⑴ 原位生物修复的修复措施
生物修复是生物修复理论在实际中的应用,注重从工程学的角度解决和控制污染问题。这项技术的创新之处在于,一是精心选择、合理设计的环境条件中促进或强化在天然条件下发生很慢或不能发生的降解和转化过程,二是能治理更大面积的污染。
在地表水体(江河、湖泊、海洋、景观水、养殖水等)污染治理中,常用的原位生物修复措施有:投加高效降解菌(或基因工程菌)、人工爆气复氧、投加营养物或生物表面活性剂、添加电子受体等。除了考虑利用土着微生物外,驯化和培养具有高效降解性能的微生物成了研究的热点,并形成了一个环境微生物菌剂的新兴市场。为了防止流动水体中菌体的流失,研究机构和生产者研发出固定化微生物(将微生物附着在载体上)的工艺。
⑵ 简述生物修复的原理和方法.生物修复技术在环境污染治理中有哪些实际应用
此外,有利于加强对污染物的降解作用、韩国等都有对江河大水体修复的工程实例、生物滤池,运行管理时没有污泥膨胀和污泥回流问题,接触停留时间短。它的有机负荷较高,并且处理装置易维护。 生物膜水解酸化—生物膜接触氧化工艺在稳定性,③微生物分泌的酵素与催化剂发生化学反应、生物接触氧化池等。日本,在其表面形成一种特殊的生物膜,节省投资、生物菌种耐温性等方面均能满足实际需要:①基质向生物膜表面扩散。生物膜法具有较高的处理效率,②在生物膜内部扩散,生物膜表面积大,减少占地面积生物膜法是指用天然材料(如卵石),④代谢生成物排出生物膜、抗冲击性、合成材料(如纤维)为载体,对于受有机物及氨氮轻度污染水体有明显的效果,技术可靠。其反应过程是,可为微生物提供较大的附着表面,且耐冲击负荷。 生物膜法主要工艺方法有生物廊道
⑶ 养殖环境生物修复方法有哪些
根据养殖环境生态修复的技术特点,主要分为物理修复、化学修复和生物修复。
(1)物理修复物理修复是指利用各种材料或机械对水产养殖环境起到物理作用,从而达到环境修复的目的。常用的物理修复技术包括水交换、曝气、筛网、沸石粉和麦饭石粉等吸附有毒有害物质的污染底泥上放置复盖网,将污染底泥与水体隔离,防止底泥污染物转移到水体的掩盖法等。
(2)化学修复化学修复是利用化学制剂与污染物发生氧化、恢复、沉淀、聚合等反应,使污染物从养殖环境中分离或分解成无毒无害的化学形态。水产养殖业广泛应用水质改良剂、水质消毒剂。过氧化氢氧化能力强,能够迅速更新池底的化学恢复状态,减少氨氮量,降低化学消耗氧量,使池水迅速增加氧量,是无毒、无害、无污染的良好去污增氧剂。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质净化能力,可以增加水环境中的溶解氧气,降低化学氧气消耗量和氨氮值,减体富含营养,有效预防水产养殖中传染性疾病的发生和流行。化学修复剂容易产生有害的二次生产物,使水生态系统的健康状况恶化,容易引起水产品质量的退化。
(3)生物修复生物修复是指利用生物的生命代谢活动,减少在环境中存在的有害物质浓度完全无害化,使污染的环境部分或完全恢复原状的过程。利用生物(天然或接种),通过工程措施为生物生长和繁殖提供必要条件,加快污染物的分解和去除。包括利用植物、动物和微生物吸收、分解、转化土壤和水体中的污染物,将污染物的浓度降低到可接受的水平,将有毒有害的污染物转化为无毒无害的物质,稳定污染物,减少向周边环境的扩散。它是目前最具发展前景的水体修复技术,与传统物理和化学修复相比费用低、时间短、净化彻底、不易产生二次污染、不危害养殖生物、不破坏生态平衡等诸多优点。在我国水产领域,应用微生物分解技术消除养殖水体底泥中有机污染物取得了良好进展。
二、生物修复按修复主体可分为微生物修复、植物修复、动物修复三类。
(1)微生物修复。这是目前最主要的生物修复方法。其原理是在有氧或无氧的条件下,微生物可以分解有机物或其他污染物,释放氮、磷等营养盐,通过分泌或代谢产物影响水中的藻类相。可用于生物修复的微生物有细菌、真菌和原生动物三种,在水产养殖中应用的常见品种有光合细菌、芽孢杆菌、弧、硝化细菌等。复合微生物制剂由多种有益菌组成,利用各种微生物的协同作用,可以更快、更全面分解各种污染物,更有效地抑制养殖水体中有害藻类的过度繁殖,对环境的适应性也很强。
(2)植物修复。主要利用植物吸收营养盐,释放氧气。利用植物吸收水体营养盐时,要保证被吸收的营养盐不会引起二次污染,再次进入人们的循环。目前,各地已开始在养殖水体中栽培沉水管束植物,如伊乐藻、苦草、轮叶藻、保草等河沟、池塘内栽培菱、莲藕、藤白、稠、慈姑等水生蔬菜的海水状况更加恶化,水产品质量也容易退化。
(3)生物修复生物修复是指利用生物的生命代谢活动,减少在环境中存在的有害物质浓度完全无害化,使污染的环境部分或完全恢复原状的过程。利用生物(天然或接种),通过工程措施为生物生长和繁殖提供必要条件,加快污染物的分解和去除。包括利用植物、动物和微生物吸收、分解、转化土壤和水体中的污染物,将污染物的浓度降低到可接受的水平,将有毒有害的污染物转化为无毒无害的物质,稳定污染物,减少向周边环境的扩散。它是目前最具发展前景的水体修复技术,与传统物理和化学修复相比费用低、时间短、净化彻底、不易产生二次污染、不危害养殖生物、不破坏生态平衡等诸多优点。在我国水产领域,应用微生物分解技术消除养殖水体底泥中有机污染物取得了良好进展。
⑷ 微生物修复
灾后土壤肥力下降,有些区域的土壤甚至受到污染,而微生物修复在改善土壤结构、提高土壤活性、促进生土熟化、增加土壤肥力、增强植物对营养物质的吸收和降低重金属毒性等方面有重要的作用。微生物数量的多少和微生物活性的强弱是影响微生物修复效果的一个重要方面,为了达到效果,必须筛选具有高效活性的专性微生物。这些微生物必须具有在合理的速率下将污染物从起始的高浓度降低到规定的标准浓度下,并且在分解污染物的过程中不应产生毒性代谢物的能力。例如,丛枝菌根真菌可以提高豆科植物固氮能力,对改善土壤结构、增加土壤有机质、提高植物抗酸性和降低重金属危害也有显着作用;大肠杆菌、芽孢杆菌、链霉菌等对汞具有氧化作用。微生物修复包含原位修复和异位修复,原位修复主要是通过添加营养物质、接种菌种和供氧等方式进行;异位修复则要把污染土壤挖出再处理,这种技术工程量大、投资高,在灾毁土地生态修复中应用难度大。
1.微生物接种
土壤中的微生物种类繁多,但受破坏的土壤中不一定存在能够修复土壤的微生物。为了提高生态修复效果,需要接种与土壤相匹配的微生物,以达到修复土壤的目的。
(1)土着微生物。土着微生物是由固定碳素的光合细菌、抑制病害的放线菌、分解糖类的酵母菌等上千种微生物组成的群落。当土壤受到破坏后,土着微生物会经历一个自然驯化的适应过程,其中不能适应污染土壤的土着微生物将会死亡而被淘汰,而适应的土着微生物则会在某些特殊条件下发生一系列生化反应,产生对污染物有分解作用的酶,这些污染物在酶的作用下,被分解转化为不再具有污染性质的物质。因此,对驯化后的土着微生物优势菌进行接种,不但缩短了微生物的适应期,还使微生物的活性得到保持,从而达到改良土壤和加速被破坏环境的生态修复的目的。
(2)外来微生物。针对土着微生物因土壤污染而导致的数量下降,以及生长速度较为缓慢、代谢活性低等缺点,生态修复过程中会采用接种外来微生物这种方法,引进优势菌种,缩短微生物的自然驯化期,加速恢复土壤中微生物的数量和种群,加速分解土壤中的污染物,使被破坏的土壤得以恢复。
需要注意的是,在接种外来微生物时,必须保证投入量,确保在土着微生物的竞争下能够成为优势菌种。目前,国内外的研究人员正在努力攻克扩大生物修复应用范围的难题,寻找在极端条件下耐温度、强酸、强碱和耐溶的微生物,如果这些类型的微生物能够大量用于生物修复工程,将会把灾毁土地生态修复提上一个新的台阶。
(3)基因工程菌。Cohen和Boyer于1973年首次成功地完成了DNA分子的体外重组实验,由此产生了基因工程,这极大地促进了微生物的研究。基因工程菌是指“利用DNA的体外重组、质粒分子育种、原生质体融合等技术手段,根据设定的意向选取并培育出能够改良微生物作用的底物范围”。基因工程菌能够在土壤中增加具有高效降解作用的酶的数量及其活性,创造出新的微生物种类和新的分解代谢途径,从而加速土壤生态修复。
2.添加营养物
微生物的生长离不开有机物质提供的碳和氮,此外,磷也是微生物生长过程必不可少的营养物质。当土壤中微生物生长缓慢的时候,则有必要添加其生长所需的营养物质,促进微生物的新陈代谢,加速其对土壤中污染物的降解。营养物的添加要根据土壤微生物的种类及其需求来选取,同时还应严格计算营养物添加的浓度、比例,这样才能确保生态修复取得良好的效果。
3.添加表面活性剂
微生物对污染物的生物降解主要是在酶的催化作用下进行的,但具有降解作用的酶大多数不是胞外酶。添加表面活性剂可以增加微生物细胞和污染物接触的概率,从而加速污染物的分解,有利于受污染土壤的生态修复。
⑸ 常见的生态修复方法
一、种养加功能复合模式
以种植业、养殖业、加工业为核心的种养加功能复合循环农业经济模式是采用清洁生产方式,实现农业规模化生产、加工增值和副产品综合利用。通过该模式的实施,可有整合种植、养殖、加工优势资源,实现产业集群发展。
该模式适用于从事传统农产品加工的农户,如做豆腐、磨粉等。以加工的下脚料(如豆渣、粉渣)喂猪,猪粪入沼池,沼肥用于种植无公害水稻、蔬菜等;沼气用于烧饭、加工、照明。
几种常见的生态循环农业模式
2、 立体复合循环模式
以蚕桑业、种植业、养殖业为核心的丘陵山地立体复合循环农业经济模式,该模式可有效缓解该地区水、土资源短缺问题。
几种常见的生态循环农业模式
三、以秸秆为纽带的循环模式
以秸秆为纽带的农业循环经济模式,即围绕秸秆饲料、燃料、基料化综合利用,构建"秸秆—基料—食用菌"、"秸秆—成型燃料—燃料—农户"、"秸秆—青贮饲料—养殖业"产业链。
该模式可实现秸秆资源化逐级利用和污染物零排放,使秸秆废弃物资源得到合理有效利用,解决秸秆任意丢弃焚烧等带来的环境污染和资源浪费问题,同时获得清洁能源、有机肥料和生物基料。
几种常见的生态循环农业模式
四、以畜禽粪便为纽带的循环模式
围绕畜禽粪便燃料、肥料化综合利用,应用畜禽粪便沼气工程技术、畜禽粪便高温好氧堆肥技术,配套设施农业生产技术、畜禽标准化生态养殖技术、特色林果种植技术,构建"畜禽粪便—沼气工程—燃料—农户"、"畜禽粪便—沼气工程—沼渣、沼液—果(菜)"、"畜禽粪便—有机肥—果(菜)"产业链。
几种常见的生态循环农业模式
五、创意农业循环经济模式
以农业资源为基础,以文化为灵魂,以创意为手段,以产业融合为路径,通过农业与文化的融合、产品与艺术的结合、生产与生活的结合,将传统农业的第一产业业态升华为一、二、三产业高度融合的新型业态,拓展农业功能,将以生产功能为主的传统农业转化为兼具生产、生活和文化功能的综合性产业。
该模式可实现当地旅游产业快速发展,提升当地旅游产业的整体实力,促进当地一、二、三产业的快速发展。