土壤污染治理中生物修復技術(shù)的應用

王雪 姜珊珊

摘要：土壤是一種重要的混合物，包括由有機體和無機體組成的固體、由土壤水分組成的液體、由土壤空氣組成的氣體，每部分的理化性質(zhì)都不同，相互之間有著緊密的聯(lián)系，或者處于穩(wěn)定狀態(tài)。在固定土壤容積中，氣相和液相保持均等狀況，但固相與氣相、液相有很大的不同，其中的物質(zhì)有不均勻性。本文主要是探討土壤污染物種類與相關(guān)影響，并且提出土壤污染生物修復技術(shù)及未來展望。

關(guān)鍵詞：生物修復;土壤修復;土壤污染;污染負荷

Abstract：Soil is an important mixture， including solid composed of organism and non organism， liquid composed of soil water and gas composed of soil air.The physical and chemical properties of each part are different， and they are closely related or in a stable state.In the fixed soil volume，the gas phase and the liquid phase are equal，but the solid phase is very different from the gas phase and the liquid phase，in which the substance is not uniform.This paper mainly discusses the types of soil pollutants and related impacts，and puts forward the bioremediation technology of soil pollution and its future prospects.

Key words：Bioremediation;Soil remediation;Soil pollution;Pollution load

土壤中富含有機體，其擁有很多功能，包括同化作用，也可以吸收外界代謝的物質(zhì)，同時還具備一定污染承載能力。土壤本身具備一定自凈能力，這與土壤中所含有的陰陽離子種類、pH值、溫濕度、有機物含量等密切相關(guān)。但因為土壤系統(tǒng)中微生物數(shù)量和種類相互制約，因此土壤的自凈能力是有限的。如果污染物不斷增加，最后嚴重超過土壤的最大容量，那么就會導致土壤污染出現(xiàn)，進而影響到土壤中的微生物和動植物。

1 土壤中的污染物種類及其影響

大氣沉降顆粒、工業(yè)排放的廢水、化肥農(nóng)藥、工業(yè)固廢和城市垃圾以及生活污水是土壤污染物的主要組成部分。土壤中污染物種類繁多，如果按著其性質(zhì)來分的話，土壤污染物包括有機污染物、放射性元素、病原微生物和重金屬。

1.1 有機物

土壤中，大部分有機污染物的來源都是化肥農(nóng)藥。目前我國土壤有機污染較為嚴重，并且工業(yè)區(qū)附近的土壤污染遠高于農(nóng)業(yè)區(qū)的土壤。如今，我國城市越來越多，工業(yè)化程度越來越強，在城區(qū)和工廠附近都出現(xiàn)了大量的有機污染物，土壤受到很大的污染。

1.2 重金屬

無機污染物也是形成環(huán)境污染的重要因素，尤其是錫、鉛、鋅、汞、砷、鉻、鎘等重金屬物質(zhì)。重金屬進入土壤時必然會通過下述集中方式：一是排放未經(jīng)處理的工業(yè)廢水;二是使用金屬含量超標的農(nóng)藥;三是空氣中的重金屬粉塵沉降到土壤中;四是利用含有重金屬的廢水對農(nóng)田進行灌溉。重金屬種類繁多，成分相對復雜，流動性差，經(jīng)常會滯留在土壤中，也不能被土壤中的微生物降解，同時存在土壤中的重金屬會溶解在水中，經(jīng)植物吸收最終進入人體影響人類的身體健康狀況。

1.3 放射性元素

隨著社會迎來工業(yè)化時代，核技術(shù)趨向成熟，在地質(zhì)、科研等很多領(lǐng)域都得到了極大應用，但如今很多核污染物出現(xiàn)在土壤中。核污染物具有很強的放射性，不但對人的健康有直接危害，還能夠參與到食物鏈循環(huán)中。放射性元素進入人體會造成細胞損傷，引發(fā)惡性腫瘤等一系列疾病。

1.4 病原微生物

人類與動物的排泄物都會給土壤帶來大量病原微生物。除此之外，利用污水進行灌溉也會給土壤帶來病原微生物。這些污水主要指的是醫(yī)院用水和未經(jīng)處理生活污水，在人們與污染土壤相互接觸后，容易感染多種病毒與細菌。如果人們食用了被污染的蔬菜，會對身體健康造成影響。如果遇到下雨天，受到污染的土壤會因為雨水的沖刷轉(zhuǎn)移到別的地方，造成二次污染。

2 土壤修復技術(shù)類型

2.1 物理修復技術(shù)

為了讓土壤污染的狀況得到緩解，可以使用物理方法進行修復工作。該技術(shù)主要是利用物理手段，將污染物與土壤相互分離，最終達到去除目的。目前各工業(yè)企業(yè)最常用的物理技術(shù)就是熱處理技術(shù)。

2.2 化學修復技術(shù)

與物理修復技術(shù)相比可知，化學修復技術(shù)更加成熟，這主要是因為化學修復技術(shù)發(fā)展較早，且十分成熟。電動力學修復技術(shù)、光催化降解技術(shù)以及氧化還原反應是化學修復過程中的主要應用手段[1]。

2.3 生物修復技術(shù)

生物修復也是一種重要的修復污染土壤的手段，尤其是一些受到污染的土壤生態(tài)系統(tǒng)，應用生物修復技術(shù)具有極其明顯的效果。將生物修復系數(shù)作為出發(fā)點，與工程技術(shù)、物理技術(shù)、化學技術(shù)等方法結(jié)合，以此能夠在一定程度上激活土壤生態(tài)系統(tǒng)的自凈功能，實現(xiàn)清除、消減、轉(zhuǎn)化等功能[2]。

2.4 聯(lián)合修復技術(shù)

聯(lián)合修復技術(shù)主要指的是上述中所提到的兩種或以上技術(shù)，對土壤問題進行修復。如果采用單一的修復方式，不僅耗時漫長，同時也具備較低的修復效率。所以將兩種及以上的修復技術(shù)進行聯(lián)合，可以克服采用單項修復技術(shù)所面臨的局限性，最終提升土壤修復質(zhì)量[3]。

3 土壤污染中關(guān)于生物修復技術(shù)

生物修復的主要載體是小型動物、特定植物以及微生物等，通過人為干預促進其降解土壤中有害物質(zhì)的效率，降低其危險性。在20世紀80年代末期，美國曾使用生物降解技術(shù)來治理阿拉斯加海域附近出現(xiàn)的石油污染問題，這也是第一次大規(guī)模利用生物修復技術(shù)?，F(xiàn)如今，世界各國都在對生物修復技術(shù)進行研究，并且已經(jīng)有了一定進展，所以促進生物修復成為當前最有效的治理手段。在治理過程中，不僅花費金錢少、耗費時間短，同時也具備較高效率，因此值得進一步研究與推廣[4]。

3.1 植物修復技術(shù)

植物修復技術(shù)主要是利用植物的生長，使土壤中的污染物質(zhì)得到清除[5]。植物修復技術(shù)利用的是植物能夠降解、萃取、揮發(fā)污染物的特點。植物修復技術(shù)的機理主要為重金屬的超積累，只有找到對應的重金屬超積累植物才能具體地實施植物修復。

3.2 動物修復技術(shù)

動物修復技術(shù)主要是指利用土壤中所生存的動物群，自然條件下，讓特定動物進入土壤，通過其在土壤中的活動分解污染物，使污染物破碎、分解，最終消失的一種技術(shù)。如我國的蚯蚓養(yǎng)殖從20世紀70年代就開始了，近年來蜘蛛、地鱉、蠐螬等土壤動物的養(yǎng)殖技術(shù)也已趨于成熟。

3.3 微生物修復技術(shù)

微生物對污染土壤的修復主要是通過土壤中土著微生物的各種代謝活動產(chǎn)生多種低分子量的有機酸直接或間接進行的。利用微生物修復技術(shù)既可治理被農(nóng)藥、除草劑、石油、多環(huán)芳烴等有機物污染的土壤，又可治理重金屬等無機物污染的土壤。

近些年來，我國開展了很多土壤的微生物修復技術(shù)工作，研究微生物修復工作的首要任務就是選擇和培育能夠讓污染物高效降解的微生物，促使其在土壤中的活性提升，延長其壽命，增強修復過程的安全性。實驗室的微生物修復研究因修復條件較為理想化，被干擾因素極少，其修復效果很好，而放大到現(xiàn)場條件下，干擾因素復雜。因此，微生物修復技術(shù)的工程化應用必須融合環(huán)境工程、水利學、環(huán)境化學及土壤學等多學科知識，做到因地因時的土壤修復。

4 展望

我國生物修復技術(shù)研究起步較晚，但相比過去已取得了很大的進步，我國的土壤生物修復主要集中在微生物修復與植物修復兩個方面。為不斷提高修復效率，保證生物修復具有高效性與可行性，筆者認為在未來的日子里我們應當做到以下幾點：首先，加強基礎(chǔ)理論研究;其次，建立統(tǒng)一的修復結(jié)束后完善方法;再次，結(jié)合現(xiàn)代分子生物學、基因工程等，發(fā)揮修復技術(shù)優(yōu)勢;最后，保證植物、動物與微生物相互結(jié)合，共同作用，提高修復質(zhì)量。

5 結(jié)束語

隨著環(huán)境工程技術(shù)發(fā)展，生態(tài)修復成為人們對于治理環(huán)境、保護環(huán)境的主要方向。不管是利用生物修復、化學修復、物理修復，都會難以達到人們預期目標。每一種修復方法都有很強的局限性，如果使用單一的修復方法，那么不會有很好的修復效果。因此，要實現(xiàn)各種修復方法的有機結(jié)合，就要不斷完善修復技術(shù)，最終實現(xiàn)綠色修復的目標。

參考文獻

[1]王巧紅，阮朋朋，李君.植物修復技術(shù)在土壤污染治理中的環(huán)保應用策略[J].中國資源綜合利用，2020，38（01）：156-158.

[2]吳叢楊慧，孫加山，高連東.電動修復技術(shù)在六價鉻污染土壤治理中的應用探討[J/OL].世界有色金屬，2019（23）：231-232

[3]袁凱燕.生物強化修復技術(shù)在土壤重金屬污染治理中的應用[J].節(jié)能與環(huán)保，2019（10）：92-93.

[4]孫瑩.生物修復技術(shù)在土壤污染治理上的應用[J].環(huán)境與發(fā)展，2019，31（08）：103+105.

[5]李冬，范曉琳.生物修復技術(shù)在土壤污染治理中的應用[J].節(jié)能與環(huán)保，2019（07）：109-110.

收稿日期：2020-05-09

作者簡介：王雪（1984-），女，漢族，碩士研究生，中級職稱，研究方向為環(huán)境科學。