生物修复技术在鄱阳湖水体污染中的运用(doc 7页).doc

生物修复技术在鄱阳湖水体污染中的应用专业：生物教育 学号：08361021 姓名：徐速 指导老师：应站明摘要鄱阳湖位于长江中下游南岸、江西北部、是我国目前最大的淡水湖泊，湖体与赣江、抚河、信江、饶河、修河等5大河流相接调蓄后经湖口注入长江，构成了一个完整的鄱阳湖体系。新中国成立以来我省第一个上升为国家战略的鄱阳湖生态经济区规划获国务院批复。随着工业化和城市化的发展，大量的工业废水和生活污水被排入鄱阳湖，导致鄱阳湖水污染严重，水质呈下降趋势，致使湖区生态环境逐步恶化，生态功能严重衰退，对生物多样性造成了严重危害，造成野生动植物数量大量衰减。本文简用生物修复技术减少对鄱阳湖水体的污染。关键词：水体污染，生态退化，生物修复技术目 录摘要1关键词1前言1第一章鄱阳湖水质污染现状1.1重金属污染.21.2水体富营养化元素N、P的污染21.3 有机物污染31.4 有毒有害物质的污染3第二章 危害2.1水质污染对湿地生态功能的影响.32.2 水质污染对环鄱阳湖周区居民的危害.4.第三章治理方针.4第四章结论和展望5参考文献5鄱阳湖是国内知名的大淡水湖，由于污染导致鄱阳湖湖域缩减、水质下降引起生物多样性面临危机。融入鄱阳湖生态经济区就应先要减少水污染保护好赣鄱大地“天上飞的”、“地上跑的”和水中游的各种生物物种，尽快恢复鄱阳湖流域生物多样性的本来面貌，使鄱阳湖真正成为“一湖清水”。2010年是联合国确定的国际生物多样性年，其年度主题为：“生物多样性是生命，生物多样性就是我们的生命。第一章 鄱阳湖水质污染现状鄱阳湖水质较好，总砷、六价铬、总氰化物、挥发酚能满足地表水I类水质要求；pH值、溶解氧、生化需氧量、亚硝酸盐氮能满足I 类水质要求；化学耗氧量能满足 类水质要求。综合考虑各因子，平水期湖心处水质较好，可达I类水质要求，近岸处水质多数比湖心差，基本满足 类水质要求；丰水期湖水中污染物分布均匀，绝大部分水域能满足类水质要求；枯水期湖水中污染物分布不均匀，但大部分水域满足 类水质要求。一年中平水期水质最好，丰水期水质次之，枯水期最差。最差测点的水质仍能满足地表水类水质要求。若从总磷浓度来看，鄱阳湖已经富营养化，但从叶绿素浓度，特别是从整个鄱阳湖来看，却未见到富营养化现象，其原因是大多数磷吸附于浮游物上，参与藻类生产的磷比例较少。1.1重金属污染1水体底泥中的重金属含量可作为一个判断标准用来说明水体中重金属污染物的循环特征.重金属是对生态环境造成极大危害的污染物，一般不能被生物降解，而往往是参与食物链循环并在生物体内积累，最终危害人体健康。在受污水体中，重金属污染物不易降解，主要在沉积物中蓄积最终危害人体健康。鄱阳湖水质已存在金属元素的污染，目前仅限于局部范围。昌江与乐安河交汇后的饶河入湖口一带，在丰水期Cu、Zn含量高。全湖Zn超标率达90以上，Cu超标率达2030 。Zn的最大检出值为323 mgL，超过渔业用水标准的30多倍；Cu的最大检出值为0188 mgL，超过渔业用水标准的18倍。1.2水体富营养化元素N、P的污染水体富营养化是湖泊分类与演化的一个过程，是水体衰老的一种表现一般来说，在自然情况下，这一过程很缓慢地发生，而在人类活动作用下，可以加速这一过程的进行。现在，世界各地的湖泊都普遍发生了这种污染现象，2受到各国的重视水体富营养化是指生物所需的氮、磷等营养物质大量进人水体，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，3部分藻类还释放一些毒素水体溶解容量下降，造成鱼类及其它生物大量死亡，使水体使用功能降低。鄱阳湖富营养化元素N、P的含量为：枯水期总氮为0547 mgL，平水期为238 mgL，丰水期为0937 mgL；总磷分别为009 mgL、0148 mgL、0063 mgL。若按日本湖氮、磷标准衡量，鄱阳湖总氮含量在平水期已超过20倍，丰水期则超过近1倍，枯水期未超标；总磷含量在平水期超标1倍，枯、丰水期超标近1倍。从总体数据来看，鄱阳湖已经达到富营养化的条件，还未发生富营养化的迹象的原因可能是由于鄱阳湖的季节性和吞吐性，参与富营养化的氮、磷大多占的比例较少。1.3 有机物污染环鄱阳湖周区生活污水、工业废水排量增大而导致有机污染物增加。由于鄱阳湖流域面积占江西省国土面积的972 ，可以认为全省的废水废物排放后最终都要随水系的水流入鄱阳湖中。有机氯污染是一个典型的例子，我国有机氯农药的生产量和施用量均极大，有机氯农药曾大量广泛地使用于农业生产中。4我国于1983年开始禁止生产和使用有机氯农药。湖中COD、BOD、DO季节性变化大，但总体均满足湖泊水环境质量的I 类清洁水的水质要求，部分河流交汇处和水流欠通畅处水质已经达到类。1.4 有毒有害物质的污染农药和化肥施用量增加也导致有毒有害物质的污染。化肥施用后实际利用率只有30 一40 ，其余60一70的化肥进入环境，污染水体和土壤。农药施用后10 一20 附着在植物体上，80 90 散落在土壤和水里，虽经一段时间大部分分解，有的分解后还会产生有害物质。大量使用化肥和化学农药，经地表径流的冲刷，相当一部分会流入河湖水体中，形成对水体的污染，成了典型的面状污染源。酚在丰、枯水期检出率和超标率均较高，最高检出值达004 mgL，均值为0016 mgL，超过渔业用水标准的22倍，且有逐年增加的趋势；氰化物在湖水中大多测点含量低于渔业用水标准，最大检出值为0038 mgL；油类在丰、枯水期检出均值不高，均未超标，但平水期超标78。第二章 危害2.1水质污染对湿地生态功能的影响水质污染对湿地生态系统生态功能的影响主要表现在水质污染在湿地生态过程中对湿地生态结构的影响，造成湿地生态功能的衰退由于水域生态系统中生物过程主要是水生植物的生长繁殖，因此影响水生植物生长繁殖的水体环境是其主要影响因素。水域生态系统内营养元素的循环可以简单地描述为借助于系统内水循环，营养物质从水体到植物，到植物残体或沿食物链食物网转移，到食物链最高级别者体内。同样，重金属和有毒有害物的循环也是通过食物链食物网传递转移并富集到生物体内，很难排泄出去，如DDT易溶于脂肪并且积累在动物的脂肪里，汞的生物甲基化使毒性增加。目前已经引起关注的问题是鸟类的生长繁殖受到威胁，研究认为鸟类食用了富含重金属元素的食物后，其繁殖能力大大减弱5素有“长江女神”之称的白鳍豚和江豚是长江两大珍稀淡水豚类，它不仅是长江流域生物多样性的重要体现，更是长江生态健康状况的“信号灯”。2006年底，长江淡水豚类多国联合考察得出的结果是：白鳍豚已经芳踪难觅，长江江豚的种群数量下降到1800头左右，不及20世纪9O年代初期的12。据相关部门观察目前已不到1500头。目前，鄱阳湖区内珍禽候鸟种群数量及栖息地也在不断地萎缩。鄱阳湖曾被誉称为“全球濒危迁徙鸟类的天堂”。2.2 水质污染对环鄱阳湖周区居民的危害水是生命之源是社会经济发展的不竭动力。被污染的水灌溉农田造成粮食减产、污染加大、营养成分下降。病原体、致突变、致癌物质通过粮食蔬菜等食物迁移到人体造成多种疾病大幅度的提高.所以减少鄱阳湖水污染以及有效的治理方针刻不容缓的。第三章 治理方针由于鄱阳湖面积大污染源广，很多污染物仅靠水体自身的自净能力很难在短时间内去除。故人们开始研究化学、物理及生物方面的处理办法，以达到去除污染、保护环境的目的。大量实验证明，许多污染物在进行了化学处理后还会生成更难降解的有毒有害物质，对环境造成二次污染，物理方法却只治标不治本。而生物修复技术由于克服了化学方法和物理方法的种种缺陷，被普遍认为是在大面积的污染治理领域中有效、经济和极具生态性的高新环境技术。. 生物修复技术概况6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质的浓度或使其无害化，从而污染了的环境能够部分或完全地恢复到原始状态的过程生物修复根据不同的分类条件有不同的种类：根据其所利用的生物种类，可以分为微生物修复、植物修复、动物修复。7利用生物修复技术对污染水体进行修复的主要方法包括河道曝气复氧、生物膜法、生物修复法、土地处理法、水生植物净化法等。3.2 针对鄱阳湖的污染采取的生物方法3.2.1 减少重金属污染3.2.1.1 植物重金属污染水体的植物修复是指通过植物系统及其根系移去、挥发或稳定水体环境中的重金属污染物，或降低污染物中的重金属毒性，以达到清除污染、修复或治理水体为目的的一种技术。按其机理可分为植物挥发、植物吸收和植物吸附。8目前已发现700多种重金属超量积累植物这些超量积累植物具有较高的重金属临界浓度，在重金属污染环境中能够良好生长。但是，由于生长缓慢、生物量小，又极大地限制了其在环境治理中的应用价值。对于用作修复的植物，其生物量的增加、生长周期的缩短、积累的机理等方面还有待进一步研究。3.2.1.2微生物絮凝法微生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物，进行絮凝沉淀的一种除污方法。至今发现的对重金属有絮凝作用的微生物有12种。用硫酸盐还原菌培养液作为净化剂，使电镀废水中铬的含量由4411 mgL下降到5365 mgL。用生物絮凝剂Pullulan絮凝水中Pb的试验，结果表明，在PullMan与A1C1用量比为4：11，溶液pH 值为657，Pb 初始浓度为10 mgL，25 mgL，60 mgL和100 mgL 时，分别投加8mgL，25mgL，40mgL，80 mgL的Pullulan，对Pb 的去除率可达最高，分别为73.86 %、76.30%、77.07% 和81.16%。6次重复性试验表明，PullMan的絮凝效果具有较高的稳定性。近年来，多菌株共同培养的生物絮凝剂，因其可促进微生物絮凝剂的产生且絮凝效果好，成为研究热点。用微生物絮凝法处理废水安全、方便、无毒，不产生二欢污染，絮凝效果好，絮凝物易于分离，且微生物生长快，易于实现工业化。此外，微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因此微生物絮凝法具有广阔的发展前景。3.2.2水体富营养化元素N、P的污染和有毒有害物质的污染3.2.2.1水生植物利用高等水生植物是治理和控制水体富营养植物在静态条件下对污染物的净化效果。因此，选用不同生态型高等水生植物组建复合系统治理富营养化水体已经得到越来越多的关注。一般采用的是浮叶植物睡莲，菱角和漂浮植物凤眼莲。睡莲为多年生浮叶植物，其根系能吸收水体中砷、汞的苯基衍生物等有毒物质。凤眼莲能有效的净化水环境，是砷污染的监测植物。两者都喜强光高温，怕寒冷。菱角是一年生浮叶草本，喜光照温暖，不耐寒。水生植物复合系统对水质的净化与除藻作用从试9验结果可以看到，在不同水力停留时间情况下进水经过水生植物复合系统前部凤眼莲植物带后各种营养盐和有机污染物浓度都有很大程度的下降。睡莲和菱角植物带对水体中的营养盐净化效果虽不明显，但可以有效的截留水体中的藻类和颗粒悬浮物质。在试验现场用肉眼就可以看到菱角茎叶表面以及睡莲叶背面附着了大量被过滤、截留的藻类和悬浮物。同时，睡莲水面上巨大的叶面遮挡阳光也能有效的抑制藻类的生长，据文献报道凤眼莲也能释放某些克藻物质2004 年洋河水库水体测结果表明，夏季水库水体透明度低主要是由藻类过盛繁殖引起。3.2.3有机污染3.2.3.1生物膜法生物膜法是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纤维）为载体，在其表面形成一种特殊的生物膜，生物膜表面积大，可为微生物提供较大的附着表面，有利于加强对有机污染物的降解作用。其反应过程是： 10基质向生物膜表面扩散；在生物膜内部扩散； 微生物分泌的酵素与催化剂发生化学反应； 代谢生成物排出生物膜 .据研究表明， 目前国外常用于净化河流的生物膜技术主要有砾间接触氧化法、排水沟(渠)的接触氧化法、生物活性炭填充柱净化法、薄层流法和伏流净化法。第四章结论和展望鄱阳湖是我们江西人的“母亲湖”针对当前的现状，为减少鄱阳湖污染保护鄱阳湖地区生物物种多样性应采取行之有效的措施，投入人力、物力、财力，利用现代高新技术，当然生物修复技术与传统修复方法相比，虽然有许多优点，但也存在一些不足，如：有毒物质(如重金属)对生物降解有抑制作用；某些污染物不能被生物降解；有些污染物存降解的过程中会转化成有毒的代谢产物等。若能将生物修复技术与其他技术相结合，将生物修复技术渗透到基因工程、酶工程、细胞工程等先进技术领域里，形成联合的修复技术体系，必将为人类有效地解决环境问题做出更加巨大的贡献真正融入到鄱阳湖生态经济区中去。除此之外还有开展宣传教育工作，提高公众的参与度。加大鄱阳湖污染对生物多样性保护的宣传，让当地居民了解减少水污染的重要性，提高当地居民环保意识，只有这样才能真正促进鄱阳湖生态经济区的持续发展。参考文献：1 张鑫，周涛发，杨西飞，等河流沉积物重金属污染评价方法比较研究J合肥工大学学报(自然科学版)，2005，28(11)：1419-14232 张维昊，方涛滇池水华蓝藻种毒素光降解的研究J 中国环境科学，2001，21(1)：25-283 万金保，闰伟伟鄱阳湖水质富营养化评价方法应用及探讨J江西师范大学学报(自然科学版，2007，31(2)：210-2134 胡春华，周文斌，肖化云，等环鄱阳湖区蔬菜中有机氯农药的分布特征与健康风险价J2010(16)：68-725 朱蕴丽，彭艳华 生态文化视野下鄱阳湖