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微生物修复极具潜力
生物修复是一项清洁的低投资、高效益、便于应用、发展潜力较大的新兴技术,生物修复利用生物(包括植物、微生物和原生动物)的代谢功能,吸收、转化、清除或降解环境污染物,实现环境净化、生态恢复。从参与修复过程的生物类型来划分,生物修复包括微生物修复、植物修复、动物修复和联合修复等类型。
微生物修复技术就是利用土壤中的土著微生物的代谢功能,或者补充具有降解转化污染物能力的人工培养的功能微生物群,通过创造适宜环境条件,促进或强化微生物代谢功能,从而降解并最终消除污染物的生物修复技术。
微生物修复的实质是生物降解或者生物转化,即微生物对有机污染物的分解作用或者对无机污染物的钝化作用。利用微生物修复技术既可治理农药、除草剂、石油、多环芳烃等有机物污染的环境,又可治理重金属等无机物污染的环境;既可使用土著微生物进行自然生物修复,又可通过补充营养盐、电子受体及添加人工培养菌或基因工程菌进行人工生物修复;既可进行原位修复,也可进行异位修复。
从目前来看,微生物修复是最具发展潜力的技术,但微生物个体微小,富集有重金属的微生物细胞难以从土壤中分离,还存在与修复现场土著菌株竞争等不利因素。近年来微生物修复研究工作着重于筛选和驯化高效降解微生物菌株,提高功能微生物在土壤中的活性、寿命和安全性,并通过修复过程参数的优化和养分、温度、湿度等关键因子的调控等方面,最终实现针对性强、高效快捷、成本低廉的微生物修复技术的工程化应用。
②植物修复。利用能够富集重金属的植物清除土壤重金属污染的设想是美国科学家Chaney在1983年首次提出的,这就是植物修复技术。污染土的植物修复技术根据植物修复的机理和作用过程可以分为4种基本类型:植物提取、植物挥发、植物稳定和植物降解。
植物提取主要是靠植物吸收土壤中的污染物,这些污染物运输并储存在植物体的地上部分,通过种植和收割植物而达到去除土壤中污染物的目的;植物挥发净化土壤可以分为两种方式:一是土壤中的污染物在植物根系分泌的特殊物质的作用下转化为挥发态,其二是植物将土壤中的污染物吸收到体内在转换为气态物质释放到大气中;植物稳定是指植物通过某种生化过程使污染基质中污染物的流动性降低,生物可利用性下降;植物降解是通过植物根系分泌物与根际微生物联合作用而达到降解污染物的生物化学过程,这种主要是处理复杂的有机物。
以上几种方式中植物提取修复是目前应用最多、最有发展前景的技术;而植物挥发修复技术仅仅限于挥发性物质,将这些污染物转移到大气中有没有环境风险还不确定,因此应当谨慎采用;植物稳定修复仅仅是暂时固定污染物,当土壤环境发生变化时污染物可能将重新被激活而恢复毒性;因此,没有彻底解决土壤污染问题。
③动物修复。动物修复技术主要是通过土壤动物群来修复受污染的土壤,分为直接作用:吸收、转化和分解;间接作用:改善土壤理化性质,提高土壤肥力,促进植物和微生物的生长。动物修复技术包括两方面内容:第一,生长在污染土壤上的植物体和粮食等饲喂动物,通过研究动物的生化变异来研究土壤的污染状况;第二,直接将蚯蚓、线虫类等饲养在污染土壤中进行研究。目前这项技术较多的应用在石油类污染中。
植物修复技术是利用自然生长植物根系(或茎叶)吸收、富集、降解或者固定污染土壤、水体和大气中的污染物的环境技术总称。主要通过植物提取、植物蒸腾作用、根系过滤和植物钝化来实现。植物修复技术目前主要利用对重金属有富集特征的植物吸收或者吸附积累重金属,达到从土壤中除去重金属的目的。
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