环境修复原理与技术
1.环境修复原理与技术简介
环境修复,就是借助外界的作用力,使环境的某个受损的特定对象的部分或全部恢复成为原来初始的状态. 修复(remediation)本来是工程上的一个概念，顾名思义，它是指借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。严格说来，修复包括恢复、重建、改建等三个方面的活动。恢复(restoration)是指使部分受损的对象向原初状态发生改变；重建(reconstruction)是指使完全丧失功能的对象恢复至原初水平；改建(renewal)则是指使部分受损的对象进行改善，增加人类所期望的“人造”特点，减小人类不希望的自然特点。
污染环境的修复技术包括物理方法、化学方法和生物方法等三大类。其中生物修复方法已成为环境保护技术的重要组成部分。生物修复是利用生物的生命代谢活动减少存于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，使污染了的环境能部分或完全恢复到原始状态的过程。包括：1.污染土壤的生物修复。2.污染河流的生物修复。 3.污染湖泊的生物修复。 4.污染地下水的生物修复。5.污染海洋的生物修复。6.污染大气的生物修复。7.固体废物污染的生物修复。生物修复（Bioremedia tion）是环境工程领域刚刚兴起的一门新技术，用一种或多种微生物来降解土壤中的有机毒物，如农药、石油烃类和有机磷、有机氯等，使这类物质变成无毒的或变成二氧化碳，这个过程国际上叫“生物修复工程”。目前已成功应用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。广义的生物修复，指一切以利用生物为主体的环境污染的治理技术。它包括利用植物、动物和微生物吸收、降解、转化土壤和水体中的污染物，使污染物的浓度降低到可接受的水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质，也包括将污染物稳定化，以减少其向周边环境的扩散。一般分为植物修复、动物修复和微生物修复三种类型。根据生物修复的污染物种类，它可分为有机污染生物修复和重金属污染的生物修复和放射性物质的生物修复等。狭义的生物修复，是指通过微生物的作用清除土壤和水体中的污染物，或是使污染物无害化的过程。它包括自然的和人为控制条件下的污染物降解或无害化过程。植物修复：就是利用植物去
治理水体、土壤和底泥等介质中的污染的技术。植物修复技术包括六种类型：植物萃取、植物稳定、根际修复、植物转化、根际过滤、植物挥发等技术。微生物修复：即利用微生物将环境中的污染物降解或转化为其他无害物质的过程。动物修复：指通过土壤动物群的直接（吸收、转化和分解）或间接作用（改善土壤理化性质，提高土壤肥力，促进植物和微生物的生长）而修复土壤污染的过程。
2.主要修复方法与技术
2.1 土壤的修复
随着世界工业的迅速发展, 地球上许多地区的土壤都不同程度地受到重金属污染, 而且污染面积有不断扩大的趋势, 全世界每年排放H g 115万,t Cu40万,t Pb 500万,tMn 1500万,t N i 100万t(Adri2nao, 1997)。据我国农业部的调查, 我国遭受重金属污染的土地面积占污水灌区总面积的64.8% 。重金属污染已经成为土壤环境质量下降的重要因素之一(陈怀满和郑春荣, 1999; 林玉土壤重金属污染的生物修复以其低廉的成本、修复彻底等优点逐渐为人们所重视。生物修复技术主要包括植物修复及微生物修复技术。植物特别是超积累植物在污染环境治理的具体应用中存在很多局限性: 首先, 植物修复会受到植物生长速度和生物量的限制, 修复速度较慢; 其次, 植物修复会受到土壤类型、温度、湿度、营养等环境条件的制约; 另外,过高或过低的污染物浓度均能影响植物修复的效果。目前, 重金属污染土壤的治理工作已经成为国内外研究的重点, 从诸多有关重金属污染治理方面的文献中可以发现, 传统的治理措施多是采用物理、化学、物理化学方法( 邱廷省等, 2003; H a et a l. ,2009), 从修复效果和实用潜力上看, 这些技术虽然在一定程度上减少了重金属对土壤及生态环境的危害, 但是能耗大、存在二次污染等问题也限制了其在现场的应用。土壤重金属污染的生物修复以其低廉的成本、修复彻底等优点逐渐为人们所重视。生物修复技术主要包括植物修复及微生物修复技术。植物特别是超积累植物在污染环境治理的具体应用中存在很多局限性: 首先, 植物修复会受到植物生长速度和生物量的限制, 修复速度较慢; 其次, 植物修复会受到土壤类型、温度、湿度、营养等环境条件的制约; 另外,过高或过低的污染物浓度均能影响植物修复的效果。
刘之欣等人认为重金属污染土壤的生物修复技术是土壤污染整治的重要手段之一, 是近几年来国内外研究的热点, 同时也是现今土壤污染治理中环境友好、成本低廉的技术。论述了重金属污染土壤的植物2微生物联合修复的原理与形式, 介绍了此技术中土壤重金属污染物特性、植物本身生理生化特性及植物根际环境等影响因素的研究进展, 并讨论了植物2微生物联合修复今后的研究重点。王海鸥等人综述了根际微生物对重金属生物有效性的影响,促进植物生长的根际细菌和丛枝菌根真菌在植物修复中的作用,最后介绍了利用生物强化优化植物修复的方法和原则。石福贵等人则：通过盆栽试验，研究了鼠李糖脂和EDDS 对黑麦草生长与吸收土壤重金属Cu、Zn、Pb 和Cd，以及对土壤酶活性的影响。结果显示，向重金属复合污染土壤中施加1 g·kg-1 的鼠李糖脂将显著降低黑麦草地上部的生物量。EDDS 比鼠李糖脂具有更强的溶解土壤Cu、Zn、Pb 和Cd 的能力；同时施加1 g·kg-1 的鼠李糖脂和0.4 g·kg-1 的EDDS 大幅增加了土壤溶液中Cu、Zn、Pb 和Cd 的浓度，显著增加了黑麦草地上部植株中Cu、Zn、Pb 和Cd 的含量，促进了土壤脲酶和脱氢酶的活性。鼠李糖脂与EDDS 易生物降解，环境风险小，用于黑麦草修复重金属复合污染具有很大的修复潜力。
目前, 根据野外采集样本的分析, 全世界发现了约400种超积累植物, 最重要的超积累植物主要集中在十字花科, 世界上研究得最多的植物主要在芸苔属(Bra ssica )、庭芥属(Alyssuns ) 及遏蓝菜属(Thla spi) (邢前国等, 2003)。如在重金属污染土壤上种植天蓝遏蓝菜(Thla spi caerulescens), 可以吸收和积累土壤中非可溶性Cu、Zn、Pb(MartŠnez et a l. ,2006); AlNajar等( 2003)发现植物雨衣甘蓝(Bra ssi2ca olera cea var1 a cepha la ) 和屈草花属植物berisintermed ia )对T l有超积累作用, 其中地上部吸收的T l 18% 和21% 来自根际土壤的植物有效态部分,50% 和40%来自非可溶性部分。可见, 富集植物的生理特性使其具有独特的活化土壤中其他植物所不能吸收和利用重金属的能力, 并通过多种途径改变周围环境, 提高重金属的溶解性, 从而促进植物根系对重金属的吸收( Peters & Shem, 1992; 林庆宇,2008), 对于植物2微生物联合修复体系非常重要。重金属的生态环境效应与其总量相关性不显著, 从土壤物理化学角度来看, 土壤中重金属各形态是处于不同的
