環(huán)境生態(tài)修復(fù)課件

環(huán)境生態(tài)修復(fù)

吳亞坤安徽工業(yè)大學(xué)能環(huán)學(xué)院

wuyakun8250@163.com第一章生態(tài)修復(fù)第一節(jié)基本概念第二節(jié)生態(tài)修復(fù)第三節(jié)生態(tài)修復(fù)的意義案例介紹第一節(jié)基本概念污染環(huán)境：環(huán)境污染：是指被污染了的環(huán)境，其內(nèi)在含義是經(jīng)過(guò)量化指標(biāo)或其他評(píng)估方法評(píng)價(jià)之后，確認(rèn)環(huán)境已經(jīng)受到了污染。是指有害物質(zhì)或有害因子輸入大氣、水和土壤等環(huán)境介質(zhì)，并在這些環(huán)境介質(zhì)中擴(kuò)散、遷移和轉(zhuǎn)化，使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生變化，對(duì)人類或其他生物的正常生存和發(fā)展產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象。第一節(jié)基本概念治理：修復(fù)：是指采用一些措施使受污染的環(huán)境不再對(duì)系統(tǒng)中生物或其周圍環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。是在使污染環(huán)境得到治理后，雖然可能會(huì)在結(jié)構(gòu)上發(fā)生某些變化，但最終還能夠恢復(fù)未污染之前的功能，使污染環(huán)境重新煥發(fā)出生機(jī)和活力而被重新使用。。修復(fù)生物修復(fù)物理修復(fù)化學(xué)修復(fù)微生物修復(fù)植物修復(fù)2023/2/66一、生態(tài)修復(fù)（恢復(fù)）概念

生態(tài)修復(fù)研究標(biāo)志：《受損生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)過(guò)程》(Cairns主編,1980)。相關(guān)概念有生態(tài)恢復(fù)、生態(tài)修復(fù)、生態(tài)重建、生態(tài)改建、生態(tài)改良等，都具有“恢復(fù)和發(fā)展”的內(nèi)涵，即使原來(lái)受到干擾或者損害的系統(tǒng)恢復(fù)后使其可持續(xù)發(fā)展，并為人類持續(xù)利用。目前學(xué)術(shù)上比較用多的是“生態(tài)恢復(fù)”和“生態(tài)修復(fù)”。生態(tài)恢復(fù)的稱謂主要應(yīng)用在歐美國(guó)家，在中國(guó)也有應(yīng)用，而生態(tài)修復(fù)的叫法主要應(yīng)用在日本中國(guó)。第二節(jié)生態(tài)修復(fù)2023/2/671）生態(tài)恢復(fù)（Restoration）----指對(duì)受到干擾、破壞的生態(tài)環(huán)境修復(fù)使其盡可能恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。2)生態(tài)修復(fù)----指停止對(duì)生態(tài)系統(tǒng)人為干擾，依靠生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)能力（生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與自組織能力），輔以人工措施（物理化學(xué)與工程技術(shù)），使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)或向良性循環(huán)方向發(fā)展，向有序方向演化。有目的地采取措施，使受到損害的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能得以恢復(fù)和完善，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力高、生物多樣性豐富、系統(tǒng)趨于穩(wěn)定的目標(biāo)。3)生態(tài)修復(fù)任務(wù)兩大任務(wù)：（1）消除污染；（2）生態(tài)重建。2023/2/68修復(fù)奠基恢復(fù)生態(tài)消除污染暫時(shí)固定不利生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境2023/2/69二、生態(tài)修復(fù)的特點(diǎn)1嚴(yán)格遵循循環(huán)再生、和諧共存（物種多樣性）、整體優(yōu)化、區(qū)域分異等生態(tài)學(xué)原理I、物質(zhì)循環(huán)再生原理

沒(méi)有物質(zhì)循環(huán)的系統(tǒng)，就會(huì)產(chǎn)生廢棄物，生成環(huán)境污染，并最終影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定與發(fā)展。

無(wú)廢棄物農(nóng)業(yè)是我國(guó)古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一，也是生態(tài)工程最早和最生動(dòng)的一種模式。2023/2/6102023/2/611II、物種多樣性原理物種越豐富，生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越高，

為什么樟子松林的松毛蟲(chóng)會(huì)肆虐，幾十億株楊樹(shù)會(huì)毀于一旦？

純林的生物多樣性低，食物鏈短而單調(diào)，缺少松毛蟲(chóng)、天牛的天敵。III、協(xié)調(diào)與平衡原理----需要考慮環(huán)境承載力即環(huán)境容納量2023/2/612IV、整體性原理整體指社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合成的巨大系統(tǒng)2.影響因素多而復(fù)雜3.多學(xué)科交叉2023/2/6142023/2/615三、生態(tài)修復(fù)的基本方式2023/2/616污染修復(fù)物理修復(fù)化學(xué)修復(fù)微生物修復(fù)植物修復(fù)消除污染物生態(tài)修復(fù)恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)2023/2/617微生物修復(fù)植物修復(fù)化學(xué)修復(fù)物理修復(fù)微生物修復(fù)微生物修復(fù)生態(tài)修復(fù)生態(tài)修復(fù)方法2023/2/6181、生物修復(fù)概念生物修復(fù)(bioremediation)----指利用生物（特別是微生物），將土壤、地下水和海洋等環(huán)境中的有毒、有害污染物降解為CO2和H2O，或轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，從而使污染生態(tài)環(huán)境修復(fù)為正常生態(tài)環(huán)境的工程技術(shù)體系。工程化生物修復(fù)，采用下列手段來(lái)加強(qiáng)修復(fù)的速度：①生物刺激（biostimulation)，滿足土著微生物生長(zhǎng)所必需環(huán)境條件，諸如提供電子受體、供體、氧以及營(yíng)養(yǎng)物等：②菌群擴(kuò)增（bioaugmentation）通過(guò)各種手段，增加降解環(huán)境污染物的微生物數(shù)量。（一）生物修復(fù)2023/2/6192、生物修復(fù)的類型1）原位生物修復(fù)（insitubioremediation)----不需要移動(dòng)污染物而進(jìn)行的生物修復(fù)。（1）生物擴(kuò)增(bioaugmentation)菌株----向污染生境中添加外源生物活性物質(zhì)，N、P、02、NO3-、SO42-、表面活性劑等，大大促進(jìn)生物土著或接種菌的繁殖，強(qiáng)化降解環(huán)境中的有機(jī)污染物。

例如：已開(kāi)發(fā)出的親油肥料，含有N、P營(yíng)養(yǎng)與易降解的碳源，即使在寒冷氣候下，烴降解菌數(shù)量也大增。2023/2/620（2）生物通氣法（bioventing)。生物注氣法修復(fù)工作原理示意圖2023/2/6212）易位生物修復(fù)(exsitubioremediation)——污染的土壤從污染環(huán)境挖出，通過(guò)采用固相法或泥漿反應(yīng)器處理。此法主要適應(yīng)污染程度較高時(shí)，單純采用原位生物修復(fù)往往達(dá)不到預(yù)定的要求采用。2023/2/622（三）植物修復(fù)技術(shù)

定義：植物修復(fù)技術(shù)是以植物忍耐和超量積累某種或某些污染物的理論為基礎(chǔ)，利用植物及其共存微生物體系清除環(huán)境中的污染物的一門(mén)環(huán)境污染治理技術(shù)。技術(shù)方法：1）利用植物固定或修復(fù)重金屬污染土壤；2）利用植物凈化水體和空氣；3）利用植物清除放射性核素；4）利用植物及其根際微生物共存體系凈化有機(jī)污染物。2023/2/6231、植物修復(fù)技術(shù)的類型⑴植物萃取技術(shù)指植物將土壤中的金屬萃取出來(lái)，富集并搬運(yùn)到植物根部可收割部分和植物地上紙條部位的技術(shù)。如：蕓苔屬植物、油菜、工業(yè)用大麻，可超量富集砷。⑵植物根際過(guò)濾技術(shù)指利用植物發(fā)達(dá)豐富的根系從污水、土壤中吸收、沉淀和富集有毒重金屬的技術(shù)。2023/2/624如：向日葵及各種水生植物如寬葉香蒲等。⑶植物固定技術(shù)指利用植物吸附降低金屬活性，減少重金屬被淋洗到地下或通過(guò)空氣載體擴(kuò)散進(jìn)一步污染環(huán)境的可能性的技術(shù)。2023/2/6252023/2/626⑷植物刺激技術(shù)（植物輔助生物修復(fù)技術(shù)）指通過(guò)根圈范圍內(nèi)植物的活動(dòng)刺激微生物的生物降解的植物修復(fù)過(guò)程。

桑樹(shù)、桑橙樹(shù)和蘋(píng)果樹(shù)被人們用來(lái)刺激能降解多氯聯(lián)苯（PCB）和多環(huán)芬烴（PAH）的微生物生長(zhǎng)。⑸植物轉(zhuǎn)化技術(shù)指通過(guò)植物新陳代謝作用降解與轉(zhuǎn)化環(huán)境污染物的技術(shù)。2023/2/627應(yīng)用領(lǐng)域：石化產(chǎn)品污染地和貯藏地、武器彈藥廢棄物、燃料溢出物、氯化溶劑、垃圾掩埋淋濾物、農(nóng)用殺蟲(chóng)劑和化肥等。（三）物理生態(tài)修復(fù)技術(shù)1、定義

根據(jù)物理學(xué)原理，使環(huán)境中污染物部分或徹底去除或轉(zhuǎn)化為無(wú)害形式的環(huán)境工程技術(shù)方法。2、主要物理生態(tài)修復(fù)技術(shù)1）蒸汽浸提修復(fù)技術(shù)----在污染介質(zhì)中引入清潔空氣產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，將污染物轉(zhuǎn)化為氣態(tài)形式排出污染介質(zhì)中。主要用于高揮發(fā)性化學(xué)污染的土地修復(fù)中。2023/2/628（1）原位蒸汽浸提2023/2/629高壓泵尾氣處理排放污染土壤含水土壤真空泵（2）異位蒸汽浸提技術(shù)、兩相、多相浸提技術(shù)；輔助：壓裂技術(shù)----壓裂土壤或巖石，為有機(jī)污染物提供通道，有助它們浸提去除。2）熱力學(xué)修復(fù)技術(shù)

（1）定義-----利用熱力學(xué)的方法對(duì)污染物、介質(zhì)進(jìn)行加熱，加快污染物蒸發(fā)速度的修復(fù)技術(shù)。2023/2/630名稱低溫原位高溫原位電磁波原位條件＜100℃＞100℃特點(diǎn)尾氣收集與處理尾氣收集與處理大于150℃效果降低高溫原位加熱修復(fù)技術(shù)（1）定義-----為了提高污染物的浸提效果，對(duì)污染物進(jìn)行加溫提高其蒸發(fā)速度的修復(fù)技術(shù)。（2）處理對(duì)象：半揮發(fā)性有機(jī)物、多氯聯(lián)苯（PCBs)及密度較高的非水溶性有機(jī)物。（3）具體技術(shù)：A）采用加熱地毯對(duì)地表進(jìn)行加熱（小于1m);B）打出加熱井，在井中安裝加熱器進(jìn)行加熱。2023/2/6312）熱解吸修復(fù)技術(shù)（1）定義-----通過(guò)熱交換的方法將污染介質(zhì)及其所含有機(jī)污染物加熱到一定的溫度(150-650℃)后，從介質(zhì)中分離出來(lái)的方法。傳遞介質(zhì)：空氣、惰性氣體等。（2）處理對(duì)象：揮性性、半揮發(fā)性有機(jī)物、高密度有機(jī)物。如PCBs、多環(huán)芳烴PAHs、二噁英等。（3）具體技術(shù)：A）直接接觸技術(shù)：旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)直接加熱污染介質(zhì)；B）間接接觸：解析+濃縮成液體+處理。C）執(zhí)空氣浸提以異位熱解技術(shù)：堆土+熱提+燃燒。2023/2/6322023/2/633活性反應(yīng)墻地面污染地下水凈化地下水思考題1、是不是所有的污染物去除都是生態(tài)修復(fù)，為什么？2、生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)是什么？3、常見(jiàn)的生態(tài)修復(fù)方法有哪些，各起什么作用？2023/2/634生態(tài)修復(fù)案例試驗(yàn)區(qū)的自然狀況

試驗(yàn)區(qū)的設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)：肇州縣托古鄉(xiāng)火車頭村供試土壤類型：蘇打草甸堿土試驗(yàn)材料：雞糞、地膜、草簾、稻殼、石膏供試植