生物修复技术在环境污染修复中应用

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1、生物修复技术在环境污染修复中应用【摘要】空气、土壤以及水体中有毒有害化学物质的污染加重是现阶段许多工业化国家面临的主要环境问题。随着污染的加重，寻找一种高效、经济且对环境扰动小的治理方法逐渐成为人们关注的焦点，近年来生物修复技术作为一种环境友好替代技术发展迅速。生物修复即利用微生物降解环境中有毒有害物质或者减少污染物浓度的一种修复方法。随着生物技术的不断发展，各国广泛开展生物修复技术治理污染环境的试验研究，并且应用于污染土壤、地下水、地表水的修复中。【关键词】生物修复；金属污染；石油污染；污染治理随着人口的迅猛增长、工

2、农业生产的迅速发展，人类对化学品的依赖程度不断提高，化学品在生产、储存、运输、装卸和处置的过程中都会有大量有毒有害物质释放到空气、土壤和水体中，使得土壤、水体及空气中有毒有害化学物质的污染加重，这已经成为世界各国面临的主要环境问题。寻找一种高效、经济、持久且对环境扰动小的治理方法成为目前关注的焦点。在二十世纪50年代末和60年代初，在Cornell大学任教的Martin.Alexander与他的学生展开了农药在土壤中可降解性的研究，为后来生物技术在环境保护中的应用打下了基础［1］o但人类利用生物修复技术处理现场仅有30

3、年的历史，首次记录实际使用生物修复是在1972年，于美国宾夕法尼亚洲的Ambler清除管线泄漏的汽油［2］。最初生物修复的应用范围仅限于试验阶段，直到1989年，埃克逊油轮在阿拉斯加泄油事件为生物修复技术的大规模应用提供了机会，同时生物修复技术也得到了广泛认可。1991年，第一届原位生物修复国际研讨会在美国的圣地亚哥举行，各国学者在会上对生物修复工作中的经验进行了交流和总结，进一步促进了生物修复技术的推广和应用［3］。2002年10月Science专门刊登环境微生物技术的研究特辑［4］。可以预料，生物修复将是21世纪初

4、环境生物技术的主攻方向之一。1.生物修复技术的概念生物修复(bioremediation),是指利用生物的生命代谢活动减小存在于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全恢复到原初状态的过程。生物修复方法是利用土著的、引入的微生物的代谢作用进行消除或富积有毒有害物质的生物学过程。应用环境生物修复技术处理污染物时，最终产物大都是无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水、氮气等，而且这种处理方法能一步到位，避免了污染物的多次转移。总体而言，生物修复技术是一类低耗、高效和环境安全的环境生物技术。大体

5、上，可以将生物修复分为原位生物修复和异位生物修复。原位生物修复（就地生物修复）即污染土壤或水体不经过搬运或运输，而是通过投加微生物、营养盐、电子受体等方法进行原位生物降解。异位生物修复即利用物理化学方法将受污染物质搬离原地进行集中生物降解，通常对于污染严重的土壤与水体多采用该技术。1.生物修复技术的研究与应用2.1生物修复技术在金属污染中的应用随着电镀、制革、印染、化工等工业的发展，重金属的使用越来越广泛，伴随而来的重金属污染的问题也日趋严重。环境中的痕量重金属如铅、钻、镉等可通过食物链最终在生物体内累积，对人的神经系

6、统、肝脏、骨骼具有毒害作用，甚至产生三致（致癌、致畸、致突变）作用，极大地危害了人类健康；而礫不仅被认为是致癌物质，还会通过基因遗传影响后代。因此，有效地去除重金属污染也成为当前一个十分迫切的任务。传统的处理重金属的物理化学方法很多，如化学沉淀法、离子交换法、电解法、反渗透法、萃取法、活性炭吸附法、膜分离法等[5-6]o它们各有优点，但不同程度地存在着投资大、能耗高、操作困难、易产生二次污染等缺点，特别是在处理低含量重金属污染时，其操作费用和原材料成本相对过高。随着生物技术的发展，20世纪80年代人们逐渐将低含量重金属

7、污染治理的研究重点转向了生物修复技术。重金属污染土壤生物修复技术，是利用生物作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属毒性，该技术主要通过2种途径来达到净化作用。①通过生物作用改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性；②通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。生物修复技术主要包括微生物修复和植物修复2种类型。微生物法去除环境中的重金属主要是利用微生物改变金属原子、金属离子的形态使其沉淀，以达到去除有毒重金属的目的；或者利用微生物改变金属离子的价态使金属溶于液

8、体中，从而易于从土壤中滤除。此外，还发现海藻、酵母菌等对金属具有较强的生物吸附能力°Hap等［7］发现从工业废水中分离出的Enterobactercloacae,Klebsiellaspp.微生物可以适应环境中高浓度的镉、铅、辂，而且细胞繁殖过程中对镉的去除率达63%〜70%。Donmez和Aksu［8］分离出的Candidasp