⑴ 原位生物修復的修復措施
生物修復是生物修復理論在實際中的應用,注重從工程學的角度解決和控制污染問題。這項技術的創新之處在於,一是精心選擇、合理設計的環境條件中促進或強化在天然條件下發生很慢或不能發生的降解和轉化過程,二是能治理更大面積的污染。
在地表水體(江河、湖泊、海洋、景觀水、養殖水等)污染治理中,常用的原位生物修復措施有:投加高效降解菌(或基因工程菌)、人工爆氣復氧、投加營養物或生物表面活性劑、添加電子受體等。除了考慮利用土著微生物外,馴化和培養具有高效降解性能的微生物成了研究的熱點,並形成了一個環境微生物菌劑的新興市場。為了防止流動水體中菌體的流失,研究機構和生產者研發出固定化微生物(將微生物附著在載體上)的工藝。
⑵ 簡述生物修復的原理和方法.生物修復技術在環境污染治理中有哪些實際應用
此外,有利於加強對污染物的降解作用、韓國等都有對江河大水體修復的工程實例、生物濾池,運行管理時沒有污泥膨脹和污泥迴流問題,接觸停留時間短。它的有機負荷較高,並且處理裝置易維護。 生物膜水解酸化—生物膜接觸氧化工藝在穩定性,③微生物分泌的酵素與催化劑發生化學反應、生物接觸氧化池等。日本,在其表面形成一種特殊的生物膜,節省投資、生物菌種耐溫性等方面均能滿足實際需要:①基質向生物膜表面擴散。生物膜法具有較高的處理效率,②在生物膜內部擴散,生物膜表面積大,減少佔地面積生物膜法是指用天然材料(如卵石),④代謝生成物排出生物膜、抗沖擊性、合成材料(如纖維)為載體,對於受有機物及氨氮輕度污染水體有明顯的效果,技術可靠。其反應過程是,可為微生物提供較大的附著表面,且耐沖擊負荷。 生物膜法主要工藝方法有生物廊道
⑶ 養殖環境生物修復方法有哪些
根據養殖環境生態修復的技術特點,主要分為物理修復、化學修復和生物修復。
(1)物理修復物理修復是指利用各種材料或機械對水產養殖環境起到物理作用,從而達到環境修復的目的。常用的物理修復技術包括水交換、曝氣、篩網、沸石粉和麥飯石粉等吸附有毒有害物質的污染底泥上放置復蓋網,將污染底泥與水體隔離,防止底泥污染物轉移到水體的掩蓋法等。
(2)化學修復化學修復是利用化學制劑與污染物發生氧化、恢復、沉澱、聚合等反應,使污染物從養殖環境中分離或分解成無毒無害的化學形態。水產養殖業廣泛應用水質改良劑、水質消毒劑。過氧化氫氧化能力強,能夠迅速更新池底的化學恢復狀態,減少氨氮量,降低化學消耗氧量,使池水迅速增加氧量,是無毒、無害、無污染的良好去污增氧劑。使用二氧化碳也能收到很好的效果,二氧化碳具有很好的水質凈化能力,可以增加水環境中的溶解氧氣,降低化學氧氣消耗量和氨氮值,減體富含營養,有效預防水產養殖中傳染性疾病的發生和流行。化學修復劑容易產生有害的二次生產物,使水生態系統的健康狀況惡化,容易引起水產品質量的退化。
(3)生物修復生物修復是指利用生物的生命代謝活動,減少在環境中存在的有害物質濃度完全無害化,使污染的環境部分或完全恢復原狀的過程。利用生物(天然或接種),通過工程措施為生物生長和繁殖提供必要條件,加快污染物的分解和去除。包括利用植物、動物和微生物吸收、分解、轉化土壤和水體中的污染物,將污染物的濃度降低到可接受的水平,將有毒有害的污染物轉化為無毒無害的物質,穩定污染物,減少向周邊環境的擴散。它是目前最具發展前景的水體修復技術,與傳統物理和化學修復相比費用低、時間短、凈化徹底、不易產生二次污染、不危害養殖生物、不破壞生態平衡等諸多優點。在我國水產領域,應用微生物分解技術消除養殖水體底泥中有機污染物取得了良好進展。
二、生物修復按修復主體可分為微生物修復、植物修復、動物修復三類。
(1)微生物修復。這是目前最主要的生物修復方法。其原理是在有氧或無氧的條件下,微生物可以分解有機物或其他污染物,釋放氮、磷等營養鹽,通過分泌或代謝產物影響水中的藻類相。可用於生物修復的微生物有細菌、真菌和原生動物三種,在水產養殖中應用的常見品種有光合細菌、芽孢桿菌、弧、硝化細菌等。復合微生物制劑由多種有益菌組成,利用各種微生物的協同作用,可以更快、更全面分解各種污染物,更有效地抑制養殖水體中有害藻類的過度繁殖,對環境的適應性也很強。
(2)植物修復。主要利用植物吸收營養鹽,釋放氧氣。利用植物吸收水體營養鹽時,要保證被吸收的營養鹽不會引起二次污染,再次進入人們的循環。目前,各地已開始在養殖水體中栽培沉水管束植物,如伊樂藻、苦草、輪葉藻、保草等河溝、池塘內栽培菱、蓮藕、藤白、稠、慈姑等水生蔬菜的海水狀況更加惡化,水產品質量也容易退化。
(3)生物修復生物修復是指利用生物的生命代謝活動,減少在環境中存在的有害物質濃度完全無害化,使污染的環境部分或完全恢復原狀的過程。利用生物(天然或接種),通過工程措施為生物生長和繁殖提供必要條件,加快污染物的分解和去除。包括利用植物、動物和微生物吸收、分解、轉化土壤和水體中的污染物,將污染物的濃度降低到可接受的水平,將有毒有害的污染物轉化為無毒無害的物質,穩定污染物,減少向周邊環境的擴散。它是目前最具發展前景的水體修復技術,與傳統物理和化學修復相比費用低、時間短、凈化徹底、不易產生二次污染、不危害養殖生物、不破壞生態平衡等諸多優點。在我國水產領域,應用微生物分解技術消除養殖水體底泥中有機污染物取得了良好進展。
⑷ 微生物修復
災後土壤肥力下降,有些區域的土壤甚至受到污染,而微生物修復在改善土壤結構、提高土壤活性、促進生土熟化、增加土壤肥力、增強植物對營養物質的吸收和降低重金屬毒性等方面有重要的作用。微生物數量的多少和微生物活性的強弱是影響微生物修復效果的一個重要方面,為了達到效果,必須篩選具有高效活性的專性微生物。這些微生物必須具有在合理的速率下將污染物從起始的高濃度降低到規定的標准濃度下,並且在分解污染物的過程中不應產生毒性代謝物的能力。例如,叢枝菌根真菌可以提高豆科植物固氮能力,對改善土壤結構、增加土壤有機質、提高植物抗酸性和降低重金屬危害也有顯著作用;大腸桿菌、芽孢桿菌、鏈黴菌等對汞具有氧化作用。微生物修復包含原位修復和異位修復,原位修復主要是通過添加營養物質、接種菌種和供氧等方式進行;異位修復則要把污染土壤挖出再處理,這種技術工程量大、投資高,在災毀土地生態修復中應用難度大。
1.微生物接種
土壤中的微生物種類繁多,但受破壞的土壤中不一定存在能夠修復土壤的微生物。為了提高生態修復效果,需要接種與土壤相匹配的微生物,以達到修復土壤的目的。
(1)土著微生物。土著微生物是由固定碳素的光合細菌、抑制病害的放線菌、分解糖類的酵母菌等上千種微生物組成的群落。當土壤受到破壞後,土著微生物會經歷一個自然馴化的適應過程,其中不能適應污染土壤的土著微生物將會死亡而被淘汰,而適應的土著微生物則會在某些特殊條件下發生一系列生化反應,產生對污染物有分解作用的酶,這些污染物在酶的作用下,被分解轉化為不再具有污染性質的物質。因此,對馴化後的土著微生物優勢菌進行接種,不但縮短了微生物的適應期,還使微生物的活性得到保持,從而達到改良土壤和加速被破壞環境的生態修復的目的。
(2)外來微生物。針對土著微生物因土壤污染而導致的數量下降,以及生長速度較為緩慢、代謝活性低等缺點,生態修復過程中會採用接種外來微生物這種方法,引進優勢菌種,縮短微生物的自然馴化期,加速恢復土壤中微生物的數量和種群,加速分解土壤中的污染物,使被破壞的土壤得以恢復。
需要注意的是,在接種外來微生物時,必須保證投入量,確保在土著微生物的競爭下能夠成為優勢菌種。目前,國內外的研究人員正在努力攻克擴大生物修復應用范圍的難題,尋找在極端條件下耐溫度、強酸、強鹼和耐溶的微生物,如果這些類型的微生物能夠大量用於生物修復工程,將會把災毀土地生態修復提上一個新的台階。
(3)基因工程菌。Cohen和Boyer於1973年首次成功地完成了DNA分子的體外重組實驗,由此產生了基因工程,這極大地促進了微生物的研究。基因工程菌是指「利用DNA的體外重組、質粒分子育種、原生質體融合等技術手段,根據設定的意向選取並培育出能夠改良微生物作用的底物范圍」。基因工程菌能夠在土壤中增加具有高效降解作用的酶的數量及其活性,創造出新的微生物種類和新的分解代謝途徑,從而加速土壤生態修復。
2.添加營養物
微生物的生長離不開有機物質提供的碳和氮,此外,磷也是微生物生長過程必不可少的營養物質。當土壤中微生物生長緩慢的時候,則有必要添加其生長所需的營養物質,促進微生物的新陳代謝,加速其對土壤中污染物的降解。營養物的添加要根據土壤微生物的種類及其需求來選取,同時還應嚴格計算營養物添加的濃度、比例,這樣才能確保生態修復取得良好的效果。
3.添加表面活性劑
微生物對污染物的生物降解主要是在酶的催化作用下進行的,但具有降解作用的酶大多數不是胞外酶。添加表面活性劑可以增加微生物細胞和污染物接觸的概率,從而加速污染物的分解,有利於受污染土壤的生態修復。
⑸ 常見的生態修復方法
一、種養加功能復合模式
以種植業、養殖業、加工業為核心的種養加功能復合循環農業經濟模式是採用清潔生產方式,實現農業規模化生產、加工增值和副產品綜合利用。通過該模式的實施,可有整合種植、養殖、加工優勢資源,實現產業集群發展。
該模式適用於從事傳統農產品加工的農戶,如做豆腐、磨粉等。以加工的下腳料(如豆渣、粉渣)喂豬,豬糞入沼池,沼肥用於種植無公害水稻、蔬菜等;沼氣用於燒飯、加工、照明。
幾種常見的生態循環農業模式
2、 立體復合循環模式
以蠶桑業、種植業、養殖業為核心的丘陵山地立體復合循環農業經濟模式,該模式可有效緩解該地區水、土資源短缺問題。
幾種常見的生態循環農業模式
三、以秸稈為紐帶的循環模式
以秸稈為紐帶的農業循環經濟模式,即圍繞秸稈飼料、燃料、基料化綜合利用,構建"秸稈—基料—食用菌"、"秸稈—成型燃料—燃料—農戶"、"秸稈—青貯飼料—養殖業"產業鏈。
該模式可實現秸稈資源化逐級利用和污染物零排放,使秸稈廢棄物資源得到合理有效利用,解決秸稈任意丟棄焚燒等帶來的環境污染和資源浪費問題,同時獲得清潔能源、有機肥料和生物基料。
幾種常見的生態循環農業模式
四、以畜禽糞便為紐帶的循環模式
圍繞畜禽糞便燃料、肥料化綜合利用,應用畜禽糞便沼氣工程技術、畜禽糞便高溫好氧堆肥技術,配套設施農業生產技術、畜禽標准化生態養殖技術、特色林果種植技術,構建"畜禽糞便—沼氣工程—燃料—農戶"、"畜禽糞便—沼氣工程—沼渣、沼液—果(菜)"、"畜禽糞便—有機肥—果(菜)"產業鏈。
幾種常見的生態循環農業模式
五、創意農業循環經濟模式
以農業資源為基礎,以文化為靈魂,以創意為手段,以產業融合為路徑,通過農業與文化的融合、產品與藝術的結合、生產與生活的結合,將傳統農業的第一產業業態升華為一、二、三產業高度融合的新型業態,拓展農業功能,將以生產功能為主的傳統農業轉化為兼具生產、生活和文化功能的綜合性產業。
該模式可實現當地旅遊產業快速發展,提升當地旅遊產業的整體實力,促進當地一、二、三產業的快速發展。