最新污染土壤的生物修复

重金属污染土壤的植物吸取修复技术在国内外都得到了广 泛研究，已经应用于砷、镉、铜、锌、铅等重金属以及与多 环芳烃复合污染土壤的修复，并发展出包括络合到强化修复、 不同植物套作联合修复、修复后植物处理处置的成套集成技 术．这种技术的应用关键在于筛选具有高产镉高去污能力的 植物，摸清植物对土壤条件和生态环境的适应性
• 土壤动物对农药、矿物油类的富集
• 土壤动物对重金属的形态的转化和富集作用，如蚯蚓富集 铅
研究进展
➢ 动物修复包括将生长在污染土上的植物体、果实等 饲喂动物，通过研究动物的生化变异来研究土壤污 染状况，或者直接将土壤动物，如虹蝴、线虫饲养 在污染土壤中进行有关研究
➢ 由于土壤动物修复技术自身的局限性，有关动物修 复的研究较少，主要是集中在有机物和农药污染土 壤的修复和富营养化的水体的修复，对重金属污染 上壤的动物修复技术仍处于探索阶段
作用机理
• 土壤动物对一般有机污染物可进行破碎、消化和吸收转化， 把污染物转化为颗粒均匀、结构良好的粪肥。这种粪肥中 含有大量有益微生物和其他活性物质，其中原粪便中的有 害微生物大部分被土壤动物吞噬或杀灭。其次，土壤动物 肠道微生物转移到土壤后，填补了土著微生物的不足，加 速了微生物处理剩余有机污染物的处理能力。
厌氧处理法
厌氧处理法是针对有些污染物如三硝基甲苯多 氯联苯好氧处理不理想、用厌氧处理效果好一 些，但由于厌氧处理条件难于控制，其应用比
• 植物降解：利用修复植物的降解作用去除土壤 中有机污染物质的一种方式。一般对某些结构 比较简单的有机污染物质去除效率很高
• 植物挥发：利用一些植物的生理活动来促使重金 属转变为可挥发的形态出 继而从土壤和植物表面 逸出
• 植物稳定：通过耐性植物根系分泌物来积累和沉 淀根际圈污染物质，使其失去生物有效性，以减 少污染物质的毒害作用
目前国内开展了利用黑麦草等植物修复多环芳烃、多氯 联苯和石油烃的研究工作，但是有机污染土壤的植物修复技 术的田间研究还是很少，对炸药、放射性核素污染土壤的植 物修复研究则更少。
2 动物修复
动物修复技术是指土壤动物群通过直接 的吸收、转化和分解或间接的改善土壤 理化性质，提高土壤肥力，促进植物和 微生物的生长等作用而修复土壤污染的 过程
异位生物修复 (Ex-situ bioremediation) 原位生物修复 (In situ bioremediation)
异位生物修复
➢ 异位生物修复是指将被污染介质(土壤、水体)搬 动或输送到它处进行的生物修复处理，但这里的 搬动和输送是低限底的、而且更强调人为控制和 创造更加优化的降解环境
土地耕作法：
• 费用极低，应用范围较广 • 土资源紧张的地区此法受到限制 • 容易导致挥发性有机物进人大气中，
造成空气污染 • 难降解的物质会积累其中，增加土壤
毒性
生物反应器法
➢ 生物反应器法是把污染土壤移到生物反应器中，加3~9倍
的水混合使呈泥浆状，同时加必要的营养物质和表面活性 剂，泵抽空气充氧，剧烈搅拌使微物与污染物充分混合， 降解完成后，快速过滤脱水 ➢ 该方法处理效果和速度都优于其它方法，但是费用高； 且对高分子量的多环芳香烃治理效果不理想。
污染土壤的生物修复
植物修复机理
根据其作用过程和机理，重金属污染土壤的 植修复技术可分为植物固定、植物挥发、植 物吸收、植物降解、根际生物降解修复五种 类型
• 植物提取：利用重金属超积累植物从污染土壤 中超量吸收、积累一种或几种重金属元素，之 后将植物整体收获并集中处理。然后再继续种 植超积累植物以使土壤中重金属含量降低到可 接受的水平。
3 微生物修复
通过利用营养和其他化学品来激活微生物， 使它们能够快速分解和破坏污染物。作用的原 理是通过土著微生物或外源微生物提供最佳的 营养条件及必需的化学物质，保持其代谢活动 的良好状态。微生物对有机污染土壤的修复是 以其对污染物的降解和转化为基础的，主要包 括好氧和厌氧两个过程。
生物修复技术的分类
• 根际圈生物降解修复：利用植物根际圈菌根真菌、 专性或非专性细菌等微生物的降解作用来转化有 机污染物．降低或彻底消除其生物毒性，从而达 到有机污染土壤修复的目的
植物修复特点
➢ 植物修复是一项利用太阳能动力的处理系统，能够大 大减少土壤清洁所需的费用，而且还具有安全、就地、 土壤免遭扰动、生态协调及环境美化功能等特点
➢ 但植物修复消耗时间长，易受到气候、地质条件和土 壤类型等的限制，并且选择性强。对一种污染物忍耐 能力强的植物，当应用于另一种污染物时，其忍耐能 力较差，甚至可能或死亡。所以对于复合污染修复的
场地通常是不适用的。
研究进展
以上几种方式中植物提取修复是目前应用最多、 最有发展前景的技术；而植物挥发修复技术仅仅限 于挥发性物质，将这些污染物转移到大气中有没有 环境风险还不确定，因此应谨慎采用；植物稳定修 复仅仅是暂时固定污染物，当土壤环境发生变化时 污染物可能将重新被激活而恢复毒性，因此没有彻 底解决土壤污染问题。
堆肥法特点
➢ 堆肥法对去除含高浓度不稳定固体的有机复合物是最 有效的，处理时间较短．对三硝基甲苯、多氯联苯等 好氧处理不理想的污染物可用厌氧处理，效果较好
➢ 由于厌氧条件Biblioteka Baidu以控制，且易产生中间代谢污染物等， 其应用比好氧处理少．
土地耕作法
土地耕作法是在非透性垫层和砂层 上，受污染土壤以10～30 cm厚度平 铺其上，以防止污染物转移，并淋 洒营养物、水或降解菌菌株接种物， 必要时加入表面活性剂，定期翻动 充氧，以满足微生物生长的需要； 处理过程中流出的渗滤液可回淋于 土壤，以彻底清除污染物
➢ 此方法有更多的人为调控和优化处理
包括：
堆肥法
土地耕作法 厌氧处理法 生物反应器法
堆肥法：
将污染土壤与水(达到至少35％含水量)、营
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养物、Co泥nte炭nt、de稻sig草n, 和10动ye物ars粪ex便pe混rie合nc后e ，使用机械 或压气系统充氧，同时加石灰以调节pH。经过一 段时间的发酵处理，大部分污染物被降解，标志 着堆肥完成．经处理消除污染的土壤可返回原地 或用于农业生产。