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地下水—土壤原位生物修复技术研究进展
・
１・ ４
广州化工
２ １ ３ 卷第 ７期 ００年 ８
地 下水一 土壤 原 位 生物 修 复技 术 研 究 进展 木
杨 茜， 高延雄 ， 杜敏娜
７ ０５ ） １０ ５
（ 西安 建筑科技 大学环境 与 市政 工程 学院 ，陕西 西安
摘
方 向。
要： 简要介绍地下水 一 土壤原位生物修复技术原理， 分析了地下水 一 土壤原位修复技术影响因素， 综述了国内外关于溶解
Ｙ Ｎ ｉｎ Ａ ａ ｘｏｇ ＤＵ ｎ—ｒ Ａ Ｇ Ｑａ ，Ｇ Ｏ Ｙ ｈ— ｉ ， ｎ ｔ ａ （ ｃｏｌ ｆ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔ ｎ ｎｃ ａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｘ ’ｎＵ ｉ ｒｉ ｆ ｒｈ ｅｔｒ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， Ｓ ｈ ｏ ｏ ｖｒ ｍ ｎ ｌ ｄＭｕ ｉｉ ｌ ｎｉ ｅｉ ， ｉａ ｎｖ ｓｙｏ ｃ ｉ ｃ ｅａ ｄＴ ｃ ｎｌ ｙ Ｅ ｏ ａａ ｐ ｎ ｎ ｅ ｔ Ａ ｔ ｕ ｏ Ｓ ａｎ ｉ ｉ ａ １０ ５ ｈｎ ） ｈ ａｘ Ｘ ’ｎ７ ０ ５ ，Ｃ ｉａ
地 下 水 一 壤 中 的污 染 物 主要 有 三 类 ： 机 污 染 物 、 金 属 动 、 原 位 和 易 残 留部 位 之 间 ？进 行 现 场 处 理 Ｊ 土 有 重 在 。研 究 表 明 Ｊ ， 污染物 以及放射性污染物 。特别是有机 污染物对 地下水一 土壤 地下水及 其土壤 环境 中均含 有可 降解有 机物 的微生 物 ， 在通 但 的污染 日益严重 ， 已经超 过重金 属污染物和放射 性污染 物 ， 为 常条 件下 ， 成 由于土 壤深 处及 地 下水 中溶 解 氧不 足 、 营养 成 分缺 目前土壤和地下水污染 的主要来源 … 。在人类 工业化和城 市化 乏 ， 使 微 生 物 生 长 缓 慢 ， 而 导 致 微 生 物 对 有 机 污 染 的 自然 净 致 从 进程 中， 油开采 、 石 运输 、 工 、 加 贮存 过程 中的泄 漏 、 种有 机废 化速度很慢 。为达 到迅 速消除 有机物 污染 ， 要采用 各种 方法 各 需 水 的排放 、 地下输油管道 的破裂 、 煤气管 道泄漏 、 农药 的使 用 、 居 强化 这一 过程 ， 中最重要的就是提供 氧或其他 电子受体 ， 其 此外 民生活污水 的下 渗 、 地下 储 油箱 的突 发事 故 、 垃圾 填 埋地 的渗 必要 时可添加 Ｎ、 Ｐ等营养元 素 、 接种驯化高效微生物等” 。 滤 等都导致地 下水 一土壤遭 受有机 污染。鉴于地 下水有机 目前 常用 的具体 方法 有投菌 法 、 生物 培养 法和 生物通 气法 污染 的严重性 ， 内外学 者广泛 开展 地下水 有机 污染控 制及修 等 ， 国 主要用于被有机 污染 物污 染 的土 壤修 复 。投 菌法是 直接 复 技 术 的研 究 ， 过 各种 工程 技 术 方 法 ， 污 染 物 从 土 壤 和 地 下 向受 到污染的土壤 中接人外 源污染 物 降解菌 ， 通 将 同时 投加微 生物 水 中去除 ， 以便修 复地 下水 的环境功能 。 生长所需 的营养 物质 ， 通过微 生物 对污 染物 的降解 和代谢 达到 目前 ， 关于地下水有机污染控制及修 复技 术常见有抽 出一 处 去除污染 物的 目的。生 物培养法 是定期 向土壤 中投加 过氧化氢 理、 渗透反应格栅 、 内曝气 、 井 地下水曝气 和多相抽 提等 。上世 和营养物 ， 过氧化氢则在代谢过程 中作 为 电子受 体 ， 以满足土壤 纪７ ０年代 以来 ， 人们逐渐 认识到原位生物修复技术在地 下水 一 微生物代谢 。生物 通气 法是一 种加压 氧化 的生 物降解 方法 ， 它 土 壤 修 复 中 的 巨大潜 力 、 率 高 且 投 资少 。最 早 的原 位 生 物 修 复 效 是在 污染 的土壤上打上几眼深井 ， 安装 鼓风机 和抽真空机 ， 将空 研 究 出 现在 １７ ９５年 对 汽油 泄 露 的处 理 ， ａｍ ｎ 通 过 注 入 空 气 和 Ｒｙｏｄ 气 强行排 人土壤中 ， 然后抽 出， 土壤 中的挥 发性 有机物 也随之去 营养成分使地下水 的含油量降低 ， 由此取 得了专利 Ｊ 并 。随后在 除。在通入空气 时 ， 加入一定量？的氨气 ， 为土壤 中的降解菌 可 ８ ０年代原位生物修复技术的研究被推广至不饱 和土壤， 形成了较 提供所需要 的氮源 ， 提高微生物 的活性 ， 加去除 效率。 由于 以 增 为完整的土壤 一地下水生物修复技术。进入 ９ ｏ年代后 ， 随着地下 原位方式进行 ， 这样减少 了运输费用 和人类 直接接触 污染物 的 水污染的 日益严重和各项技术 的突破 ， 原位生物修 复技术 开始在 机会 ， 可使对污染位 点 的干扰 或破坏 达到最 小 。使 有机物 分解 应用上逐渐 占据优势地位 。经过多年的发展 ， 原位生物修复 为二 氧化碳 和水 ， 以永久 地消 除污 染物和 长期 的隐患 ，无二 可 技术已经由细菌修复拓展到真菌修复 、 植物修 复 、 动物修复 ，由有 次污染 ， 不会使污染转 移。可 与其他 处理技 术结合 使用 ，处理 机污染物的生物修复拓展到无机 污染物的生物修复。 复合 污染 ， 降解过程迅速 ，费用低 ，只是 传统物 理 、 化学修 复 的
１・ ４
广州化工
２ １ ３ 卷第 ７期 ００年 ８
地 下水一 土壤 原 位 生物 修 复技 术 研 究 进展 木
杨 茜， 高延雄 ， 杜敏娜
７ ０５ ） １０ ５
（ 西安 建筑科技 大学环境 与 市政 工程 学院 ，陕西 西安
摘
方 向。
要： 简要介绍地下水 一 土壤原位生物修复技术原理， 分析了地下水 一 土壤原位修复技术影响因素， 综述了国内外关于溶解
Ｙ Ｎ ｉｎ Ａ ａ ｘｏｇ ＤＵ ｎ—ｒ Ａ Ｇ Ｑａ ，Ｇ Ｏ Ｙ ｈ— ｉ ， ｎ ｔ ａ （ ｃｏｌ ｆ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔ ｎ ｎｃ ａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｘ ’ｎＵ ｉ ｒｉ ｆ ｒｈ ｅｔｒ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， Ｓ ｈ ｏ ｏ ｖｒ ｍ ｎ ｌ ｄＭｕ ｉｉ ｌ ｎｉ ｅｉ ， ｉａ ｎｖ ｓｙｏ ｃ ｉ ｃ ｅａ ｄＴ ｃ ｎｌ ｙ Ｅ ｏ ａａ ｐ ｎ ｎ ｅ ｔ Ａ ｔ ｕ ｏ Ｓ ａｎ ｉ ｉ ａ １０ ５ ｈｎ ） ｈ ａｘ Ｘ ’ｎ７ ０ ５ ，Ｃ ｉａ
地 下 水 一 壤 中 的污 染 物 主要 有 三 类 ： 机 污 染 物 、 金 属 动 、 原 位 和 易 残 留部 位 之 间 ？进 行 现 场 处 理 Ｊ 土 有 重 在 。研 究 表 明 Ｊ ， 污染物 以及放射性污染物 。特别是有机 污染物对 地下水一 土壤 地下水及 其土壤 环境 中均含 有可 降解有 机物 的微生 物 ， 在通 但 的污染 日益严重 ， 已经超 过重金 属污染物和放射 性污染 物 ， 为 常条 件下 ， 成 由于土 壤深 处及 地 下水 中溶 解 氧不 足 、 营养 成 分缺 目前土壤和地下水污染 的主要来源 … 。在人类 工业化和城 市化 乏 ， 使 微 生 物 生 长 缓 慢 ， 而 导 致 微 生 物 对 有 机 污 染 的 自然 净 致 从 进程 中， 油开采 、 石 运输 、 工 、 加 贮存 过程 中的泄 漏 、 种有 机废 化速度很慢 。为达 到迅 速消除 有机物 污染 ， 要采用 各种 方法 各 需 水 的排放 、 地下输油管道 的破裂 、 煤气管 道泄漏 、 农药 的使 用 、 居 强化 这一 过程 ， 中最重要的就是提供 氧或其他 电子受体 ， 其 此外 民生活污水 的下 渗 、 地下 储 油箱 的突 发事 故 、 垃圾 填 埋地 的渗 必要 时可添加 Ｎ、 Ｐ等营养元 素 、 接种驯化高效微生物等” 。 滤 等都导致地 下水 一土壤遭 受有机 污染。鉴于地 下水有机 目前 常用 的具体 方法 有投菌 法 、 生物 培养 法和 生物通 气法 污染 的严重性 ， 内外学 者广泛 开展 地下水 有机 污染控 制及修 等 ， 国 主要用于被有机 污染 物污 染 的土 壤修 复 。投 菌法是 直接 复 技 术 的研 究 ， 过 各种 工程 技 术 方 法 ， 污 染 物 从 土 壤 和 地 下 向受 到污染的土壤 中接人外 源污染 物 降解菌 ， 通 将 同时 投加微 生物 水 中去除 ， 以便修 复地 下水 的环境功能 。 生长所需 的营养 物质 ， 通过微 生物 对污 染物 的降解 和代谢 达到 目前 ， 关于地下水有机污染控制及修 复技 术常见有抽 出一 处 去除污染 物的 目的。生 物培养法 是定期 向土壤 中投加 过氧化氢 理、 渗透反应格栅 、 内曝气 、 井 地下水曝气 和多相抽 提等 。上世 和营养物 ， 过氧化氢则在代谢过程 中作 为 电子受 体 ， 以满足土壤 纪７ ０年代 以来 ， 人们逐渐 认识到原位生物修复技术在地 下水 一 微生物代谢 。生物 通气 法是一 种加压 氧化 的生 物降解 方法 ， 它 土 壤 修 复 中 的 巨大潜 力 、 率 高 且 投 资少 。最 早 的原 位 生 物 修 复 效 是在 污染 的土壤上打上几眼深井 ， 安装 鼓风机 和抽真空机 ， 将空 研 究 出 现在 １７ ９５年 对 汽油 泄 露 的处 理 ， ａｍ ｎ 通 过 注 入 空 气 和 Ｒｙｏｄ 气 强行排 人土壤中 ， 然后抽 出， 土壤 中的挥 发性 有机物 也随之去 营养成分使地下水 的含油量降低 ， 由此取 得了专利 Ｊ 并 。随后在 除。在通入空气 时 ， 加入一定量？的氨气 ， 为土壤 中的降解菌 可 ８ ０年代原位生物修复技术的研究被推广至不饱 和土壤， 形成了较 提供所需要 的氮源 ， 提高微生物 的活性 ， 加去除 效率。 由于 以 增 为完整的土壤 一地下水生物修复技术。进入 ９ ｏ年代后 ， 随着地下 原位方式进行 ， 这样减少 了运输费用 和人类 直接接触 污染物 的 水污染的 日益严重和各项技术 的突破 ， 原位生物修 复技术 开始在 机会 ， 可使对污染位 点 的干扰 或破坏 达到最 小 。使 有机物 分解 应用上逐渐 占据优势地位 。经过多年的发展 ， 原位生物修复 为二 氧化碳 和水 ， 以永久 地消 除污 染物和 长期 的隐患 ，无二 可 技术已经由细菌修复拓展到真菌修复 、 植物修 复 、 动物修复 ，由有 次污染 ， 不会使污染转 移。可 与其他 处理技 术结合 使用 ，处理 机污染物的生物修复拓展到无机 污染物的生物修复。 复合 污染 ， 降解过程迅速 ，费用低 ，只是 传统物 理 、 化学修 复 的
污染土壤修复技术研究进展
污染土壤修复技术研究进展土壤是人类生产活动的重要物质基础，是不可缺少、难以再生的自然资源，其管理使用的好坏直接决定着农业生产的成败和人类文明的兴衰。
近40年来，随着社会经济的高速发展和高强度的人类活动，土壤受污染面积不断扩大，危害越来越严重，影响到实现可持续发展的战略目标。
现代农业改变了自然界原有状况，为追求高产优质，导致化肥和农药大量使用，使土壤污染成为全球性的主要环境问题之一。
此外，工业生产、石油开采、交通运输、畜禽养殖及居民生活等工农业生产生活过程中也会排出大量污染物，如多环芳烃、多氯联苯及重金属等，使土壤污染进一步加剧。
我国现有耕地约1.3亿hm2，其中约0.2亿hm2耕地受到不同程度的污染，由土壤污染导致的农产品的生态安全问题已不容忽视。
由于土壤对环境污染具有汇的作用，土壤中有毒有害化学物质通过大气和水体传递，已危及人类和动物的生存繁衍与生命安全，土壤污染已成为全球性的主要环境问题之一，引起了世界各国的高度重视。
因此，开展污染土壤修复活动，对阻断污染物进入食物链，防止对人体健康造成危害，实现社会经济可持续发展是非常重要的。
基于此，本文就目前的污染土壤修复技术进行详细综述，以期为土壤污染修复研究提供一些参考。
1污染土壤的修复研究及其发展污染土壤修复是指利用物理、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的水平，或将有毒有害污染物转化为无害物质的过程。
污染土壤修复的研究起步于20世纪70年代后期，在过去的将近40年的时间里，欧、美、日、澳等国制定了大量的土壤修复计划，并投资研究了大量土壤修复技术与设备，积累了丰富的现场修复技术与工程应用经验，成立了许多土壤修复公司和网络组织，使土壤修复技术得到了迅猛发展。
我国的污染土壤修复研究起步较晚，在“十五”期间才得到重视，随后列入国家高技术研究规划发展计划，但研发水平和应用经验与美、英等发达国家存在很大差距。
近年来，科学技术部、国家自然科学基金委、环境保护部等部门有计划地部署了一些土壤修复研究项目和专题，有力促进和带动了土壤污染控制与土壤修复科学技术的研究与发展。
土壤污染微生物修复原理及技术进展
土壤污染微生物修复原理及技术进展摘要：近年来随着我国工农业的快速发展，土壤污染问题也越来越突出，关于污染土壤的修复治理也成为越来越受到学者的研究热点。
文章介绍了有机污染土壤和重金属污染土壤的微生物修复原理及相关技术和应用，分析了现阶段存在的问题并提出展望。
关键词：土壤污染；微生物修复；重金属；有机污染1.引言土壤是人类生存与发展的最基本环境要素，与人类生产生活密切相关。
近四十年来，随着我国工农业的迅速发展，工业、农业生产以及生活垃圾中各种污染物直接或间接进入土壤，超过土壤的自净能力，造成土壤污染[1]。
土壤污染会直接污染地下水和影响植物生长进而导致环境和农副产品问题越来越严重，危害人类身体健康。
为保障人类获得充足且安全的食品和生活环境，高效经济环境友好型的土壤污染修复技术已成为当今农业、生态和环境科学领域研究的热点[2]。
微生物修复技术因具有环保、高效以及对环境影响较小等优势而被广泛应用且具有广阔的前景[3]。
本文对我国主要土壤污染类型的微生物修复原理和技术进展进行综述，为以后更深入的应用提供参考。
2.污染土壤微生物修复原理2.1有机污染土壤的微生物修复土壤有机污染物具有庞大的衍生体系，在土壤中长期滞留而不被分解，且具有潜在的致癌性和致畸性，按有机物种类主要划分为多环芳烃（PAHs）和多氯联苯（PCBs）两类有机污染物。
土壤中大部分的有机污染物可以被微生物降解、转化，从而达到修复的目的。
常见的降解有机污染物的微生物细菌主要有假单胞菌、芽胞杆菌、黄杆菌、产碱菌、不动杆菌等；真菌主要有曲霉菌、青霉菌、根霉菌、木霉菌等；放线菌主要有诺卡氏菌、链霉菌等[4]。
土壤中大部分有机污染物通过微生物分解的胞外酶或通过被微生物吸收至细胞内由胞内酶降解。
有机污染物被微生物降解转化途径主要有氧化作用、还原作用、水解作用和基团转移作用等。
2.2重金属污染土壤的微生物修复土壤中的重金属污染物有一定的毒性和致癌性，直接或间接威胁人类身体健康。
土壤的修复实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在了解和掌握土壤修复的基本原理和方法，通过实际操作，学习如何对受有机污染物污染的土壤进行修复，验证不同修复技术的效果，并探讨联合修复技术的可行性。
二、实验原理土壤修复是指通过各种技术手段，降低土壤中有害物质的含量，恢复土壤的生态功能，使其能够满足农业、林业、生态等领域的需求。
常见的土壤修复技术包括微生物修复、化学修复、物理修复和植物修复等。
三、实验材料与设备1. 实验材料：- 受有机污染物污染的土壤样品- 微生物修复剂（如生物酶、微生物菌剂等）- 化学修复剂（如有机络合剂、化学稳定剂等）- 物理修复材料（如土壤改良剂、吸附剂等）- 植物修复材料（如植物种子、营养液等）2. 实验设备：- 土壤样品采集器- 土壤样品处理设备- 土壤分析仪器（如土壤酶活性测定仪、土壤养分分析仪等）- 微生物培养箱- 化学实验室设备- 物理实验室设备- 植物生长室四、实验方法1. 土壤样品采集与处理：- 在受有机污染物污染的场地采集土壤样品。
- 对土壤样品进行风干、研磨、过筛等处理，制备成分析样品。
2. 微生物修复实验：- 将受污染的土壤样品与微生物修复剂混合，置于微生物培养箱中培养。
- 定期检测土壤样品的有机污染物含量，分析微生物修复的效果。
3. 化学修复实验：- 将受污染的土壤样品与化学修复剂混合，分析土壤样品的有机污染物含量变化。
- 通过对比不同化学修复剂的效果，选择最佳修复方案。
4. 物理修复实验：- 将受污染的土壤样品与物理修复材料混合，分析土壤样品的有机污染物含量变化。
- 通过对比不同物理修复材料的效果，选择最佳修复方案。
5. 植物修复实验：- 将受污染的土壤样品与植物修复材料混合，种植植物，观察植物生长情况。
- 分析植物对有机污染物的吸收和转化效果。
6. 联合修复实验：- 将微生物修复、化学修复、物理修复和植物修复技术进行组合，分析联合修复的效果。
五、实验结果与分析1. 微生物修复：- 通过微生物修复实验，发现微生物对有机污染物的降解效果显著，土壤有机污染物含量显著降低。
石油污染土壤微生物修复研究进展
环境保护与循环经济石油污染土壤微生物修复研究进展付保荣I 刘述凤I 鄢雨朦I 张润洁I 郭宏伟**2收稿日期：2020-11-08；修订日期：2021-03-15。
作者简介:付保荣，女,1965年生，教授，主要从事环境生物学、污染生态及流域生态环境安全等方面的研究工作。
*通讯作者:郭宏伟，女,1976年生，高级工程师，主要从事土壤、地下水污染防治和生态保护的监督管理,土壤、地下水污染防治科研课题研究,建设用地土壤污染状况调查,污染地块管理及修复工作,E-mail : ****************。
基金项目：国家重点研发计划项目(2018YFC1801205 )。
(1.辽宁大学环境学院，辽宁沈阳110000； 2.鞍山市生态环境事务服务中心，辽宁鞍山114000)摘 要:土壤中石油类物质达到一定浓度不但会对土壤的原有生态系统造成破坏，而且会对人体机能带来一定影响。
采用微生物修复石油污染土壤是一种安全高效的治理技术，主要包括生物强化技术、生物刺激技术、生物通风技术、固定化微生物技 术以及植物-微生物联合修复技术。
微生物修复技术优点在于投资小、见效快、能耗低、无二次污染产生，属于环境友好型治理技术。
微生物修复技术在实际应用中存在一些不足，如风险的不确定性。
重点对国内外微生物修复技术的研究成果以及研究进展进行梳理,并对未来发展进行了展望O关键词:石油类污染；污染土壤;高效降解菌;微生物修复Abstract ： Reaching a certain concentration of petroleum substances in the soil will not only damage the original e-cological system of the soil, but also have a certain impact on human functions. The use of microorganisms to re mediate petroleum - c ontaminated soil is a safe and efficient treatment technology , which mainly includes : bio-enhancement technology , bio -stimulation technology , bio -ventilation technology , immobilized microorganism technology , and pl a nt-microbe joint remediation technology. The microbial remediation technology has the advan tages of low investment , quick results , low energy consumption , and no secondary pollution. It is an environmen tally friendly treatment technology. However , microbial remediation technology has some shortcomings in practical applications , such as the uncertainty of risk. This article focuses on the research results and research progress of microbial remediation technology at home and abroad , and prospects for future development.Key words ： petroleum pollution ; contaminated soil; efficient degrading bacteria; microbial repair中图分类号：X53 文献标识码:A 文章编号：1674-1021(2021)03-0054-071引言石油在勘探、开采、运输、提炼、存储、使用等过程中会因为管理不当或发生突发事故等导致石油污 染,对环境造成既长远又严重的危害。
固定化微生物技术修复PAHs污染土壤的研究进展
技术的发展前景广阔，但仍面临诸多挑 战。未来研究应深入探讨微生物修复机理，加强微生物与物理、化学等修复手段 的结合，同时注重开发高效、稳定的微生物修复技术，提高实际应用中的效果和 稳定性。此外，加强实验室与实际应用的衔接，开展更多工程实例验证，有助于 推动石油污染土壤微生物修复技术的实际应用与发展。
固定化微生物技术修复PAHs污染土 壤的研究进展
基本内容
固定化微生物技术修复多环芳烃（PAHs）污染土壤的研究进展
多环芳烃（PAHs）是一种具有致癌性和基因毒性的有机污染物，在环境中广 泛存在并严重危害人类健康。土壤是PAHs的重要污染源之一，因此，修复PAHs污 染土壤具有重要意义。近年来，固定化微生物技术作为一种新型的污染修复技术， 在PAHs污染土壤修复方面展示了良好的应用前景。本次演示将介绍固定化微生物 技术修复PAHs污染土壤的研究进展。
在过去的几十年里，微生物修复技术得到了广泛。尤其是近年来，随着基因 组学、生物信息学和生物工程学的快速发展，微生物修复技术取得了显著进展。 其中，基因工程、生物传感器、植物修复和微生物联合应用等方面是研究的前沿 和热点。然而，这些技术在应用过程中仍存在一定的问题和局限性。例如，基因 工程菌的稳定性、生物传感器的灵敏度、植物修复的效率以及微生物联合应用的 效果等都需要进一步优化和提升。
研究现状
微生物修复技术按作用方式可分为接种微生物、促进微生物和生物反应器三 大类。接种微生物是通过向污染土壤中添加具有分解污染物能力的微生物，促进 其生长繁殖，从而实现污染物降解。促进微生物则是通过向土壤中添加营养物质， 改善土壤环境，促进土著微生物对污染物的降解。
生物反应器是将污染土壤置于生物反应器中，通过微生物的作用实现污染物 降解，同时对降解产物进行回收和利用。这些方法在重金属、有机物和复合污染 土壤修复方面均取得了显著成果。
固定化微生物技术修复PAHs污染土 壤的研究进展
基本内容
固定化微生物技术修复多环芳烃（PAHs）污染土壤的研究进展
多环芳烃（PAHs）是一种具有致癌性和基因毒性的有机污染物，在环境中广 泛存在并严重危害人类健康。土壤是PAHs的重要污染源之一，因此，修复PAHs污 染土壤具有重要意义。近年来，固定化微生物技术作为一种新型的污染修复技术， 在PAHs污染土壤修复方面展示了良好的应用前景。本次演示将介绍固定化微生物 技术修复PAHs污染土壤的研究进展。
在过去的几十年里，微生物修复技术得到了广泛。尤其是近年来，随着基因 组学、生物信息学和生物工程学的快速发展，微生物修复技术取得了显著进展。 其中，基因工程、生物传感器、植物修复和微生物联合应用等方面是研究的前沿 和热点。然而，这些技术在应用过程中仍存在一定的问题和局限性。例如，基因 工程菌的稳定性、生物传感器的灵敏度、植物修复的效率以及微生物联合应用的 效果等都需要进一步优化和提升。
研究现状
微生物修复技术按作用方式可分为接种微生物、促进微生物和生物反应器三 大类。接种微生物是通过向污染土壤中添加具有分解污染物能力的微生物，促进 其生长繁殖，从而实现污染物降解。促进微生物则是通过向土壤中添加营养物质， 改善土壤环境，促进土著微生物对污染物的降解。
生物反应器是将污染土壤置于生物反应器中，通过微生物的作用实现污染物 降解，同时对降解产物进行回收和利用。这些方法在重金属、有机物和复合污染 土壤修复方面均取得了显著成果。
生态环境修复技术的研究进展与应用
生态环境修复技术的研究进展与应用随着人类活动的不断增加和城市化进程的不断推进，生态环境受到了越来越大的威胁。
大规模的工业化和城市化不仅导致了空气和水质污染严重，还给生物多样性和生态系统带来了极大的损害。
为了解决这些问题，越来越多的科学家和工程技术人员致力于探索生态环境修复技术。
本文将介绍生态环境修复技术的研究进展和应用。
一、土壤污染修复技术土壤污染是生态环境中最常见的问题之一。
在农业、工业和民生活动中产生的大量有毒有害废弃物和污染物以及农药和化肥的使用，将很容易导致土壤污染。
为了解决这一问题，科学家们提出了各种各样的土壤污染修复技术，如化学修复、生物修复、热解修复、电化学修复等。
其中，生物修复技术是一种重要的土壤污染修复技术。
这种技术利用某些微生物、植物或其代谢产物来分解、转化和去除污染物。
生物修复技术可以减少土壤污染物物质的残留量和毒性，改善土壤的环境质量和植物的生长环境，使受污染的土壤逐步恢复到原来的生态环境。
二、水污染修复技术水资源也是生态环境中必不可少的一部分。
然而，人们的过度开采和排放污水会给水资源带来重大威胁。
目前，全球水污染是一项严重的环境问题，而水污染的类型和程度也越来越严重。
在水污染修复技术领域，最常用的技术是生物修复技术和物理化学修复技术。
生物修复技术是一种利用生物工程方法去除污染的技术。
它可以利用生物体进行水中有机物、无机物质的能量转换或通量转换，有效地去除水体中的污染物质。
而在物理化学修复技术领域，光催化技术又是一个常用的方法。
光催化技术是一种利用半导体材料光催化氧化过程令 contaminant转化成低毒的物质。
它具有高效、节省能源、环境友好等特点。
在造纸厂废水处理、印染废水处理、饮用水处理等领域得到了广泛应用。
三、空气污染修复技术空气污染修复技术是另一个生态环境修复的重要领域。
在现代社会中，空气污染已经成为影响全球公共健康的一个重要问题。
大量的燃烧排放、工业排放、交通运输排放等活动导致了空气污染。
有机污染土壤的生物修复研究进展
染修 复技 术之 一 。
酶） 对有机物 的代谢作用 等。为 了强化某种有 机 物的降解作用 ， 今可运用分子生物学 、 遗传学和基 因二程等新理论 、 ［ ： 新技 术分离和选育 高效降解菌 中和 酶 系 ， 并增 强 他们 对 污 染 物 的 降解 能 力 ， 是 这 提高土壤微生物修复效果的研究热点 。
１微生物修复技பைடு நூலகம்
１ １修 复机 理 ．
微 生 物修 复 技 术 是 在 人 为 优 化 的 条件 下 ， 利 用 自然 环境 中生 息 的微 生 物 或 人 为投 加 特效 微 生
物得到最适宜 的降解条件 ， 保证污染物 的降解在土 壤的各个层次上都能发生。该方法结合农业措施， 经 济 易行 ， 于土壤 通透 性 较差 、 对 土壤 污染 较 轻 、 污 染物较 易降解 时可选 用。②投 菌 法 （ｉ ｎｍ ｎ ． ｂ ａｇ ｅｔ ｏ ａ ｔｎ ： 是直接 向遭 受 污染 的 土壤 中接 入外 源 的污 ｉ ）就 ｏ 染物降解 菌， 提供这些 细菌生长所需 的营养物 并 质 ， ： 、 、 、 、 、 、 、 等 。③ 生 物培 养 如 氮 磷 硫 钾 钙 镁 铁 锰 法 （ｉ ｕｔ ： 地定 期 向土 壤 中投 加 过 氧 化氢 和 ｂｏ ｌ￣）就 ｃ ｕ 营 养物以满 足 污 染环 境 中 已经 存 在 的 降 解菌 的需 要 ， 高土著 微 生 物 的活性 ， 污染 物 完 全 矿 化 为 提 将 二氧化碳 和水 。研 究 认 为 ， 通过 提 高受 污染 土壤 中 土著微 生物 的 活力 比采 用 外 源 微 生 物 的方 法 更 可 取 ｌ， ４ 但无论 选择何 种微生物 ， Ｊ 应首先 确定有 利于｝ 亏 染物降解菌生长 的营养元素的添加率。④生物通 气法 （ｉ ｅｔｎ ： ｂｏ ｎｉ ）是一种 强迫氧 化 的生物 降解方 法 。 ｖ ｏ
酶） 对有机物 的代谢作用 等。为 了强化某种有 机 物的降解作用 ， 今可运用分子生物学 、 遗传学和基 因二程等新理论 、 ［ ： 新技 术分离和选育 高效降解菌 中和 酶 系 ， 并增 强 他们 对 污 染 物 的 降解 能 力 ， 是 这 提高土壤微生物修复效果的研究热点 。
１微生物修复技பைடு நூலகம்
１ １修 复机 理 ．
微 生 物修 复 技 术 是 在 人 为 优 化 的 条件 下 ， 利 用 自然 环境 中生 息 的微 生 物 或 人 为投 加 特效 微 生
物得到最适宜 的降解条件 ， 保证污染物 的降解在土 壤的各个层次上都能发生。该方法结合农业措施， 经 济 易行 ， 于土壤 通透 性 较差 、 对 土壤 污染 较 轻 、 污 染物较 易降解 时可选 用。②投 菌 法 （ｉ ｎｍ ｎ ． ｂ ａｇ ｅｔ ｏ ａ ｔｎ ： 是直接 向遭 受 污染 的 土壤 中接 入外 源 的污 ｉ ）就 ｏ 染物降解 菌， 提供这些 细菌生长所需 的营养物 并 质 ， ： 、 、 、 、 、 、 、 等 。③ 生 物培 养 如 氮 磷 硫 钾 钙 镁 铁 锰 法 （ｉ ｕｔ ： 地定 期 向土 壤 中投 加 过 氧 化氢 和 ｂｏ ｌ￣）就 ｃ ｕ 营 养物以满 足 污 染环 境 中 已经 存 在 的 降 解菌 的需 要 ， 高土著 微 生 物 的活性 ， 污染 物 完 全 矿 化 为 提 将 二氧化碳 和水 。研 究 认 为 ， 通过 提 高受 污染 土壤 中 土著微 生物 的 活力 比采 用 外 源 微 生 物 的方 法 更 可 取 ｌ， ４ 但无论 选择何 种微生物 ， Ｊ 应首先 确定有 利于｝ 亏 染物降解菌生长 的营养元素的添加率。④生物通 气法 （ｉ ｅｔｎ ： ｂｏ ｎｉ ）是一种 强迫氧 化 的生物 降解方 法 。 ｖ ｏ
设施重金属污染土壤微生物修复技术研究进展
设施重金属污染土壤微生物修复技术研究进展近几十年来，由于人类工业、城市化以及农业活动的发展，土壤中含有大量的重金属污染物，严重威胁着生态环境和人类的健康。
微生物修复技术是一种对土壤进行修复的有效方法，该技术具有高效、环保和低成本等优点。
本文将着重探讨微生物修复技术在设施重金属污染土壤中的研究进展。
一、微生物修复技术的概述微生物修复技术指利用细菌、真菌、放线菌等微生物对土壤中的有机污染物以及重金属污染物进行处置，使其转化为无害的物质或尽量降低危害性。
其中，微生物在其中具有重要作用，可以分解、转化和稳定土壤中的污染物。
微生物修复技术相较于其它技术，如化学修复和物理修复等，则具有高效、环保和低成本等优点。
二、设施重金属污染土壤的特点设施重金属污染土壤多见于工业区、城市化之地以及农田地。
这些土壤中所含的重金属元素，主要来源于废水排放、汽车尾气排放、化工厂以及电子厂等工业生产活动。
其特点主要表现在：1、土壤中重金属元素的含量高且分布不均匀，如高温、高压、高酸碱等极端环境的建设会导致土壤中重金属元素的增加;2、土壤中微生物数量减少，微生物生长条件恶劣，自身毒性较大，甚至能够抑制剩余微生物的生长繁殖;3、土壤和水体之间的物质交换差异大，容易导致重金属元素的渗透和迁移。
1. 菌肥修复法菌肥修复法是一种将微生物与有机废物混合，使其在土壤中迅速生长、繁殖，然后在充分分解有机废物的同时，将土壤中的重金属元素转化为无害的物质，同时提高土壤肥力和改善土质结构。
这种方法能够迅速、高效地修复重金属污染土壤，而且具有低成本和易于操作等优点。
目前，自动控制和质量监测技术的进步，已经能够实现这种技术的自动化生产。
2. 细菌种类丰富化技术细菌种类丰富化技术是将抗重金属的细菌导入重金属污染土壤，使其能够在含重金属元素的土壤中生长，减少重金属元素的危害性。
一些细菌能够摄取土壤中的重金属元素，然后将其转化为磷酸钙、钙钞或锰氧化物等物质，从而减少土壤中有害的重金属元素的含量。
土壤中低等动物在重金属污染土壤修复中的研究进展
土壤中低等动物在重金属污染土壤修复中的研究进展土壤中的低等动物在重金属污染土壤修复中扮演着非常重要的角色，它们可以通过自身的代谢活动、生物多样性和土壤结构的改善来促进土壤的修复。
本文将从低等动物在重金属污染土壤修复中的作用、研究进展以及未来的发展方向等方面进行探讨。
一、低等动物在重金属污染土壤修复中的作用1. 代谢活动土壤中的低等动物如蚯蚓、螨类、蠕虫等可以通过它们的代谢活动促进土壤中重金属的迁移转化，从而减轻土壤的重金属污染程度。
蚯蚓可以通过其摄食和排泄过程改变土壤中的重金属形态，使得部分重金属得以还原或者沉淀，从而减少其在土壤中的有效性和毒性。
2. 生物多样性低等动物的存在可以促进土壤中的生物多样性，增加土壤中的微生物和植物等生物种类，从而构建更加复杂的土壤生态系统。
这些生物的相互作用可以促进土壤中重金属的迁移和转化，有利于重金属污染土壤的修复。
二、研究进展1. 重金属的生物富集与转运规律近年来，关于重金属在土壤中的生物富集与转运规律的研究逐渐受到关注。
一些研究表明，土壤中的低等动物对重金属的吸收和富集具有一定的选择性，不同种类的低等动物对于不同重金属的吸收能力存在差异。
低等动物的生活习性以及生境的差异也会影响其对重金属的吸收和转运规律。
对于不同类型的重金属污染土壤修复，需要充分考虑低等动物在其中的作用和适用性。
2. 低等动物与微生物协同修复研究表明，土壤中的低等动物与微生物之间存在着密切的相互作用关系，它们共同参与了土壤中的重金属的迁移和转化过程。
一些学者提出了低等动物与微生物协同修复的观点，即通过引入适宜的低等动物和微生物，协同促进土壤中重金属的修复和植被的恢复。
这一研究方向为进一步深入探讨土壤中低等动物在重金属污染土壤修复中的作用提供了新的思路。
3. 低等动物修复技术的发展随着对于土壤中低等动物在重金属污染土壤修复中作用的深入研究，一些新的低等动物修复技术也逐渐得到了应用。
一些研究人员探索了利用转基因技术改良低等动物的修复能力，使其具有更强的重金属抗性和代谢能力，从而提高其在重金属污染土壤修复中的效果。
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生物修复污染土壤技术研究进展1土壤污染和生物修复概述土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在 2 m左右。
土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。
近年来，由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染。
凡是妨碍土壤正常功能，降低作物产量和质量，还通过粮食、蔬菜，水果等间接影响人体健康的物质，都叫做土壤污染物。
人为活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化，并进而造成农作物中某些指标超过国家标准的现象，称为土壤污染。
土壤重污染对人体以及动植物危害的严重性以及其循环过程中不能被降解的特殊性无疑给科学家们提出了巨大的挑战。
传统的修复技术，包括物理修复和化学修复，虽然在局部小范围的修复中应用效果明显，但其治理成本高，破坏土壤理化性质，存在二次污染风险，而且对于污染面积巨大且程度较轻的土壤难以实施应用。
近年来，应用生物(包括植物和微生物)来修复重污染土壤的研究已经引起了各国科学家的广泛关注。
生物修复方法对土壤生态环境不会有影响．是保证土壤生态健康和农业叮持续发展的重要措施[1]。
微生物修复微生物修复是研究得最早、最深入、应用最为广泛的一种生物修复方法。
它利用自然环境中的土着微生物或特效外源微生物的代谢活动，在人为优化的环境条件下加速对环境中污染物的转化、降解与去除[2]。
植物修复'植物修复技术是一种新兴的绿色生物技术．能在不破坏土壤生态环境．保持土壤结构和微生物活性的情况下．通过植物的根系直接将大量的重金属元素吸收．通过收获植物地上部分来修复被污染的土壤。
植物修复的机理通常包括植物萃取作用、植物挥发作用和根系过滤作用，目前主要是植物萃取作用。
植物修复技术被认为具有物理、化学修复方法所无法比拟的费用低廉、不破坏场地结构、不造成地下水的二次污染、能起到美化环境的作用、易于为社会所接受等优点。
是一项很有发展前途的修复技术。
植物一微生物联合修复植物修复是近年来发展起来的一项主要用于清除环境中有毒污染物的绿色修复技术，它主要利用植物修复由有机毒物和无机废物造成的污染土壤。
其机理是利用土壤一植物一微生物组成的复合体系来共同降解污染物汹，通过利用植物的特殊功能，与根际微生物协同作用对污染土壤进行修复。
植物修复具有利用太阳能作驱动力，能量消耗和费用大大减少，对环境破坏极小，可适用于大面积的污染治理，易于为民众接受等优点。
植物生长过程中，植物生活周期对其周围物理、化学和生物过程均可产生深远影响。
2 生物修复在几种土壤污染中的应用重金属污染土壤生植物修复土壤重金属污染主要是由于Zn、ca、Cr、Cd、Pb、Ni、Hg、As等8种重金属元素引起的土壤污染。
土壤莺金属污染具有隐蔽性、不可逆性和不可降解等特点．其治理一直是国际性的难点和重点研究问题。
目前常用的控制和治理已被重金属污染的土壤的方法有淋滤法、客土法、吸附固定法等物理方法以及生物还原法、络合物浸提法等化学方法。
物理方法见效缓慢，化学方法快但易带来二次污染[3]。
植物修复是近年来兴起的一种污染土壤修复技术，由于其环境友好、经济以及适用于大面积、低浓度污染土壤的原位修复，而受到广泛的关注并成为环境科学领域研究的热点。
超富集植物对土壤中重金属的去除潜力，主要受3个方面的影响，即植物本身对目标重金属富集的能力（植物体内重金属含量）、植物生物量的大小以及土壤中重金属生物有效性的高低。
其中，前 2个因素的乘积反映了植物对目标重金属的修复潜力，二者乘积越大则表示植物的去除能力越强，也就更有利于重金属污染土壤的修复。
但是，目前发现的重金属超富集植物仅有400 多种，不足被子植物的 %。
而且大部分超富集植物生物量小、生长缓慢，还无法满足重金属污染土壤修复的需求。
因此，人们将目光转向生物量高、生长迅速、易于田间管理且对重金属有较高耐性的作物，但是这类植物对重金属的富集潜力十分有限，且存在很大的健康风险，不是理想的发展方向，以至人们考虑采取一些强化措施来提高现有超富集植物的提取修复潜力。
总的来看，重金属污染土壤植物提取修复的强化途径主要有2种：一是提高超富集植物的生物量；二是提高植物体内的重金属含量。
螯合剂能够有效活化土壤中的重金属，进而促进植物对重金属的富集，因此被广泛用于强化植物对土壤中重金属的提取修复[4]。
*螯合剂的作用机理[4]土壤通过矿物质的表面吸附作用、腐殖质的络合作用和沉淀反应固定进入其中的外源金属污染物。
不同金属在土壤中的生物有效性存在很大差异同一金属的生物有效性还与其在土壤中的赋存形态有关。
当螯合剂投加到土壤中后，其和土壤中的重金属发生螯合作用，能够形成水溶性的金属-螯合剂络合物，改变重金属在土壤中的赋存形态，提高重金属的生物有效性，进而可以强化植物对目标重金属的吸收。
螯合剂的作用机制如图1所示图1螯合剂在土壤修复中的作用机制螯合剂的种类重金属污染土壤植物提取修复常用螯合剂主要有两类：氨基多羧酸类螯合剂（aminopolycar-boxylate chelating agents，简称 APCAs）和小分子有机酸类螯合剂（low molecular organic acids，简称 LM原WOAs）。
APCAs类螯合剂是指一大类含有N和O原子的有机化合物，它们几乎能与所有的金属离子形成稳定的配合物。
LMWOAs 是螯合诱导植物提取修复研究较多的另一类螯合剂。
它们产生于植物根-土界面，其在土壤溶液中的含量通常较低，二价和三价的LMWOAs，它们具有十分重要的土壤生态功能。
植物一微生物联合修复-植物一微生物联合修复是在植物修复的基础上，联合与植物共生或非共生微生物，形成联合修复体，通过以下2种主要途径强化植物修复作用：①促进植物营养吸收，增强植物抗逆性，借助增加生物量的手段提高修复能力。
如菌根真菌可以溶解转运土壤中的无机矿物元素；根瘤菌进行生物固氮等促进植物营养吸收；根部多种微生物的存在所形成的稳定根部微环境，增强了植物抗逆性等。
这些都直接或间接地增加了植物的生物量；提高了植物修复能力。
②增加植物根部重金属浓度，促进重金属的吸收或固定。
微生物不仅通过其自身的组成成分如菌根外菌丝、几丁质、色素类物质，EPS等吸附重金属，而且通过其分泌的各种有机酸或特殊物质来活化重金属，增加其在植物根部浓度。
通过某些植物体内存在的对特定重金属具有转运作用的蛋白，将富集在植物根都的重金属转运到植物体内；或使土壤中重金属吸附于根际，降低其流动性，从而减少其进入食物链的可能，并且在移除植物体时降低土壤中重金属的浓度，借此达到植物吸收和固定的目的。
修复植物与根际微生物、重金属间的相互关系见图2图2植物与微生物联合修复原理尽管植物一微生物联合修复重金属荇染土壤的研究取得了一定的进展，但在理论基础和实践体系上还有许多不足之处，离该项技术的广泛应用还有很长的路要走，将来还应在以下几方面给予更多的关注：①植物-微生物联合体的筛选与培育，针对不同的重金属选育出最佳的修复组合；②分子生物学和基因工程技术的充分利用，以构建生物量大、生长速度快、耐性强的植物一微生物联合修复体；③多种修复技术的综合运用。
3石油、多环芳烃污染土壤生物修复技术多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是指2个或2个以上苯环以线状、角状或簇状排列组合成的一类稠环化合物。
具强致癌性、致突变性、致畸性等三致作用，还会产生光致毒效应。
且其在土壤中具有隐弊性大、潜伏期长、涉及面广、治理困难等特点，威胁食品安全和人群健康。
因此，土壤的多环芳烃污染倍受关注[2]。
植物与微生物的互利作用该技术可以将植物修复与微生物修复两种方法的优点相结合，而且两者之间的互利作用强化了根际有机污染物的降解。
植物为微生物提供了生存场所，并可转移氧气使根区的好氧作用能够正常进行；根分泌物、脱落物可为微生物提供大量营养，刺激根际各种菌群的生长繁殖，增强细菌的联合降解作用；某些情况下，植物根分泌物可作为微生物天然的共代谢底物促进污染物的降解；根区形成的有机碳可阻止有机化合物向地下水转移，也可增加微生物对污染物的矿化作用。
某些情况下，植物根分泌物也可作为天然的共代谢底物促进污染物的降解。
此外，植物根系可以伸展到不同层次的土壤中，故无须混合土壤即可使降解菌分散在土壤中。
另一方面，微牛物使污染物转换成植物可以吸收利用的状态，减轻了污染物对植物的毒性，提高了植物的耐受性。
联合作用机理[5]修复作用通常发生子根际而非植物体内，因此，石油污染物的根际调控研究是建立根际修复技术的关键。
Guenther等总结了根际石油污染物快速消解的可能机理包括：(1)根系生长改善了土壤理化性状；(2)从整体上增加微生物种群数量及多样性，或者选择性地富集石油污染物降解特异菌群；(3)根系分泌物及脱落物为石油污染物提供共代谢降解底物；(4)根系释放酶催化降解石油污染物；(5)加速石油污染物的腐殖化进程；(6)提高石油污染物的土壤吸附、植物吸收及迁移转化能力等。
其研究与桑伟莲等对联合系统修复PAHs污染物机制的结果相似：(1)植物根区的菌根真菌与植物形成共生作用并有着独特的酶途径用以降解不能被细菌单独转化的有机物；(2)植物根区分泌物刺激厂细菌的转化作用；(3)植物还可为微生物提供生存场所并可转移氧化使根区的好氧转化作用能够正常进行。
尽管植物一微生物联合修复在石油污染物降解中的重要性已经被充分认识，但是由于植物根际环境的微域性、动态性和复杂性等特点，目前对石油污染物植物一微生物联合修复的机理研究还存在一定的困难，现阶段只是一些猜想和构思而已。
研究进展【利用苜蓿草与微生物修复PAHs和矿物油污染土壤的研究表明，在植物生长条件下，土壤微生物降解功能明显增强；Leigh等通过实验室和温室根箱实验证实，从树根释放的芳香类化合物可作为多氯联苯降解菌的底物，激发它们的生长；Jo-siah等研究表明，向在植物修复的土壤中投加被生物刺激物激励过的生物菌剂可以提高污染物的降解率；常慧萍利用实验室驯化培养分离到一组能以中原原油为碳源的快速生长的石油烃降解菌与不同植物进行联合强化修复污染土壤，实验数据显示此方法对强化土壤中污染物的降解是很有效地；李春荣等研究发现节细菌的施加显着加快了玉米、向日葵修复的速度，石油降解率提高了。
赵爱芬等在石油污染的水稻田中分离出的微生物Bacillussp．仅在有水稻根分泌物的情况下才能在石油的残留物中生长，表明水稻根分泌物促进了特定微生物消除石油残留物；研究表明，在用苜蓿草修复矿物油污染土壤时，投加特性降毹真菌可不同程度的提高土壤PAHs的降解率，但真菌与细菌的降解提高对象不同；Jennifer等从植物影响微生物角度出发，不同组合下生物量的不同导致了降解率的不同口嵋；刘继朝等对微生物与四种植物组合进行了研究，发现降解顺序有差别，与程国玲研究结果一样：不同的微生物一植物组合的降解效率不同。