土壤污染治理中生物修復(fù)技術(shù)探究

尹相玉 李丹

摘要：隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，土壤污染問(wèn)題受到越來(lái)越多的人關(guān)注，土壤污染不僅會(huì)導(dǎo)致糧食減產(chǎn)，還危及食品安全和人身健康，因此要加強(qiáng)對(duì)土壤污染治理的重視程度。生物修復(fù)技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)，將該技術(shù)引入土壤污染治理中可以取得良好的效果。本文將重點(diǎn)分析生物修復(fù)技術(shù)在土壤污染治理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：土壤；污染治理；修復(fù)技術(shù)；優(yōu)勢(shì)

與其他修復(fù)技術(shù)相比，生物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)相對(duì)明顯，不僅修復(fù)效果較好，而且不會(huì)產(chǎn)生二次污染問(wèn)題，被廣泛應(yīng)用于土壤污染治理。生物修復(fù)技術(shù)的類(lèi)型較多，不僅包括動(dòng)植物修復(fù)技術(shù)，還包括微生物修復(fù)技術(shù)。合理化運(yùn)用生物修復(fù)技術(shù)，確保污染治理效果良好，如何在土壤污染治理中運(yùn)用生物修復(fù)技術(shù)成為研究的重點(diǎn)。

一、土壤污染現(xiàn)狀

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工業(yè)經(jīng)濟(jì)保持著良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。同時(shí)，工程項(xiàng)目建設(shè)數(shù)量隨之增加，由此產(chǎn)生大量的廢棄物，導(dǎo)致土地面臨的壓力不斷加大。此外，我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平不斷增長(zhǎng)，汽車(chē)的數(shù)量增加，導(dǎo)致尾氣排放量劇增，汽車(chē)尾氣中含有一定的重金屬元素，這些元素通過(guò)大氣傳播和植物吸附等方式進(jìn)入土壤，導(dǎo)致土壤的污染程度明顯加劇，因此，首先要開(kāi)展土壤污染治理工作。

二、土壤污染類(lèi)型

（一）有機(jī)物污染

在農(nóng)業(yè)種植過(guò)程中，化肥用藥的使用缺乏合理性或使用過(guò)量，導(dǎo)致農(nóng)田土壤有機(jī)物的污染。另外，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生廢水及固體廢棄物等，受污染的土壤中有機(jī)物的含量不斷增加，導(dǎo)致含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值。

（二）重金屬污染

對(duì)于重金屬污染來(lái)說(shuō)，其來(lái)源具有明顯的廣泛性。土壤中重金屬含量超標(biāo)問(wèn)題的產(chǎn)生原因相對(duì)復(fù)雜，不僅與工業(yè)排放的廢水含有大量重金屬密切相關(guān)，還包括空氣中含有大量的重金屬顆粒，且這些顆粒會(huì)隨著降水不斷沉淀在土壤中，重金屬的流動(dòng)相對(duì)困難，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的積累，也會(huì)導(dǎo)致重金屬污染現(xiàn)象。

（三）病原微生物

分析土壤污染的類(lèi)型可知，病原微生物出現(xiàn)頻率較高。病原微生物會(huì)寄生在排泄物中，當(dāng)排泄物無(wú)法得到妥善處理時(shí)，被直接施加到農(nóng)田里，增加土壤被污染的概率。此外，生活污水和醫(yī)院用水中也具有存在病原微生物的可能性，如果這些污水未得到規(guī)范化處理，直接排到土壤中，土壤中的病原微生物含量會(huì)大幅度增加，致使土壤以疾病傳播根源的形式存在。人接觸到這類(lèi)污染物時(shí)，被感染的概率也會(huì)明顯增加。

三、生物修復(fù)技術(shù)在土壤污染治理中的應(yīng)用

（一）植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)主要憑借植物的功能性有效防治土壤污染。具體原理是植物進(jìn)行光合作用，能夠有效吸收土壤中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)對(duì)污染物質(zhì)起到一定的富集效果，轉(zhuǎn)移土壤中的污染物，從而達(dá)到土壤修復(fù)的目的。將植物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用到土壤污染防治工作中，優(yōu)勢(shì)將最大化呈現(xiàn)，治理污染的成本較低，也不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。但是，植物修復(fù)技術(shù)存在局限性，只能對(duì)特定對(duì)象實(shí)施修復(fù)，否則起不到應(yīng)有的效果，且該技術(shù)的修復(fù)周期偏長(zhǎng)。植物對(duì)土壤中的污染物充分吸收，隨后采取有效措施妥善處理植物，能夠獲得良好的土壤污染治理效果。需要注意的是，該過(guò)程要保證處理恰當(dāng)，盡量不對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。植物修復(fù)技術(shù)的修復(fù)方式如圖1所示，具體采用的方式有以下幾種。

第一，植物提取。此時(shí)，需要合理化篩選植物品種，盡量選擇長(zhǎng)勢(shì)良好且富集力強(qiáng)的品種，保證土壤中的污染物被充分吸收。隨后對(duì)該植物進(jìn)行獲取和妥善處置，有利于科學(xué)治理土壤中的污染物。

第二，植物揮發(fā)。植物利用根系對(duì)土壤中的污染物進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)化吸收，產(chǎn)生具有明顯揮發(fā)性的物質(zhì)，向空氣中釋放，確保土壤污染治理得以實(shí)現(xiàn)。

第三，生物揮發(fā)。植物吸收污染物，通過(guò)自身的生物轉(zhuǎn)化功能，確保污染物向無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)有效轉(zhuǎn)化。

第四，生物固定。根系活動(dòng)是植物具備修復(fù)功能的基礎(chǔ)。植物通過(guò)吸收吸附的方式，使其自身具備一定的過(guò)濾功能，可以在去除土壤重金屬物質(zhì)方面發(fā)揮作用。需要注意的是，通常以草類(lèi)或喬木類(lèi)植物為主，這類(lèi)植物的根系發(fā)達(dá)，有利于保證修復(fù)效果。

（二）動(dòng)物修復(fù)技術(shù)

動(dòng)物修復(fù)技術(shù)是指通過(guò)土壤動(dòng)物群吸收、轉(zhuǎn)化和分解等方式，使土壤的理化性質(zhì)得到改善，有利于增強(qiáng)土壤肥力，為植物和微生物的生長(zhǎng)提供養(yǎng)分。針對(duì)修復(fù)土壤污染的過(guò)程，可以利用生長(zhǎng)在污染土壤上的植物體或靠果實(shí)飼養(yǎng)的動(dòng)物，通過(guò)對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)情況，對(duì)土壤污染狀況展開(kāi)全面分析。另外，可以將動(dòng)物直接飼養(yǎng)在污染的土壤中，并對(duì)動(dòng)物的生理基礎(chǔ)開(kāi)展研究。生理基礎(chǔ)不僅包括生成某種金屬硫蛋白，還涵蓋與重金屬結(jié)合形成的低毒或無(wú)毒絡(luò)合物。土壤動(dòng)物修復(fù)技術(shù)存在一定的局限性，相關(guān)的動(dòng)物修復(fù)技術(shù)研究偏少，通常將焦點(diǎn)集中在有機(jī)物和農(nóng)藥污染土壤的修復(fù)上，重金屬污染土壤的動(dòng)物修復(fù)技術(shù)依然在不斷探索中。

（三）微生物修復(fù)技術(shù)

土壤中含有部分微生物，這些微生物的體積較小，但繁殖能力和代謝能力非常強(qiáng)?；谶@些特點(diǎn)，在土壤污染治理過(guò)程中，特別是在處理重金屬和有機(jī)污染物方面，微生物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分明顯，涉及的技術(shù)原理主要包括以下幾點(diǎn)。

第一，吸附。當(dāng)采用吸附原理時(shí)，通過(guò)微生物表面的負(fù)荷，有效吸收帶電離子，同時(shí)吸收營(yíng)養(yǎng)元素，保證自身的吸附性功能，以此吸收土壤中的污染物質(zhì)。

第二，降解。在細(xì)菌真、菌功能得到充分應(yīng)用的基礎(chǔ)上，采用微生物修復(fù)技術(shù)不僅可以吸收降解有機(jī)物，還能有效去除重金屬絡(luò)合物。

第三，溶解和沉淀環(huán)節(jié)。土壤經(jīng)過(guò)生物代謝，使有機(jī)酸作用得以生成。結(jié)合該作用，對(duì)土壤污染中的重金屬實(shí)施溶解或沉淀，達(dá)到土壤污染治理的效果。在目前的土壤污染治理過(guò)程中，微生物修復(fù)技術(shù)的使用頻率相對(duì)較高。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，微生物修復(fù)技術(shù)可以分成兩大類(lèi)：一類(lèi)是原位修復(fù)技術(shù)，主要以生物攪拌和投菌法為主；另一類(lèi)是異位修復(fù)技術(shù)，主要以土地填埋為主。當(dāng)實(shí)際治理時(shí)，技術(shù)人員分析探究土壤污染的類(lèi)型和程度，并將此作為依據(jù)，選擇合適的治理技術(shù)。

總而言之，對(duì)微生物修復(fù)技術(shù)來(lái)講，土壤微生物具有較高的活性和可降解性，便于更好地抑制土壤污染。當(dāng)土壤污染具有明顯的特殊性時(shí)，想要完成微生物投放工作，則需采取人工操作的方式，借助微生物的作用，去除土壤污染物質(zhì)。該技術(shù)的投入成本相對(duì)較低，能在短時(shí)間內(nèi)起到效果。

（四）其他修復(fù)技術(shù)

土壤污染治理中所采用的修復(fù)技術(shù)都存在一定局限性。在應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)時(shí)，很多因素影響植物的生長(zhǎng)狀態(tài)，繼而影響土壤的凈化效果，因此要不斷深入分析和研發(fā)植物修復(fù)技術(shù)，盡可能提升研發(fā)水平和治理效果，也可以對(duì)“植物+微生物”修復(fù)技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，該技術(shù)集兩者所長(zhǎng)，全面強(qiáng)化凈化效果。該技術(shù)的原理是通過(guò)植物生長(zhǎng)中釋放的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)滋養(yǎng)微生物，使微生物處于良好的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。微生物處于不斷活動(dòng)的狀態(tài)，使土壤的發(fā)育和肥力顯著增強(qiáng)，又可以營(yíng)造良好的條件，為植物健康生長(zhǎng)提供保障。在土壤重金屬污染中引入該技術(shù)，可以使該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分凸顯，以此取得良好的效果。技術(shù)人員科學(xué)、合理的選擇菌株，有效保證該技術(shù)在土壤污染中的修復(fù)效果。

四、土壤污染治理中生物修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用要點(diǎn)

（一）做好土壤污染程度評(píng)估

土壤本身就是生態(tài)系統(tǒng)，動(dòng)植物需要依托于土壤才能夠良好生存。如果土壤被污染，生態(tài)系統(tǒng)也會(huì)隨之被損壞。如果污染程度相對(duì)較輕，植物生長(zhǎng)所受的影響也較??；如果污染程度超出植物所承受的極限，則會(huì)嚴(yán)重影響植物的生長(zhǎng)。在植物根部的吸收作用下，土壤中的重金屬元素會(huì)向植物的果實(shí)轉(zhuǎn)移。因此，技術(shù)人員應(yīng)科學(xué)評(píng)價(jià)土壤的污染程度，并重點(diǎn)分析污染對(duì)土壤所產(chǎn)生的不良影響。在此基礎(chǔ)上，完成相應(yīng)的分析歸納總結(jié)工作，有助于后續(xù)污染治理工作的順利實(shí)施。

（二）合理選擇降解微生物

生物修復(fù)技術(shù)能夠充分利用污染物和生物間的相互反應(yīng)，確保有效去除污染物。因此，在應(yīng)用生物修復(fù)技術(shù)時(shí)，需要全面強(qiáng)化微生物的降解效果，以此提升土壤整體修復(fù)效果。技術(shù)人員在對(duì)微生物合理篩選時(shí)，應(yīng)該對(duì)土壤污染類(lèi)型和污染程度等展開(kāi)充分考量，選擇更加合理的降解菌。

（三）科學(xué)選擇降解植物

植物降解過(guò)程存在滯后性，污染程度和植物吸收效果之間存在反比的關(guān)系，即污染程度越高，植物的吸收效果越差，甚至導(dǎo)致植物死亡。因此，技術(shù)人員要以土壤污染情況為出發(fā)點(diǎn)，為降解植物的選擇提供依據(jù)，同時(shí)在必要的情況下，可以適當(dāng)施澆一定的生理鹽水，確保植物生長(zhǎng)環(huán)境得到改善，為植物生長(zhǎng)提供保障。另外，選擇多種植物搭配運(yùn)用，使土壤改善時(shí)間變得更加可控，同時(shí)起到隔斷污染源的作用，保障土壤治理效果。

（四）遵循綠色環(huán)保原則

要使土壤污染治理水平得到有效的提升，需要全面貫徹綠色環(huán)保原則，盡量有效避免二次污染。由于科技水平的快速發(fā)展，生物修復(fù)技術(shù)能夠使土壤污染治理效果得到明顯提升，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，相關(guān)防范措施未得到全面落實(shí)，會(huì)產(chǎn)生二次污染問(wèn)題。因此，技術(shù)人員在生物修復(fù)技術(shù)方案時(shí)，應(yīng)該對(duì)綠色環(huán)保原則全面貫徹，以達(dá)到防患于未然的目的。

（五）篩選高效降解菌

應(yīng)用生物修復(fù)技術(shù)時(shí)，技術(shù)人員不僅要對(duì)土壤中的有害物質(zhì)和相關(guān)微生物展開(kāi)合理化運(yùn)用，還要合理篩選降解菌，提升生物修復(fù)效果。另外，技術(shù)人員在選擇微生物時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注微生物的污染物適應(yīng)性，確保微生物的合理性。同時(shí)，應(yīng)徹底分析土壤污染程度，并明確土壤污染的實(shí)際狀況，從而為降解菌的正確選擇提供理論參考依據(jù)。例如，當(dāng)污染類(lèi)型是有機(jī)氯農(nóng)藥污染時(shí)，需要應(yīng)用大量的芽孢桿菌，以保證土壤治理效果。

五、生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

（一）恢復(fù)農(nóng)田土壤

我國(guó)的耕地面積總量較大，同時(shí)人口基數(shù)較大，這樣使得人均占比偏低，部分農(nóng)田存在被污染的風(fēng)險(xiǎn)，使耕地問(wèn)題更加嚴(yán)峻。農(nóng)田污染現(xiàn)象的產(chǎn)生原因較多，不僅與環(huán)保意識(shí)不足密切相關(guān)，還與過(guò)量使用農(nóng)藥化肥息息相關(guān)。另外，無(wú)法降解的塑料薄膜會(huì)對(duì)農(nóng)田產(chǎn)生不利影響。如果農(nóng)田被污染，相應(yīng)的生產(chǎn)能力也會(huì)大幅下降，此時(shí)將生物修復(fù)技術(shù)引入其中，對(duì)有機(jī)物污染展開(kāi)治理，確保被污染的土壤在短時(shí)間內(nèi)得到修復(fù)。這是生物修復(fù)技術(shù)未來(lái)發(fā)展的主要方向之一。

（二）難降解有毒污染物的治理

生物修復(fù)技術(shù)的降解和溶解能力有一定的極限。土壤中的污染物降解或溶解的難度較大，會(huì)使污染治理難度大幅提高。

對(duì)于難降解有毒污染物，需要采用多種修復(fù)技術(shù)，這樣才能獲得良好的效果。這是生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向之一。

六、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，生物修復(fù)技術(shù)引入土壤污染治理中具有重要意義，不僅可以保證土壤治理效果，使土壤肥力得到修復(fù)，而且能夠避免二次污染，符合當(dāng)前的環(huán)保理念。因此，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)把生物修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用當(dāng)作重點(diǎn)進(jìn)行探究，確保該技術(shù)的作用得到充分發(fā)揮，從而為土壤污染治理工作的順利開(kāi)展提供保障。

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作者簡(jiǎn)介：尹相玉（1987），男，山東省日照市人，碩士，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)保工程及環(huán)境影響評(píng)價(jià)。