低，可以大面积的实施； （2）利用植物的提取作用或降解作用可以永久性地解决环境污 染问题； （3）不造成污染场地的二次污染，具有美化环境的作用； （4）不破化场地结构，对环境扰动少，为公众所欢迎； （5）经植物修复过的土壤或水体可再利用，符合可持续发展的 要求。 4、植物修复的优势（1）对于污染程度过重、或污染物分布 为植物根系所达不到，甚至不适于植物 生长的污染土壤或水体的
22、修复并不适用； （2）对于复合污染土壤或水体，采用一 种修复植物或几种修复植物相结合的修 复方式往往也难以达到修复要求； （3）修复周期较长，难以满足快速修复 污染环境的需求。 5、植物修复的局限性四、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 2 ）热力学修复技术 3）疏挖底泥、机械除藻、引水冲淤等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。 （1）原位蒸汽浸
23、提 （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。（1）原位蒸汽浸提 高压泵 尾气 处理 排放 污染 土壤 含水 土壤 真空泵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。 名称 低温原位 高温原位 电磁波原位 条件 100 100 特点 尾气收集 与处理 尾气收集 与处理 大于15效果 降低 2、主要物理生态修复技术应用1：高温原位加热修复技术 （1）定义-为了提高污染物的浸提效果，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、
24、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。应用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； 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。1）固化稳
25、定化技术； 2）玻璃化技术； 3）隔离包埋技术； 4）冰冻修复技术等。 只是物理修复，不是生态修复的方法有：五、化学生态修复技术 1、定义 在污染的环境介质中加入化学修复剂与污染物发生化学 反应而使污染物降解或无害化的修复技术。 2、主要方法 化学淋 洗 溶剂浸 提 化学氧 化 化学还 原 电化学 原位活性 反应墙 淋洗+分 离+污水 处理 污染物 浸提+处 理 氧化剂： H 2 O 2 、 O 3 还原降 低可溶 性 电泳、 电迁移、 电渗析 吸附作用 重金属、 易挥发 卤代物 PCBs、 PAHs 油类、 农药 农药、 PCBs脱 氯 无机物 地下水污 染活 性 反 应 墙 地面 污染地下
26、水 净化地下水第二节 生态修复方法 首先 其次 再次 按污染处理方式分为： 原位修复 异位修复 按介质分为：水体修复 土壤修复 大气修复一、原位修复 指对受污染介质（土壤、水体）不作搬运或输送而在原位污 染地进行的生态修复处理， 其修复过程主要依赖于被污染介质中的生物自然降解能力和 外加的合适降解条件。 美国超基金支持的修复计划中, 原位修复 技术所占比例呈上升趋势。一、原位修复 原位修复的类型： 生物通风法 生物注气法 生物冲洗法 生物耕作法土壤气相抽提( soil vaporextraction ,SVE) SVE 技术是一种通过强制新鲜空气流经污染区域，将挥发性 有机污染物从土壤中解吸至
27、空气流并引至地面上处理的原位土壤 修复技术，该技术被认为是一个“革命性”的修复技术。 生物通气法（BV）是在 SVE 基础上发展起来的，实际上是一 种生物增强式SVE 技术 1989 年美国Hill 空军基地对燃料油泄漏污染的SVE 修复中，经 研究意外发现现场微生物具有很大的降解活性，去除的污染物中 有15 % 20 %由生物降解完成，随后采用提高土壤湿度、增加 营养元素等促进生物降解措施后，生物降解贡献率上升至40 %。 这之后，BV 技术受到广泛关注。1、生物通风法（Bioventing） 生物通风：属于原位处理技术，用于地下水面以上的土壤污染， 凭借加入空气及氧至土壤中以加速污染物好氧
28、分解的程序，是 一种用于修复不饱和区土壤中可降解有机污染物的一种新兴技 术。 BV是原位修复石油 烃污染的有效技术。因此,BV 使用相对较低的空气速率,以使气体在土壤中的停留时间 增长,促进微生物降解有机污染物。 SVE BV 系统 结构 注射井和抽提井的位置位于被污染 区域的中心 注射井和抽提井的位置位于被污 染区域的边缘 设计 目的 修复污染物时使空气抽提速率达到 最大,利用挥发性去除污染物 优化氧气的传送和氧的使用效率, 创造好氧条件来促进原位生物降 解 适用 情况 含挥发性有机污染物的场所,且此场 所受污染面积小,属点源污染类型, 如汽油储罐泄漏的情况。 挥发性有机物, 半挥发性和不挥
29、 发性有机污染物,受污染的土壤可 以是大面积的面源污染,但污染物 必须是可生物降解的。 SVE和BV的区别BV方法影响因素 土壤因素 a) 气体渗透率 b) 含水率 c) 氧气 d) 温度 e) pH f) 营养物质含量 g) 电子受体类型 污染物因素 微生物因素 由于生物通风方法在军事基地成 功的应用，美国空军将生物通风 方法列为处理受喷气机燃料污染 土壤的一种基本方法。 美国在生物通风上投入的科研经 费占地下水污染处理基金项目的 50以上。对于受污染的地下水，另外一种工艺,是利用曝气井和抽提 井组合，在注入空气的同时，在另一侧，抽提蒸气和空气，加 快循环，如图所示。2、生物注气法（Bios
30、parging） 向环境饱和层注入空气，使挥发性化合物进入不饱和层进行 生物降解，同时饱和层也得到氧气，有利于生物降解。用于 处理地下水及地下土壤的污染。 生物通风法 生物注气法 充气 充气 生物注气法与生物通风法的区别： 图12-1 生物注气法修复工作原理示意图 Johnston等在澳大利亚西部的Kwinana现场进行研究，汽油泄漏污 染了含水层，研究发现空气喷射3d后大部分有机物被去除。 Benner等在美国芝加哥附近运用AS技术对砂质土壤和地下水进行 去除甲苯、乙苯、二甲苯混合物的研究，其浓度下降了88。 Murray等在美国杰克逊维尔的海军航空站建立了5个AS小试基地， 结果发现AS对
31、于地下水石油烃污染的去除非常有效。 地下水曝气技术（Air sparging，AS）。3、生物冲洗法（Bioflooding） 对于土壤受石油烃等污染，通过注入水或蒸汽的办法， 冲洗孔隙介质中残留的石油烃。 该法研究主要围绕着用表面活性剂溶液进行冲洗展开。 表面活性剂既能增加石油烃在水中的溶解度，又可显著 减小石油烃与水的界面张力，用其冲洗可以大大提高去 除率。4、生物耕作法（Biological land- farming） 土壤表层被污染后，对被污染土层进行耙耕, 深度以0.20.4 m为易, 使石油烃类与土壤均匀混合, 并尽可能提供微生物代谢 环境，从而实现就地处理。 应用该技术有两个前
32、提条件: 一是现场土质必须有足够的渗透 性, 便于氧化剂和代谢产物的顺利扩散; 二是存在大量具有降 解能力的微生物。 Kin cannon和Huddlecto用此法降解石油, 18个月后, 烷烃减少了 80%82%。4、生物耕作法 （Biological land-farming） 为加快石油的降解速度, 一般要在土壤中加入营养物质或用水 泵等保持氧气供应, 或是在土壤中埋设曝气管道等。 1989 年3 月, Exxon公司油轮在阿拉斯加威廉王子海湾发生溢油 事故, 2100 km的海岸线遭受污染, Exxon公司和EPA 的科学家们联合尝试采用就地生物降解, 从 1989年夏到1990年,
33、有160 km 海滩上的石油得到有效治理。地下水原位修复技术 氧化和营养 物 有机污染物 地下水梯度 提水井 氧化和营养物 回注井 图 抽提地下水系统和回注系统相结合的生物修复系统原位修复实例：“势能增氧生态 床法” 1 4 3 污 水 2 图1 势能增氧生态床剖面图 1增氧机 2生态河床 3 填料 4增氧机顶 将消除有机污染物、恢复水体中的溶解氧含量和岛 屿生物平衡模型有机的结合起来。原位修复实例：“势能增氧生态床法” 增氧生态床的填料可用卵石分层铺砌，并在生态床两头加设增氧机。 生态床充分利用水泵扬程来设计其层数（每一层高0.3m），仅二次 水泵提升即可将生活污水自动处理达到地表水III类
34、标准。 从而恢复水体的自净能力和水体生态平衡。 将污水处理的直接运行成本降为0.3元/t左右。原位修复实例：“势能增氧生态床法” 上海秀瑞水处理公司应用势能增氧生态床法处理污 水的监测值见表。 测点 名 称 浊度 色度 高锰酸 盐指 数 亚硝酸 盐氮 硝酸盐 氮 氨氮 pH 原水 37.6 40 6.83 0.179 0.36 3.5 8.32 出水 3.22 25 2.76 0.052 2.66 0.06 8.64 表 上海秀瑞水处理公司水质监测值表城市河溪沟渠水体立体式原位生态修复方法漂浮复合植物带原位生态修复水体的方法及其系统二、异位生态修复 异位？易位？ 把污染介质（土壤、水体）搬动或
35、输送到它处进行的生 态修复处理。 在处理位置上，搬动强调污染物存在的初始空间分布， 输送则稍作迁移； 处理过程中，输送有更多的人为调控和优化处理。二、异位生态修复 土壤耕作法( land farming) 生物堆放法( biopile) 土壤堆肥法(Composting) 生物反应器修复( bioreactor)1、土壤耕作法( land farming) 与生物耕作法相似, 只是该法要把土壤挖取、移动, 故把它归为异位生物修 复。 土壤耕作法基本实施步骤为: 场地处理： 对场地下垫面进行防渗处理, 同时在场地四周建立阻断墙, 防 止污染物向四周扩散； 把污染土壤运至现场, 均匀平铺，厚308
36、0cm; 设置灌溉系统保证土壤湿度; 周期性地进行耕作(翻土) , 增加土壤通透性和均一性, 提高处理效率。 圆明园湖底防渗处理？可能造成的后果是： 6、浪费巨额资金，得不偿失，徒劳无功， 后患无穷。 7、加剧了海淀区的生态恶化，有损于北京 市的生态环保。 8、与水隔绝的圆明园中的树木将面临严峻 考验，圆明园生态系统的环境污染势必日 益加剧。 1、严重破坏了园林的生态景观； 2、彻底破坏了园林固有的水系结构； 3、把圆明园的“活水”变成“死水”， 4、彻底破坏了园林的美学景观； 5、损坏了圆明园的历史文化价值；1、土壤耕作法( land farming) 在土壤油污染处理上, 该法应用较广,
37、但在土地资源 紧张的地区, 此法应当受到限制。2、生物堆放法( biopile) 将污染土壤挖出, 运输到异地堆积成条状, 中间留 有“田埂”, 以收集产生的渗出液，修复处理后 再运回原地。 该技术的特点：是在堆起的土层中铺有管道, 提 供降解用水，并在污染土层以下设有多孔集水管， 收集渗滤液；系统还可设有送气管和空气泵, 以 稳定氧的补给。 与黄家湾垃圾填埋场相似？系统可以是完全封闭的, 内 部的气体, 包括降解产物和挥发 的石油类物质, 都经过诸如活性 炭吸附、特定酶的氧化或加热氧 化等措施处理后才向大气排放, 而且封闭系统的温度更加稳定.3、土壤堆肥法(Composting) 将含油废弃
38、物与适当的材料混合并堆放, 使天然 微生物降解石油烃类，其中添加土壤调理剂以加 快微生物生长、促进石油生物降解。 和土地耕作法相比, 堆肥法的处理时间短, 处理费 用约为 2080 /m 3 , 适用于较高烃类含量的含 油污染处理, 适用于冬季较长的地区, 且处理后的 含油废弃物可填埋或施于农田。 大庆油田油污染处理可以用吗？ 上海交大完成4、生物反应器修复( bioreactor) 反应器修复方法较为灵活, 可提供理想条件的控制, 产生较好的结果。 你所熟悉的生物反应器有哪些？4、生物反应器修复( bioreactor) 该法适用于含油污泥、油污土壤以及石油工业废 弃物的预备处理, 是处理高
39、浓度重油污染土壤的 有效方法。 其主要特征有： 以水相为处理介质, 条件易于控制，处理污染 物的速度快。 可以设计不同构造以满足不同目标处理物的需 要, 提供最大程度的控制。 避免有害气体排入环境。通过一定方法，将地下水中的液态污染物与气态 污染物抽取出来，在地面建造的处理设施内进行 生物处理净化。 地下水异位修复技术一种石油烃污染土壤的异位生物修复方法一种污染土壤异位生物修复方法及专用处理设施一种污染土壤异位生物修复装置第三节 生态修复的实施与应用 生态修复工程的一般程序： 数据调查技术查询选择技术路线预 实验实际工程设计本章小结 生态修复基本技术：？ 生态修复方法：？ 生态修复的实施与应用：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？
