资源与环境学院环境科学专业课程介绍
环境污染的生物修复
Biological remediation of environmental pollution
课程编号：03600459x
适用专业：环境科学，环境工程
总学时数：32
总学分： 2
课程类型：专业限选课
先修课程：环境学，可持续发展导论
大纲撰写人：张颖
内容简介
污染环境的修复技术包括物理方法、化学方法和生物方法等三大类。其中生物修复方法已成为环境保护技术的重要组成部分。生物修复是利用生物的生命代谢活动减少存于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，使污染了的环境能部分或完全恢复到原始状态的过程。本课程较为详尽地阐述了生物修复的机理，影响生物修复的受体特性、污染物特性、环境条件，以及生物修复在污染土壤、河流、湖泊、地下水中的工程应用技术。
教学大纲
一、课堂讲授部分
（一）各章节要点及授课时数
第一章绪论（2学时）
第一节生物修复的概念与类型
一、生物修复的概念
二、生物修复的产生与发展
三、生物修复的类型
根据修复实施场所：原位生物修复、异位生物修复、联合生物修复。
第二节生物修复的特点与应用
一、生物修复的特点
二、生物修复的应用实例
三、生物修复的应用前景
第三节生物修复的原则及可处理性试验
一、生物修复的原则
1.适合的生物
2.适合的场所
3.适合的环境条件
4.适合的技术费用
二、生物修复的可处理性试验
第二章生物修复的机理（4学时）
第一节微生物对有机污染物的修复
一、有机污染物进入微生物细胞的过程
二、微生物降解有机污染物的基本反应类型
（一）氧化作用
（二）还原作用
（三）基团转移作用
（四）水解作用
（五）酯化作用
（六）缩合反应
（七）氨化作用
（八）乙酰化作用
（九）双键断裂反应
（十）卤原子移动
第二节微生物对重金属污染物的修复
一、微生物对重金属离子的转化
（一）甲基化作用
（二）还原作用
（三）氧化作用
二、微生物对重金属离子的吸收与吸附
（一）微生物吸附与微生物积累
（二）微生物吸附重金属机理
第三节植物对有机污染物的修复
一、植物对有机污染物的吸收
（一）对气态污染物的粘附和吸收
（二）对水溶态污染物的吸收
二、植物对有机污染物的修复机制
三、几类典型有机污染物的植物修复
（一）植物对农药的分解转化作用
（二）植物对其他有机污染物的分解转化作用
第四节植物对重金属污染物的修复
一、植物修复重金属的机理
（一）植物稳定
（二）植物吸收
（三）植物挥发
二、植物对重金属的吸收运转
（一）重金属到达植物根（或叶）表面
二）重金属跨根细胞膜运输
（三）重金属在植物体内的运输
第五节水生生物对富营养化物的修复
一、微生物对氮磷富营养物的修复
（一）微生物脱氮
（二）微生物脱磷
二、植物对氮磷富营养物的修复
三、生态系统对氮磷富营养物的修复
第三章影响生物修复的受体特性（4学时）
第一节土壤受体特性
一、土壤物理学特性对生物修复的影响
（一）土壤孔性对生物修复的影响
（二）土壤质地对生物修复的影响
二、土壤胶体物质对生物修复的影响
（一）土壤胶体的种类
（二）土壤胶体的吸收性能
（三）土壤胶体对污染物修复的影响
三、土壤化学平衡对生物修复的影响
四、土壤络合-螯合平衡对生物修复的影响
五、土壤氧化还原平衡对生物修复的影响
六、土壤酸碱平衡对生物修复的影响
第二节地表水受体特性
一、地表水体的组成与性质
二、地表水体的污染-自净对生物修复的影响
三、地表水体污染的特点
第三节地下水受体特性
一、地下水的种类与特征
二、包气带污染对地下水的影响
三、地下水污染的特点
第四章影响生物修复的污染物特性（4学时）
第一节优先污染物与目标污染物
一、污染物的概念与内涵
二、优先污染物
三、目标污染物
第二节污染物化学结构对生物修复的影响
一、有机物化学结构对生物降解的影响
（一）各类有机化合物的生物降解
1. 烃类化合物的生物降解
2.农药的降解
3.表面活性剂的降解
（二）化学基团对生物降解的影响
（三）有机物结构影响生物降解性能的原因
二、有机物的生物降解性预测
（一）生物化学法
（二）物理化学法
（三）QSAR法
第三节污染物的降解方式对生物修复的影响
一、共代谢的含义
二、参与共代谢的微生物、基质及其产物
三、共代谢的机制
四、共代谢的环境意义
五、共代谢的研究展望
第四节污染物的生物可利用性对生物修复的影响
一、污染物的溶解度
二、污染物的辛醇-水分配系数
三、非水溶相液体的利用
四、污染物的吸着性
五、重金属的生物有效性
第五章影响生物修复的环境条件（4学时）
第一节影响微生物修复的非生物因子
一、温度
二、酸碱度
三、氧气供应
四、营养物质
五、共存物质
第二节影响微生物修复的生物因子
一、微生物的协同作用
（一）协同作用现象
（二）协同作用机制
二、微生物的捕食作用
第三节影响植物修复的环境因子
一、酸碱度
二、氧化还原电位
三、共存物质
四、污染物间的复合效应
五、植物营养物质
六、植物激素
七、生物因子
第六章污染土壤的生物修复（4学时）
第一节原位微生物修复
一、生物通风修复
二、生物强化修复
三、土地耕作修复
四、化学活性栅修复
第二节原位植物修复
一、植物修复的特点
二、重金属污染的植物修复
（一）超富集植物修复
（二）普通富集植物的强化修复
三、放射性污染的植物修复
四、植物修复技术的发展趋势
第三节原位生态修复
一、概述
二、技术关键
第四节异位生物修复
一、预制床修复
二、堆制式修复
三、生物反应器
（一）泥浆生物反应器
（二）生物过滤反应器
（三）固定化膜与固定化细胞反应器
（四）厌氧反应器
第七章污染河流的生物修复（4学时）
第一节自然净化修复
一、河流水体曝气修复
二、多功能河道生态工程修复
三、生物试剂添加修复
第二节陆生生态修复
一、河水土地渗滤修复系统
二、土地渗滤修复类型
三、土地渗滤修复效果
四、土地渗滤修复设计
第三节水生生态修复
一、水生水态修复的类型
（一）微生物稳定塘修复
（二）水生生物塘
二、水生生态修复流程
1.处理-贮存塘修复系统
2.多级生态修复系统
3.沟-塘结合型修复系统
4.丘陵山区型修复系统
第四节湿生生态修复
一、湿生生态修复技术的类型
二、自然湿地修复技术
三、构造湿地修复技术
第五节微污染饮用水源的生物修复
一、生物滤池修复
二、生物转盘修复
三、生物流化床修复
四、生物接触氧化修复
第八章污染湖泊的生物修复（4学时）
第一节富营养化的微生物修复
一、深水曝气修复
二、生物试剂添加修复
第二节富营养化的水生植被修复
一、水生植被修复的优化设计
二、水生植被修复的技术途径
（一）修复水生植被基本条件的创建
（二）恢复水生植被的技术途径
三、水生植被的收割利用
第三节富营养化的生物操纵修复
一、生物操纵的基本概念
二、生物操纵途径
三、生物操纵修复的展望
第四节底泥环境疏浚修复
一、底泥对湖泊的潜在污染
二、底泥环境疏浚的特点
三、底泥环境疏浚的调查
四、底泥环境疏浚设备的选型
五、堆场余水及污染底泥处置
（一）堆场余水处理及水质控制
（二）污染底泥处置原则
（三）底泥综合利用
第九章污染地下水的生物修复（2学时）
第一节抽提-处理修复
第二节空气吹脱修复
第三节原位工程生物修复
第四节地下水的自然生物修复
（二）教材及主要参考书
教材： 《土壤污染与防治》，张颖，伍钧，中国林业出版社，2012年10月第1版
参考： 《污染环境生物修复工程》，主编陈玉成，化学工业出版社 环境科学与工程出版中心，2003年3月第1版
《污染控制微生物学》，任南琪，哈尔滨工业大学出版社，2011年12月第4版
《环境修复原理与技术》，主编赵景联，化学工业出版社 教材出版中心，2006年8月第1版。
《污染环境的生物修复》，沈德中，化学工业出版社，2002年
《农业生态环境污染防治与生物修复》，张立钦，吴甘霖，中国环境科学出版社，2005年12月第1版
教学大纲说明
一、教学目的与课程性质任务与其他课程的关系，所需先修课程
环境污染的生物修复技术是环境学科中的新兴技术，本门课程旨在使本专业的学生掌握环境污染生物修复的基本原理与方法，了解该学科的发展方向与动态。本课程与其他课程关系密切，学习本课程之前，需先修环境学、环境生物学、环境监测等专业基础课和专业课。
二、教学要求及选编教材的依据
努力培养学生对环境污染生物修复技术的基本方法和基本原理的理解和掌握，使学生善于思考，勤于动手，具有较强的分析问题，解决问题的能力。教材的选择上紧跟国内外研究前沿。
三、教学环节和教学方法
在教学中应注意理论与实践的结合，引导学生阅读大量的国内外文献，了解最新的研究进展，培养学生有独立思考和创造性思维的能力，以达到基本上能从事环境污染生物修复技术的相关工作。
四、改革思路和说明
在教学内容的设置上力求能体现集成性、先进性、系统性、代表性和实用性的特点，教学改革的重点落在理论知识与最新的科学研究动态相结合，每年开课时均进行查新工作，及时将新的国内外前沿知识渗透到教学内容中。
