大学精品课件：9污染环境修复工程-20151103.ppt

1、122013年中国环境状况公报年中国环境状况公报34滇池滇池重度污染重度污染52005年年4月至月至2013年年12月，环境保护部会同国土资源部开展了月，环境保护部会同国土资源部开展了首次首次全国土壤污全国土壤污染状况调查。染状况调查。调查面积约调查面积约630 万万km2全国土壤总的超标率全国土壤总的超标率为为 16.1%无机污染物超标情况无机污染物超标情况12环境保护部和国土资源部发布全国土壤污染状环境保护部和国土资源部发布全国土壤污染状况调查公报况调查公报v四是实施土壤修复工程四是实施土壤修复工程。国家将在典型地区。国家将在典型地区组织开展土壤污染治理试点示范，逐步建立组织开展土壤污染治

2、理试点示范，逐步建立土壤污染治理修复技术体系，土壤污染治理修复技术体系，有计划、分步有计划、分步骤地推进土壤污染治理修复骤地推进土壤污染治理修复。http:/ 土壤修复等土壤修复等六类概念股受益六类概念股受益v土壤修复土壤修复:逾逾2.5亿元资金抢筹亿元资金抢筹7只个股。只个股。v在环境保护产业在环境保护产业发达的国家发达的国家，土壤修复土壤修复产业占整产业占整个环保产业的个环保产业的市场份额高达市场份额高达30%至至50%，而这一而这一数字在我国当前数字在我国当前还不到还不到1%。v一些地区的土地修复费用已经高达一些地区的土地修复费用已经高达数十亿元甚至数十亿元甚至数百亿元数百亿元，未来该领

3、域市场空间非常大。未来该领域市场空间非常大。http:/ 修复治理前需做什么？修复治理前需做什么？p 可采用哪些技术方法修复？可采用哪些技术方法修复？p 如何提高修复效率？如何提高修复效率？对被污染的环境采取对被污染的环境采取物理、化学与生物技术等物理、化学与生物技术等措措施，使存在于环境中的施，使存在于环境中的污染物污染物浓度减少浓度减少或或毒性降低毒性降低或或完全无害化完全无害化，使得环境能够部分或者全部的恢复，使得环境能够部分或者全部的恢复到原始状态。到原始状态。环境污染环境污染环境健康环境健康 环境修复环境修复环境净化环境净化 环境修复环境修复“三废三废”治理治理 一、生物修复的概念1

4、.1.环境修复环境修复定义定义根据环境修复的根据环境修复的方法和技术手段方法和技术手段分类分类环境修复可分为：环境修复可分为：物理物理修复修复化学修复化学修复生物生物修复修复集成修复集成修复 物理修复技术物理修复技术化学修复技术化学修复技术生物修复技术生物修复技术集成集成技术技术挖掘挖掘填埋填埋稳定稳定/固化固化植物修复植物修复植物植物-微生物微生物联联合合修复修复挖掘挖掘焚烧焚烧化学淋洗化学淋洗微生物修复微生物修复物理物理-化化学联学联合合修复修复热热脱附脱附电动力学电动力学热分解热分解溶剂萃取溶剂萃取 植物植物-化化学联学联合合修复修复机械洗涤机械洗涤氧化氧化/还原还原 隔离控制隔离控制

5、污染环境修复技术污染环境修复技术21土壤气相抽提技术土壤气相抽提技术http:/ 通过强制通过强制新鲜空气新鲜空气流经污染区域流经污染区域，将挥发性有机污染物，将挥发性有机污染物(VOCs)或半挥发性有机污染物或半挥发性有机污染物(SVOCs)从不饱和土壤中解吸为空气流从不饱和土壤中解吸为空气流，把土壤中的把土壤中的污染物转化为蒸气污染物转化为蒸气的形式，抽取到地面后收集和处理。的形式，抽取到地面后收集和处理。23热解吸修复热解吸修复 通过通过直接或间接热交换直接或间接热交换，通过，通过控制热解吸系统控制热解吸系统的的床温和物料停床温和物料停留时间留时间、有选择的将污染介质及其所含的有机污染物

6、、有选择的将污染介质及其所含的有机污染物加热到沸点加热到沸点以上以上，以使有机污染物从污染介质得以，以使有机污染物从污染介质得以挥发或分离挥发或分离的过程。的过程。2424化学淋洗工艺化学淋洗工艺25化学固化化学固化/稳定技术稳定技术v指在土壤中指在土壤中加入化学试剂或化学材料加入化学试剂或化学材料，并利，并利 用它们用它们与重金属之间与重金属之间形成不溶性或移动性差、毒性小形成不溶性或移动性差、毒性小的物的物质而质而降低降低其在土壤中的其在土壤中的生物有效性生物有效性，减少减少其向水体其向水体和植物及其它环境单元的和植物及其它环境单元的迁移迁移，实现污染土壤的化，实现污染土壤的化学修复方法。

7、学修复方法。26固化固化/稳定化技术稳定化技术v生物修复生物修复(Bioremediation)：指利用指利用生物生物特别是特别是微微生物的吸收、转化、降解等生物的吸收、转化、降解等，将存在于土壤、水体、，将存在于土壤、水体、沉积物或海洋等环境中的沉积物或海洋等环境中的有毒、有害污染物有毒、有害污染物去除或去除或清除清除，从而使污染生态环境修复为正常生态系统的，从而使污染生态环境修复为正常生态系统的工程技术体系。工程技术体系。2.生物修复生物修复的定义的定义使污染物的浓度降使污染物的浓度降低到可接受的水平低到可接受的水平v按生物类型分按生物类型分3.3.生物修复的类型生物修复的类型微生物修复微

8、生物修复植物修复植物修复动物修复动物修复水生生物修复水生生物修复其中其中微生物修复微生物修复就是通常所称的就是通常所称的狭义狭义上的生物修复。上的生物修复。按修复场地分按修复场地分原位生物修复原位生物修复异位生物修复异位生物修复生态修复生态修复标题标题=(bioremediation)检索结果检索结果:2,40829vHe et al.Bioremediation of petroleum hydrocarbons contaminated soil under sulfate reducing condition.DISASTER ADVANCES.2013.vWasi et al.Use

9、of Pseudomonas spp.for the bioremediation of environmental pollutants:a review.ENVIRONMENTAL MONITORING AND ASSESSMENT,2013v Pelaez et al.Design and field-scale implementation of an on site bioremediation treatment in PAH-polluted soil.ENVIRONMENTAL POLLUTION,2013 vChakraborty et al.Biochemical char

10、acterization of a lead-tolerant strain of Aspergillus foetidus:An implication of bioremediation of lead from liquid media.INTERNATIONAL BIODETERIORATION&BIODEGRADATION,2013vCompernolle et al.Bioremediation:How to deal with removal efficiency uncertainty?An economic application.JOURNAL OF ENVIRON MAN

11、AGEMENT,2013 二、微生物修复二、微生物修复1.微生物修复基本概念微生物修复基本概念 指在人为优化的条件下，利用自然环境中生息的指在人为优化的条件下，利用自然环境中生息的微生物微生物或或人为投加特效微生物人为投加特效微生物的生命代谢活动，降的生命代谢活动，降解环境中的污染物或使污染物无害化，以修复受污解环境中的污染物或使污染物无害化，以修复受污染的环境。染的环境。31石油污染区微生物修复技术石油污染区微生物修复技术 32Winquist et al.Bioremediation of PAH-contaminated soil with fungi From laboratory t

12、o field.International Biodeterioration&Biodegradation,2014,86238-2473333净化速度缓慢净化速度缓慢由于三方面由于三方面的原因的原因 供氧供氧添加氮、磷等营养盐添加氮、磷等营养盐接种、驯化高效菌接种、驯化高效菌自然条件下自然条件下氧气不足氧气不足营养盐缺乏营养盐缺乏高效菌生长缓慢高效菌生长缓慢快速去除污染物快速去除污染物2.微生物修复的指导思想微生物修复的指导思想生物修复技术系统生物修复技术系统3.微生物修复的生物类型微生物修复的生物类型土著微生物：环境中固有的微生物土著微生物：环境中固有的微生物外来微生物：大量接种高效菌外来

13、微生物：大量接种高效菌基因工程菌（基因工程菌（GEM）根据其来源分：根据其来源分：351）自然修复）自然修复 在自然修复过程在自然修复过程(natural attenuation)中，利用中，利用土著微土著微生物生物(indigenous microorganism)的降解能力进行污染土的降解能力进行污染土壤修复。壤修复。2）强化生物修复）强化生物修复生物刺激生物刺激(biostimulation)：满足土著微生物生长所满足土著微生物生长所必需的环境条件，诸如提供电子受体、供体、氧以必需的环境条件，诸如提供电子受体、供体、氧以及营养物等。及营养物等。生物强化生物强化(bioaugmentati

14、on)：需要不断地向污染需要不断地向污染环境投入环境投入外源微生物外源微生物、酶酶、其他生长基质或氮、其他生长基质或氮、磷无机盐。磷无机盐。36目的菌：目的菌：分离自重金属污染土壤的分离自重金属污染土壤的恶臭假单胞菌恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）X4 具有较强的重金属抗性具有较强的重金属抗性3)工程菌构建与应用工程菌构建与应用 37宿主菌高抗重金属恶臭假单胞菌宿主菌高抗重金属恶臭假单胞菌X4锚定蛋白野油菜黄单胞菌冰晶核蛋白锚定蛋白野油菜黄单胞菌冰晶核蛋白靶蛋白靶蛋白猴金属硫蛋白猴金属硫蛋白结构域四聚体结构域四聚体1245质粒载体质粒载体广宿主载体广宿主载体pTR102工程

15、菌构成元件工程菌构成元件3启动子启动子镉响应启动子镉响应启动子CadR38镉胁迫镉胁迫(100M)条件下工程菌的生长曲线条件下工程菌的生长曲线 工程菌工程菌X4/pCIM表现较强的镉耐受性表现较强的镉耐受性39工程菌对镉的动态吸附工程菌对镉的动态吸附工程菌对镉的吸附量达工程菌对镉的吸附量达2.17nmol/mg，是对照菌吸附量的是对照菌吸附量的2倍左右倍左右 Kumar et al.Engineering bacteria for bioremediation of persistent organochlorine pesticide lindane(-hexachlorocyclohexa

16、ne).Bioresource Technology,2013,149:439-445404.影响微生物修复效率的因素营养物质营养物质电子受体电子受体污染物的污染物的性质性质生物间的生物间的相互作用相互作用环境条件环境条件需添加碳、氮、磷营养元素；需添加碳、氮、磷营养元素；C:N:P=100:5:1.7 并为缓慢释放形式时并为缓慢释放形式时,效果最佳效果最佳最终电子受体最终电子受体分为三大类，包括分为三大类，包括溶解氧、有机物溶解氧、有机物分解的中间产物和无机酸根分解的中间产物和无机酸根污染物的可降解性是关键污染物的可降解性是关键;污染物对生物的毒性以污染物对生物的毒性以及其降解中间产物的毒性

17、及其降解中间产物的毒性污染现场、土壤污染现场、土壤/水体特性，温度等水体特性，温度等共代谢作用等共代谢作用等废水处理系统废水处理系统营养盐营养盐 空气空气/H2O2污染区污染区抽抽水水井井地下水位地下水位注注水水井井观观测测井井生物修复原位处理方式示意图生物修复原位处理方式示意图抽提地下水系统和回注系统相结合法抽提地下水系统和回注系统相结合法 434444v堆肥法堆肥法(Composting，Biopile)是是在人工控制的条件在人工控制的条件下，对固体有机废物进行好氧生物分解和稳定化的下，对固体有机废物进行好氧生物分解和稳定化的过程。过程。v堆肥法是堆肥法是处理固体废弃物等的传统技术，被用于

18、受处理固体废弃物等的传统技术，被用于受石油、洗涤剂、多氯烃、农药等污染土壤的修复处石油、洗涤剂、多氯烃、农药等污染土壤的修复处理，取得了很好的处理效果。理，取得了很好的处理效果。v将污染物质与一些自身容易分解的有机物混合堆放，将污染物质与一些自身容易分解的有机物混合堆放，并加入氮、磷及其他无机营养物质。并加入氮、磷及其他无机营养物质。堆肥法堆肥法(Composting)45强制通气堆肥法示意图强制通气堆肥法示意图 46Decline in extractable kitasamycin(吉他霉素吉他霉素)during the composting of kitasamycin manufact

19、uring waste47城市污泥与稻草堆肥城市污泥与稻草堆肥 Cai QY,et al.Bioremediation of polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)-contaminated sewage sludge by different composting processes.Journal of Hazardous Materials,2007.48多环芳烃的降解率多环芳烃的降解率(%)v主要是通过植物自身的主要是通过植物自身的光合、呼吸、蒸腾和分泌等光合、呼吸、蒸腾和分泌等代谢代谢活动与环境中的污染物质和微生态环境发生交活动与环境中的污染物质

20、和微生态环境发生交互反应，从而通过互反应，从而通过吸收、分解、代谢、挥发、固定吸收、分解、代谢、挥发、固定等等过程使污染物达到过程使污染物达到净化和脱毒净化和脱毒的修复效果。的修复效果。三、植物修复三、植物修复1.1.修复原理修复原理50v植物提取植物提取v植物稳植物稳/固定固定v植物挥发植物挥发v植物过滤植物过滤v植物降解植物降解v植物促进植物促进v空气净化空气净化2.2.植物修复植物修复作用过程作用过程51植物修复过程植物修复过程土壤土壤大气沉降大气沉降植物挥发植物挥发植物降解植物降解植物提取植物提取富集作用富集作用植物稳定植物稳定根系吸收根系吸收水体水体52标题标题=(phytoreme

21、diation)检索结果检索结果:1,375植物净化空气植物净化空气净化空气净化空气吸收有害气体吸收有害气体吸滞放射性物质吸滞放射性物质滞尘滞尘除菌和杀菌除菌和杀菌减弱噪声减弱噪声吸收吸收CO2541）植物提取）植物提取(phytoextration)利用利用重金属重金属超富集植物超富集植物从土壤中吸取一种或几种从土壤中吸取一种或几种重金属，并将其转移、储存到地上部分，随后收割重金属，并将其转移、储存到地上部分，随后收割地上部分并集中处理，连续种植这种植物，即可使地上部分并集中处理，连续种植这种植物，即可使土壤中重金属含量降低到可接受的水平。土壤中重金属含量降低到可接受的水平。植物提取是最能彻

22、底地、最有发展潜力的植物提取是最能彻底地、最有发展潜力的解决重金属污染的技术。解决重金属污染的技术。5556植物提取的两种方式植物提取的两种方式v(1)超积累植物超积累植物：指一些具有：指一些具有很强的吸收很强的吸收重金属并重金属并运输到地上部积累能力的植物。运输到地上部积累能力的植物。v(2)诱导的超积累植物诱导的超积累植物：指一些本不具有超积累特性：指一些本不具有超积累特性但通过一些过程可以诱导出超积累能力的植物。但通过一些过程可以诱导出超积累能力的植物。v通过向土壤中通过向土壤中添加螯合剂添加螯合剂，可以增加土壤溶液中金，可以增加土壤溶液中金属含量，也可促进金属向植物体内运输的方法，称属

23、含量，也可促进金属向植物体内运输的方法，称为为螯合剂辅助的植物提取螯合剂辅助的植物提取(chelate-assisted phytoextraction)或称为或称为诱导性植物提取诱导性植物提取(induced phytoextraction)。57螯合剂主要起两个作用：螯合剂主要起两个作用：v增加土壤溶液中金属含量；增加土壤溶液中金属含量；v促进金属在植物体内运输。促进金属在植物体内运输。v植物的金属累积效率与螯合剂与金属的亲和力直接植物的金属累积效率与螯合剂与金属的亲和力直接相关。如不同螯合剂对土壤相关。如不同螯合剂对土壤Pb解吸效率解吸效率不同：不同：vEDTAHEDTADTPAEGTA

24、EDDHA.v螯合剂的效果与植物品种有关：螯合剂的效果与植物品种有关：EDTA能促进印度能促进印度芥菜对芥菜对Zn吸收，但对燕麦和大麦无效果。吸收，但对燕麦和大麦无效果。58例例v适当的螯合剂可增加植物地上部分适当的螯合剂可增加植物地上部分Pb含量。含量。v如施加如施加0.2g/kg的的乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸(EDTA)后，土壤溶后，土壤溶液中液中Pb含量由含量由4增加到增加到4000mg/L，玉米和豌豆地上，玉米和豌豆地上部分部分Pb含量由含量由500增加到增加到10000mg/kg；v而且加入而且加入EDTA不仅促进印度芥菜对不仅促进印度芥菜对Pb的吸收，且的吸收，且同时促进同时促进Cb

25、、Cu、Ni、Zn的吸收。的吸收。592)植物过滤或根际降解植物过滤或根际降解v利用植物根系特性，通过改变根际环境，使污染物利用植物根系特性，通过改变根际环境，使污染物形态发生化学改变，通过在植物根部积累和沉淀，形态发生化学改变，通过在植物根部积累和沉淀，减少重金属的移动性；或通过植物减少重金属的移动性；或通过植物-根际微生物降解根际微生物降解有机污染物。有机污染物。60根际微生物降解实例根际微生物降解实例表明凤眼莲的根系不能降解酚表明凤眼莲的根系不能降解酚,是根系分泌物促进了假单胞菌是根系分泌物促进了假单胞菌等酚降解菌的生长，加速了酚等酚降解菌的生长，加速了酚的去除。的去除。v无菌凤眼莲无菌

26、凤眼莲10h只降解了只降解了1.9%酚酚;v有假单胞菌时，酚只降解了有假单胞菌时，酚只降解了37.9%;v凤眼莲凤眼莲-假单胞菌复合体系却能降解假单胞菌复合体系却能降解97.5%的酚。的酚。61623)植物挥发植物挥发v指利用一些植物来促进重金属转变为可挥发的形态，指利用一些植物来促进重金属转变为可挥发的形态，挥发出土壤和植物表面的过程。挥发出土壤和植物表面的过程。v目前这方面研究最多的是汞和非金属元素硒、砷。目前这方面研究最多的是汞和非金属元素硒、砷。63v一些耐汞毒的细菌体内含有一种一些耐汞毒的细菌体内含有一种Hg的还原酶的还原酶 催化催化 甲基汞和离子态汞甲基汞和离子态汞 单质汞。单质汞

27、。v可运用分子生物学技术将细菌的汞还原酶基因转导可运用分子生物学技术将细菌的汞还原酶基因转导到到拟南芥拟南芥植物植物中中,再利用再利用转基因植物修复转基因植物修复汞污染土壤。汞污染土壤。Jia Y,et al.Pathways and Relative Contributions to Arsenic Volatilization from Rice Plants and Paddy Soil.Environ.Sci.Technol.,2012,46:8090809664v超累积植物修复超累积植物修复653.3.植物修复的应用植物修复的应用65金属金属超累积植物超累积植物含量含量mg/kgmg

28、/kg镉镉CdCd 天蓝遏蓝菜（天蓝遏蓝菜（ThlaspiThlaspi caerulescenscaerulescens）18001800铜铜CuCu 高山甘薯（高山甘薯（Ipomoea alpinaIpomoea alpina）1230012300钴钴CoCo Haumaniasturm robetiiHaumaniasturm robetii1020010200铅铅PbPb 圆叶遏蓝菜（圆叶遏蓝菜（T.rotundifoliumT.rotundifolium）82008200锰锰MnMn 粗脉叶澳洲坚果粗脉叶澳洲坚果Macadamia Macadamia neurophyllaneuro

29、phylla5180051800镍镍NiNi九节木属九节木属(P.douarrei)(P.douarrei)4750047500锌锌ZnZn天蓝遏蓝菜（天蓝遏蓝菜（T.T.caerulescenscaerulescens）516005160066 四、植物四、植物-微生物联合修复微生物联合修复v1)植物根区的植物根区的菌根真菌与植物形成共生作用菌根真菌与植物形成共生作用，并有着，并有着独特的酶途径，用以降解不能被细菌单独转化的有机独特的酶途径，用以降解不能被细菌单独转化的有机物；物；v2)2)细菌对金属的细胞外吸附、与金属结合形成金属有细菌对金属的细胞外吸附、与金属结合形成金属有机复合物，使有

30、毒金属元素毒性降低或变成无毒化合机复合物，使有毒金属元素毒性降低或变成无毒化合物。物。v3)植物植物根区分泌物根区分泌物刺激了细菌的转化作用；刺激了细菌的转化作用；v4)植物还可为微生物植物还可为微生物提供生存场所并可转移氧化提供生存场所并可转移氧化，使，使根区的好氧转化作用能够正常进行。根区的好氧转化作用能够正常进行。1.基本原理基本原理2.土壤细菌促进植物修复土壤细菌促进植物修复v生物降解菌（生物降解菌（biodegradative bacteria）假单胞假单胞菌属（菌属（Pseudomonas spp.）等）等v植物生长促进菌（植物生长促进菌（plant growth-promotin

31、g bacteria）固固N机制，植物激素合成、根分泌物机制，植物激素合成、根分泌物v植物修复促进菌植物修复促进菌v最优化生态系统（内生菌、植物种类、土壤组成最优化生态系统（内生菌、植物种类、土壤组成和温度等）和温度等）菌根菌-植物修复重金属污染土壤 菌根是土壤中一些真菌侵染菌根是土壤中一些真菌侵染植物根部形成的菌植物根部形成的菌-根共生体根共生体菌根菌菌根菌。菌根菌不但可以直接对重金菌根菌不但可以直接对重金属产生直接作用，属产生直接作用，减轻植物的重减轻植物的重金属毒害性金属毒害性，而且还可以通过改，而且还可以通过改变植物变植物吸收磷养分吸收磷养分的能力，改善的能力，改善植物根际、土壤微环境

32、植物根际、土壤微环境等间接作等间接作用于植物及其周围环境的途径，用于植物及其周围环境的途径，提高植物对重金属胁迫的抗性。提高植物对重金属胁迫的抗性。69菌根菌与根瘤菌的区别根瘤菌-豆科植物共生体系应用于重金属污染地的生态修复微生物对重金属的抗性和解毒机制72菜地土壤菜地土壤“边生产边生产边修复边修复”技术集成技术集成及效益和风险评估及效益和风险评估构建修复功能菌群，构建修复功能菌群，研制复合微生物菌剂研制复合微生物菌剂理化强化复合理化强化复合修复剂修复剂低积累低积累蔬菜品种及蔬菜品种及安全安全优质生产优化技术优质生产优化技术低廉、高效、低风险组低廉、高效、低风险组合式微生物强化修复剂合式微生物

33、强化修复剂超积累超积累/富集富集植物与蔬菜植物与蔬菜间套作体系间套作体系修复材料资源化利修复材料资源化利用工艺及无害化处用工艺及无害化处理技理技术术4.综合修复技术综合修复技术73五、污染环境修复工作流程五、污染环境修复工作流程1.1.一般工作流程一般工作流程污染场地修复的一般步骤污染场地修复的一般步骤场地调查场地调查风险评估风险评估修复方案修复方案修复工程修复工程验收验收/监管监管污染土壤修复案例污染土壤修复案例p 修复治理前需做什么？修复治理前需做什么？p 可采用哪些技术方法修复？可采用哪些技术方法修复？p 如何提高修复效率？如何提高修复效率？75Cleanup Processhttp:/

34、www.epa.gov/superfund/cleanup/index.htm污染概污染概况调查况调查结果分结果分析评价析评价污染风污染风险评估险评估治理目治理目标范围标范围n 健康健康风险评价风险评价n危害识别危害识别n暴露评估暴露评估n毒性评估毒性评估n风险表征风险表征n 环境环境风险风险评估评估n建立建立各类环境各类环境模型模型n分析周边环境影响分析周边环境影响n 污染初步识别污染初步识别n 特征污染物确定特征污染物确定n 伴生污染分析伴生污染分析n 污染状况确定（现场采样）污染状况确定（现场采样）n 监测指标监测指标n 布布点原则点原则n 采样频次采样频次n 实验室分析实验室分析n 污

35、染物种类污染物种类n 污染程度污染程度n 污染分布范围污染分布范围n 污染物迁移及归宿污染物迁移及归宿n 场地污染概念模型场地污染概念模型污染状污染状况调查况调查n 污染治理污染治理(修复修复)目标目标n 污染治理污染治理(修复修复)范围范围n 重重度污染区度污染区n 中中度污染区度污染区n 轻度污染区轻度污染区n 污染污染治理治理(修复修复)规模规模污污染染场场地地修修复复的的工工作作流流程程污染场地修复可研报告污染场地修复可研报告修复工程施工设计修复工程施工设计落实落实工程资金工程资金，场地修复施工，场地修复施工验收监测，组织修复工程验收验收监测，组织修复工程验收现场跟踪管理，跟踪取样监测

36、现场跟踪管理，跟踪取样监测修修复复工工程程验验收收/监监管管修复工程验收公示修复工程验收公示场地修复工作结束场地修复工作结束污染者付费污染者付费受益者分担受益者分担谁使用谁负责谁使用谁负责谁投资谁受益谁投资谁受益修复资金修复资金美国美国超级基金法超级基金法危险物质反应信托基金危险物质反应信托基金“关闭后责任信托基金关闭后责任信托基金政府用于有害物质的排放造成的财产和自然环境政府用于有害物质的排放造成的财产和自然环境的损害所需要的清除费用和赔偿要求的支付。的损害所需要的清除费用和赔偿要求的支付。中国中国7980污污染染场场地地修修复复的的工工作作流流程程污染场地修复可研报告污染场地修复可研报告修

37、复工程施工设计修复工程施工设计落实落实工程资金工程资金，场地修复施工，场地修复施工验收监测，组织修复工程验收验收监测，组织修复工程验收现场跟踪管理，跟踪取样监测现场跟踪管理，跟踪取样监测修修复复工工程程验验收收/监监管管修复工程验收公示修复工程验收公示场地修复工作结束场地修复工作结束8283油污染土壤油污染土壤高浓度高浓度污染土壤污染土壤低浓度低浓度污染土壤污染土壤无污染土壤回填无污染土壤回填清洁土壤清洁土壤土壤淋洗土壤淋洗表面活性剂表面活性剂污染土壤污染土壤洗净土壤洗净土壤洗净水洗净水油水分离油水分离油层油层吸附处理或回收吸附处理或回收材料材料废弃材料废弃材料水层水层排水处理排水处理排水处理

38、排水处理处理水处理水达标排放达标排放原位或异位生物修复原位或异位生物修复营养盐营养盐加热系统加热系统污染土壤污染土壤Air2.石油污染土壤修复石油污染土壤修复843.3.地下水污染修复的方法地下水污染修复的方法经济效益、经济效益、环境效益环境效益低投资、高效益、便低投资、高效益、便于应用、不暴露污染于应用、不暴露污染物、无二次污染物、无二次污染避免外来物种泛避免外来物种泛滥、维持生态平滥、维持生态平衡、开发空间大衡、开发空间大原位生物原位生物修复修复地下水污地下水污染修复染修复原位修复原位修复异位修复异位修复原位物理、化原位物理、化学修复学修复激活土著激活土著微生物微生物投 加 外 来投 加

39、外 来优势菌种优势菌种提 供 电 子提 供 电 子受体受体提 供 营 养提 供 营 养元素元素提供氧气提供氧气85 六、不同污染程度环境的生物修复技术六、不同污染程度环境的生物修复技术1.“植物提取植物提取”(适合于适合于重度重度污染农田土壤及矿区土壤污染农田土壤及矿区土壤)生长在重度污染农生长在重度污染农田土壤的东南景天田土壤的东南景天 生长在重度污染农田生长在重度污染农田土壤的海州香薷土壤的海州香薷87提高超积累植物的提取重金属效率的措施提高超积累植物的提取重金属效率的措施v农艺措施调控农艺措施调控 农用化学物质农用化学物质(如如N、P、K、S肥肥)有机肥有机肥 (城市污泥、堆肥、厩肥等）

40、城市污泥、堆肥、厩肥等）化学螯合剂化学螯合剂(如如EDTA、DTPA、柠檬酸等）、柠檬酸等）生物螯合剂生物螯合剂 (如植物根系分泌物、接种微生物如植物根系分泌物、接种微生物)v改良植物性能改良植物性能 常规杂交育种常规杂交育种 体细胞杂交体细胞杂交 分子生物学技术分子生物学技术88Sebastian and Prasad.Agron.Sustain.Dev.(2014)34 目前，对于目前，对于耐性物种的筛选耐性物种的筛选多集中在野外受污染多集中在野外受污染区耐性物种上，但是，己经发现的物种数量和中国的区耐性物种上，但是，己经发现的物种数量和中国的生物资源量相比较只是很小的一部分，所以在中国范

41、生物资源量相比较只是很小的一部分，所以在中国范围内，进行耐性植物的人工筛选显得尤为重要，采取围内，进行耐性植物的人工筛选显得尤为重要，采取分子育种、基因工程技术分子育种、基因工程技术，找出，找出影响耐性品种的关键影响耐性品种的关键基因基因，并，并克隆复制到植物体内克隆复制到植物体内，将具有很强的现实意，将具有很强的现实意义。义。基因改造牵牛花基因改造牵牛花Pharhiris nil qianniuhua修复植物的基因改造强化技术修复植物的基因改造强化技术912.筛选重金属低积累作物筛选重金属低积累作物(适合于适合于轻中度轻中度污染农田土壤污染农田土壤)*重金属在农作物根际中重金属在农作物根际中

42、的的生物钝化生物钝化，降低根际土，降低根际土壤中重金属有效态量壤中重金属有效态量*农艺及化学措施农艺及化学措施钝化钝化重重金属在作物根际的特异吸金属在作物根际的特异吸收收*重金属在农作物体内分重金属在农作物体内分配及向可食部转运、食品配及向可食部转运、食品安全安全低积累作物品种的选育及机理低积累作物品种的选育及机理1)重金属低积累品种与土壤钝化剂联合应用于中重金属低积累品种与土壤钝化剂联合应用于中-轻程度轻程度污染的农业土壤的研究；污染的农业土壤的研究；2)利用分子生物学技术，深入研究植物低积累重金属的利用分子生物学技术，深入研究植物低积累重金属的主要机理；主要机理；寻找与重金属寻找与重金属低

43、积累低积累品种基因连锁的的分子品种基因连锁的的分子标记，使重金属标记，使重金属低积累低积累品种的早期选择成为可能品种的早期选择成为可能；3)深入开展在不同土壤类型和多种重金属元素复合深入开展在不同土壤类型和多种重金属元素复合污染污染环境下环境下重金属低积累品种的重金属低积累品种的筛选研究筛选研究。93*农艺及化学措施促进重农艺及化学措施促进重金属在植物体内的特异吸金属在植物体内的特异吸收积累收积累*富集和超积累植物的根富集和超积累植物的根际提取，带走根际中的有际提取，带走根际中的有效态重金属，降低根际中效态重金属，降低根际中重金属有效态量重金属有效态量*重金属富集及超积累植重金属富集及超积累植

44、物的收获与产后处置物的收获与产后处置*重金属在农作物体内分重金属在农作物体内分配及向可食部转运、食品配及向可食部转运、食品安全安全94七、重金属污染农田的生物修复七、重金属污染农田的生物修复案例分析案例分析95(一一)9697江铜贵冶周边区江铜贵冶周边区域重金属污染域重金属污染9899 (二二)100101(三三)102103104建立农田土壤重金属污染的修复技术建立农田土壤重金属污染的修复技术105106107108109110111修复效果修复效果巨菌草巨菌草/王草王草/皇竹草皇竹草/巨象草巨象草林占熺以草代木以草代木 养菇致富养菇致富以草代煤以草代煤 生物质发电前景光明生物质发电前景光明低碳经济、循环经济的低碳经济、循环经济的“新明星新明星”巨菌草产量：巨菌草产量：521吨吨/hahttp:/juncao.org/News/News.aspx?NewsClassID=14&NewsID=295&ParentID=11112