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生物反应器收获罐的作用(生物反应器缺点)

生物反应器收获罐的作用(生物反应器缺点)

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  1. 植物修复技术的优缺点?

1、植物修复技术的优缺点?

一、植物修复技术的概念与分类

植物修复是利用某些可以忍耐和超富集有毒元素的植物及其共存微生物体系清除污染物的一种环境污染治理技术。植物修复系统,可以看成是以太阳能为动力的“水泵”和进行生物处理的“植物反应器”,植物可吸收转移元素和化合物,可以积累、代谢和固定污染物,是一条从根本上解决土壤污染的重要途径,因而植物修复在土壤污染治理中具有独特的作用和意义。

按照治理的污染物类型,植物修复可分为金属(包括重金属和类金属)、有机污染物和放射性元素三大类。从原理上来讲,植物修复有6种类型:

(1)植物富集

这种技术是利用重金属超富集植物从土壤中吸收重金属,并将其转运到可收割的部位;然后收割植物富集部位,并经过热处理、微生物、物理或化学的处理,减少植物的体积或重量,以达到降低加工、填埋和人工操作费用的目的。

(2)植物固定

利用特殊植物将污染物钝化/固定,降低其生物有效性及迁移性,使其不能为生物所利用,达到钝化/稳定、隔断、阻止其进入水体和食物链的目的,以减少其对生物和环境的危害。植物枝叶分解物、根系分泌物以及腐殖质对重金属离子的螯合作用等都可固定土壤中的重金属。

(3)植物挥发

植物可以从土壤中吸收污染物并将其转化为气态物质释放到大气中。一些植物能将土壤中的Se,AS和Hg等甲基化,从而形成可挥发性的分子,释放到大气中去。

(4)植物降解

利用植物及其根际微生物区系将有机污染物降解,转化为无机物(CO2、H2O)或无毒物质,以减少其对生物与环境的危害。

(5)植物转化

在植物的根部或其他部位通过新陈代谢作用将污染物转化为毒性较小的形态。

(6)植物刺激

植物的根系分泌物如氨基酸、糖和酶等物质能促进根系周围土壤微生物的活性和生化反应,有利于污染物的释放和降解。

二、植物修复技术的优点与局限性

(一)植物修复的优点

1)价格便宜根据美国的实践,种植管理的费用在每公顷200~10000美元之间,即每年每立方米的处理费用为0.02~1.00美元,比物理化学处理的费用低几个数量级。例如,用植物修复的方法把土壤Pb含量从1.4g/kg降到0.4 g/kg,按照每年种植3季、每季收获干物质40 t/hm2计算,共种植10年,植物收获物在填埋场进行处理,所需费用为279000美元/hm2;而用挖掘和填埋方法处理的费用为1 620 000美元/hm2,用土壤淋洗法的处理费用为790 000美元/hm2。

2)对环境扰动少植物修复是原位修复,不需要挖掘、运输和巨大的处理场所;不破坏土壤生态环境,能使土壤保持良好的结构和肥力状态,无需进行二次处理,即可种植其他植物。植物修复技术可增加地表的植被覆盖,控制风蚀、水蚀,减少水土流失,有利于生态与环境的改善和野生生物的繁衍生境。

3)减少二次污染对植物集中处理可减少二次污染,对一些重金属含量较高的植物还可通过植物冶炼技术回收利用植物吸收的重金属,尤其是贵重金属。

4)美化环境植物修复不会破坏景观生态,能绿化环境,容易为大众所接受。

此外,植物修复可以激发微生物的活动;增加蒸腾作用,从而可以防止污染物向下迁移;植物可把氧气供应给根际,有利于根际土壤中有机污染物的降解。

(二)植物修复的局限性

1)缺乏广谱性一种植物通常只忍耐或吸收一种或两种重金属元素,对土壤中其他浓度较高的重金属则往往没有明显的修复效果,甚至表现出某些中毒症状,从而限制了植物修复技术在重金属复合污染土壤治理中的应用。对于植物富集技术而言,污染物必须是植物可利用态并且处于根系区域才能被植物吸收。

2)费时植物修复过程通常比物理、化学过程缓慢,比常规治理(挖掘、异位处理)需要更长的时间,尤其是与土壤结合紧密的疏水性污染物。

3)生长条件的限制性植物修复受到土壤类型、温度、湿度和营养等条件的限制,对土壤肥力、气候、水分、盐度、酸碱度、排水与灌溉系统等自然条件和人工条件有一定的要求。植物受病虫害侵染时会影响其修复能力。

用于净化重金属的植物器官往往会通过腐烂、落叶等途径使重金属元素重返土壤,因此必须在植物落叶前收割植物器官,并进行无害化处理。

植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害。植物修复的对象是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。

研究表明,通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用,可以净化土壤或水体中的污染物,达到净化环境的目的,因而植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。

优点

植物修复技术属于原位修复技术,其成本低、二次污染易于控制,植被形成后具有保护表土、减少侵蚀和水土流失的功效,可大面积应用于矿山的复垦、重金属污染场地的植被与景观修复。[2]

缺点

植物修复技术主要依赖于生物进程, 与 一些常用工程措施相比见效慢,修复耗时长。[3] 对于深层污染的修复有困难,由于气候及地质等因素使得植物的生长受到限制,存在污染物通过“植物—动物”的食物链进入自然界的可能。

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