污染土壤的微生物修复研究进展
土壤污染严重影响了土壤的生产力，是急需解决的环境问题。本文全面地介绍了土壤修复的微生物筛选与降解研究，以及污染土壤的微生物修复技术及其应用，提出了今后微生物修复研究的工作重点，强调了污染物降解基因的发掘和微生物复合修复技术开发的重要性。
标签：土壤污染微生物筛选微生物修复
1简介
我国土壤污染总体形势不容乐观，局部地区污染严重，目前至少有1300-1600万hm2耕地受到农药污染，约占全国耕地的10%以上，每年因重金属污染的粮食就达到1200万t，造成的直接经济损失超过200亿元人民币[1]。与大气、水体相比，污染物更难在土壤中迁移、扩散和稀释，所以土壤污染的治理尤为重要，土壤的环境修复技术也应运而生。
80年代以前，土壤的环境修复主要侧重于研究物理、化学修复理论与技术，80年代后微生物修复受到高度重视。微生物修复主要利用土壤中的土著微生物或向污染环境补充经驯化的高效微生物，在优化的环境条件下，加速分解污染物，修复被污染的土壤。微生物不仅种类繁多，数量极大，分布广泛，而且具有繁殖迅速，个体微小，比表面积大，对环境适应能力强等特点，因而在土壤的环境修复上具有巨大的发展潜力。
2土壤修复的微生物筛选与降解研究
我国土壤污染类型中，重金属污染和有机物污染所占比重较大。自然界中存在能够对重金属或有机物进行降解的菌种和微生物，这些微生物大多存在于被相应污染物污染的土壤表层。因此，人们一般以污染土壤为对象，从中筛选相应的降解菌。
为了获得高效镉吸附微生物，刘标等[2]从重金属污染土壤中分离筛选出4株耐镉能力较强的细菌菌株2-1、2-2、4-1、7-1，其中菌株4-1的镉吸附效果最好，并研究分析了其他常见重金属离子对菌株4-1生长的影响，结果显示培养液中加入Zn2+、Cu2+对菌株生长无明显影响，但加入100mg/L Pb2+会抑制其生长。李明顺等[3]研究了微生物对锑的代谢机制，一方面微生物能够利用体内的蛋白如ArsB转运蛋白将锑外排，另一方面微生物能够对锑进行氧化，将毒性较强的Sb（Ⅲ）转化为毒性相对较弱的Sb（Ⅴ）。
为了得到高效的石油降解菌，汪杰等[4]以柴油为培养基的唯一碳源，从山东胜利油田、新疆克拉玛依油田和陕西长庆油田3处的石油污染土壤中富集纯化得到3株高效的石油烃降解菌，用这3株菌进行污染土壤的修复试验，污染土壤中石油烃降解半衰期为30d左右，为自然情况下的1/4左右。姜肸等[5]以南海
浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术 土壤是一个开放的缓冲动力学系统，承载着环境中50%～90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用，致使土壤中重金属含量逐年累积，明显高于其背景值，造成生态破坏和环境质量恶化，对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解，可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3]，从而影响产出物的生长、产量和品质，潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析，概述了土壤中重金属的来源，简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展，以期为土壤重金属污染修复提供参考。 1我国土壤重金属污染现状 随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展，一些企业盲目追逐经济利益，轻视环境保护，再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用，我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重，污染面积逐年扩大，危害人类和动物的生命健康。据报道，2008年以来，全国已发生100余起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤环境总状况体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548 万hm2土壤调查结果显示，污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2，其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上，尤
石油污染土壤的微生物修复 一、降解石油烃类化合物的微生物种类 自然界中能够降解石油烃类污染物的微生物种类有数百种，70多属，主要是细菌、真菌和藻类三大类型的生物。 表1 石油烃降解微生物种属 细菌真菌藻类 无色杆菌属枝顶孢属双眉藻属 不动杆菌属曲霉属鱼腥藻属 芽孢杆菌属金色担子菌数小球藻属 色杆菌属假丝酵母属衣藻属 诺卡氏菌属镰刀霉属念珠藻属 放线菌属青霉菌属紫球藻属 ……… 按照分子生物学和遗传学分类，可将降解石油污染物的微生物分为土著微生物和基因工程菌两大类。 二、产生表面活性剂的微生物 生物表面活性剂是微生物在一定培养条件下产生的一类集亲水基和疏水基于一体、具有表面活性的代谢产物。 分类典型产物 中性脂类甘油单脂、聚多元醇、其他蜡脂 磷脂/脂肪酸磷脂酰乙醇胺 糖脂糖酯、糖醇酯、糖苷 含氨基酸脂类脂氨基酸、脂多肽、脂蛋白 聚合型脂多糖、脂-糖-蛋白复合物 特殊型全胞、膜载体、Fimbriae 生物表面活性剂优点：1较低的表面张力和界面张力；2无毒或低毒，对环境友好；3可生物降解；4极端环境（温度、pH、盐浓度）下具有很好的专一性和选择性；5不致敏、可消化、可作为化妆品和食品的添加剂；6结构多样，可用于特殊领域 三、微生物降解石油的机制
1.微生物吸收疏水性有机物的机理 图1 微生物吸收疏水性有机污染物的4种摄取途径微生物吸收疏水性有机物的模式有4种：1微生物吸收其附近溶解于水相中的烃类；2细胞直接与石油烃接触。这种作用可以通过改变菌毛或细胞表面的疏水性部分的改造进行调控，提高对有机物的吸附；3通过细胞直接与分散在水相中的石油烃的微米或亚微米液滴接触来吸收；4强化吸收模式，即由于细胞产生的表面活性剂或乳化剂使烃的水溶性增强，微生物表面的疏水性更强，使细胞与烃接触。 丝状真菌主要通过菌丝的吸收作用摄取石油烃。 2.微生物细胞膜转运烃机理 微生物对有机化合物的降解作用是由细胞酶引起，整个过程可分为3个步骤。首先化合物在微生物细胞膜表面吸附（动态平衡过程）；其次吸附在细胞膜表面的化合物进入细胞内；最后化合物进入细胞膜内与降解酶结合发生酶促反应（快速过程）。 参与第1个步骤还有表面活性剂。 石油进入细胞方式：非特异性接触，被动运输方式。 3.微生物降解石油的机制 石油类物质+微生物+O 2+营养物质→CO 2 +H 2 O+副产物+微生物细胞生物量 微生物利用石油烃类作为碳源和能源，经过一系列氧化、还原、分解、合成等生化作用，将石油污染物最终矿化为无害的无机物的过程。 途径：烷烃→醇→醛→脂肪酸→β氧化乙酸盐→CO 2+H 2 O+生物量 四、典型石油烃的降解途径
污染土壤微生物修复技术研究进展课程论文 摘要针对2014年4月环境环保部公布的首次全国土壤污染状况调查结果，撰写我国最严重的耕地污染中主要污染物镉、砷、滴滴涕和多环芳烃的微生物修复研究进展。 关键词土壤污染；微生物修复；重金属污染；有机物污染 2005年4月至2013年12月我国开展的首次全国土壤污染状况调查结果显示全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。人类赖以生存的耕地中土壤点位超标率高达19.4%，迫在眉睫的主要污染物为镉、砷、滴滴涕和多环芳烃[1]。 微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群，在适宜环境条件下，促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术，它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和生力军[2]。由于我国土壤调查结果显示在农田耕地中重金属污染物镉、镍、砷、有机污染物滴滴涕和多环芳烃超标最严重，对这些污染物的治理已经迫在眉睫。所以，本文重点阐述针对这5种污染物的微生物修复技术研究进展。 1、重金属污染土壤微生物修复研究进展 土壤微生物种类繁多、数量庞大，是土壤的活性有机胶体，比表面大、带电荷和代谢活动旺盛，在重金属污染物的土壤生物地球化学循环过程中起到了积极作用。微生物可以对土壤中重金属进行固定、移动或转化，改变它们在土壤中的环境化学行为，可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性，从而达到生物修复的目的[3]。因此，重金属污染土壤的微生物修复原理主要包括生物富集 (如生物积累、吸附作用)、生物转化(如生物氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解)、生物固定（如与S2-的共沉淀）、生物滤除（如细菌的淋滤作用）等作用方式。 1.1镉污染 将具有重金属吸附能力的天然蛋白或人工合成肽展示在微生物细胞表面,可以提高微生物对重金属的吸附能力。Kuro da等[4]改造了微生物表面蛋白使得当酵母金属硫蛋白( YMT )串联体在酵母表面展示表达后,4 聚体对重金属吸附能力提高5.9 倍, 8 聚
土壤有机污染修复技术研究现状与展望 摘要：本文结合近年来国内外土壤修复技术研究现状，概括介绍了土壤修复技术的类型及其影响因素，讨论了它们在实际应用中所存在的问题并提出解决思路；着重介绍了土壤有机污染的修复技术，探讨其发展前景，并提出了研究方向。 关键词：土壤；有机污染；生物修复 第一章前言 近年来,随着工农业生产污染和人类活动强度增加,土壤污染面积不断扩大,污染程度不断加深。其中有机污染物是土壤中普通存在的主要污染物之一，可通过化肥及农药的大量施用、污水灌溉、大气沉降、有毒有害危险废物的事故性泄露等多种途径进人土壤系统，造成土壤严重污染和地表水及地下水次生污染，已引起各国政府及环境学界的广泛关注[1]。例如多氯有机物DDT带来的环境污染[2];农用污泥造成土壤的多环芳烃(PAHs)污染[3];农用地膜导致土壤的邻苯二甲酸酯(PAEs)污染[4]等。因此,土壤有机污染的清洁与安全利用成为了一个亟待解决的问题。目前,修复有机污染土壤环境的技术主要有物理修复、化学修复、电化学修复、生物修复技术等[5]。 第二章土壤有机污染修复技术类型与方法 2.1生物修复方法 2.1.1生物修复技术的概念 生物修复是一项清洁环境的低投资、高效益、便于应用、发展潜力较大的新兴技术。Hamer[6]将生物修复的概念定义为:“利用特定的生物(植物、微生物或原生动物)吸收、转化、清除或降解环境污染物，实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。”生物修复包括两方面内容:(1)利用具有特殊生理生化功能的植物或特异微生物在原位修复污染场所(土壤或水体);(2)应用生物处理或生物循环过程，通过精心设计与合理应用阻断或减少污染源向环境的直接排放，将过去曾受到污染的场所通过生物过程得以恢复，或清除新近排放的污染物。 土壤的治理技术按处理种类分物理治理方法、化学治理方法、微生物治理方法及植物治理方法等。其中生物修复主要指后两种。环境污染物的生物处理、修复技术大致可分成3类[7]:(1)植物对污染物修复;(2)微生物对污染物修复;(3)植物-微生物的联合修复。按处理空间可分为原位生物修复(In-situ bioremediation)和异位生物修复(Ex-situ bioremediation)2种。原位生物修复是指对受污染的介质(土壤、水体)不作搬运或输送,而在原位污染地进行的生物修复处理,修复过程主要依赖于被污染地自身微生物的自然降解能力和人为创造的合适降解条件;异位生物修复是指将被污染介质(土壤、水体)搬运和输送到它处进行生物修复处理。 2.1.2植物修复技术
土壤修复技术及优缺点 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
土壤是植物生长繁育的自然基地，是农业的基本生产资料，是人类赖以生存的极其重要的自然资源。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。土壤中有害重金属积累到一定程度，不仅会导致土壤退化，农作物产量和品质下降，而且还可以通过径流、淋失作用污染地表水和地下水，恶化水文环境，并可能直接毒害植物或通过食物链途径危害人体健康。 不同污染类型的土壤污染，其具体治理措施不完全相同，目前，重金属土壤的修复技术主要有工程措施，物理化学方法，植物修复方法以及微生物修复方法。 工程措施主要包括客土、换土和深耕翻土等措施。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合，可以降低土壤中重金属的含量，减少重金属对土壤-植物系统产生的毒害，从而使农产品达到食品卫生标准。深耕翻土用于轻度污染的土壤，而客土和换土则是用于重污染区的常见方法，在这方面日本取得了成功的经验。工程措施是比较经典的土壤重金属污染治理措施，它具有彻底、稳定的优点，但实施工程量大、投资费用高，破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的污土进行堆放或处理。 物理化学方法是当前重金属污染土壤修复研究的热点，也是最为成熟工程上应用最为广泛的修复技术，主要包括固化/稳定化技术，土壤淋洗技术，电动修复技术和电热修复技术等。 固化/稳定化技术是通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态，从而降低污染物质的毒害程度。如通过施加水泥等固化土壤重金属的固化修复技术，或向土壤投入无机或有机改良剂，改变土壤的
全球土壤污染及修复技术现状与未来趋势分析来源：环境工程技术学报作者:纪冬丽 【导读】随着含砷金属矿产的开采与冶炼、化石燃料的燃烧、含砷化学制品及农药的使用、木材防腐及工业废水的排放和非法倾倒等，使得土壤中砷浓度日益增加，引起了世界范围内不同程度的土壤砷污染，土壤砷污染及其造成的严重后果已不容忽视。 随着含砷金属矿产的开采与冶炼、化石燃料的燃烧、含砷化学制品及农药的使用、木材防腐及工业废水的排放和非法倾倒等，使得土壤中砷浓度日益增加，引起了世界范围内不同程度的土壤砷污染，土壤砷污染及其造成的严重后果已不容忽视。土壤砷污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点，据Allaway估算，进入土壤的砷如果只通过植物吸收使其在土壤中消失的时间为100a，因此土壤一旦遭受砷污染其治理难度大且周期长。据统计中国土壤中砷浓度的平均值为11.2mg/kg，约为世界平均值(6mg/kg)的2倍，我国土壤砷污染问题更加突出。为此2011年国务院批文的《重金属污染综合防治“十二五”规划》中，将砷列为第一类重点防控污染物。针对土壤砷污染，国内外许多学者研究了土壤中砷的污染浓度、污染范围及赋存形态等，并开展了修复研究。笔者综合分析了前人在该领域的研究成果，对国内外土壤砷污染的现状、修复技术以及研究方向等进行了阐述，以期为以后的研究工作提供理论支撑。 1、土壤砷污染现状 1.1 国外土壤砷污染现状 目前，世界上许多国家和地区土壤砷污染程度十分严重。根据美国国家环境保护局(USEPA)的规定，砷在土壤中的浓度限值为24mg/kg。土壤砷污染来源十分广范，主要由一些人为活动导致，包括杀虫剂的使用、除草剂和磷酸盐肥料的施放、半导体工业的发展、采矿和冶炼、制造业、燃煤、木材保存剂等。欧洲表层土壤中砷浓度的平均值为7.0mg/kg，但不同地区不同土壤条件下，砷的背景值差别很大。世界上不同砷污染地区土壤中的砷浓度见表1。 表1 砷污染地区土壤中砷浓度
我国目前土壤污染治理工作的进展情况 工业固废处理/固废利用/工业固废陶粒/工业固废处理技术/工业固废处理 设备-郑州德森环境科技有限公司 进入二十一世纪以来，随着我国土壤污染问题日益凸显，土壤环境安全问题引起社会广泛关注。党和国家高度重视土壤环境保护工作，将土壤污染防治工作提上议事日程，放在与大气、水污染防治同等重要的位置，全面推进土壤污染防治工作。“十一五”期间，环境保护部组织开展了全国土壤污染状况调查，启动了土壤环境质量标准修订工作。“十二五”期间，出台了一系列土壤污染防治政策文件，加快推进土壤污染防治立法，制订实施了重金属综合防治规划，启动土壤污染治理与修复试点示范，全面部署土壤污染防治工作，编制土壤污染防治行动计划等。由此可见，近十年我国土壤污染防治工作取得了积极进展，具有中国特色的土壤污染防治体系正在逐步构建和形成。 但是，与国外发达国家和地区相比，我国土壤污染治理与修复工作起步较晚，从总体上看，土壤污染治理与修复技术研发和工程化应用落后于国外发达国家和地区。国外土壤修复已有40-50年的历史，已经形成了专业化和实用化的土壤修复技术体系、完备的修复产业链和修复市场，具有成熟的修复工艺、配套的修复材料、成套的修复设备、高素质的咨询专家和工程技术人员。相对而言，我国土壤修复技术研发和工程化应用目前还处于起步阶段，但近几年发展较快，一批自主研发的土壤修复技术开始进入工程示范阶段，一批国外先进的技术设备和修复材料也开始引进国内，一批耕地土壤污染治理与修复试点项目和污染地块修复工程项目开始启动，从事土壤污染治理与修复的咨询机构、专业修复和配套服务企业的数量急剧增加，土壤修复产业和市场发展迅速，已逐渐成为新兴的环保产业和经济支柱产业的增长点。 目前我国土壤污染治理与修复技术水平和工程经验，处于边实践、边提高、边摸索、边总结的阶段。就农用地而言，受污染耕地土壤修复技术研发水平与国外发达国家基本相当。“十五”以来，通过科技部科研计划项目支持，开展了植物修复、农艺阻控、化学调控、农艺和化学相结合等控制和修复技术研究及示范工作，包括重金属污染耕地土壤的植物修复技术、低积累品种的农艺阻隔技术、水肥调控等耕地土壤安全利用技术等，发展了有机污染农田土壤的生物修复技术、植物-微生物联合修复技术等。
目录 一、中国土壤污染现状 .................................................................................................................. 1. 总体情况............................................................................................................................ 2. 污染物超标情况................................................................................................................ 3. 不同土地利用类型土壤的环境质量状况 ........................................................................ 4. 典型地块及其周边土壤污染状况 .................................................................................... 5.土壤污染治理的难度.......................................................................................................... 二、污染土壤的修复技术 .............................................................................................................. 1 典型的土壤污染问题 ......................................................................................................... 1.1 重金属污染 ............................................................................................................ 1.2 石油污染 ................................................................................................................ 1.3 化肥污染 ................................................................................................................ 1.4 农药污染 ................................................................................................................ 2 污染土壤的修复技术 ......................................................................................................... 2.1 物理修复 ................................................................................................................ 2.2 生物修复 ................................................................................................................ 2.3 化学修复 ................................................................................................................ 3 各土壤修复技术优缺点比较表 ......................................................................................... 4 土壤修复的产业链条 ......................................................................................................... 三、土壤修复企业 .......................................................................................................................... 1 土壤修复工程企业及其常用技术 ..................................................................................... 2 土壤修复行业2017年部分工程项目一览 ....................................................................... 四、运营模式 .................................................................................................................................. 1 污染方付费模式................................................................................................................. 2 受益方付费模式................................................................................................................. 3 财政直接出资方式............................................................................................................. 4 财政出资回购方式（BT模式） ....................................................................................... 5 PPP模式 ..............................................................................................................................
第二章污染物控制技术 6 土壤污染及其修复技术 土壤污染 (2) 土壤污染的定义 (2) 土壤污染的类型和来源 (3) 土壤污染的特点 (5) 土壤污染的危害 (5) 土壤污染及治理 (6) 我国土壤污染现状 (6) 土壤污染治理 (7) 修复技术 (9) 热力学修复 (9) 热解吸修复技术 (9) 焚烧法 (10) 土地填埋法 (10) 化学淋洗 (10) 堆肥法 (10) 植物修复 (10) 渗透反应墙 (10) 生物修复 (10)
6 土壤污染及其修复技术 土壤污染 土壤是自然环境要素的重要组成之一，它是处在岩石圈最外面的一层疏松的部分，具有支持植物和微 生物生长繁殖的能力，被称为土壤圈。土壤圈处于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间的过渡地带，是联 系有机界和无机界的中心环节。土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系。土壤固相包括矿物 质和有机质，其中矿物质约占土壤固体总重量的90％以上，而有机质约占固体总重量的1％～10％。土壤液相是指土壤中水分及其水溶物。土壤中有无数孔隙充满空气，即土壤气相。典型土壤约有35％的体积是充满空气的孔隙，因而土壤具有疏松的结构。 土壤具有两个重要的功能，一是土壤作为一项极其宝贵的自然资源，是农业生产的基础，二是土壤对 于外界进入的物质具有同化和代谢能力。由于土壤具有这种功能，所以人们肆意开发土壤资源，同时将土 地看作人类废物的垃圾场，而忽略了对土地资源的保护。由于这种原因，人类面临着土地退化、水土流失 和荒漠化以及土壤污染等诸多问题。其中，土壤污染的形势极为严峻。 土壤污染的定义 土壤背景值 土壤背景值是指未受或少受人类活动特别是人为污染影响的土壤环境本身的化学元素组成及其含量。 土壤背景值是各种成土因素综合作用下成土过程的产物，地球上的不同区域，从岩石成分到地理环境和生 物群落都有很大的差异，所以实质上它是各自然成土因素（包括时间因素）的函数。由于成土环境条件仍 在不断地发展和演变，特别是人类社会的不断发展，科学技术和生产水平不断提高，人类对自然环境的影 响也随之不断地增强和扩展，目前已难以找到绝对不受人类活动影响的土壤。因此，现在所获得的土壤背 景值也只能是尽可能不受或少受人类活动影响的数值。 研究土壤背景值具有重要的实践意义。因为污染物进入土壤环境之后的组成、数量、形态和分布变 化，都需要与背景值比较才能加以分析和判断，所以土壤背景值是土壤环境质量评价，特别是土壤污染综 合评价的基本依据，是研究和确定土壤环境容量，制定土壤环境标准的基本数据，也是研究污染元素和化 合物在土壤环境中的化学行为的依据。另外，在土地利用及其规划，研究土壤生态、施肥、污水灌溉、种 植业规划，提高农、林、牧、副业生产水平和产品质量，食品卫生、环境医学等方面，土壤环境背景值也 是重要的参比数据。 我国在20世纪70年代后期开始进行土壤背景值的研究工作，先后开展了北京、南京、广州、重庆以 及华北平原、东北平原、松辽平原、黄淮海平原、西北黄土、西南红黄壤等的土壤和农作物的背景值研究。 土壤环境容量 土壤环境容量是针对土壤中的有害物质而言的。它是指在人类生存和自然生态不致受害的前提下，土
论中国土壤污染现状及修复技术 一、土壤修复 （1）土壤修复的基本情况 ①土壤修复的定义、特点及分类 土壤污染指人类生产、生活产生的废气、废水和固体废物向土壤系统排放后，当数量超过土壤自净能力时，会破坏土壤成分结构的平衡和土壤功能，乃至出现危害动植物和人体健康的现象。 土壤污染按照污染成分可以划分为无机物污染和有机物污染。无机物污染包括酸、碱、重金属以及砷、硒等非金属化合物造成的污染；有机物污染包括农药、酚类、氰化物、石油、有机溶剂、合成洗涤剂等造成的污染。按照受污染土地的类型可以将土壤污染划分为工业场地污染、油气田污染、矿区污染和农田污染。按照污染源可以将土壤污染划分为工业污染、农业污染、生活污染以及其他污染。土壤修复则是指利用物理、化学或生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物，使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。 （2）我国土壤修复的发展状况 ①我国土壤污染现状 我国对于土壤污染的关注起步较晚。为了调查中国土地污染的现状，原国家环保总局和国土资源部耗资 10 亿元联合启动了全国土壤污染状况及其预防措施的调查工作，特别是对农业用地的调查。 2014 年 4 月公布了初步调查结果，但对于我国土壤污染现状仍没有清晰而准确的认识，相关的土壤修复行业发展也是处于起步成长阶段。和欧美成熟的土壤污染修复治理体系相比，我国土壤修复行业有关体系急需建立和完善。 a.工农业粗犷发展导致耕地土壤和城市场地污染问题 我国工业和农业的粗犷式发展是造成土壤污染的主要原因。虽然我国工业和农业经历了快速的发展，但是并没有及时重视其污染物排放的监管和治理，从而使得土壤污染日益严重。从工业污染角度看，土壤无机污染物中的重金属污染主要来自于选矿厂、冶炼厂、铅蓄电池厂、氯碱厂等工业工厂的废物排放；非金属砷和硒污染主要来自农药和电子工业等；而土壤中的有机污染物主要来自于石油石化、煤化工、农药等行业。从农业土壤污染角度看，化肥的过度使用是造成土壤污染的主要原因。 工农业迅速发展，由于相应环境监管与保护措施的缺失，各地普遍出现土壤污染问题，其中，尤以率先发展工业实现经济起飞的东部和中部较为发达地区为甚。我国严重土壤污染区 320 个，约 548 万公顷。从不同的土地类型来看，关数据显示，受重金属污染的耕地面积有近 2,000 万公顷，约占耕地总面积的五分之一；受矿区污染的土地面积达到 200 万公
中国土壤环境污染现状及土壤修复行业概况 -土壤环境污染现状 一、中国土壤环境污染现状 （一）土壤环境污染总体情况 全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。 全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。 从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方；长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。 （二）土壤污染物超标情况 1、无机污染物镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8 种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。 无机污染物超标情况
2、有机污染物 六六六、滴滴涕、多环芳烃3 类有机污染物点位超标率分别为0.5%、1.9%、1.4%。 3、不同土地利用类型土壤污染状况 耕地：土壤点位超标率为19.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。 林地：土壤点位超标率为10.0%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为5.9%、1.6%、1.2%和1.3%，主要污染物为砷、镉、六六六和滴滴涕。 草地：土壤点位超标率为10.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为7.6%、1.2%、0.9%和0.7%，主要污染物为镍、镉和砷。 未利用地：土壤点位超标率为11.4%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点
受污染土壤的微生物修复 陈红艳,王继华 (哈尔滨师范大学生命科学与技术学院,黑龙江哈尔滨150025) 摘要:污染土壤的微生物修复技术是一项非常有应用前景的环保新技术,它既经济又无二次污染,具有其它 修复技术难以比拟的优势。本文介绍了中国土壤中重金属、农药、烃类污染的现状与危害,总结了土壤污染的微生物修复技术的研究现状,重点介绍了能够降解污染物的微生物,并从土壤微生物与污染物质的相互作用入手,较为系统地综合评述了国内外污染土壤的微生物修复原理与技术。同时,结合当前土壤污染的新特点对微生物修复技术进行预测和展望,指出了需要进一步研究的领域。 关键词:受污染土壤;微生物修复;修复原理;修复技术 Microbial Remediation of Polluted Soils Chen Hongyan, Wang J ihua (College of Life Science And Technology, Harbin Normal University, Harbin 150025, China) Abstract:Microbial remediation technique has been showing extensive prospects for use in polluted soils. And, it is an economical and green solution to the problem of polluted soils. This papermainly introduces the status of heavy metal pollution, pesticide pollution, petroleum pollution of soils and its harm in China. The presence of the researches on microbial remediation, and advancement in research of microbial remediation of polluted sois. A comprehensive review is p resented of current researches on and development of microbial remediation of soils contaminated with typical pollutants at home and abroad, based on interaction between soilmicroorganisms and pollutants. In the end of the paper, directed at new characteristics of the soil pollution in China, the prospects for bioremediation research is discussed and fields for futher study are recommended. Key words: polluted soils; microbial remediation; principles; techniques 前言 近20年来,随着工、农业生产的迅速发展,农业污染特别是土壤受污染的程度日趋严重[ 1 ] 。这些能够对土壤造成污染的因素主要有:农药、重金属、石油等。据粗略统计,中国受重金属污染的土地达到2 000万公顷, 受农药、化学试剂污染的农田达到6 000多万公顷,污染程度达到了世界之最。 农药的污染。随着农业的发展,农民使用农药的量越来越多,由此而造成的危害也越来越大。据统计,中国每年使用50多万吨农药。这些农药主要包括杀虫剂、杀菌剂和除草剂等,多是有机氯、有机磷、有机氮、有机硫农药,这些农药对土壤硝化作用呼吸作用和固氮作用均会产生暂时的或永久性的影响,因为在施用农药时,不管采取什么方式大部分农药都会落入土壤中,同时附着在作物上的那一部分农药以及漂浮在空气中的农药也会因风吹落入土壤。另外,使用浸种、拌种等施药方式更是将农药直接混入到土壤中,所以,土壤中的农药污染是相当严 重的,已引起土壤生产力和农产品质量的明显下降。 重金属的污染。随着工农业的迅速发展,每年有大量工业和城市垃圾作为有机肥进入农业土壤中。这些垃圾往往含有较多的重金属元素,如汞、铜、锌、镍、铅、铬等,这些金属离子作为微量元素是生物代谢所必需的,然而超过一定浓度时,便会导致土壤微生物大量下降和活性降低,尤其对土壤中有益微生物如自生固氮菌等影响更为明显。所以,重金属污染已日益
土壤污染的治理与修复的对策分析 曲翠凤,王瑞勋,张晓燕 由于大规模农药的使用和工矿污水的排放,全国土壤污染状况已经到了非整治不可的地步。 中国的环境保护(1996-2005)白皮书指出,我国的环境污染带来的经济损失可能占到国内生产总值的10%左右,世界银行的估计更高约为13%。 根据土壤类型开展土壤环境风险的土壤环境质量评价,土壤污染的治理要采取一些必要的措施:!分析土壤、农产品和地下水中重金属、农药残留、有机污染物等项目的含量及土壤理化性质的变化,建立污染土壤档案;?通过自主研发、引进吸收和技术创新,开展污染土壤修复技术的研究;选择重金属污染类、农药类、有机类等典型污染场地开展污染土壤修复与综合治理;#完善国家土壤环境监测网络;建立土壤环境质量监督管理体系,为国有土地资源的利用和粮食生产持久的发展提供保障;?土壤污染的治理应当坚持使用与养护并重、治理与预防并重的原则,采取必要的措施和对策实施土壤污染的综合治理,保障农产品的质量,维护人民群众的身体健康。 1 土壤污染的类别与评价 土壤污染主要包含有重金属污染、农药残留污染、有机污染物等,这些污染不同程度的改变着土壤的理化性质,严重影响着土壤中有益微生物的生长和土壤生态的平衡,削弱了土壤持久供肥保水的能力,造成农用土地贫瘠,制约了农作物的生长和产量的提高。 土壤重金属污染是指对人类毒害较大的汞、铅、镉、铬等重金属污染以及砷、硒、磷等有毒元素的逐步积累,明显高于土壤环境背景值所造成的污染。重金属作为一类危害很大的环境污染物,它所产生的污染过程具有隐蔽性、不可逆性、长期性和后果严重性的特点。因此,土壤重金属污染是一个难以解决的全球性的棘手问题。全世界平均每年排放的汞约1.5万吨,铜340万吨,铅500万吨,锰1500万吨,镍100万吨。据查中国部分地区土壤重金属污染已相当严重,受等重金属污染的耕地面积近2000万公顷,约占总耕地面积的1/5,含量均超出 GB5618-1995土壤环境质量标准。除耕地之外,中国的工矿区、生活居住区、河道两边的重金属污染也相当严重。例如:对沈阳郊区的污灌农田土壤中全镉含量分析表明,镉含量范围为0.15~8.23m g/kg,均值为1.75m g/kg。用土壤背景值标准评价,平均镉污染指数为5 95,超过当地背景值水平8.39倍,表层土壤镉含量更高,污染更严重。 农药残留污染主要是由于长期使用无机磷、氯农药造成的,我国是农药生产和使用大国,农药用量居世界首位,每年达80~100多万吨。农药品种结构和使用不合理,致使我国农药残留问题特别突出。一是在蔬菜、瓜果上使用高毒农药,食用后引起急性中毒事故。二是农药残留量超过最大允许限量(MRL值),长期食用引起慢性中毒。而且现代医学研究证明,因环境因素引发的癌症约占80%,其中有毒有机物(主要为农药)约占75%以上。 环境污染物中有机污染物占大多数,它主要来源于人类生产和生活排放的废物,其组成相当复杂。一是难于降解,在环境中有一定的残留水平,具有生物积累性,如一些具有苯环结构的化合物等;二是含有难以降解的高分子化合物,对人体健康和生态环境构成潜在威胁。如包装物品或印刷品的残留物。这些有机废物相当多的是石油工业所制造的,在已知的700万余种有机物中人工合成的有机物种类达10万种以上,并且每年增加2000种。其中具有致癌、致畸、致突变和致病的有机污染物如石油烃类、多氯联苯(PCB s)、多环芳烃(P AH s)、含氯 24
污染土壤的微生物修复研究进展 土壤污染严重影响了土壤的生产力，是急需解决的环境问题。本文全面地介绍了土壤修复的微生物筛选与降解研究，以及污染土壤的微生物修复技术及其应用，提出了今后微生物修复研究的工作重点，强调了污染物降解基因的发掘和微生物复合修复技术开发的重要性。 标签：土壤污染微生物筛选微生物修复 1简介 我国土壤污染总体形势不容乐观，局部地区污染严重，目前至少有1300-1600万hm2耕地受到农药污染，约占全国耕地的10%以上，每年因重金属污染的粮食就达到1200万t，造成的直接经济损失超过200亿元人民币[1]。与大气、水体相比，污染物更难在土壤中迁移、扩散和稀释，所以土壤污染的治理尤为重要，土壤的环境修复技术也应运而生。 80年代以前，土壤的环境修复主要侧重于研究物理、化学修复理论与技术，80年代后微生物修复受到高度重视。微生物修复主要利用土壤中的土著微生物或向污染环境补充经驯化的高效微生物，在优化的环境条件下，加速分解污染物，修复被污染的土壤。微生物不仅种类繁多，数量极大，分布广泛，而且具有繁殖迅速，个体微小，比表面积大，对环境适应能力强等特点，因而在土壤的环境修复上具有巨大的发展潜力。 2土壤修复的微生物筛选与降解研究 我国土壤污染类型中，重金属污染和有机物污染所占比重较大。自然界中存在能够对重金属或有机物进行降解的菌种和微生物，这些微生物大多存在于被相应污染物污染的土壤表层。因此，人们一般以污染土壤为对象，从中筛选相应的降解菌。 为了获得高效镉吸附微生物，刘标等[2]从重金属污染土壤中分离筛选出4株耐镉能力较强的细菌菌株2-1、2-2、4-1、7-1，其中菌株4-1的镉吸附效果最好，并研究分析了其他常见重金属离子对菌株4-1生长的影响，结果显示培养液中加入Zn2+、Cu2+对菌株生长无明显影响，但加入100mg/L Pb2+会抑制其生长。李明顺等[3]研究了微生物对锑的代谢机制，一方面微生物能够利用体内的蛋白如ArsB转运蛋白将锑外排，另一方面微生物能够对锑进行氧化，将毒性较强的Sb（Ⅲ）转化为毒性相对较弱的Sb（Ⅴ）。 为了得到高效的石油降解菌，汪杰等[4]以柴油为培养基的唯一碳源，从山东胜利油田、新疆克拉玛依油田和陕西长庆油田3处的石油污染土壤中富集纯化得到3株高效的石油烃降解菌，用这3株菌进行污染土壤的修复试验，污染土壤中石油烃降解半衰期为30d左右，为自然情况下的1/4左右。姜肸等[5]以南海
土壤污染控制与修复（第一讲） 卢晓霞 北京大学城市与环境学院
教学安排 ●上课时间：1-16周每周二2~4节逸夫二楼3459室●授课方式：课堂讲授 ●考试时间：17-18周 ●考核方式：平时（20%） 学生报告（40%） 期末论文（40%）
课程内容 ●土壤污染介绍（1周）●土壤污染修复技术 物理修复（3周）化学修复（3周）植物修复（3周）微生物修复（3周）●土壤污染修复评估 场地评估（1周）修复标准（1周）修复监测（1周）
参考文献 ●《污染土壤修复原理与方法》，周启星，宋玉芳等著，科学出版社，2004 ●《土壤污染形成机理与修复技术》，孙铁珩，李培军，周启星等著，科学出版社，2005 ●《污染土壤生物修复理论基础与技术》，李法云，曲向荣，吴龙华等编，化学工业出版社，2006
参考文献 ●Treatment of contaminated soil : fundamentals, analysis, applications,Rainer Stegmann et al., (eds.), Springer, c2001 ●Soil pollution : origin, monitoring & remediation, Ibrahim A. Mirsal, Springer, 2004 ●Contaminated soils, sediments and water : Volume 10, Successes and challenges,Edward J. Calabrese et al., (eds.), Springer, c2006