土壤污染治理中生物修复技术的运用初探

冯 雯，邸文瑞

（浙江环龙环境保护有限公司，浙江 杭州 310012）

在生态环境中，土壤要素不容忽视，土壤在自然资源中也占据着重要地位，其质量深刻影响着区域的生态环境及公众健康。土壤污染问题及其隐蔽性、长期性等显著特点，已成为社会大众关注的焦点话题之一。目前，在产业结构不断升级和调整的过程中，诸多污染企业虽已搬离城区，但是遗留在城市区域的工业污染场地，给周边环境和居民健康造成了巨大威胁。为确保土壤污染问题的顺利解决，相关部门应加强对生物修复技术的合理应用。生物修复技术可以有效控制土壤中的污染物浓度及毒性，避免污染物危害人类及生态系统的健康。此外，土壤污染生物修复技术的成本较为低廉，能够带来理想的使用效益，因此具有良好的适用性。

1 土壤污染现状和土壤污染物种类

1.1 土壤污染现状

随着城市化及工业化进程的不断加快，各类工程建设的规模与数量不断增大，产生的废弃物不断增多，不仅造成严重的土地环境污染问题，也消耗了大量的土地资源。与此同时，人们生活水平的迅速提升，使得机动车数量不断增多，汽车尾气排放量增速较快，对于人们的生活环境影响较大，其中，汽车尾气中的重金属元素[1]，在降雨、吸附等因素的作用下，迅速进入土壤，并严重破坏土壤性质。此外，各种矿产开发、石油化工企业的污染排放，严重影响了土壤的生态平衡，加剧了土壤的污染程度。总之，石化生产、农药化肥过量使用等是土壤污染的重要影响因素，目前，土壤污染不仅影响农业生态的可持续发展，也对人们的身体健康造成不利影响[2]，所以加强土壤污染治理至关重要。

1.2 土壤污染物种类

土壤污染物类型主要有有机物污染、重金属污染等。有机物污染的主要原因是化学农药的不合理使用。在有机物污染中，比较常见的污染物有氯化物、有机磷等，在工业生产过程中，氨基甲酸酯类、苯氧羧酸类废弃物等，都会造成土壤的有机物污染；在重金属污染方面，常见的污染元素有汞、锡、锌等，其危害性较大，治理难度较高。重金属元素主要通过农田灌溉、粉尘、工业废水等方式进入土壤，从而严重破坏土壤健康。尤其是以大气裂变或原子研究的排放物为主要来源的放射性元素污染，一旦进入人体，会对人们的身体健康造成严重危害。

2 土壤污染治理中生物修复技术的运用

2.1 植物修复技术

许多植物忍耐和富集化学物质的特点显著，合理运用绿色植物的生理或生长特性，可以有效转移或转化土壤中的污染物，实现土壤净化目标。植物修复技术占地面积小且成本低廉，应用价值显著。但是植物修复的对象范围较小，修复周期也比较漫长，对修复植物的最终处置也存在较多问题，容易造成对环境的二次污染。目前，在使用植物修复重金属污染土壤的过程中，植物提取、植物挥发、植物固定、植物过滤等方式比较常见。（1）植物提取。植物的富集能力较强，可以有效吸取污染物，技术人员通过人工方式或机械方式获取植物的地上部分，可以实现对土壤污染物的去除。（2）植物挥发。利用植物根系分泌的特殊物质，吸收土壤中的污染物，然后使吸入植物体内的污染物转化成可挥发态物质，从而去除土壤中的污染物。（3）植物固定。绿色植物具有吸收污染物的功效，利用特殊植物对有害物质进行吸收、螯合、沉淀、分解、氧化还原等多种过程，以降低其生物有效性及迁移性，可以减少污染物对生物和环境的危害。（4）植物过滤。植物的根系吸收、吸附作用显著，可以迅速过滤土壤中的重金属元素。修复植物的筛选对生物修复效果有深远影响，目前，乔木、灌木、草类等修复植物比较常见，特别是生长速度快、根系深的植物，修复效果良好。修复不同类型的重金属污染土壤时，芥菜、龙葵、蜈蚣草等超富集植物较为适用。

2.2 动物修复技术

某些可以直接吸收和转化土壤的动物，能够不断提高土壤肥力，发挥其对微生物和植物生长的促进作用，以此不断提高污染土壤的修复效果。如蚯蚓可以不断优化土壤的通气性能，从而进一步强化土壤自身的恢复能力，不断优化土壤生态结构，且成本低廉。需要注意的是，动物修复技术的局限性明显，所以有关研究比较少，其主要在修复富营养化的水体等方面应用较多。

2.3 联合修复技术

该技术是修复和改良土壤的重要方式之一，可以使各种技术形成合力，共同致力于修复效果的提升。联合修复技术主要包括化学－植物等的联合修复，一些学者通过多种技术的联合应用，对铜污染土壤进行修复，效果显著。如研究人员借助板蓝根药渣等原材料来制备生物炭，然后与饭麦石相互结合作用，可以不断提高重金属铜、铬污染土壤的修复水平，联合修复可以有效去除土壤中可提取态的铜、镉等离子。其次，生物炭负载纳米零价铁的复合材料，适用于去除多种重金属离子，这是单纯生物炭材料不可比拟的，其与铬和铜的亲和力及反应性较强，可以推动铜和铬去除效率的提升。以水泥为主的固化剂，如果单独使用水泥固化的浸出毒性，不符合排放标准限值，在添加生物炭协同固化处理后，可以使浸出浓度与标准限值相符。因此，联合修复技术可以有效弥补单一修复技术的薄弱点、空白点，确保修复效果的稳步提升。目前，不同材料、植物吸附联合微生物钝化修复等，仍然处于研究过程中，且关于联合修复后土体强度的研究比较少，所以研究人员应强化对其他联合修复技术的研究力度，如固化/稳定－化学钝化联合修复技术，可以确保处理高浓度污染下固化体的重金属浸出浓度的达标性，并提升固化率，弥补单一固化/稳定技术存在的不足。

2.4 微生物修复技术

微生物修复费用较低，而且处理效果良好，不易产生环境污染，也不易对植物生长造成影响，其在污染土壤修复方面有较高应用价值，现实意义突出，微生物修复效果的影响因素和提高微生物降解效率的方法是目前的研究热点，可以有效指导微生物修复技术的应用。土壤污染的生物修复过程具有高度复杂性，且周期较长，诸多降解机理和过程的明确性仍然有待考证，研究人员应对技术成本和时间成本进行深入分析，确保修复技术与污染地块的契合度，从而有效修复和治理土壤污染问题，协调好人与自然环境的和谐关系。

2.5 异位生物修复技术

异位生物修复主要是指及时搬运和输送污染的土壤，如土地耕作法和堆肥法等，其中土地耕作法费用较低，适用性良好，但是如果土地资源较为紧张，则其限制性较强，也会促使挥发性有机物进入大气中，从而造成空气污染[3]，且降解难度较高的物质在不断积累过程中，会大大增加土壤毒性；堆肥法适用于处理含高浓度不稳定固体有机复合物的土壤，其处理时间较短，其中厌氧处理适合应用于三硝基甲苯污染等好氧处理欠佳的污染土壤。

3 土壤污染治理中生物修复技术的运用要点

3.1 合理选择降解微生物

生物修复技术可以有效利用污染物与生物之间的相互反应，从而有效去除污染物。所以在生物修复技术实际应用过程中，可以重点提升微生物的降解效果，从而提升土壤整体修复效果。技术人员在选择微生物时，应充分考虑土壤污染类型、污染程度等[4]，合理选择降解菌。

3.2 科学选择降解植物

由于植物降解过程具有一定的滞后性，并且污染程度与植物的吸收效果成反比，也就是污染程度越高，越不易提高植物的吸收效果，甚至会加剧植物死亡的几率。因此，技术人员应从土壤污染情况出发，为选择降解植物提供合理依据，必要时可结合施浇营养盐等方式，改善植物生长环境，保证植物生长效果。此外，多种植物应相互搭配，将土壤改善的时间控制在合理范围内，同时隔断污染源，以免对治理效果造成影响。

3.3 遵循绿色环保原则

提升土壤污染治理水平，应贯彻落实绿色环保原则，最大程度地避免二次污染。随着科技水平的不断提升，生物修复技术可以有效提高土壤污染治理的应用效果[5]，但是在实际应用中，经常出现因防范措施落实力度不足，而产生二次污染的问题，所以技术人员在制定生物修复技术方案时，应贯彻落实绿色环保原则，做到防患于未然。

3.4 筛选高效的降解菌

使用生物修复技术，技术人员应合理利用微生物和土壤中的有害物质，筛选出适宜的降解菌，不断提高生物修复效果。同时，对于技术人员来说，所选微生物应确保其具有良好的污染物适应性。技术人员应基于土壤污染程度进行分析[6]，从土壤污染的实际情况出发，为降解菌的选择提供合理依据。比如面对有机氯农药污染，技术人员应加强芽孢杆菌等的应用，而链霉菌属等适用于五氯硝基苯污染。

4 土壤生物修复技术的应用前景

4.1 农田土壤的生物修复

我国人均耕地占有率不高，且因为受到工业污染源排放及农药、化肥使用频率较高的影响，农田污染问题严重。在农田污染物长期积累过程中，污染物超标现象会愈发严重，严重降低农产品整体质量，在地下水资源污染的共同影响下，大量农用耕地会向荒地进行过渡。如果农田土壤的污染年限较长，污染物积累面积较大，技术人员应对实际情况进行深入分析，通过应用生物修复技术，为土壤的原位修复创造有利条件。

4.2 点源污染土壤的生物修复

工业污染土壤现象比较常见，这在老工业化城区经常发生[7]。点源污染主要发生在大气污染源的下风向地区、污水排放企业的管网泄露等场所；油田等易发点源污染的地区，也应加强快速修复石油污染土壤的生物修复技术的应用。

4.3 难降解有毒有机物及环境积累污染物的生物修复

土壤中难降解有毒污染物通常积累年限较多，环境持久性污染物的污染问题，已经成为国际社会共同关注的焦点话题之一[8]。在对污染土壤的治理和生态恢复过程中，相关人员应集中整合生物技术与化学、物理相关措施，有效去除污染物。

5 结语

土壤污染修复，技术相对复杂，如果采用单一修复技术，很难有效清除土壤中的污染物，而在土壤生物修复技术不断研究的过程中，相关人员通过充分发挥生物修复技术的应用优势，整合生物修复技术等两种或两种以上的修复技术，可以为降解有机物或重金属污染土壤中的有毒物质创造条件，从而保护耕地等土壤环境，推动可持续发展。