生物修復(fù)技術(shù)在環(huán)境污染修復(fù)中應(yīng)用

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1、生物修復(fù)技術(shù)在環(huán)境污染修復(fù)中應(yīng)用【摘要】空氣、土壤以及水體中有毒有害化學(xué)物質(zhì)的污染加重是現(xiàn)階段許多工業(yè)化國家面臨的主要環(huán)境問題。隨著污染的加重，尋找一種高效、經(jīng)濟且對環(huán)境擾動小的治理方法逐漸成為人們關(guān)注的焦點，近年來生物修復(fù)技術(shù)作為一種環(huán)境友好替代技術(shù)發(fā)展迅速。生物修復(fù)即利用微生物降解環(huán)境中有毒有害物質(zhì)或者減少污染物濃度的一種修復(fù)方法。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，各國廣泛開展生物修復(fù)技術(shù)治理污染環(huán)境的試驗研究，并且應(yīng)用于污染土壤、地下水、地表水的修復(fù)中?！娟P(guān)鍵詞】生物修復(fù)；金屬污染；石油污染；污染治理隨著人口的迅猛增長、工

2、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，人類對化學(xué)品的依賴程度不斷提高，化學(xué)品在生產(chǎn)、儲存、運輸、裝卸和處置的過程中都會有大量有毒有害物質(zhì)釋放到空氣、土壤和水體中，使得土壤、水體及空氣中有毒有害化學(xué)物質(zhì)的污染加重，這已經(jīng)成為世界各國面臨的主要環(huán)境問題。尋找一種高效、經(jīng)濟、持久且對環(huán)境擾動小的治理方法成為目前關(guān)注的焦點。在二十世紀50年代末和60年代初，在Cornell大學(xué)任教的Martin.Alexander與他的學(xué)生展開了農(nóng)藥在土壤中可降解性的研究，為后來生物技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)［1］o但人類利用生物修復(fù)技術(shù)處理現(xiàn)場僅有30

3、年的歷史，首次記錄實際使用生物修復(fù)是在1972年，于美國賓夕法尼亞洲的Ambler清除管線泄漏的汽油［2］。最初生物修復(fù)的應(yīng)用范圍僅限于試驗階段，直到1989年，?？诉d油輪在阿拉斯加泄油事件為生物修復(fù)技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用提供了機會，同時生物修復(fù)技術(shù)也得到了廣泛認可。1991年，第一屆原位生物修復(fù)國際研討會在美國的圣地亞哥舉行，各國學(xué)者在會上對生物修復(fù)工作中的經(jīng)驗進行了交流和總結(jié)，進一步促進了生物修復(fù)技術(shù)的推廣和應(yīng)用［3］。2002年10月Science專門刊登環(huán)境微生物技術(shù)的研究特輯［4］?？梢灶A(yù)料，生物修復(fù)將是21世紀初

4、環(huán)境生物技術(shù)的主攻方向之一。1.生物修復(fù)技術(shù)的概念生物修復(fù)(bioremediation),是指利用生物的生命代謝活動減小存在于環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害化，從而使污染了的環(huán)境能夠部分或完全恢復(fù)到原初狀態(tài)的過程。生物修復(fù)方法是利用土著的、引入的微生物的代謝作用進行消除或富積有毒有害物質(zhì)的生物學(xué)過程。應(yīng)用環(huán)境生物修復(fù)技術(shù)處理污染物時，最終產(chǎn)物大都是無害的、穩(wěn)定的物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮氣等，而且這種處理方法能一步到位，避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移?？傮w而言，生物修復(fù)技術(shù)是一類低耗、高效和環(huán)境安全的環(huán)境生物技術(shù)。大體

5、上，可以將生物修復(fù)分為原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù)。原位生物修復(fù)（就地生物修復(fù)）即污染土壤或水體不經(jīng)過搬運或運輸，而是通過投加微生物、營養(yǎng)鹽、電子受體等方法進行原位生物降解。異位生物修復(fù)即利用物理化學(xué)方法將受污染物質(zhì)搬離原地進行集中生物降解，通常對于污染嚴重的土壤與水體多采用該技術(shù)。1.生物修復(fù)技術(shù)的研究與應(yīng)用2.1生物修復(fù)技術(shù)在金屬污染中的應(yīng)用隨著電鍍、制革、印染、化工等工業(yè)的發(fā)展，重金屬的使用越來越廣泛，伴隨而來的重金屬污染的問題也日趨嚴重。環(huán)境中的痕量重金屬如鉛、鉆、鎘等可通過食物鏈最終在生物體內(nèi)累積，對人的神經(jīng)系

6、統(tǒng)、肝臟、骨骼具有毒害作用，甚至產(chǎn)生三致（致癌、致畸、致突變）作用，極大地危害了人類健康；而礫不僅被認為是致癌物質(zhì)，還會通過基因遺傳影響后代。因此，有效地去除重金屬污染也成為當前一個十分迫切的任務(wù)。傳統(tǒng)的處理重金屬的物理化學(xué)方法很多，如化學(xué)沉淀法、離子交換法、電解法、反滲透法、萃取法、活性炭吸附法、膜分離法等[5-6]o它們各有優(yōu)點，但不同程度地存在著投資大、能耗高、操作困難、易產(chǎn)生二次污染等缺點，特別是在處理低含量重金屬污染時，其操作費用和原材料成本相對過高。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，20世紀80年代人們逐漸將低含量重金屬

7、污染治理的研究重點轉(zhuǎn)向了生物修復(fù)技術(shù)。重金屬污染土壤生物修復(fù)技術(shù)，是利用生物作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬毒性，該技術(shù)主要通過2種途徑來達到凈化作用。①通過生物作用改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài)，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環(huán)境中的移動性和生物可利用性；②通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。生物修復(fù)技術(shù)主要包括微生物修復(fù)和植物修復(fù)2種類型。微生物法去除環(huán)境中的重金屬主要是利用微生物改變金屬原子、金屬離子的形態(tài)使其沉淀，以達到去除有毒重金屬的目的；或者利用微生物改變金屬離子的價態(tài)使金屬溶于液

8、體中，從而易于從土壤中濾除。此外，還發(fā)現(xiàn)海藻、酵母菌等對金屬具有較強的生物吸附能力°Hap等［7］發(fā)現(xiàn)從工業(yè)廢水中分離出的Enterobactercloacae,Klebsiellaspp.微生物可以適應(yīng)環(huán)境中高濃度的鎘、鉛、輅，而且細胞繁殖過程中對鎘的去除率達63%?70%。Donmez和Aksu［8］分離出的Candidasp