土壤污染治理中生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用研究

李耀隆

（廣東香山環(huán)保科技有限公司，廣東 中山 528400）

我國(guó)部分地區(qū)的土壤污染十分嚴(yán)重，在一定程度上已影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的健康生活。以前的土壤污染修復(fù)技術(shù)主要是物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)，而近幾年生物修復(fù)技術(shù)在土壤污染治理中得到了創(chuàng)新應(yīng)用。生物修復(fù)技術(shù)使土壤中的污染物在吸附、代謝以及降解的作用下，以自然平和的方式去降低土壤中污染物的濃度，減少了土壤毒性，保護(hù)了生態(tài)系統(tǒng)。生物修復(fù)技術(shù)具有成本低、效益高、操作簡(jiǎn)單、應(yīng)用靈活等優(yōu)勢(shì)，在土壤污染防治中發(fā)揮了重要作用。

1 土壤污染現(xiàn)狀

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，工業(yè)經(jīng)濟(jì)也快速發(fā)展，工程項(xiàng)目建設(shè)越來(lái)越多，導(dǎo)致廢棄物不斷增加，致使土地承受著較大的壓力。此外，隨著人們生活水平的提高，汽車保有量也在上升，導(dǎo)致尾氣排放量劇增。而汽車尾氣中的一些重金屬元素通過(guò)大氣傳播、植物吸附等方式進(jìn)入到土壤中，加劇了土壤污染情況[1]。所以，基于當(dāng)前嚴(yán)峻的土壤污染問(wèn)題，必須要做好土壤污染防治工作。

2 土壤污染種類及影響

2.1 有機(jī)物

土壤中大部分的有機(jī)污染物是因?yàn)榛省⑥r(nóng)藥的過(guò)量使用[2]。目前，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的土壤有機(jī)物污染最為嚴(yán)重。此外，在一些進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的工廠附近也有嚴(yán)重的土壤有機(jī)物污染問(wèn)題。

2.2 重金屬

重金屬污染是土壤污染的主要要素，常見的重金屬有鉛、鋅、汞、鎘等。在現(xiàn)實(shí)中，當(dāng)重金屬進(jìn)入土壤后難以降解，且因其成分復(fù)雜，流動(dòng)性差[3]，會(huì)長(zhǎng)期滯留于土壤中。

2.3 微生物病原

微生物引發(fā)的土壤污染主要是因?yàn)閹в胁≡w的人與動(dòng)物的糞便進(jìn)入了土壤中，當(dāng)人們接觸被污染的土壤后容易被感染病毒與細(xì)菌，或食用了沾染病原微生物的蔬菜，也會(huì)引發(fā)一系列疾病。

3 生物修復(fù)技術(shù)在土壤污染治理中的運(yùn)用

生物修復(fù)技術(shù)主要是借助生物作用進(jìn)行土壤有機(jī)污染物的催化、降解處理[4]，從而達(dá)到凈化土壤的目的。通常在植物和微生物的活動(dòng)過(guò)程中會(huì)伴有一定的機(jī)理特征，其可以消除、降解土壤中的重金屬、有機(jī)物、化學(xué)品等物質(zhì)，從而改善了被污染的土壤性質(zhì)，減輕了土壤的污染程度。目前，我國(guó)常見的生物修復(fù)技術(shù)包括微生物修復(fù)技術(shù)、動(dòng)物修復(fù)技術(shù)和其他修復(fù)技術(shù)。

3.1 微生物修復(fù)技術(shù)

土壤中含有的微生物具有體積小、繁殖快、代謝能力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)[5]，因此，其可用于土壤中重金屬和有機(jī)污染物的處理。在實(shí)際應(yīng)用中，微生物是通過(guò)吸附、富集、降解、溶解來(lái)完成土壤的修復(fù)。①吸附是通過(guò)微生物表面的電荷進(jìn)行帶電離子的吸收，或利用微生物攝取必要的影響元素來(lái)實(shí)現(xiàn)污染的生物化吸附。②降解是細(xì)菌或真菌基于生物降解原理，對(duì)土壤中的有機(jī)物和重金屬進(jìn)行剔除。③溶解沉淀是土壤中的生物通過(guò)代謝活動(dòng)產(chǎn)生有機(jī)酸來(lái)溶解或去除重金屬。

微生物的修復(fù)技術(shù)有原位修復(fù)和異位修復(fù)之分。原位修復(fù)有對(duì)應(yīng)投菌法、生物攪拌法等，而異位修復(fù)主要是對(duì)應(yīng)土地填埋法、預(yù)備床法、泥漿生物法等。在實(shí)際應(yīng)用中，一般會(huì)根據(jù)土壤的實(shí)際污染情況來(lái)選擇修復(fù)方法。在應(yīng)用微生物修復(fù)技術(shù)對(duì)土壤進(jìn)行修復(fù)時(shí)，對(duì)于特殊的土壤污染物，可以選擇人工輔助的方式大量投放微生物，以提高污染物的去除效率。

3.2 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)的修復(fù)主體是植物本身。這些植物一般具有忍耐和富集的化學(xué)屬性，基于其生理生長(zhǎng)特性，來(lái)完成土壤中污染物的轉(zhuǎn)移、容納或轉(zhuǎn)化處理[6]。植物修復(fù)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)是占地面積小、投入成本少、環(huán)境影響小，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。但植物修復(fù)也有自身的局限性，如修復(fù)范圍較小，修復(fù)周期較長(zhǎng)，修復(fù)效果在短時(shí)間內(nèi)不夠明顯等。此外，植物修復(fù)也存有爭(zhēng)議，如果修復(fù)植物處理不妥善，殘留物可能會(huì)引發(fā)環(huán)境的二次污染。

目前常見的植物修復(fù)技術(shù)主要是植物提取、植物揮發(fā)、植物穩(wěn)定、植物過(guò)濾四種方法。①植物提取法是選擇富集能力較強(qiáng)的植物，讓其吸附土壤中的污染物，以人工或機(jī)械的方式收獲植物的地上部分，從而去除土壤中的污染物。②植物揮發(fā)法是發(fā)揮植物根系分泌的特有優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行土壤中污染物的吸收處理，再將吸收植物體內(nèi)的污染物轉(zhuǎn)換成可揮發(fā)物質(zhì)[7]。③植物穩(wěn)定處理方法是利用綠色植物來(lái)吸收有害物質(zhì)，并及時(shí)將其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)。④而植物過(guò)濾法則是讓植物根系吸收、吸附土壤中的重金屬元素等，以達(dá)到科學(xué)過(guò)濾的目的。

常用于土壤污染治理的修復(fù)植物有喬木、灌木、草類及農(nóng)作物、水生物等，一般會(huì)選擇生長(zhǎng)速度快、根系生長(zhǎng)力強(qiáng)的植物。而蘆葦、沙棗等在土壤污染治理效果比較明顯，特別是用于被石油污染土壤的修復(fù)。

3.3 動(dòng)物修復(fù)技術(shù)

在動(dòng)物修復(fù)技術(shù)中，原生動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、脊椎動(dòng)物都是可利用的動(dòng)物。此類動(dòng)物的生長(zhǎng)活動(dòng)需要以土體為依托，其本身可與土壤中的污染物質(zhì)發(fā)生生理反應(yīng)，以此來(lái)進(jìn)行污染物的治理。例如蚯蚓，其在土壤生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整和土壤污染治理中發(fā)揮著重要作用。蚯蚓本身對(duì)重金屬等污染物質(zhì)具有一定的忍耐和富集能力，可通過(guò)被動(dòng)擴(kuò)散方式達(dá)到重金屬富集的效果[8]。同時(shí)，也可以起到間接作用，如蚯蚓在取食以及代謝過(guò)程中，能改善植物的生長(zhǎng)環(huán)境，促使植物吸收重金屬。

3.4 其他生物修復(fù)技術(shù)

除了上面提到的微生物修復(fù)技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)和動(dòng)物修復(fù)技術(shù)外，還有一些其他的生物修復(fù)技術(shù)在土壤污染治理中發(fā)揮著重要的作用。目前，人們已經(jīng)研究出了植物-微生物聯(lián)合修復(fù)的技術(shù)。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)證明，植物-微生物聯(lián)合技術(shù)可有效地對(duì)土壤中高濃度游離重金屬離子進(jìn)行修復(fù)。因此，植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用應(yīng)立足于實(shí)際情況，并合理篩選菌株。例如，從石油污染土壤、污水廠活性污泥中可以篩選出降解能力較強(qiáng)的菌株，以實(shí)現(xiàn)土壤污染的快速降解。

4 生物修復(fù)技術(shù)在土壤污染治理中的應(yīng)用前景

目前，生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更加明顯，國(guó)家也加大了對(duì)生物修復(fù)技術(shù)的研究支持。因此，生物修復(fù)技術(shù)具有良好的發(fā)展前景和廣闊的應(yīng)用空間。例如，可用于農(nóng)田土壤的生態(tài)恢復(fù)。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)產(chǎn)業(yè)占比較高，而優(yōu)良的土地資源相對(duì)有限，由于工業(yè)污染的加重，農(nóng)藥化肥的過(guò)度使用，在一定程度上造成了農(nóng)田的污染問(wèn)題，導(dǎo)致農(nóng)田銳減，糧食產(chǎn)量逐年遞減。

對(duì)于一些灌溉地區(qū)因農(nóng)田中長(zhǎng)期積累的污染物超標(biāo)，可推廣應(yīng)用生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行土壤的原位修復(fù)。對(duì)于一些含有難降解有機(jī)物的土壤，因常年累積了一些難降解的有毒污染物，其治理難度較大，可將生物修復(fù)技術(shù)與化學(xué)修復(fù)技術(shù)、物理修復(fù)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，多措并舉進(jìn)行集中性治理。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，因土壤污染問(wèn)題越來(lái)越突出，進(jìn)而對(duì)于土壤污染的治理迫在眉睫。而推行生物修復(fù)技術(shù)，基于其使用靈活、操作方便、綠色環(huán)保的屬性，可實(shí)現(xiàn)被污染土壤的有效修復(fù)，且不會(huì)造成二次污染。但在土壤污染治理中也不能急于求成，因土壤污染治理工程是長(zhǎng)期性的，且受許多因素影響，所以生物修復(fù)技術(shù)在運(yùn)用中也會(huì)有一定的局限性。因此，應(yīng)將生物修復(fù)技術(shù)與其他修復(fù)技術(shù)結(jié)合起來(lái)使用，以提高土壤污染的防治實(shí)效，為實(shí)現(xiàn)良好的生態(tài)環(huán)境作出努力。