土壤生物修复技术关键有哪些方面

一、土壤生物修复技术关键有哪些方面

污染土壤修复技术的研究起步于20 世纪70 年代后期。在过去的30年期间，欧、美、日、澳等国家纷纷制定了土壤修复计划，巨额投资研究了土壤修复技术与设备，积累了丰富的现场修复技术与工程应用经验，成立了许多土壤修复公司和网络组织，使土壤修复技术得到了快速的发展。中国的污染土壤修复技术研究起步较晚，在“十五”期间才得到重视，列入了高技术研究规划发展计划[1 ]，其研发水平和应用经验都与美、英、德、荷等发达国家存在相当大的差距。近年来，顺应土壤环境保护的现实需求和土壤环境科学技术的发展需求，科学技术部、国家自然科学基金委、中国科学院、环境保护部等部门有计划地部署了一些土壤修复研究项目和专题，有力地促进和带动了全国范围的土壤污染控制与修复科学技术的研究与发展工作。期间，以土壤修复为主题的国内一系列学术性活动也为中国污染土壤修复技术的研究和发展起到了很好的引领性和推动性作用。土壤修复理论与技术已成为土壤科学、环境科学以及地表过程研究的新内容。土壤修复学已经成为一门新兴的环境科学分支学科，修复土壤学也将发展成为一门新兴的土壤科学分支学科。

1、发展综合型的土壤修复技术。单一的修复技术已不能满足当前对于土壤污染治理的需求，今后的研究方向应该是多种技术的有机结合。例如植物-微生物的联合修复、综合氧化还原法、冲淋法和反应墙技术的新型原位复合修复技术，植物修复与物理化学修复相结合等等。

2、充分考虑生态效益。在考虑经济效益的同时应当充分考虑生态效益。因此，在今后的修复技术中，生物修复，特别是植物修复技术会成为主流。

3、着力于改进现有的较为先进的技术。对于植物修复，可以通过寻找、筛选、驯化更多更好的重金属富集植物。或者利用基因工程技术，将超富集植物的耐性基因移植到生物量大、生长迅速的植物中，使植物修复走向产业化。对于微生物修复，可以通过基因重组，开发出抗逆性强、分解能力强的基因工程菌。[3]

4、重视理论研究。加大对特别是生物修复技术的机理研究，例如深入研究植物-微生物相互作用的机理 或是弄清植物的耐受性基因和富集重金属的原理。有助于开发新的植物品种，提高植物修复系统的效率。在引入超富集植物之前，还要充分论证其是否会造成生物入侵等负面影响，不能等到已经造成严重后果才发觉。

5、在实践中不断尝试。理论的研究终归是要投入实践。生物修复对于环境的要求，如土壤性质、温度、pH、营养条件等是比较严格的。这些需要我们在实践过程中不断调整，最终找到一个最佳的条件。对于超富集植物。在适当的时候采收，并采取合理的处理处置方式。不仅可以避免二次污染，而且可以提高经济效益。因此，正确处置、利用收割后的植物，是植物修复技术产业化的关键，可以作为今后的一个研究方向。

二、重金属污染土壤怎么处理？国内有比较好的技术吗？

重金属污染土壤修复

针对我国有色金属行业重金属污染问题，凯天重金属在冶炼废渣堆场、尾矿废弃地、重金属污染土壤修复技术等方面的研究和技术应用取得了良好的进展。公司已经申请了三项土壤修复国家发明专利。

土壤修复技术—化学固定+生物质改性耦合修复技术

受污染土壤

筛分

固定

混合

解毒土壤回填

再利用

输送

 该技术适合铅、锌、砷等重金属污染土壤及复合污染土壤修复，对于重度污染土壤，经修复后可以保证重金属浸出毒性指标低于《危险废物鉴别标准

浸出毒性鉴别》（GB 5085.3-2007）中相关指标的限值；对于中度污染土壤，经修复后土壤重金属生物有效态含量明显降低，可保证种植农作物谷物籽粒饲料卫生标准（GB13078-2001），轻度污染土壤经修复后种植农作物收获籽粒的满足《食品中污染物限量》（GB2762-2012）的要求。

技术创新性：

①将重金属化学固定解毒与土壤生物质改良技术有机结合，克服化学固定修复法对土壤性质破坏的难题。

②污染土壤重金属固定的同时，通过生物改性，改善土壤理化性质和生物学性质，有利于恢复土壤生产力。

③多种化学固定剂与生物质联合使用，强化重金属的稳定固化过程，实现重金属的长期稳定固化。

④针对土壤重金属复合污染问题，分别加入不同的固化剂，使多种重金属同时钝化稳定，解决了重金属复合污染问题。

三、宅基地被原油污染怎么办

(一)土壤石油污染治理

2O世纪8O年代以前．治理石油烃污染土壤还仅限于物理和化学方法,即热处理和化学浸出法.热处理法是通过焚烧或煅烧,可净化土壤中大部分有机污染物.但同时亦破坏土壤结构和组分,且价格昂贵而很难实施.化学浸出和水洗也可以获得较好的除油效果.但所用的化学试剂的二次污染问题限制了其应用.早在2O世纪7O年代.为了解决输油管线和储油罐发生故障漏油和溢油时土壤被石油污染的问题,美国埃索研究和工程公司就已经开始寻找清洁的生物解决方法,并且其实验室研究找到一种有效的“细菌播种法 ,开了生物修复石油污染土壤先河.上世纪8O年代以来,污染土壤的生物修复技术越来越引起人们的关注．生物修复技术也取得了很大进步,正在逐渐成熟.

生物修复是利用生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物的浓度,使污染土壤恢复到健康状态的过程.目前,治理石油烃类污染土壤的生物修复技术主要有两类：一类是微生物修复技术,按修复的地点又可分为原位生物修复和异位生物修复；另一类是植物修复法.

1．微生物修复技术

(1)原位生物修复技术

原位处理方法是将受污染土壤在原地处理.处理期间．土壤基本不被搅动,最常见的就地处理方式是土壤的水饱和区进行生物降解.除了要加人营养盐,氧源(多为H202)外：还需引入微生物以提高生物降解的能力.有时,在污染区挖一组井．并直接注入适当的溶液,这样就可以把水中的微生物引入到土壤中.地下水经过一些处理后,可以恢复和再循环使用,在地下水循环使用前,还可以／JnA+壤改良剂.

污染土壤经过处理,所有多环芳烃的降解都很明显,但是．三环和多环芳烃的降解率一般明显低于60％.因为就地处理对温度较敏感.所以只能在气温大于8℃的月份进行.在一定的时间内.原位处理不可能有效地去除大多数多环芳烃,而且这种方法因受温度和土壤类型的影响而具有一定的局限性.

(2)异位生物修复技术

异位生物修复主要包括现场处理法、预制床法、堆制处理法、生物反应器和厌氧生物处理法.

a．现场处理法

近年来国外石油烃污染生物处理的研究很多,其中土壤耕作处理是现场处理土壤污染常用的方法.被污染的废物施在土壤上.通过施肥、灌溉和加石灰等管理措施,保持氧气、水分和pH的最合适值,并进行耕作以改善土壤的通气状况,确保在污染废物和下面土层中污染物的降解.降解过程所用的微生物多为土著微生物.但是要提高效果还需要引入驯化的微生物.

b．预制床法

现场处理中土壤耕作处理最大的缺陷是污染物可能从处理区迁移.预制床的设计可以使污染物的迁移量减至最小,因为它具有滤液收集和控制排放系统.预制床的底面为渗透性低的物质,如高密度的聚乙烯或粘土.将污染土壤转移到预制床上,通过施肥、灌溉,调节pH,有时还加入微生物和表面活性剂,使其最适合污染物的降解.与同一区域的原位处理技术相比,预制床处理对三环和三环以上的多环芳烃的降解率明显提高.

c．堆制处理法

土壤的堆制处理就是将受污染的土壤从污染地区挖掘起来,防止污染物向地下水或更大的地域扩散．运输到一个经过处理的地点(布置防止渗漏底,通风管道等)堆放,形成上升的斜坡,并进行生物处理.堆制法是生物修复技术中的一种新型替代技术.堆制处理过程对污染土壤中的多环芳烃降解,多环芳烃的降解随着苯环数的增加而降低.当多环芳烃的初始浓度提高约5O倍时,除荧、蒽外,其他多环芳烃的降解随着污染浓度的提高而降低.

d．生物反应器法

生物反应器法是将污染土壤置于一专门的反应器中处理.生物反应器一般建在现场或特定的处理区.通常为卧鼓形和升降机形,有间隙式和连续式两种.因为反应器可使土壤与微生物及其他添加物如营养盐,表面活性剂等彻底混合,能很好的控制降解条件,因而处理速度快,效果好.生物反应器处理的过程为：先挖出土壤与水混合为泥浆,然后转入反应器.为了提高降解速率,常在反应器先前处理的土壤中分离出已被驯化的微生物,并将其加入到准备处理的土壤中．

e．厌氧生物修复法

修复受石油烃污染土壤的研究已开发了生物堆层、堆肥及土壤泥浆反应器等好氧修复工艺,但分离获得某些降解菌时.一些降解菌伴有产生高生态风险的产物.最近的研究表明以厌氧还原脱氯为特征的厌氧微生物修复技术有很大的潜力.

(2)植物修复技术

目前,对土壤有机污染的生物修复研究较多,但是,多集中在微生物作用上.事实上,植物对污染物的去除起着直接和间接的重要作用.植物生物修复是利用植物体内对某些污染物的积累、植物代谢过程对某些污染物的转化和矿化,植物根圈与根茎的共生关系增加微生物的活性的特点.加速土壤污染物降解速度的过程.

植物修复的方式包括植物提取、植物降解和植物稳定化三种.植物提取是指利用植物吸收积累污染物,待收获后才进行处理.收获可以进行热处理,微生物处理和化学处理.植物降解是利用植物及相关微生物区系将污染物转化为无毒物质.植物稳定化是指植物在同土壤的共同作用下．将污染物固定,以减少其对生物与环境的危害.植物根际使土壤环境发生变化,起到了改善和调节作用,从而有利于污染物的降解.因此通过选择适当植物和调控土壤条件等手段．可以实现污染土壤的快速修复.

植物生物修复是一项利用太阳能动力的处理系统．具有处理费用低,减少场地破坏等优点而受到普遍重视.据美国实践,种植管理的费用在每公顷200～1000美元之间．即每年每立方米的处理费为0．02～1．00美元．比物理化学处理的费用低几个数量级.

(二)水体石油污染治理

水体石油污染和土壤治理不同,水具有流动性,不及时处理会使污染范围以很快的速度不断扩大.因此．水体石油污染首先是控制污染然后再对污染水进行处理.

(1)海洋、江河、湖泊水体治理

水体石油污染治理对海洋、江河、湖泊石油污染治理,目前仅限于化学破乳、氧化处理方法进行分解处理和机械物理的方法进行净化吸附.清除海洋、江河、湖泊石油污染是非常困难的.防止油水合二为一的唯一选择是喷洒清除剂,因为只有化学药剂才能使原油加速分解,形成能消散于水中的微小球状物.清除水面石油污染还有一些物理方法,如用抽吸机吸油,用水栅和撤沫器刮油,用油缆阻挡石油扩散.英国有一位农场主发明了一种用机编禾草排治理石油污染的方法,不仅能防止石油在海中扩散,而且能吸收比自身质量多15倍的石油,可防止油轮流出的石油污染水岸,禾草中又以大麦秸秆治污最为有效.1992年,一艘油轮在舍德兰群岛附近失事后,在海上放置了22千米长的禾草排,从而保护了海滨浴场和渔场不致遭受污染.而俄罗斯莫斯科精细化工科学院的教授奥列格．乔姆金研制出了用农作物废料清除石油污染的全新方法.演示实验中,乔姆金在一盆水中挤了几滴重油,水盆中顿时漂起了一层薄薄的油花.紧接着乔姆金向水盆中撒人了一小撮稻米壳,几分钟后水盆中的油迹开始减少,二小时后水盆中的油迹完全消失了.

而对收集上来的污水以及石油工厂排出来的石油污水采用生物处理法.生物处理法也称生化处理法.生物处理法是处理废水中应用最久、最广和相当有效的一种方法.它是利用自然界存在的各种微生物,将废水中有机物进行降解,达到废水净化的目的.

(2)地下水体治理 天猫美国普卫欣提示：雾霾天气出行记得做好防护。

对地下水石油污染治理,采用水动力学方法,通过抽水井或注水井控制流场,可以防止石油和石油化工产品污染的进一步扩大,同时对抽取出来的受污染的地下水进行处理.

近年来.臭氧氧化技术对石油污染的地下水处理取得了很大进展.经臭氧氧化反应后,水体中有机物种类增加,经过一定时间接触氧化反应后,苯系物和稠环芳烃类在水中的相对含量有较大幅度下降,但酯、醛、酮类和烷烃类在水中的相对含量却大幅上升.一般认为,水中芳香烃物质危害性较大,多具有较大的毒性和致癌性,而烷烃、酯类和其他低分子物质的危害性小得多.由上我们可以看出．臭氧氧化法是把危害性大的污染物转化为危害小的污染物．污染水体没有得到根本治理,因此臭氧氧化法与吹脱、活性炭吸附、生物氧化等处理方法配合使用,才能得到良好的处理效果.

(三)空气石油污染治理

石油对空气的污染仅限于其所含的具有挥发性的物质以及轻质石油产品了,而不像对于土壤和水体,石油中的粘稠胶体可以在这两者中成片成块的形成时间很长的污染.虽然如此,石油产品对空气的污染是非常严重的,对空气相对于水体更具有流动和扩散性,治理更加困难.到目前为止,对于石油产品对空气污染还没有一种很好的治理方法,局限于采用控制油气排放等措施,如制定汽车尾气排放标准等．而具体的污染治理方法还有待于人类进行探讨和研究.