重金屬污染生物修復(fù)技術(shù)探討

摘要科技作為一把雙刃劍，它在促進(jìn)工業(yè)迅速發(fā)展和提高人們生活水平的同時(shí)，也造成了嚴(yán)重的重金屬污染，對(duì)人類的健康造成了嚴(yán)重的威脅。因此，采用科學(xué)的方法來治理重金屬污染已經(jīng)迫在眉睫。當(dāng)然治理重金屬的方法能夠被使用的有很多，其中，具有使用成本低、處理效果極好、沒有二次污染等優(yōu)點(diǎn)的生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用的最為廣泛。

關(guān)鍵詞重金屬污染；生物修復(fù)技術(shù)；起源；原理

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）12-0028-01

重金屬污染主要是指由重金屬或著其化合物造成的環(huán)境污染。重金屬污染與其他有機(jī)化合物的污染有所不同。不少有機(jī)化合物可以利用自然界本身的物理、化學(xué)或生物的凈化特點(diǎn)，使其害性成分降低或解除。而重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解。所以，重金屬污染的物的降解和修復(fù)問題已經(jīng)成為環(huán)境研究領(lǐng)域的重要課題。近幾十年來，生物修復(fù)技術(shù)作為新型的重金屬治理技術(shù)，越來越被廣泛的應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中。

1重金屬污染生物修復(fù)技術(shù)的起源與發(fā)展

作為一種新型的技術(shù)，生物修復(fù)技術(shù)大概出現(xiàn)在80年代，剛開始一般應(yīng)用于清除和治理環(huán)境污染的生物工程技術(shù)，它的原理就是通過生物本身具有的能夠分解有害物質(zhì)的能力，來分解污染環(huán)境的有害物質(zhì)，例如土壤中的污染物，并且還會(huì)通過增加通氣效率、補(bǔ)充營養(yǎng)、投加優(yōu)良菌種以及改善環(huán)境條件等方式來提高微生物的代謝作用和降解活性的水平，以便利于促進(jìn)對(duì)污染物的降解速度，最終可以完成對(duì)污染環(huán)境治理的任務(wù)。在剛開始的時(shí)候，這種技術(shù)主要被應(yīng)用在環(huán)境中石油烴污染的治理，并且結(jié)果也很完美。實(shí)踐結(jié)果表明，生物修復(fù)技術(shù)是實(shí)用的、有用的以及優(yōu)越的。此后，該技術(shù)也被不斷的廣泛的使用在對(duì)環(huán)境中其他污染類型的治理。在美國，他們的很多州對(duì)生物修復(fù)技術(shù)也抱有濃厚的興趣，認(rèn)為這種技術(shù)使用價(jià)值也是非常大的，例如在新澤西州、威斯康星州規(guī)定將該技術(shù)列為凈化受儲(chǔ)油罐泄漏污染土壤治理的常用方法之一。在研究領(lǐng)域中，這種技術(shù)最成功的例子是Jon E. Llidstrom等人在1990年夏到1991年，被應(yīng)用在投加營養(yǎng)和高效降解菌對(duì)阿拉斯加Exxon Valdez王子海灣由于油輪泄漏造成的污染進(jìn)行的處理，并且取得了非常顯著的效果，使得近百公里海岸的環(huán)境質(zhì)量得以改善。

2重金屬污染生物修復(fù)技術(shù)的基本原理

隨著人們對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)越來越強(qiáng)烈，一些相關(guān)工作者開始研究在不破壞土壤生態(tài)環(huán)境的條件下來治理重金屬污染土壤的新方法。在現(xiàn)在使用的土壤重金屬污染治理技術(shù)中，生物修復(fù)技術(shù)被認(rèn)為是生命力最旺盛的，應(yīng)用也是最廣泛的。它的基本原理主要是利用土壤中天然的微生物資源或者人為投加目的菌株到各污染土壤中，將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)，使土壤恢復(fù)其天然功能。

3土壤中重金屬污染生物修復(fù)技術(shù)

1）植物修復(fù)。所謂的植物修復(fù)技術(shù)是在植物忍耐、超量積累或者某些化學(xué)元素的理論基礎(chǔ)上，利用植物以及其共存微生物清除環(huán)境污染物的能力，發(fā)展起來的一種環(huán)境污染治理技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)作為一種新型的應(yīng)用技術(shù)，從廣義上講，它包含了利用植物修復(fù)重金屬污染的土壤、利用植物凈化空氣、利用植物清除放射性核素以及利用植物和它的根系微生物共同作用凈化土壤有機(jī)污染物四個(gè)方面的內(nèi)容。而狹義上講，植物修復(fù)技術(shù)就是利用植物清除污染土壤的重金屬。一般來說植物修復(fù)技術(shù)可以劃分為植物提取法、植物揮發(fā)法、植物根系過濾法和植物固化穩(wěn)定化法。

2）微生物修復(fù)。微生物修復(fù)技術(shù)具體表現(xiàn)在微生物對(duì)土壤中重金屬活性的影響，主要包括生物吸附和生物轉(zhuǎn)化兩個(gè)方面的內(nèi)容。微生物可以利用有效的營養(yǎng)和能源，在土壤濾瀝過程中通過分泌有機(jī)酸絡(luò)合并溶解重金屬。微生物可以利用多種代謝活動(dòng)直接或間接的對(duì)重金屬進(jìn)行溶解。微生物代謝活動(dòng)可以生成像甲酸、乙酸、丁酸等多種低分子量的有機(jī)酸。微生物對(duì)重金屬的生物轉(zhuǎn)化和氧化還原，可以使土壤中的重金屬形成的不易遷移的高價(jià)離子化合物轉(zhuǎn)化為易遷移的低價(jià)離子化合物。微生物修復(fù)技術(shù)主要包括原位修復(fù)技術(shù)、異位修復(fù)技術(shù)和原位-異位修復(fù)技術(shù)。其中，原位修復(fù)技術(shù)是在不破壞土壤結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的微生物修復(fù)技術(shù)，主要分為投菌法、生物培養(yǎng)法和生物通氣法。異位修復(fù)技術(shù)在治理污染土壤時(shí)，需要大面積的對(duì)污染土壤進(jìn)行擾動(dòng)，其主要技術(shù)包括預(yù)制床技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)、厭氧處理和常規(guī)的堆肥法。

3）動(dòng)物修復(fù)。動(dòng)物修復(fù)技術(shù)是指利用一些低等動(dòng)物如蚯蚓、鼠類等，在土壤具有吸收重金屬的特性發(fā)展起來的技術(shù)。通過對(duì)它們的利用，可以在一定程度上減少重金屬的污染，達(dá)到治理重金屬對(duì)土壤污染的目的。如在pb污染比較要種的地區(qū)，在土壤中投放大量的蚯蚓，通過電激、清水等方法驅(qū)出蚯蚓集中處理，對(duì)Pb污染的土壤具有一定的治理效果。

4水體中重金屬污染生物修復(fù)技術(shù)

1）植物修復(fù)。水體中植物修復(fù)技術(shù)是通過植物的吸收和代謝功能將環(huán)境介質(zhì)中的有毒有害污染物進(jìn)行分解、富集和穩(wěn)定的過程。人們也可以利用藻類對(duì)重金屬的吸收以及對(duì)重金屬的耐受機(jī)理，使用藻類生物修復(fù)重金屬污染水體。

2）微生物修復(fù)。所謂的微生物修復(fù)技術(shù)就是通過培育的生物或者培養(yǎng)、接種的微生物，利用它們對(duì)水中污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及降解作用，使水體得到恢復(fù)。微生物修復(fù)技術(shù)在處理污水、廢水方面已經(jīng)有近百年的歷史，它是在以人為的條件為前提的條件下，利用自然環(huán)境中生存繁衍的微生物或人為投加的特效微生物的生命代謝活動(dòng)，來分解污染物，達(dá)到修復(fù)受污染的環(huán)境的目的。

3）動(dòng)物修復(fù)。在水體中，通過添加肉食性魚類，或減少浮游生物食性魚類使浮游動(dòng)物生物量增加的方法，即動(dòng)物操縱修復(fù)技術(shù)來控制藍(lán)藻、綠藻的生長?？梢岳脼V食性動(dòng)物和腐食性動(dòng)物的攝食習(xí)性來有效降低養(yǎng)殖對(duì)水體環(huán)境造成的負(fù)面影響。

5總結(jié)

根據(jù)上文的敘述我們可以了解到，不管是水體中重金屬的污染，還是土壤中重金屬的污染，一般都可以通過植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)、微生物修復(fù)這三種生物修復(fù)技術(shù)來治理因重金屬污染的環(huán)境。當(dāng)然針相應(yīng)的具體內(nèi)容會(huì)有所不同，我們?cè)谑褂蒙镄迯?fù)技術(shù)來治理環(huán)境的時(shí)候應(yīng)該結(jié)合當(dāng)時(shí)環(huán)境來選擇合適的修復(fù)技術(shù)與方法，即“因地制宜”。我相信只要我們采用的方法得當(dāng)，治理的及時(shí)，我們所生活的環(huán)境就會(huì)更加美好。

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作者簡介

陳琳（1981-），男，廣東人，講師，工程師，碩士學(xué)位，研究方向：環(huán)境工程技術(shù)。

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