论文部分内容阅读
摘要科技作为一把双刃剑，它在促进工业迅速发展和提高人们生活水平的同时，也造成了严重的重金属污染，对人类的健康造成了严重的威胁。因此，采用科学的方法来治理重金属污染已经迫在眉睫。当然治理重金属的方法能够被使用的有很多，其中，具有使用成本低、处理效果极好、没有二次污染等优点的生物修复技术应用的最为广泛。
关键词重金属污染；生物修复技术；起源；原理
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0028-01
重金属污染主要是指由重金属或着其化合物造成的环境污染。重金属污染与其他有机化合物的污染有所不同。不少有机化合物可以利用自然界本身的物理、化学或生物的净化特点，使其害性成分降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。所以，重金属污染的物的降解和修复问题已经成为环境研究领域的重要课题。近几十年来，生物修复技术作为新型的重金属治理技术，越来越被广泛的应用于实践当中。
1重金属污染生物修复技术的起源与发展
作为一种新型的技术，生物修复技术大概出现在80年代，刚开始一般应用于清除和治理环境污染的生物工程技术，它的原理就是通过生物本身具有的能够分解有害物质的能力，来分解污染环境的有害物质，例如土壤中的污染物，并且还会通过增加通气效率、补充营养、投加优良菌种以及改善环境条件等方式来提高微生物的代谢作用和降解活性的水平，以便利于促进对污染物的降解速度，最终可以完成对污染环境治理的任务。在刚开始的时候，这种技术主要被应用在环境中石油烃污染的治理，并且结果也很完美。实践结果表明，生物修复技术是实用的、有用的以及优越的。此后，该技术也被不断的广泛的使用在对环境中其他污染类型的治理。在美国，他们的很多州对生物修复技术也抱有浓厚的兴趣，认为这种技术使用价值也是非常大的，例如在新泽西州、威斯康星州规定将该技术列为净化受储油罐泄漏污染土壤治理的常用方法之一。在研究领域中，这种技术最成功的例子是Jon E. Llidstrom等人在1990年夏到1991年，被应用在投加营养和高效降解菌对阿拉斯加Exxon Valdez王子海湾由于油轮泄漏造成的污染进行的处理，并且取得了非常显著的效果，使得近百公里海岸的环境质量得以改善。
2重金属污染生物修复技术的基本原理
随着人们对环境的保护意识越来越强烈，一些相关工作者开始研究在不破坏土壤生态环境的条件下来治理重金属污染土壤的新方法。在现在使用的土壤重金属污染治理技术中，生物修复技术被认为是生命力最旺盛的，应用也是最广泛的。它的基本原理主要是利用土壤中天然的微生物资源或者人为投加目的菌株到各污染土壤中，将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质，使土壤恢复其天然功能。
3土壤中重金属污染生物修复技术
1）植物修复。所谓的植物修复技术是在植物忍耐、超量积累或者某些化学元素的理论基础上，利用植物以及其共存微生物清除环境污染物的能力，发展起来的一种环境污染治理技术。植物修复技术作为一种新型的应用技术，从广义上讲，它包含了利用植物修复重金属污染的土壤、利用植物净化空气、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净化土壤有机污染物四个方面的内容。而狭义上讲，植物修复技术就是利用植物清除污染土壤的重金属。一般来说植物修复技术可以划分为植物提取法、植物挥发法、植物根系过滤法和植物固化稳定化法。
2）微生物修复。微生物修复技术具体表现在微生物对土壤中重金属活性的影响，主要包括生物吸附和生物转化两个方面的内容。微生物可以利用有效的营养和能源，在土壤滤沥过程中通过分泌有机酸络合并溶解重金属。微生物可以利用多种代谢活动直接或间接的对重金属进行溶解。微生物代谢活动可以生成像甲酸、乙酸、丁酸等多种低分子量的有机酸。微生物对重金属的生物转化和氧化还原，可以使土壤中的重金属形成的不易迁移的高价离子化合物转化为易迁移的低价离子化合物。微生物修复技术主要包括原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。其中，原位修复技术是在不破坏土壤结构的基础上形成的微生物修复技术，主要分为投菌法、生物培养法和生物通气法。异位修复技术在治理污染土壤时，需要大面积的对污染土壤进行扰动，其主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法。
3）动物修复。动物修复技术是指利用一些低等动物如蚯蚓、鼠类等，在土壤具有吸收重金属的特性发展起来的技术。通过对它们的利用，可以在一定程度上减少重金属的污染，达到治理重金属对土壤污染的目的。如在pb污染比较要种的地区，在土壤中投放大量的蚯蚓，通过电激、清水等方法驱出蚯蚓集中处理，对Pb污染的土壤具有一定的治理效果。
4水体中重金属污染生物修复技术
1）植物修复。水体中植物修复技术是通过植物的吸收和代谢功能将环境介质中的有毒有害污染物进行分解、富集和稳定的过程。人们也可以利用藻类对重金属的吸收以及对重金属的耐受机理，使用藻类生物修复重金属污染水体。
2）微生物修复。所谓的微生物修复技术就是通过培育的生物或者培养、接种的微生物，利用它们对水中污染物进行转移、转化及降解作用，使水体得到恢复。微生物修复技术在处理污水、废水方面已经有近百年的历史，它是在以人为的条件为前提的条件下，利用自然环境中生存繁衍的微生物或人为投加的特效微生物的生命代谢活动，来分解污染物，达到修复受污染的环境的目的。
3）动物修复。在水体中，通过添加肉食性鱼类，或减少浮游生物食性鱼类使浮游动物生物量增加的方法，即动物操纵修复技术来控制蓝藻、绿藻的生长。可以利用滤食性动物和腐食性动物的摄食习性来有效降低养殖对水体环境造成的负面影响。
5总结
根据上文的叙述我们可以了解到，不管是水体中重金属的污染，还是土壤中重金属的污染，一般都可以通过植物修复、动物修复、微生物修复这三种生物修复技术来治理因重金属污染的环境。当然针相应的具体内容会有所不同，我们在使用生物修复技术来治理环境的时候应该结合当时环境来选择合适的修复技术与方法，即“因地制宜”。我相信只要我们采用的方法得当，治理的及时，我们所生活的环境就会更加美好。
参考文献
[1]陈范燕.重金属污染的微生物修复技术[J].现代农业科技，2008（24）.
[2]吴瑞娟，金卫根，邱峰芳.土壤重金属污染的生物修复[J].安徽农业科学，2008（07）.
[3]张贵龙，任天志，郝桂娟，高文永，刘青丽，鞠占杰.生物修复重金属污染土壤的研究进展[J].化工环保，2007（04）.
作者简介
陈琳（1981-），男，广东人，讲师，工程师，硕士学位，研究方向：环境工程技术。
关键词重金属污染；生物修复技术；起源；原理
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0028-01
重金属污染主要是指由重金属或着其化合物造成的环境污染。重金属污染与其他有机化合物的污染有所不同。不少有机化合物可以利用自然界本身的物理、化学或生物的净化特点，使其害性成分降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。所以，重金属污染的物的降解和修复问题已经成为环境研究领域的重要课题。近几十年来，生物修复技术作为新型的重金属治理技术，越来越被广泛的应用于实践当中。
1重金属污染生物修复技术的起源与发展
作为一种新型的技术，生物修复技术大概出现在80年代，刚开始一般应用于清除和治理环境污染的生物工程技术，它的原理就是通过生物本身具有的能够分解有害物质的能力，来分解污染环境的有害物质，例如土壤中的污染物，并且还会通过增加通气效率、补充营养、投加优良菌种以及改善环境条件等方式来提高微生物的代谢作用和降解活性的水平，以便利于促进对污染物的降解速度，最终可以完成对污染环境治理的任务。在刚开始的时候，这种技术主要被应用在环境中石油烃污染的治理，并且结果也很完美。实践结果表明，生物修复技术是实用的、有用的以及优越的。此后，该技术也被不断的广泛的使用在对环境中其他污染类型的治理。在美国，他们的很多州对生物修复技术也抱有浓厚的兴趣，认为这种技术使用价值也是非常大的，例如在新泽西州、威斯康星州规定将该技术列为净化受储油罐泄漏污染土壤治理的常用方法之一。在研究领域中，这种技术最成功的例子是Jon E. Llidstrom等人在1990年夏到1991年，被应用在投加营养和高效降解菌对阿拉斯加Exxon Valdez王子海湾由于油轮泄漏造成的污染进行的处理，并且取得了非常显著的效果，使得近百公里海岸的环境质量得以改善。
2重金属污染生物修复技术的基本原理
随着人们对环境的保护意识越来越强烈，一些相关工作者开始研究在不破坏土壤生态环境的条件下来治理重金属污染土壤的新方法。在现在使用的土壤重金属污染治理技术中，生物修复技术被认为是生命力最旺盛的，应用也是最广泛的。它的基本原理主要是利用土壤中天然的微生物资源或者人为投加目的菌株到各污染土壤中，将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质，使土壤恢复其天然功能。
3土壤中重金属污染生物修复技术
1）植物修复。所谓的植物修复技术是在植物忍耐、超量积累或者某些化学元素的理论基础上，利用植物以及其共存微生物清除环境污染物的能力，发展起来的一种环境污染治理技术。植物修复技术作为一种新型的应用技术，从广义上讲，它包含了利用植物修复重金属污染的土壤、利用植物净化空气、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净化土壤有机污染物四个方面的内容。而狭义上讲，植物修复技术就是利用植物清除污染土壤的重金属。一般来说植物修复技术可以划分为植物提取法、植物挥发法、植物根系过滤法和植物固化稳定化法。
2）微生物修复。微生物修复技术具体表现在微生物对土壤中重金属活性的影响，主要包括生物吸附和生物转化两个方面的内容。微生物可以利用有效的营养和能源，在土壤滤沥过程中通过分泌有机酸络合并溶解重金属。微生物可以利用多种代谢活动直接或间接的对重金属进行溶解。微生物代谢活动可以生成像甲酸、乙酸、丁酸等多种低分子量的有机酸。微生物对重金属的生物转化和氧化还原，可以使土壤中的重金属形成的不易迁移的高价离子化合物转化为易迁移的低价离子化合物。微生物修复技术主要包括原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。其中，原位修复技术是在不破坏土壤结构的基础上形成的微生物修复技术，主要分为投菌法、生物培养法和生物通气法。异位修复技术在治理污染土壤时，需要大面积的对污染土壤进行扰动，其主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法。
3）动物修复。动物修复技术是指利用一些低等动物如蚯蚓、鼠类等，在土壤具有吸收重金属的特性发展起来的技术。通过对它们的利用，可以在一定程度上减少重金属的污染，达到治理重金属对土壤污染的目的。如在pb污染比较要种的地区，在土壤中投放大量的蚯蚓，通过电激、清水等方法驱出蚯蚓集中处理，对Pb污染的土壤具有一定的治理效果。
4水体中重金属污染生物修复技术
1）植物修复。水体中植物修复技术是通过植物的吸收和代谢功能将环境介质中的有毒有害污染物进行分解、富集和稳定的过程。人们也可以利用藻类对重金属的吸收以及对重金属的耐受机理，使用藻类生物修复重金属污染水体。
2）微生物修复。所谓的微生物修复技术就是通过培育的生物或者培养、接种的微生物，利用它们对水中污染物进行转移、转化及降解作用，使水体得到恢复。微生物修复技术在处理污水、废水方面已经有近百年的历史，它是在以人为的条件为前提的条件下，利用自然环境中生存繁衍的微生物或人为投加的特效微生物的生命代谢活动，来分解污染物，达到修复受污染的环境的目的。
3）动物修复。在水体中，通过添加肉食性鱼类，或减少浮游生物食性鱼类使浮游动物生物量增加的方法，即动物操纵修复技术来控制蓝藻、绿藻的生长。可以利用滤食性动物和腐食性动物的摄食习性来有效降低养殖对水体环境造成的负面影响。
5总结
根据上文的叙述我们可以了解到，不管是水体中重金属的污染，还是土壤中重金属的污染，一般都可以通过植物修复、动物修复、微生物修复这三种生物修复技术来治理因重金属污染的环境。当然针相应的具体内容会有所不同，我们在使用生物修复技术来治理环境的时候应该结合当时环境来选择合适的修复技术与方法，即“因地制宜”。我相信只要我们采用的方法得当，治理的及时，我们所生活的环境就会更加美好。
参考文献
[1]陈范燕.重金属污染的微生物修复技术[J].现代农业科技，2008（24）.
[2]吴瑞娟，金卫根，邱峰芳.土壤重金属污染的生物修复[J].安徽农业科学，2008（07）.
[3]张贵龙，任天志，郝桂娟，高文永，刘青丽，鞠占杰.生物修复重金属污染土壤的研究进展[J].化工环保，2007（04）.
作者简介
陈琳（1981-），男，广东人，讲师，工程师，硕士学位，研究方向：环境工程技术。