土壤有機(jī)污染生物修復(fù)技術(shù)研究

樓春 鐘茜

（杭州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究設(shè)計(jì)有限公司 浙江杭州 310014）

1 土壤有機(jī)污染來源

1.1 化肥、農(nóng)藥過量施用

在農(nóng)作物種植過程中，常需施用化肥農(nóng)藥以防治植物病蟲害，其中，部分農(nóng)藥化肥會(huì)被植物吸收、揮發(fā)、分解，而大部分則會(huì)降落于土壤而使其受到污染，這種污染多為有機(jī)污染。

1.2 污水灌溉及污泥施肥

長(zhǎng)期施用受污染水源灌溉農(nóng)作物，或者將含有各種污染成分的城市污泥作為農(nóng)肥施用，這些污水、污泥的過量使用會(huì)使污染物進(jìn)入到土壤環(huán)境而使其遭受有機(jī)污染。

1.3 工業(yè)“三廢”污染

工業(yè)廢水、廢氣、廢渣進(jìn)入到環(huán)境中，污染物會(huì)經(jīng)過各種途徑遷移轉(zhuǎn)化，大部分進(jìn)入到土壤中。尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的長(zhǎng)三角、珠三角等地，大量含毒工業(yè)“三廢”堆積在土壤中，加劇了土壤的有機(jī)污染程度。

1.4 空氣沉降物污染

隨著環(huán)境污染日趨嚴(yán)峻，空氣中的顆粒狀污染物會(huì)隨著降水而進(jìn)入到土壤中。例如，美國(guó)紐約等地，5μm以下的飄塵中，多環(huán)芳烴約占90%，3.5μm的微粒中硫酸鹽約占40%-50%。在發(fā)達(dá)國(guó)家及地區(qū)，有機(jī)有毒化合物成為危害環(huán)境的重要委托之一。

2 有機(jī)污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化

吸附、揮發(fā)、滲濾及降解構(gòu)成了有機(jī)污染物在土壤中的遷移過程。其中，1）吸附，是有機(jī)污染物在土壤的固相中的分配，影響有機(jī)污染物在土壤中的遷移行為的最重要因素之一。2）揮發(fā)，則是有機(jī)物從土壤環(huán)境中遷移到大氣環(huán)境中的重要途徑，常發(fā)生于空氣及土壤界面，是揮發(fā)性有機(jī)物在土壤環(huán)境中的主要遷移過程。3）滲濾。則是溶解性有機(jī)物隨著土壤重力及土壤中水流的作用向土壤深層遷移的過程。4）降解。在一定條件下，土壤有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單化合物，通過降解消除了有機(jī)污染的有害性。

3 生物修復(fù)技術(shù)類型、方法

土壤有機(jī)污染的修復(fù)技術(shù)主要包括物理、化學(xué)、植物和微生物等四種工藝。而生物修復(fù)技術(shù)則主要是指植物修復(fù)和微生物修復(fù)。

3.1 微生物修復(fù)技術(shù)

微生物修復(fù)土壤有機(jī)污染，又包括生物啜食法和生物通氣法。前者，是指利用本地微生物或通過實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出具有菌株降解特異功能。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將H2O2和營(yíng)養(yǎng)物加入受污染區(qū)域，回灌溉至受污染土壤，也可利用慢速滲漏加入氧氣和營(yíng)養(yǎng)物至受污染土壤，不斷優(yōu)化降解受污染土壤的生態(tài)條件，提升污染物降解能力。后者，則結(jié)合蒸汽浸提技術(shù)，利用真空梯度井，將空氣注入到受有機(jī)污染土壤，給土壤補(bǔ)給氧氣、可溶性營(yíng)養(yǎng)物等。生物通氣法需要：一方面要尋找到高效的污染物降解菌，另一方面需要提升有機(jī)污染物的可利用性，例如，通過應(yīng)用有機(jī)表面活性劑，尤其是生物表面活性劑，提升土壤有機(jī)污染的可利用性。此外，還要為微生物提供更為適宜的環(huán)境，包括微生物對(duì)污染物的適應(yīng)性，也要考慮供氧條件、營(yíng)養(yǎng)等環(huán)境因素，例如，加入石灰、過氧化氫、營(yíng)養(yǎng)物等。

3.2 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)有機(jī)污染土壤，主要通過三類方法對(duì)土壤中的有機(jī)污染產(chǎn)生作用而達(dá)到修復(fù)效果：一是利用死亡植物對(duì)土壤有機(jī)污染進(jìn)行修復(fù)。即，植物在失去生命力后會(huì)釋放出一種酶，即便植物死亡后也會(huì)繼續(xù)完成修復(fù)有機(jī)污染功能。二是直接的吸收分解。通過礦化作用，土壤中的有機(jī)污染會(huì)變成二氧化碳和水，在木質(zhì)化的作用影響下，會(huì)將土壤中的有機(jī)污染物分解、對(duì)植物自身生長(zhǎng)產(chǎn)生積極影響，增強(qiáng)植物細(xì)胞壁強(qiáng)度，提升植物的抗病能力，待植物提升抗病力后又會(huì)繼續(xù)分解吸收土壤中的有機(jī)污染，從而實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。三是土壤生化反應(yīng)。利用植物發(fā)達(dá)的根系，分泌出許多提高生化反應(yīng)效率的物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤有機(jī)污染修復(fù)的效果，從而達(dá)到降解土壤有害物質(zhì)的分解效果。例如，酶既是植物根系的產(chǎn)物，也是土壤有機(jī)污染修復(fù)的重要載體，利用脫氯酶，降解含氯溶劑，并使其生成氯離子、二氧化碳和水。植物修復(fù)有機(jī)污染土壤多是利用植物根系，采取原位修復(fù)，其修復(fù)機(jī)理包括植物根際過濾、植物萃取、植物固化等。

3.3 植物-微生物修復(fù)技術(shù)

即植物修復(fù)與微生物修復(fù)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，利用高等植物分泌出多種酶、有機(jī)酸，為有機(jī)污染土壤中的微生物補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，加快微生物繁殖、生長(zhǎng)，并經(jīng)葉莖將大氣中的氧氣傳輸?shù)街参锔?，再擴(kuò)散至四周缺氧地質(zhì)，形成氧化微環(huán)境，促進(jìn)好氧微生物對(duì)土壤有機(jī)污染物的分解。

結(jié)語

綜上，生物修復(fù)在土壤有機(jī)污染中得到了廣泛且成功的應(yīng)用，但有時(shí)處理后的污染物含量往往還是不達(dá)標(biāo)，這就需要進(jìn)一步加強(qiáng)共存物質(zhì)，如重金屬對(duì)生物修復(fù)土壤有機(jī)污染的抑制研究，以及表面活性劑等外源物質(zhì)對(duì)微生物降解促進(jìn)效果的研究，加大超累積型轉(zhuǎn)基因植物研究，為土壤有機(jī)污染修復(fù)提供更多可用植物等。