原位生物修复技术精选(九篇)

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第1篇：原位生物修复技术范文

[关键词]地下水 氨氮 异位修复 原位修复

[中图分类号] TU94+3.1[文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-12-155-1

地下水是我国主要的饮用水源，近年来由于人类活动的影响，地下水受到了不同程度的污染。污水回灌、垃圾填埋场渗滤液、农田过度使用化肥等使地下水受到氨氮污染[1]。氨氮超标的地下水作为饮用水时，水中氨氮会促进管网中细菌的殖，造成水质恶化、管网腐蚀。目前常用地下水氨氮的去除方法主要有异位修复技术和原位修复技术。

1地下水异位除氨氮的方法

抽出处理修复技术是地下水异位修复的代表技术，用水泵将受污染地下水抽出，之后对其中污染物进行处理。地下水异位除氨方法主要有吸附法和生物法。

1.1吸附法

目前用于吸附水中氨氮的材料主要有：沸石、蛭石、膨润土等，由于沸石价格低，无毒无味，是最为常见的吸附材料。陈坚[2]利用天然沸石对地下水中的氨氮进行处理，结果表明，天然沸石对氨氮去除是有效可行的，最高去除率可达93.71%。辛晓华[3]通过比较四种常用的沸石，结果表明缙云沸石能够对氨氮产生良好的吸附效果，硬度较高，能够对pH产生良好的缓冲作用。刘玉亮[4]的静态、动态和再生实验结果表明，斜发沸石对氨氮的静态饱和吸附量为3.1g/100g，再生后的有效寿命可达140h以上。

1.2生物法

生物法去除水中氨氮是指利用微生物的新陈代谢活动，对水中的氨氮进行去除。上海惠南水厂的接触氧化池对氨氮去除率达85%以上，出厂水氨氮10℃的条件下，对氨氮的去除率为70%～90%。

地下水异位修复技术能有效地去除地下水中污染物，但是其存在如下缺点，（1）需要持续提供动力，提高了运行费用；（2）停止运行后，受污染地下水会继续扩散，对下游水造成污染。

2地下水原位除氨氮的方法

可渗透反应墙（PRB）是目前常用地下水原位除氨技术，污染地下水通过PRB时，产生吸附、生物降解等反应使水中污染物得以去除。

2.1原位吸附法

原位吸附是指在可渗透反应墙中放入吸附剂，从而有效去除水中的氨氮。马文超等[7]分别用活性炭、天然沸石、人工沸石作为PRB的介质进行对比试验得出，天然沸石对氨氮的去除效果最好，在实验过程中，氨氮去除率始终保持在95%左右，其次为人工沸石，其氨氮去除率始终保持在90%左右，活性炭对氨氮的去除效果最差，其去除率仅为15%左右。佟小薇等[8]分别用高温焙烧、酸、碱、无机盐对天然沸石进行改性，结果表明：经过NaCl的改性的沸石吸附氨氮效果最好，在NaCl浓度为150g/L与改性时间为18h条件下，改性沸石对氨氮吸附量可达887mg/kg。

2.2微生物降解法

谢李等[9]通过对改性后释氧材料进行原位除氨研究，结果表明，该材料释氧持续时间长，运行一年后水中的溶解氧仍保持在15mg/L左右。刘涉江等[10]制备了CPC/CaO2氧缓释复合材料，经过长期试验表明，该复合材料具有长期和有效的释氧特性，可作为一种新型的供氧源用于污染地下水的原位生物修复技术。

PRB技术是可行的办法之一，但其仍然有一定的局限性，如PRB技术中所用的吸附、释氧等介质均有一定的活性周期，应用一段时间后需要对其进行更换或再生，更换介质需要对PRB表层土壤进行开挖、回填，增加了大量费用，而对介质进行再生时，需要向PRB中投加化学药剂，如处理不当会对地下水造成二次污染。

3小结

第2篇：原位生物修复技术范文

关键字：河道治理、生态修复、微生物技术、水体自净

一、总述

由于我国很多地区前期雨污不分流，工业废水直接排放河体。造成城市水体污染，甚至发黑发臭。黑臭成因复杂、影响因素多。其治理路线的核心可归结为“控源截污、内源治理、生态修复”，具体来说就是把“控源截污”作为城市黑臭水体整治工作的根本措施和前提；把“黑臭在水里，根源在岸上，关键在排口，核心在管网”作为中心思想；把“控源为本，截污优先、科学诊断，重在修复、建管并重，强化维护、综合施治，协同推进”作为基本原则。

二、治理思路

1、控源截污

河道污染，大多都有外部污染源，或为生活污水排入，或为工业污水排入，当排入河道污染物总量大于河道的自净能力时，污染物机会积累，积累到一定时候就会发黑发臭，形成黑臭河。所以外部污染源不控制，河道再治理也不能从根本上解决问题。控制外部污染源是一项复杂长久的工作，一般由政府行政主管部门牵头实施。

2、内源治理

内源治分为水体治理、底泥处理。对于水体治理可分为原位修复和异位修复，原位修复技术即在河道中通过一系列技术手段，使水体达到理想的效果；异位修复是通过泵把河水抽吸出来通过一体化设备单独处理，达到理想的效果后再排入河道中。对于底泥处理，一些河道由于污染严重，河底会积累一层底泥，发黑发臭，甚至会冒泡，主要是发生厌氧反应，产生沼气所致。对于污染河道的底泥，一般可通过人工清淤或专性微生物消解来处理。

3、生态修复

河道水体通过内源治理后，需进一步做生态修复。主要措施有利用多孔透水透气性生态材料，如多孔混凝土砖铺设生态岸线、堤岸，道路边坡等辅以根系发达的植物种植。

三、河道治理技术措施

1、河道曝气生态净化

水生生物为主体，辅以适当的人工曝气，建立人工模拟生态处理系统，以高效降解水体中的污染物，改善或艋水质，是人工净化与生态净化相结合的工艺。该工艺实用污染较轻的水体，优点是能快速提高水体中的溶解氧；缺点是曝气工程量大，施工复杂。如采用新型太阳能曝气设备，虽然工程量小了，但设备投资增大，经济性降低。

2、污水稳定床（氧化塘）处理技术

利用重力沉淀、微生物分解转化、水生动植物的吸收多种途径来净化水体。该工艺需要人工修整建成池塘，设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来降解水体中的污染物，主要利用菌藻的共同作用。该工艺工程量较大，需要对河道修整，建设池塘等，投资费用较高。

3、底泥生物氧化技术

该工艺适用于黑臭水体，且有较多底泥沉积。原理是土著微生物定向扩增，就地大量繁殖土著微生物氧化底泥，通过靶向给药技术直接将药物注射到河道底泥表面，对河道黑臭底泥进行生物氧化，通过土著微生物的生物降解作用，净化水质。该工艺优点是不需要人工清淤，节省大量劳动力；缺点是微生物药剂成本较高，微生物消解底泥需要周期较长。

4、多功能河道生态工程修复

将城市河道设计成具有多种自然景观和生物类群，景观与净化功能并存的河道净化系统，是一项利用多功能河道净化水中污染物质的生态工程技术。优点是该工艺基于长效治理，建立稳定的生态系统；缺点是该工艺投资成本高，建设费用也高。

5、异位处理技术

该技术采用一体化处理设备，通过泵把污染水提升至一体化处理设备处理合格后排放回河体。该工艺适用水体总水量不大，污染严重的水体。优点是快速达到效果，缺点是水体总水量受限制，一体化设备投资费用也高。

6、原位选择性激活生态修复技术

该技术是把激活原位微生物所需的各种营养物质--益生元（碳源、微量元素、酶及其他载体）通过纳米技术及微包覆技术制成均匀颗粒，投放在人工建立的繁殖平台上，把这些营养物质提供给水环境中的微生物--益生菌，这些微生物被连续不断激活并因不断被提供能量和营养而可以大量连续繁殖。通过这类微生物进行有氧反硝化、同步硝化反硝化除磷、以及建立高效食物链来降解水体中富营养物质。该工艺的优点是筛选的微生物来自自然水体，不会新引入微生物，对水体安全性较高，不仅可以降低水体中的N、P、COD浓度，而且可以提高水域生态系统的自我修复能力。同时可以去除底泥中的有机物（底泥中的有机物去除率最高可达到50%以上），减少了河床和河底的底泥体积。可以通过控制激活微生物所需营养元素来调控微生物的繁殖速度，以适应不同水环境的生态修复要求。该技术选择激活的是有益微生物，同时抑制其他有害微生物。 原位修复速度快，1-2个月消除水体黑臭、2-3个月恢复水体生态，运行6-12个月后水质可提升一个类别。设备操作运行简单，直接漂浮水面，绳索固定即可。2-3个月检查一次修复剂是否需要投加。投资及运行成本较低，视水体污染程度每平方米每年只需要30-120元。

四、总结

尽管水体修复技术种类较多，但归根到底要达到长效稳定，首先要控源截污，只有把外源污染物截住，才能保证水体不被再次破坏。其次是修复水体，根据水体污染程度选择适合的技术，辅以植物建立良性生态圈，提高水体自净能力。

参考文献：

住房城乡建设部 《城市黑臭水体整治排水口管道及检查井技术指南》（试行）2016.08

第3篇：原位生物修复技术范文

关键词：分子生物技术；微生物领域；环境

微生物技术是在多种学科上面相互紧密交叉的一门应用学科，对环境污染修复技术方面的发展具有重要的推动作用。本文主要介绍目前常用的分子生物技术，分析分子生物技术在水、土壤、恶臭等方面的应用，明确分子生物技术在环境工程微生物修复治理工作中的重要性，为在下一步的分子生物技术的研究提供一个良好的契机，也为在环境工程的工作取得良好的效果而做好各项准备工作。

1与环境工程相关的分子微生物技术

1.1PCR核酸技术

PCR是一种利用脱氧核糖核酸半保留复制的原理，在体外扩增位于两段已知序列之间的DNA区段，从而得到大量复制的生物技术，其应用在整个行业中最为广泛。PCR技术主要分为以下三种：PCR-SSCP技术、PCR-DGGE技术以及PCR-RFLP技术。

（1）PCR-SSCP技术主要通过利用银染法以及荧光的检测技术等，对SSCP凝胶DNA谱带进行详细的分析，应用这种技术进行分析，能够简化测试的试验步骤，比较方便且精准；

（2）PCR-DGGE技术是按照一定顺序检测生命物质碱基，获得变性试剂解链不同的内容物质反映，对样本进行检测，从而达到研究目的；

（3）PCR-RFLP技术主要是利用限制性核酸内切酶的特性进行样本分析，在基因组上寻找多态性位点，从而揭示个体或群体间遗传变异或评估种间亲缘性关系的一种分子标记技术。

1.2荧光原位杂交技术

荧光原位杂交技术是目前单个细胞水平上分析微生物群落结构的常用分子生态学方法，根据目前已公布的、定位在不同分类等级的rDNA分子的特定位置，设计以rDNA为靶点的寡核苷酸探针，然后用荧光标记探针，用于原位鉴定单个细胞.目前可利用此方法,使用一整套特异的寡核苷酸探针可进行单个细胞的快速分类。

1.3基因重组技术

此技术是利用DNA体外扩增或重组技术把需要的基因或DN段从供体生物基因组中抽取分离，或通过人工合成的方法获取基因，并经过一系列的切割、加工、修饰、连接反应产生重组的DNA分子，再将其导入适合的受体细胞，从而获得基因表达的过程。

2分子生物技术的应用

工业的高速发展极大地促进了我国经济的增长。然而，工业污染已对我们正常的生活环境及个人健康造成了不可忽视的影响。分子生物技术应用对环境污染的修复和治理成为现今行业的关注热点。

2.1水处理中的应用

微生物絮凝剂是由微生物菌体内外分泌的生物大分子，并带有电荷。相关的研究表明，微生物絮凝剂对生活污水及工业废水的COD及SS的去除率可分别达到68%和91%。相比铁盐、铝盐等化学药剂，微生物絮凝剂对活性污泥所产生的絮凝作用更高效，其产生的沉淀也更易过滤，且絮凝后的残渣可生物降解，不会造成二次污染。由此可见，微生物絮凝剂具有高效、无毒的优点。

2.2土壤修复中的应用

由于土壤生物修复技术具有环境友好、成本低、可原位处理等优点，因此成为了目前的一个研究热点。有益微生物可通过自身代谢分解土壤中的有机污染，其分泌的有机酸、铁载体等物质能使重金属转变为无害的螯合态。此外，根际微生物还能协助植物生长，促进超富集植物对土壤的修复效果。通过分子生物技术筛选具有高效代谢能力的菌种，并观察分析微生物在修复过程中的群落动态变化，可进一步了解土壤生物修复的机理，建立土壤功能微生物资料库，促进土壤生物技术在实际应用中的优化。

2.3臭气处理中的应用

微生物的代谢作用可把臭气分解成硫酸盐、CO2、H2O等无害无味物质，特别适用于堆肥厂、污水处理厂、垃圾填埋场等环境卫生处理设施的臭气治理。目前常用的生物除臭工艺包括过滤除臭、滴滤除臭、曝气式除臭以及洗涤式除臭。分子生物技术已广泛用于分析臭气处理设备中微生物代谢功能及群落的变化。通过扩增除臭细菌某基因的可变区，并结合相关的分子生物技术，观察除臭生物装置中的微生物的多样性、丰度及代谢功能在不同pH、碳源或其他制约条件下的变化，可筛选出最有利的菌种。因此，分子生物技术的应用对臭气治理具有非常重要的意义。

2.4对石油降解方面进行分析研究

石油的成分复杂，包括一些对微生物有毒害的物质。因此，如何鉴定、筛选、培养具有高效降解能力的菌种成为石油污染物生物处理技术的关键。为了更好的解决石油的污染问题，需要相关研究人员在分子生物与石油污染进行深入细致的研究，并积极寻找有效可行的治理方法。分子生物技术在环境工程方面，主要具有环境治理效果好、无副作用、成本较低等优点。由于分子生物技术的众多好处，得到了各方面的广泛认可，使得这项技术在我们行业的发展上起到了重要的作用。

3结语

我国现今所面临的难题是，如何降低对环境的污染，如何能够进一步改善我们现在的生活环境。环境工程生物修复技术作为目前行业的热点，而分子生物技术俨然已成为环境工程微生物不可或缺的研究手段，这同时也在另一个层面让我们充分的认识、理解到分子生物技术在环境工程中的重要性。分子生物技术的研发与应用是我们在环境保护中的前沿阵地，我们在不断的分子生物研究中进行发掘和创新，为我们的环境工程事业做好有力的技术支持，同时也为我国在环境保护方面做出重要的贡献。

参考文献

[1]石琛,王璐.环境微生物领域分子生物技术的应用进展[J].中国科技信息,2013,16,135+139.

[2]张凤.在环境工程微生物领域中分子生物技术的应用[J].绿色科技,2013,08,192-194.

第4篇：原位生物修复技术范文

关键词:土壤污染、生物修复、研究进展

前言

土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。加之重金属离子难移动性，长期滞留性和不可分解性的特点，对土壤生态环境造成了极大破坏，同时食物通过食物链最终进入人体，严重危害人体健康，已成为不可忽视的环境问题。随着我国人民生活水平的提高,生态环境保护日趋受到重视,国家对污染土壤治理和修复的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修复问题,已成为土壤环境研究领域的重要课题。而生物修复技术是近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,同传统处理技术相比具有明显优势，例如其处理成本低,只为焚烧法的1/2-1/3，处理效果好,生化处理后污染物残留量可达到很低水平;对环境影响小,无二次污染,最终产物CO2、H2O和脂肪酸对人体无害，可以就地处理,避免了集输过程的二次污染,节省了处理费用，因而该技术成为最有发展潜力和市场前景的修复技术。

1.污染土壤生物修复的基本原理和特点

土壤生物修复的基本原理是利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株,甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中,将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质,使土壤恢复其天然功能。由于自然的生物修复过程一般较慢,难于实际应用,因而生物修复技术是工程化在人为促进条件下的生物修复,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烃类及各种有毒有害的有机污染物，降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、pH值、通气及营养添加等)来完成,也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。

2.污染土壤生物修复技术的种类

目前,微生物修复技术方法主要有3种:原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。

2.1原位修复技术：

原位修复技术是在不破坏土壤基本结构的情况下的微生物修复技术。有投菌法、生物培养法和生物通气法等,主要用于被有机污染物污染的土壤修复。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同时投加微生物生长所需的营养物质,通过微生物对污染物的降解和代谢达到去除污染物的目的。生物培养法是定期向土壤中投加过氧化氢和营养物,过氧化氢则在代谢过程中作为电子受体,以满足土壤微生物代谢,将污染物彻底分解为CO2和H2O。生物通气法是一种加压氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上几眼深井,安装鼓风机和抽真空机,将空气强行排入土壤中,然后抽出,土壤中的挥发性有机物也随之去除。在通入空气时,加入一定量的氨气,可为土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。

2.2异位修复技术：

异位修复处理污染土壤时,需要对污染的土壤进行大范围的扰动,主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法。预制床技术是在平台上铺上砂子和石子,再铺上15-30cm厚的污染土壤,加入营养液和水,必要时加入表面活性剂,定期翻动充氧,以满足土壤微生物对氧的需要,处理过程中流出的渗滤液,即时回灌于土层,以彻底清除污染物。生物反应器技术是把污染的土壤移到生物反应器,加水混合成泥浆,调节适宣的pH值,同时加入一定量的营养物质和表面活性剂,底部鼓入空气充氧,满足微生物所需氧气的同时,使微生物与污染物充分接触,加速污染物的降解,降解完成后,过滤脱水这种方法处理效果好、速度快,但仅仅适宜于小范围的污染治理。厌氧处理技术适于高浓度有机污染的土壤处理,但处理条件难于控制。常规堆肥法是传统堆肥和生物治理技术的结合,向土壤中掺入枯枝落叶或粪肥,加入石灰调节pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有机物向稳定的腐殖质转化,是一种有机物高温降解的固相过程。上述方法要想获得高的污染去除效率,关键是菌种的驯化和筛选。由于几乎每一种有机污染物或重金属都能找到多种有益的降解微生物。因此,寻找高效污染物降解菌是生物修复技术研究的热点。

3.影响污染土壤生物修复的主要因子

3.1污染物的性质：

重金属污染物在土壤中常以多种形态贮存,不同的化学形态对植物的有效性不同。某种生物可能对某种单一重金属具有较强的修复作用。此外,重金属污染的方式(单一污染或复合污染)，污染物浓度的高低也是影响修复效果的重要因素。有机污染物的结构不同,其在土壤中的降解差异也较大。

3.2环境因子：

了解和掌握土壤的水分、营养等供给状况,拟订合适的施肥、灌水、通气等管理方案,补充微生物和植物在对污染物修复过程中的养分和水分消耗,可提高生物修复的效率。一般来说土壤盐度、酸碱度和氧化还原条件与重金属化学形态、生物可利用性及生物活性有密切关系,也是影响生物对重金属污染土壤修复效率的重要环境条件。

3.3生物体本身：

微生物的种类和活性直接影响修复的效果。由于微生物的生物体很小,吸收的金属量较少,难以后续处理,限制了利用微生物进行大面积现场修复的应用，

植物体由于生物量大且易于后续处理,利用植物对金属污染位点进行修复成为解决环境中重金属污染问题的一个很有前景的选择。但由于超积累重金属植物一般生长缓慢,且对重金属存在选择作用,不适于多种重金属复合污染土壤的修复。因此,在选择修复技术时,应根据污染物性质、土壤条件、污染程度、预期修复目标、时间限制、成本及修复技术的适用范围等因素加以综合考虑。

4.发展中存在的问题：

生物修复技术作为近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,虽取得很大进步和成功,但处于实验室或模拟实验阶段的研究结果较多,商业性应用还待开发。此外,由于生物修复效果受到如共存的有毒物质(Co-toxicants)(如重金属)对生物降解作用的抑制；电子受体(营养物)释放的物理;物理因子(如低温)引起的低反应速率;污染物的生物不可利用性;污染物被转化成有毒的代谢产物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化学能力的微生物等因素制约。因此,目前经生物修复处理的污染土壤,其污染物含量还不能完全达到指标的浓度要求。

5.应用前景及建议：

随着生物技术和基因工程技术的发展,土壤生物修复技术研究与应用将不断深入并走向成熟,特别是微生物修复技术、植物生物修复技术和菌根技术的综合运用将为有毒、难降解、有机物污染土壤的修复带来希望。为此,建议今后在生物修复技术的研究和开发方面加强做好以下几项工作:

(1)进一步深入研究植物超积累重金属的机理,超积累效率与土壤中重金属元素的价态、形态及环境因素的关系。(2)加强微生物分解污染物的代谢过程、植物-微生物共存体系的研究以及植物-微生物联合修复对污染物的修复作用与植物种类具有密切关系。

(3)应用现代分子生物学与基因工程技术,使超积累植物的生物学性状(个体大小、生物量、生长速率、生长周期等)进一步改善与提高,培养筛选专一或广谱性的微生物种群(类),并构建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物与微生物对污染土壤生物修复的效率。

(4)创造良好的土壤环境,协调土著微生物和外来微生物的关系,使微生物的修复效果达到最佳，并充分发挥生物修复与其他修复技术(如化学修复)的联合修复作用。

(5)尽快建立生物修复过程中污染物的生态化学过程量化数学模型、生态风险及安全评价、监测和管理指标体系。

结论

综上所述，我们不难发现由于土壤重金属来源复杂,土壤中重金属不同形态、不同重金属之间及与其它污染物的相互作用产生各种复合污染物的复杂性增加了对土壤重金属治理和修复难度,且重金属对动植物和人体的危害具有长期性、潜在性和不可逆性,同时进一步恶化了土壤条件，严重制约了我国农业生产的加速发展，所以要更好的防治土壤重金属污染还需要广大科研工作者不懈的努力，研发出更好的效率更高的修复治理技术，同时我们还不应该忘记必须加强企业自身的环保意识，提高企业自我约束能力，始终将防治污染积极治理作为企业工作的头等大事来抓，把企业对环境的污染程度降到最低限度，形成全社会都来重视土壤污染问题的良好环保氛围，逐步改善我们的土壤生态环境。

参考文献：

[1]钱暑强,刘铮.污染土壤修复技术介绍[J].化工进展,2000(4):10-12,20.

[2]陈玉成.土壤污染的生物修复[J].环境科学动态,

1999，(2):7-11.

[3]李凯峰,温青,石汕.污染土壤的生物修复[J].化学工程师,2002,93(6):52-53.

[4]杨国栋.污染土壤微生物修复技术主要研究内容和方法

[5]张春桂,许华夏,姜晴楠.污染土壤生物恢复技术[J].生态学杂志,1997,18(4):52-58.

[6]李法云,臧树良,罗义.污染土壤生物修复枝木研究[J].生态学杂志,2003,22(1):35-39.

[7]滕应,黄昌勇.重金属污染土壤的微生物生态效应及修复研究进展[J].土壤与环境,2002,11(1):85-89.

[8]沈德中.污染环境的生物修复(第一版)[M].北京:化学工业出版社,2001:14,311.

第5篇：原位生物修复技术范文

［关键词］淡水池塘养殖；环境问题；解决措施

1淡水池塘养殖面临的环境问题

1.1水体富营养化随着现阶段水体富营养化问题日益严峻，造成许多大水面围网养殖、围栏养殖的取消及“退鱼还湖”等政策的实施，促使淡水池塘养殖在我国养殖业中发挥了不可更替的作用。但是，如今养殖水平的日益提高以及单位水体载鱼量的增长，投放大量饲料及鱼类代谢物造成池塘水质严重污染，而养殖废水未经处理就直接排放到周围河道，导致了周围水体富营养化问题日益严重［1］。1.2氮失衡问题现阶段，磷和氮在水体中的含量虽已满足富营养化的指标，但是池塘中能够参与生产力活动的可用磷含量相对比较匮乏。这主要是因为在pH为7.5～8.5的池塘水体中，磷的可溶解度偏低，很容易被淤泥和重金属等络合。再者，因为我国在池塘养殖中施用的氮肥远高于磷肥，还有就是天然饵料及市场中商品饲料的氮含量更高，这些都是导致池塘养殖氮含量失衡的主要因素。众所周知，池塘养殖的污染主要来源于饵料及鱼类的排泄物。通过对池塘养殖水体氮循环过程的研究分析可知：①因硝化细菌在硝化过程中其速度偏低，从而换成亚硝酸盐，这就导致氨氮浓度偏高；②由于浮游生物对生长过程所需的亚硝酸盐含量要求较少，这就造成池塘后期水质比前期水质环境要差，从而氮的失衡对池塘水体造成的影响也就不同。池塘水体内部环境污染主要体现在氨氮和亚硝酸盐氮，9-10月是水体污染最严重的阶段。水体中高含量的氨氮对鱼虾体内的酶进行催化，影响其细胞的稳定性，从而对排泄系统及渗透平衡造成不同程度的破坏，使鱼虾处于极度活跃状态，严重时导致鱼虾发生抽搐，失去平衡，甚至导致其进入昏迷状态。而高浓度亚硝酸盐可将鱼虾血液中亚铁血红蛋白氧化成高铁亚铁血红蛋白，高铁亚铁血红蛋白不能运载氧气，从而削弱了鱼虾血液载氧能力，使鱼虾严重缺氧，失去摄食能力，情况严重的导致其失去生存能力。

2治理淡水池塘养殖环境的对策

2.1淡水池塘养殖环境的修复技术现今，我国淡水池塘养殖环境的修复技术主要有2种，即原位修复技术和异位修复技术。2.1.1原位修复技术。其又称立体修复，主要是在池塘水体的上层设置生物浮床，在该浮床上种植一些水生蔬菜及其他植物来改善水体环境。在水体中通过投放生物来促进硝化作用，从而为有益微生物提供固定生长环境，使其能够较好的繁殖，以此促进水体中氮的循环。同时，在下层水体投放贝类等软体水生动物，加强池塘水体营养的多重利用，从而改善水体的整体环境。2.1.2异位修复技术。其也可称为平面修复，主要是把池塘养殖生成的污水排入人工设置的湿地，通过湿地来改善水质，以此达到水质净化目的，处理后的净化水用于池塘养殖，以此实现水体的循环利用。2.2淡水池塘生态合作养殖模式该技术主要是把将原位修复技术与异位修复技术有机结合在一起，从而建立淡水池塘生态合作养殖模式［2］。当前，这无非是解决池塘水质环境的有效办法。该模式的提出可以将两种技术优势和缺点进行互补。从生态角度来讲，池塘水体上层种植蔬菜不仅可以降低排污系数，而且还降低了人工湿地水质净化处理的负担，减少人工湿地的建设面积。从实现经济价值来看，水体种植的蔬菜可以改善该模式内部的收支平衡，种植蔬菜所获得的经济收入可以支付人工湿地建设的成本支出，从而缓解资金压力。建设淡水池塘合作养殖模式，不只是单纯地将二者集合在一起，更重要的是加大合作养殖鱼类等水生物。如今在我国合作养殖的发展已初见成效，主要是做好鱼苗采购以及成品鱼类的便捷销售，更是要体现“好买好卖”的合作理念，实现经济大发展的良好局面。

参考文献

［1］林兴榕.连城县淡水养殖池塘标准化建设改造成效分析［D］.厦门：集美大学，2013.

第6篇：原位生物修复技术范文

【关键词】环境生物技术；生物修复技术；水产养殖废水

1 生物修复技术的基本概念及其原理

生物修复又称生物改良，是指利用生物的生命代谢活动，来减少污染环境中的有毒有害物的浓度或使其无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全地恢复到原初状态的过程。

生物修复根据所利用的生物，可以分为植物修复、动物修复、生态修复、微生物修复四类。根据被修复的污染环境，可以分为土壤生物修复、水体生物修复和大气生物修复。而由于生物修复的实施方法不同，又分为原位生物修复和异位生物修复。

1.1 生物修复的基本原理

生物修复技术是通过生物的降解和转化，将有机污染物转化为无害的小分子化合物和二氧化碳与水。利用生物对环境污染物的吸收、代谢及降解等功能，对环境中污染物的降解起催化作用，加速去除环境中的污染物。

1.2 生物修复技术的特点

生物修复技术具有投资费用低，对环境影响小，使用效果好，使用区域范围广，使用面积大等特点，而且能同时处理受污染的土壤和地下水。在土壤修复中还可以去除环境中的重金属和放射性核素。但其也存在局限性，生物不能降解进入环境中的所有污染物，并且受外部环境的影响较大。

2 生物修复技术在水产养殖废水中的应用

氨氮是水产养殖的最主要危害，但传统的加注新水、曝气、漂白粉或臭氧氧化、使用斜发沸石进行离子交换等方法脱氮效果并不理想[2]。而活性污泥法、生物膜法和稳定塘法等生物处理法存在或伴有污泥产生、反应启动慢、出水水质不稳定等问题。随着生物技术的发展，生物修复技术在水体氨氮污染的处理上被广泛应用。微生物修复技术在水产养殖中主要应用于养殖环境的原位修复中，主要处理底泥的有机污染和水体的富营养化问题。

2.1 生物在水产养殖环境生物修复中的作用机制

水产养殖生态环境中的有益微生物（净水微生物）在池塘连续养殖情况下，能清除因池塘长时间养殖水域底部积累的大量残余饲料、排泄物、动植物残体以及有害气体（氨、 硫化氢等），使之最终分解为CO2、碳酸盐、硫酸盐等物质，起到净化水质的作用。并且能为环境中的单细胞藻类为主的浮游植物提供营养物质，促进藻类等浮游植物的繁殖。这些藻类为主的浮游植物的光合作用，又为池塘内底栖动物、水产养殖动物的呼吸和有机物的分解提供氧气，从而形成一个良性的生态循环，有利于水产养殖动物的迅速生长。同时有益微生物的大量繁殖，在池内形成优势种，可抑制病原微生物的繁殖，减少养殖动物的疾病发生。

2.2 生物对养殖环境的生物修复

2.2.1 微生物对养殖水体氨氮污染的修复

在一般污水处理系统中，硝化细菌的含量很低。因此，研究开发硝化细菌的快速富集培养技术，提高硝化细菌的产率，对氨氮污染水体处理具有重要作用。

现实中，硝化过程主要由自养菌完成，但异养菌也可以参与硝化；氨氧化在有氧条件下可以进行，在厌氧条件下也可以发生。胡宝兰、郑平在Anammox （厌氧氨氧化Anaerobic Ammonia Oxidafion）反应器中分离了6株好氧氨氧化菌，它们不仅具有好氧氨氧化菌的典型特征，而且将其置于厌氧条件下培养也有厌氧氨氧化能力。Robertson和Van Neil分离的Psendomonasspp1、Alcaligenes faecalis和Thiosphaerapantotropha菌株，既表现为好氧反硝化，同时也具有异养硝化能力，因此，Robertson提出了好氧反硝化和异养硝化的工作模型，直接把氨转化为最终的气态产物。光合细菌在养殖水体氨氮污染生物修复中的应用非常广泛[5]。此外，应用属于放线菌的诺卡氏菌属、浮游植物的大型绿藻、席藻、螺旋藻和小球藻以及大型水生植物的伊乐藻、轮叶黑藻去除养殖水体氨氮的研究也有不少报道。

2.2.2 水生植物对养殖水体氨氮污染的修复

水生植物修复是生物方法和生态方法中的通用技术。水生植物按生态类型，可分为沉水植物、飘浮植物、浮叶植物、挺水植物。利用特定技术，还可以将浮游藻类、陆生植物应用于养殖水体修复中。目前国内外学者对植物修复富营养化水体进行了诸多研究，并取得了一定的成就，筛选出了一些优势种。植物系统对养殖水体的净化作用，主要是通过植物的吸收作用，根区微生物的降解作用，植物的吸附、过滤和沉淀作用，植物抑制藻类生长的作用以及作为生态系统的生产者来调节其他生物种类和数量的作用来完成的。其具有以下优势：净化所需的能源由光合作用提供；许多植物具有美学价值，能改善景观生态环境；植物可被收割和利用，创造新的价值；能固定土壤或底泥中的水分，防止污染源进一步扩散；为降解微生物提供了良好的栖息场所，有利于微生物的生存。水生植物庞大的根系为细菌提供多样性的生境，植物可输送氧气至根区，有利于微生物的好氧呼吸。目前，国内外应用较多的水生植物修复技术主要有人工湿地处理技术、生态浮床技术等。

2.2.3 水生动物修复技术

国内外许多学者和研究人员作了大量的研究工作，探讨水生动物对水体中有机污染物和无机污染物的吸收和利用。研究认为，在水体富营养化的防治过程中，除了考虑对藻类等浮游植物进行防治，对浮游动物的防治也不能忽视。防治浮游动物繁盛最有效的方法是放养鳙鱼，而鲢鱼的放养通常是为了消除浮游植物。鲢鳙的放养量以及如何搭配亦值得研究。鲢鳙混养时，鲢鱼大量摄取浮游植物，从而抑制了以浮游植物为食的浮游动物的生长和繁殖；如果鳙鱼的数量放养过多，鳙鱼就得不到足够的食物，生物量受到抑制，放养太少，不能充分利用饵料而影响其产量。合理搭配鲢鳙的放养数量，可充分利用天然饵料，从而减少浮游植物和浮游动物的数量，这样既可治理水体的富营养化，又可提高经济效益，是一项非常值得研究的生物修复技术。武汉东湖的围隔试验证明了链鱼和鳙鱼能有效控制蓝藻水华，并指出当放养的鲢鱼和鳙鱼的有效生物量达到46～50 g/m2时，可有效地抑制水华的发生。

3 生物修复技术的应用前景

生物技术在环境保护中已获得广泛的应用，并取得了显著成效。随着经济的腾飞、人口的膨胀、资源的短缺、环境状况的恶化以及人类环保意识的增强，生物技术的环境保护功能显得越来越重要，其明显的经济效益、环境效益和社会效益引起科技界和企业界的极大关注，呈现良好的发展趋势。

参考文献：

[1]杨秀敏等.生物修复技术的应用及发展[J].2007（16）.

[2]李谷等.硝化细菌富集方法的研究[J]. 淡水渔业，2000（9）.

第7篇：原位生物修复技术范文

摘要：本次研究以城市工业污染作为主题，探讨与其相关的污染场地类型及土壤修复技术研究进展问题。首先对我国城市工业污染场地的类型进行了简要说明，并结合当前几种土壤修复技术的应用及研究趋势，对主题展开具体论述。

关键词：城市工业；污染场地；土壤修复；技术研究

1引言

在改革开放政策下，我国经过多年快速发展，经济地位已经位居世界第二，成为世界级的超级大国；但由于发展速度快、环境治理跟进慢，因此，导致了诸多工业污染问题。从当前城市工业污染场地分析，主要包括重金属、有机污染物、复合污染三大类型；但在土壤修复技术方面方法已经开始应用多种修复技术，并在尝试创新发展，以下进行具体说明。

2城市工业污染场简述

在三大污染类型中，重金属污染有45种元素（以相对密度在5.0以上为主）；但在土壤重金属污染方面，主要由8种元素引起，具体是Cd、Cu、As、Ni、Cr、Pb、Hg、Zn。从行业分析，以冶炼、皮革、化学品、铅蓄电池制造等居多。有机物污染则集中在有机化学物方面，如石油、农药、多氯联苯、苯系物等。复合污染中有重金属-有机复合污染，以及有机物类型内、重金属类型内的复合污染等。另外，在复合污染中由于污染物之间存在交互作用，也会造成一系列难以预料的环境效应，并给污染治理工作造成极大阻碍与技术挑战。

3城市污染场地土壤修复技术研究进展分析

目前在应对城市工业污染场地造成的土壤污染问题时，多以污染源分析为主，实施针对性、综合性的治理措施。从应用与发展层面观察，土壤修复技术包括淋洗修复、热处理、土壤气提、植物修复、固化与稳定技术等。以下从常用的土壤气提技术、固化与稳定技术、植物修复技术进行具体说明。

3.1土壤气提技术

土壤气提技术以物理方法为主，具体是对土壤孔隙实施蒸汽压的降低，然后，将污染物转化为蒸汽形式，并通过气提方法完成污染治理。同时，这种土壤气提技术的应用能够以活性炭吸附法、生物处理法完成对土壤的净化处理，并实现循环利用。从应用情况看，通常以原位土壤、异位土壤、多相浸提三种技术应用为准。在气提系统下，能够实现热空气，提高轻质石油烃挥发，并使三氯乙烯、四氯乙烯类的有机卤化物得到有效挥发。以评估效果分析，也能够达到对非黏质土壤污染物的修复，其修复效果在现阶段能够达到90%。在三种技术应用中，原位与异位土壤气提技术，针对地下含水层之上的包气带效果最好，而后一种技术对于包气带、地下含水层均有显著效果。整体上能够根据亨利系数进行评估，通常在>0.01的情况下、蒸汽压>66.66时，均能够进行有效处理。

3.2植物修复技术

植物修复技术属于绿色技术，因其成本低、可原位修复、环境美学效应突出而受到好评。一般实践中以超富集植入、富集植物提取修复为准；其原理即以植物根系达到对污染物的有效控制，减少其扩散，并利用恢复生态功能完成稳定性修复，同时，在植物的代谢功能、转化功能、吸附功能下，也能够很好的实现对污染物的降解、过滤，并达到改良土壤的目的。从应用范围观察，如重金属、石油、炸药、放射性核素、农药等造成的土壤污染均可。另外，在农田土壤污染物、人工湿地、生物栖息地等治理与建设方面均有显著效果。在我国的砷、铅、铜、镍、镉、多环芳烃方面已经起到了较好效果。然而，针对超富集植物方面的一些瓶颈，需要进行匹配性的农艺性状、病虫害防治等，以此增强植物修复技术的应用效果。

3.3固化-稳定技术

使污染物在污染介质中获得固化，并处在稳定状态，可以通过固化-稳定技术完成；如应用固化稳定剂、污染土壤混合达到修复目的。从应用原理分析，它集合了化学-物理-热力学多种方法实施综合治理；具体以石灰、沥青、硅酸盐水泥等固化稳定剂为准。这种方法的应用适用于原位与异位方面的重金属污染土壤修复，对有机污染物的土壤修复则效果不明显。建议在修复过程中需要遵循因地制宜的原则；固化-稳定技术的优势在于成本低、见效快；其风险主要在于可能性的环境条件影响下，会造成污染物的重新释放，所以，在应用过程中，必要进行安全性监测评估，提高治理效果。

4展望

目前，我国已经引入诸多研发设备，但关于土壤修复技术的研究技术依然处于初步发展阶段。需要增加这个方面的知识产权保护；尤其是在引进设备、技术权限方面，价格昂贵的现状下，必要从政府投入、企业技术研发方面增加技术扶持。尤其要强化我国在组合技术方面治理水平。比如，在单一修复方法的基础上，增加对无机-有机复合污染、新老污染物并存方面的污染。另外，应该在环境修复材料研发方面扩大影响，如氧化剂、还原剂、催化剂等方面的新产品研发；政府可以通过加强对生态环境效应的监测、评估；使实际的调查研究结果，能够与当前城市工业污染场地土壤修复技术发展水平相匹配。需要说明的是，应该按照现阶段我国不同地区的污染场地类型、修复技术应用情况，鼓励更多的民营企业投入到对污染场地的治理技术研发与治理中，提高土壤修复的市场化水平，从多个面向增加修复速度、提高修复效果。

5结束语

通过上文分析可以认识到城市工业污染场地类型比较多样，修复中的技术应用存在一些瓶颈；但从现阶段的土壤修复需求分析，可开发市场潜力巨大。随着我国公共卫生与生态环保政策的持续推进，未来会在该领域引起重多企业进驻；同时，也会使我国城市工业污染场地修复速度走向快速、持续发展阶段。因此，必要借鉴欧美环境治理的一些经验，并引进相关技术；另一方面，在推动我国土壤修复技术发展的同时，应该大力推动知识产权保护，提高对修复技术创新，促进其向更好的方向发展。

参考文献：

[1]廖晓勇,崇忠义,阎秀兰等.城市工业污染场地:中国环境修复领域的新课题[J].环境科学,2014(3).

[2]陈飞,马玲,杨栗清等.园林绿化在城市生态修复中的应用[J].科技视界,2013(11).

第8篇：原位生物修复技术范文

1、在重力作用下或通过水力压头推动清洗液。

2、借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的化学/生物化学溶剂，在重力作用下或通过水力压头推动清洗液，将其注入被污染土层中，把包含有污染物的液体从土层中抽提出来，进行分离和污水处理的技术。

3、化学淋洗技术主要围绕着用表面活性剂处理有机污染物，用螯合剂或酸处理重金属来修复被污染的土壤。开展修复工作时，既可在原位进行修复，也可在异位进行修复。

（来源：文章屋网 ）

第9篇：原位生物修复技术范文

生态修复去除氨氮的净化机理

自然界氮素包括有机氮化合物、无机氮化合物(氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮)。尽管分子氮和有机氮数量多,但植物不能直接利用,只能利用无机氮。在微生物、植物和动物三者的协同作用下将三种形态的氮相互转化,构成氮循环,其中微生物起主导作。河流中氮的的去除机制包括:植物和其他生物的吸收、氨化作用、硝化作用、反硝化作用、氨的挥发作用、NH4+的阳离子交换作用等。通常条件下,有机氮易被微生物分解、转化,因此人们更关注氨氮的去除。

水生植物根毛的输氧及传递特性,使根系周围连续分布好氧、缺氧和厌氧状态,相当于许多串联或并联的处理单元,使硝化与反硝化作用能够在湿地系统中同时进行:再如在植物一砾石床潜流湿地中,植物的根区效应与砾石的多孔性是影响氨氮去除效果的主要因素。微生物硝化、反硝化作用是人工湿地的主要脱氮方式,此外,同时也能被湿地植物直接摄取,合成蛋白质和有机氮,再通过对植物的收割,达到去除氨氮的目的。影响人工湿地脱氮的主要因素包括:温度、溶解氧、微生物可利用的硝态氮和有机碳、PH值、氧化还原电位、停留时间〕。

目前河道生态修复去除氨氮的技术

1原位生态修复

原位生态修复是直接在河道中对受损河道进行综合整治和修复方法的统称。主要是通过生物修复结合物理修复和化学修复的一个过程。

1.1底泥生态处理技术

河道底泥生态系统是由底泥的化学组分和生物区系共同构成的。底泥具有一定的缓冲能力,其对河道水质稳定性具有重要影响。目前较为常见的河道底泥处理技术就是底泥疏浚。钟继承等发现底泥疏浚能有效的削减沉积物中N、P等营养物,重金属和持久性污染物等污染物的含量,但疏浚过程中会引起污染物大量向水体释放,并对底栖生物和微生物胞外酶活性产生危害。有学者指出城市河道底泥物理疏浚方法效果明显,但工程量大,投入大,而生物一生态修复投入低,处理量大,不易产生二次污染。近几年来底泥生态修复的技术不断发展,出现了包括底泥植物修复、底泥生物氧化、底泥固定化等方法。童昌华等将水生植物修复底泥与物理包被底泥进行了比较,发现经水生植物处理的底泥中氨态氮没有出现明显的释放高峰,且始终保持低水平,其中狐尾草的效果优于凤眼莲。冯奇秀等厂将底泥生物氧化配方和方法应用于黑臭河涌治理,在上游不断流入污水的情况下,N’H4+一N去除率达到30%。

1.2水生植物修复技术

水生植物可通过自身的生长代谢吸收水中的营养物质,有效的控制水中N的含量。春、夏、秋三季主要种植凤眼莲、水浮莲、浮萍等喜温水生植物,冬季种植耐寒性水生植物,如西洋菜、小浮萍、殖草等。受污河道经凤眼莲为主的浮水植物处理,经5个月,NH4十一N、TN分别下降21.8%和49.7%。种植芦苇、菱白、香蒲草,N’H4+一N的去除分别为79.5%、72.7%、59.4%[17。南京莫愁湖种植莲藕,生产莲藕为25x104kg/a,带出N达到60t[18]。4.1.3生态浮床技术.生态浮床技术是根据生态学原理发展起来的集水环境治理和生态修复一体的实用技术。生态浮床又称生态浮岛。自20年前德国BESTMAN公司开发出第一个生态浮床之后,以日本为代表的国家和地区成功地将生态浮床应用于地表水体的污染治理和生态修复。浮床植物选择原则有四点:(I)尽可能选择来源方便且适应能力较好的本地土著种类;(2)生长量大,繁殖能力强;(3)根系发达;(4)具有一定的经济价值或观赏价值。近年来,我国生态浮床技术进入快速发展期,大量学者进行了相关的研究。郑种仁2例等利用水芹处理模拟氨氮类富营养水体,在HRT=6d时,亚硝酸细菌数为27.OX104个/g水、硝酸细菌数为1.SXIO4个/g水、N’H4十一N平均去除率达到35%;而当HRT=2天时,亚硝酸细菌数为1.3X104个/g水、硝酸细菌数为0.2x104个/g水、N’H4十一N平均去除率仅为6%。徐玉荣等建立梯级生态浮床系统对黑臭河道进行净化,N’H4+一N的去除率平均达到71.9%,其中挺水(香菇草)、浮叶(睡莲)和沉水植物(轮叶狐尾藻)各单元对氨氮的去除率分别为36.1%,22.3%,13.5%。

1.4生态护岸技术

生态护岸是为结合护岸工程与环境生态的要求提出的,既能满足河道护岸功能,又有利于河流生态系统的恢复,其建设过程融合了水利工程学、生态学、环境科学、生物科学等多个学科。1965年,EmstBittmann在莱茵河两岸种植柳树和芦苇。陈杨辉〔25等利用三种形式的生态护砌去除N’H4+一N的效果分别达到83.6%、83.4%、88.1%。由此可见,生态护砌对水体中氨氮污染物去除效果的影响显著。

2异位生态修复

对于受污染河流,尤其是水量较大或者污染严重的河流,在河流中设计引流装置,将受污河水引入河道旁的污水处理设施中,对其进行集中处理后,再将其排入原河流中。此方法能够有效去除河道中污染物,并防止污染物向下游扩散。

河道旁建设的通常是污水处理厂。19世纪,英国在泰晤士河两岸建设了一系列污水处理厂。20世纪,联邦德国在莱茵河两岸建造了100多座污水处理厂。然而其高昂的建设、运行费用限制这种方法在我国河道整治中的应用。因此,找到合适的处理方法代替传统方法成为关键。人工湿地、氧化塘等处理技术建设费用低,近年来得到研究人员的关注,并在许多地方得到实际应用。

2.1人工湿地处理技术

人工湿地是人工建造与监督控制的、与沼泽表面类似的处理系统,其设计、建造思想来源于对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用系统研究

。人工湿地是20世纪70年代兴起的一种水体污染生态治理技术,因其建设、运行费用低,能耗少,维护方便,且具有一定的景观作用等优点,该技术越来越受到人们的重视。2006年,吴建强等在江苏省新沂河河漫滩上构建了一个表面流人工湿地系统(SurfaeeFlowConstruetedWetland,SFW),人工湿地的进水N’H4+一N浓度为1.37一20.18mg/L,四种不同种植植物对其去除效率分别为64.27%、70.49%、66.78%、58.52%。

2.2稳定塘处理技术

稳定塘,又称氧化塘或生物塘,是一种利用天然池塘的自然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。通常是改造废弃鱼塘或者将土地进行适当休整,建成池塘,并设置围堤和防渗层,依靠塘内生长的微生物处理污水。稳定塘污水处理系统能有效去除污水中的有机和病原菌、无需污泥处理。城市黑臭河道治理中,对于暂时无法截污的城郊河道,利用废弃池塘改造成氧化塘,对上游污水进行预处理仁。

研究表明,在污水进水量为432Ot/d以内(污水停留时间1.4d以上,容积负荷为CODer:0.1一kg/(d•m3)以下),氧气为15.6kg/h的增氧曝气条件下,NLH4+一N去除率在40%以上。由此可见,利用稳定塘处理系统对上游污水进行预处理,对于NH4+一N的去除起到了重要作用。