土壤修复中的生物技术

土壤修复中的生物技术

摘要:目前,土壤修复技术已成热门,尤其是在我国人口众多,土地资源紧张的环境下,安全有效的修复方法是研究的目标。生物修复技术，包括微生物修复和植物修复。前者是利用微生物代谢作用降解土壤中的污染物。而后者，是利用植物对污染物的富集作用将土壤中的污染物集中到表面，从而集中处理。两种方法目前均有一定程度的应用，并且有良好的发展前景。

关键词:土壤修复生物技术

Biotechnology in soil remediation

Abstract:Recently, soil remediation technology has become popular. Especially in China, where lives a large number of people and lacks of land resources. Safe and effective method is new goal. Bioremediation technology is composed of microbial remediation and phytoremediation. The former one takes the use of the metabolic of microorganism to degrade the pollutants. And the latter one enrich the pollutants to the surface by plants. These two method are both supplied in some degree and have good prospects of development.

Key words: soil remediation biotechnology

0引言：

土壤是地球上人类赖以生存的物质，关系到人类农业、畜牧业等发展。由其是在人口负荷日益加重，而工业、生活污染泛滥的今天，高效、安全的土壤修复技术是我们迫切需要的。由其是我国，人口众多，土地资源又承受着工业三废、三农化学品的侵害，研究土壤修复技术迫在眉睫。

生物修复技术是利用生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物的浓度或使其完全无害化，从而使污染了的土壤环境能够部分地或完全地恢复到原初状态的过程。

生物土壤修复方法主要包括以微生物修复为代表的生物修复，以及以植物修复为代表的生态修复。

1 微生物修复技术

微生物修复是常用的污染土壤生物修复技术，它主要是指利用微生物的作用对进入土壤环境中的难降解物质如大分子有机污染物、重金属等进行治理。污染物必须与微生物强大的酶系统相接触才能发生降解，而不溶性物质，需要先油胞外酶催化降解，变成可被细胞吸收的氧化性物质，再进行彻底降解。

1.1微生物土壤修复的主要方法

1.1.1生物通风法

生物通风工艺是一种强化污染物生物降解的修复工艺，其目的是为土壤中工作的微生物提供良好的代谢条件。一般是在受污染的土壤中至少打两口井或三口井，安装鼓风机和真空泵，将新鲜空气强行排人土壤中，然后再抽出，土壤中的挥发性毒物也随之去除。在通空气时，有时加入一定量的氨气或营养液，以提供氮素营养，从而达到强化污染物降解的目的。这种方法特别适用于由于地下储罐泄漏而造成的污染。

1.1.2泵出生物法

泵出生物法是将污染场地的地下水抽出经地表处理后与营养液按一定比例配比后注入土壤，促进微生物最大限度降解。该方法适用于受污染时间较长，情况基本稳定的地区。相比生物通风法而言，更适合大面积土壤的修复。

1.1.3 生物堆

利用生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物质浓度或使其完全无害化，从而使污染了的土壤环境能够部分地或完全地恢复到原初状态的过程。其处理方法是：把污泥堆成数个独立堤，然后把空气输入泥土，能加速石油中碳氢化合物的降解，泥土内的微生物会把污染物分解为水及二氧化碳等无害物质。该方法属于异位修复，即将受污染土壤进行异地修复。

1.1.4 土地填埋

土地填埋是将废弃物作为一种泥浆施入土壤，通过施肥、灌溉、添加石灰等方式调节土壤的营养、湿度和pH值，保持污染物在土壤上层好氧降解。该法已广泛用于油料工业的油泥处理。

1.1.5 土壤耕作

在非透性垫层和砂层上，将污染土壤以1 0—3 0㎝的厚度平铺其上，并淋洒营养物、水及降解菌株接种物，定期翻动充氧，以满足微生物生长的需要，彻底清除污染物。处理过程产生的渗滤液再回淋于土壤，以彻底清除污染物。目前该技术已成功应用于石油加工废水污泥、焦油以及农药等污染。

1.2应用现状

微生物降解有机污染物的技术在废水处理中的应用已有几十年的历史，而将微生物降解技术有意识地大规模地应用于受污染土壤治理的历史仅仅十几年。

海湾战争期间，科威特被破坏的油田流出的原油造成5 0 0多hm2油污染土壤，使2 0 ％的国土受到了污染。日本大林组公司 1 9 9 4年开始赴科威特，与该国科研人员一起进行生物净化修复的应用实验。向含油2％一4 0％的土壤中添加氮、磷等微生物营养要素及木屑等添加物，通过采取土地耕耘、大面积翻地、大面积强制通风等方法，并同时适当管理土壤的水分和氧气，经过1 5个月的处理，取得了良好效果，其中土地耕耘法的效果最好，可使土壤中所含油分分解8 5 ％。

随着对生物土壤修复技术的深入研究，该项技术的应用越来越广泛，并且更加趋近于民用。我国吉林省近年来致力于蔬菜用地的微生物土壤修复研究，旨在修复受农药化学品污染的菜地。其研究结果表明，对于土壤中的有机农药，微生物的修复作用使其降解率可达18%-45%。而对于土壤中的重金属，吸附率达13%-46%。

1.3微生物修复技术的局限性

虽然微生物修复土壤技术被认为有广泛发展前景，但依然受以下几点制约：( 1 )微生物不能降解所有进入环境的污染物，污染物的难降解性、不溶性以及与土壤腐殖质或泥土结合在一起常常使得生物修复不能进行。特别是对部分中金属及其化合物，微生物往往是无能为力的。

( 2 )微生物修复在应用之前要对污染地以及存在的污染物进行详尽考察，如在一些低渗透性的土壤中可能不宜使用生物修复技术，因为这类土壤中的注水井会由于细菌生长过多而阻塞。

( 3 ) 特定微生物只能降解特定的污染物，状态稍有变化，化合物可能就不能