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土壤生物修復(fù)技術(shù),包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)、生物聯(lián)合修復(fù)等技術(shù),在進(jìn)入21 世紀(jì)后得到了快速發(fā)展,成為綠色環(huán)境修復(fù)技術(shù)之一。
一、植物修復(fù)技術(shù)
利用植物資源與凈化功能的植物修復(fù)技術(shù)迅速發(fā)展。植物修復(fù)技術(shù)包括利用植物超積累或積累性功能的植物吸取修復(fù) 、利用植物根系控制污染擴(kuò)散和恢復(fù)生態(tài)功能的植物穩(wěn)定修復(fù) 、利用植物代謝功能的植物降解修復(fù) 、利用植物轉(zhuǎn)化功能的植物揮發(fā)修復(fù)、利用植物根系吸附的植物過(guò)濾修復(fù)等技術(shù);可被植物修復(fù)的污染物有重金屬、農(nóng)藥、石油和持久性有機(jī)污染物、炸藥、放射性核素等。其中,重金屬污染土壤的植物吸取修復(fù)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛研究,已經(jīng)應(yīng)用于砷、鎘、銅、鋅、鎳、鉛等重金屬以及與多環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤的修復(fù),并發(fā)展出包括絡(luò)合誘導(dǎo)強(qiáng)化修復(fù)、不同植物套作聯(lián)合修復(fù)、修復(fù)后植物處理處置的成套集成技術(shù)。這種技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵在于篩選具有高產(chǎn)和高去污能力的植物,摸清植物對(duì)土壤條件和生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性。近年來(lái),中國(guó)在重金屬污染農(nóng)田土壤的植物吸取修復(fù)技術(shù)應(yīng)用方面在一定程度上開(kāi)始引領(lǐng)國(guó)際前沿研究方向。但是,雖然開(kāi)展了利用苜蓿、黑麥草等植物修復(fù)多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和石油烴的研究工作,但是有機(jī)污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)的田間研究還很少,對(duì)炸藥、放射性核素污染土壤的植物修復(fù)研究則更少。
植物修復(fù)技術(shù)不僅應(yīng)用于農(nóng)田土壤中污染物的去除,而且同時(shí)應(yīng)用于人工濕地建設(shè)、填埋場(chǎng)表層覆蓋與生態(tài)恢復(fù)、生物棲身地重建等。近年來(lái),植物穩(wěn)定修復(fù)技術(shù)被認(rèn)為是一種更易接受、大范圍應(yīng)用、并利于礦區(qū)邊際土壤生態(tài)恢復(fù)的植物技術(shù),也被視為一種植物固碳技術(shù)和生物質(zhì)能源生產(chǎn)技術(shù);為尋找多污染物復(fù)合或混合污染土壤的凈化方案,分子生物學(xué)和基因工程技術(shù)應(yīng)用于發(fā)展植物雜交修復(fù)技術(shù);利用植物的根圈阻隔作用和作物低積累作用[15],發(fā)展能降低農(nóng)田土壤污染的食物鏈風(fēng)險(xiǎn)的植物修復(fù)技術(shù)正在研究。
二、微生物修復(fù)技術(shù)
微生物能以有機(jī)污染物為唯一碳源和能源或者與其他有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行共代謝而降解有機(jī)污染物。利用微生物降解作用發(fā)展的微生物修復(fù)技術(shù)是農(nóng)田土壤污染修復(fù)中常見(jiàn)的一種修復(fù)技術(shù)。這種生物修復(fù)技術(shù)已在農(nóng)藥或石油污染土壤中得到應(yīng)用。在中國(guó),已構(gòu)建了農(nóng)藥高效降解菌篩選技術(shù)、微生物修復(fù)劑制備技術(shù)和農(nóng)藥殘留微生物降解田間應(yīng)用技術(shù);也篩選了大量的石油烴降解菌,復(fù)配了多種微生物修復(fù)菌劑,研制了生物修復(fù)預(yù)制床和生物泥漿反應(yīng)器,提出了生物修復(fù)模式。近年來(lái),開(kāi)展了有機(jī)胂和持久性有機(jī)污染物如多氯聯(lián)苯和多環(huán)芳烴污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)工作。分離到能將PAHs 作為唯一碳源的微生物如假單胞菌屬、黃桿菌屬等,以及可以通過(guò)共代謝方式對(duì)4 環(huán)以上PAHs 加以降解的如白腐菌等。建立了菌根真菌強(qiáng)化紫花苜蓿根際修復(fù)多環(huán)芳烴的技術(shù)和污染農(nóng)田土壤的固氮植物2根瘤菌2菌根真菌聯(lián)合生物修復(fù)技術(shù)??傮w上,微生物修復(fù)研究工作主要體現(xiàn)在篩選和馴化特異性高效降解微生物菌株,提高功能微生物在土壤中的活性、壽命和安全性,修復(fù)過(guò)程參數(shù)的優(yōu)化和養(yǎng)分、溫度、濕度等關(guān)鍵因子的調(diào)控等方面。微生物固定化技術(shù)因能保障功能微生物在農(nóng)田土壤條件下種群與數(shù)量的穩(wěn)定性和顯著提高修復(fù)效率而受到青睞。通過(guò)添加菌劑和優(yōu)化作用條件發(fā)展起來(lái)的場(chǎng)地污染土壤原位、異位微生物修復(fù)技術(shù)有:生物堆漚技術(shù)、生物預(yù)制床技術(shù)、生物通風(fēng)技術(shù)和生物耕作技術(shù)等。運(yùn)用連續(xù)式或非連續(xù)式生物反應(yīng)器、添加生物表面活性劑和優(yōu)化環(huán)境條件等可提高微生物修復(fù)過(guò)程的可控性和高效性。目前,正在發(fā)展微生物修復(fù)與其他現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)工程的嫁接和移植技術(shù),以及針對(duì)性強(qiáng)、高效快捷、成本低廉的微生物修復(fù)設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)微生物修復(fù)技術(shù)的工程化應(yīng)用。
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