生物修復(fù)對環(huán)境污染的作用

1、微生物對環(huán)境污染的生物修復(fù)作用摘要：隨著化肥、農(nóng)藥、洗滌劑等的普遍應(yīng)用, 環(huán)境中的氮、磷含量增加引起水體富營養(yǎng)化已經(jīng)成為現(xiàn)代廢水處理一項新的研究課題， 本文綜述了植物-微生物-土壤動物交互作用在生物聯(lián)合修復(fù)、微生物對水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境修復(fù)作用、環(huán)境生物技術(shù)在污水除磷脫氮過程中的應(yīng)用及發(fā)展前景. 關(guān)鍵字：環(huán)境生物技術(shù)；氮磷去除；污水；生物修復(fù)Microbial bioremediation on environmental pollutionAbstract: Because of universal application of chemical fertilizer , pesticide and

2、 detergents, the increasing content of nitrogen and phosphorus of wastewater which bring about rich nutrition in water has become a matter of interest to many people. The study on nitrogen and phosphorus removal of wastewater has become a new problem. Plant-micro-organisms-the interaction of soil an

3、imals in the United biological repair, micro-organisms on the environment for aquaculture repair. Application and prospects of environmental biotechnology in nitrogen and phosphorus removal of wastewater were introduced in this paper .Key words: environmental biotechnology ; nitrogen and phosphorus

4、removal ; wastewater；biological repair微生物是生物修復(fù)的一支主力軍，它不僅能消除水體的油污，其他許多類型的污水也不在話下，并發(fā)展出了很多相關(guān)處理技術(shù)。例如，現(xiàn)在很多污水處理廠的核心部分實際就是一個生物修復(fù)反應(yīng)器活性污泥或生物膜，它們都是由許多微生物生長在一起形成的，只是前者呈泥狀，后者呈膜狀。這些微生物分解污物的能力非常強，黑乎乎的工業(yè)和生活廢水經(jīng)過它們的作用能大大得到凈化。近年來對于令人頭疼的湖泊藍藻和日益頻繁的近海赤潮，一些科學(xué)家也正嘗試用生物修復(fù)的方法加以治理，即借助于藍藻和赤潮生物的致病病毒使其染病死亡，這真是不折不扣的生物戰(zhàn)。生物修復(fù)還能清除土壤

5、的污染。土壤和水一樣都是非常寶貴的資源，但令人遺憾的是，今天它也成為人類對環(huán)境破壞的主要受害者之一。通過如污水灌溉、化肥和農(nóng)藥的大量施用等種種渠道，大量污染物進入土壤，土壤品質(zhì)不斷下降，一些污染物經(jīng)過食物鏈進入人體危害人的健康。正因如此，一些地方的農(nóng)民甚至從不吃自己種的菜，盡管這是他們用汗水換來的。對于被農(nóng)藥、石油、苯等有機物污染的土壤，可以像阿拉斯加原油泄漏事件中采取的方法一樣，向土壤中加入合適的微生物營養(yǎng)物質(zhì)，使居住在土壤中的那些能分解這些污染物的微生物生長速度加快，從而使這些污染物的分解速度大大加快。為了提高效果，也可以向土壤中引入合適的外來微生物，這些外來微生物可以是科學(xué)家從自然界分離

6、到的分解這些污染物能力特別強的菌株，還可以是采用基因工程修飾改良的菌株。利用天然存在的或特別培養(yǎng)的微生物在可調(diào)控環(huán)境條件下將有毒污染物轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)的處理技術(shù)，可以消除或減弱環(huán)境污染物的毒性，減少污染物對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)的風險1。為此，生物修復(fù)屬于生產(chǎn)后期的污染控制，簡稱產(chǎn)后控制，是可持續(xù)發(fā)展在環(huán)境保護上的重要體現(xiàn)。1 生物修復(fù)的概念和原理所謂生物修復(fù)(bioremediation) ，是指利用生物的生命代謝活動減小存在于環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害化，從而使污染了的環(huán)境能夠部分或完全恢復(fù)到原初狀態(tài)的過程。它是利用生物對環(huán)境污染物的吸收、代謝、降解等功能，對環(huán)境中污染物起到降解催化

7、作用，加速去除環(huán)境中的污染物。生物修復(fù)與生物凈化( biopurification) 的不同點在于，前者強調(diào)人們有意識的利用生物進行環(huán)境無害化處理2。生物修復(fù)方法是利用土著的、引入的微生物的代謝作用進行消除或富積有毒有害物質(zhì)的生物學(xué)過程。應(yīng)用環(huán)境生物修復(fù)技術(shù)處理污染物時，最終產(chǎn)物大都是無害的、穩(wěn)定的物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮氣等，而且這種處理方法能一步到位，避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移。它與傳統(tǒng)的去除和清除環(huán)境中污染物的方法，如物理方法、化學(xué)方法也是不同的。比較而言，生物方法是最本質(zhì)的和可以循環(huán)使用且永續(xù)受益的。生物修復(fù)技術(shù)有許多方面的優(yōu)點：可以使污染物完全從環(huán)境中去除，處理時間短，對周圍環(huán)境影響較小

8、，并且資金需要量小，不會產(chǎn)生二次污染，尤其原位修復(fù)(in-siteremediation)可以使污染物在原地被清除，操作簡單，使人類直接暴露在污染物下的機會減小1。2 植物-微生物-土壤動物交互作用在生物聯(lián)合修復(fù)研究中的應(yīng)用土壤是包括植物、微生物、動物在內(nèi)的復(fù)雜體系3，在這一體系中，植物、微生物和土壤動物彼此之間往往是緊密聯(lián)系、相互作用，參與著環(huán)境中的各種反應(yīng)。因此，上述植物、細菌、真菌和土壤動物耐/抗銅的分子機理的闡述為生物聯(lián)合修復(fù)提供了理論基礎(chǔ)，使三者在聯(lián)合修復(fù)中的應(yīng)用成為可能。2.1 植物與微生物聯(lián)合修復(fù)土壤微生物的分泌物對重金屬具有活化作用。微生物通過對重金屬元素的價態(tài)轉(zhuǎn)化或通過刺激植

9、物根系的生長發(fā)育而影響植物對重金屬的吸收;另外，微生物也能產(chǎn)生有機酸，提供質(zhì)子或與重金屬絡(luò)合的有機陰離子，交換或絡(luò)合金屬離子，使土壤溶液中金屬濃度增加，有利于植物的吸收4。而在重金屬高濃度條件下某些微生物仍能存活或生長，表現(xiàn)出對重金屬的抗性，有些微生物還能通過生物轉(zhuǎn)化作用或生理代謝活動(如胞外絡(luò)合作用，胞外沉淀作用，胞內(nèi)積累與轉(zhuǎn)化等)，使金屬由高毒狀態(tài)變?yōu)榈投緺顟B(tài)，使重金屬離子對植物的毒性減弱。目前叢枝菌根真菌(AMF)與植物聯(lián)合作用在重金屬修復(fù)研究中的應(yīng)用較多。自1957年Mosses5發(fā)現(xiàn)叢枝菌根真菌能促進蘋果幼苗對微量元素的吸收以來，接種叢枝菌根以提高宿主植物對土壤微量元素的吸收和利用的

10、相關(guān)研究已受到廣泛關(guān)注，特別是叢枝菌根能改善植株磷素營養(yǎng)狀況已為眾多研究所證實。自1981年Bradley等6首次報道石楠屬菌根能降低宿主植物對過量重金屬鋅和銅的吸收以來，菌根真菌對過量重金屬耐受性的研究、重金屬污染土壤中菌根-植物系統(tǒng)與重金屬元素的相互作用、以及菌根植物對重金屬污染的生物修復(fù)可行性等研究，已逐漸引起人們的關(guān)注。申鴻等7通過對菌根對重金屬銅修復(fù)的研究發(fā)現(xiàn)，菌根玉米地上部和根系銅濃度分別降低24.3%和24.1%，吸銅量分別提高了28.2%和60.0%，表明菌根植物對銅污染土壤具有一定的生物修復(fù)作用。但由于無法對AMF進行純培養(yǎng)，菌根植物如何吸收、積累重金屬元素的研究結(jié)果有較大分

11、歧。目前關(guān)于菌根-植物系統(tǒng)和重金屬的交互作用機理尚不清楚，植物與其它微生物的相互作用研究則相對更少。2.2 土壤動物-微生物的聯(lián)合作用以某些土壤真菌為食物的彈尾目昆蟲和甲瞞類土壤微動物通過選擇性地取食真菌會影響真菌的群落結(jié)構(gòu)8,9。普遍認為節(jié)肢動物可以選擇性地取食某些外生菌根真菌，盡管外生菌根并不是彈尾目昆蟲和甲瞞類動物最偏愛的食物9，但這些微小的節(jié)肢動物卻能夠在基部切斷菌絲而致命地影響菌絲網(wǎng)。田間和實驗室的試驗表明，食真菌的微小節(jié)肢動物通過對菌根的取食能夠影響植物生長，但這種與取食相關(guān)的影響仍在爭論中。Bonkowski等9闡述了線蟲和菌根真菌之間的相互作用，及其對植物生長和植物病害方面的影

12、響。但關(guān)于土壤動物和微生物之間的相互作用，則也僅限于在生理水平上闡述通過菌根的作用來影響植物的生長，最終有可能影響到植物對重金屬的修復(fù)，并沒有把這些土壤中小型動物和微生物之間的交互作用與重金屬的生物修復(fù)結(jié)合起來。因此，目前土壤動物和土壤微生物之間的交互作用在重金屬生物修復(fù)研究中的應(yīng)用還處于起步階段。2.3 植物-微生物-動物聯(lián)合修復(fù)土壤動物、微生物和植物三者之間的交互作用8，但也僅限于描述該系統(tǒng)中各個主體之間的相互關(guān)系及其對植物生長的影響，而并沒有針對其在重金屬修復(fù)研究中的應(yīng)用進行專門的討論。目前這三者聯(lián)合應(yīng)用在重金屬修復(fù)研究中應(yīng)用最好的應(yīng)屬蚯蚓-菌根在植物對鎘污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用10。接種菌

13、根不僅能促進黑麥草對Cd的吸收，而且還能促進Cd從植物根部向地上部分轉(zhuǎn)移，由于接種蚯蚓可以提高菌根的浸染率，所以二者具有促進Cd向地上部轉(zhuǎn)移的協(xié)同作用11，這對于重金屬污染土壤的植物修復(fù)具有十分重要的意義。因此，在銅污染土壤的植物修復(fù)研究中也可以采用三者結(jié)合的方法來提高銅污染修復(fù)效率。越來越多的證據(jù)表明植物的生長與根際微生物2動物之間相互作用密不可分，因此，需要植物生理學(xué)、土壤學(xué)、微生物學(xué)和動物學(xué)的知識，才能充分利用三者在重金屬污染土壤修復(fù)研究中的作用，才能夠更深刻地理解調(diào)節(jié)礦化、養(yǎng)分循環(huán)和植物生長的根際過程。此外，生物修復(fù)強調(diào)的是多相、異源的環(huán)境，如在污染的土壤中，污染物的存在與土壤的粒徑、

14、土壤溶液中的溶解和土壤空氣等都有關(guān)系。因此，成功的生物修復(fù)應(yīng)是多學(xué)科交叉的結(jié)果，不僅需要上述學(xué)科，還需要生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、地質(zhì)學(xué)和化學(xué)等學(xué)科的共同參與來完成。3 微生物修復(fù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境修復(fù)中的研究現(xiàn)狀微生物修復(fù)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中主要應(yīng)用于養(yǎng)殖環(huán)境的原位修復(fù)中，主要處理底泥的有機污染和水體的富營養(yǎng)化問題。在底泥有機物處理方面，1994年日本利用枯草桿菌處理魚池底泥取得顯著效果，底泥中的有機污染得到有效處理12。李卓佳13用芽孢桿菌為主的復(fù)合微生物制劑分解養(yǎng)殖魚池的有機污染實驗，一個月池底35 cm的污染底質(zhì)被分解。在菌類篩選方面，李秋芬14報道，從蝦池底泥中分離出331株細菌，篩選到10株有機降解

15、菌，72h內(nèi)化學(xué)耗氧量（CODMn）去除率分別在60%和70%以上，同時李秋芬15對蝦池修復(fù)作用菌生長影響因子作了研究。近幾年來，固定化細菌處理工藝等高效處理系統(tǒng)也在研究應(yīng)用中。Lekang 等162001年報道了一種生物膜處理法，生物膜能大量吸附小顆粒物質(zhì)，能去除43.2%的總磷和7.3%的總氮。2002年，Paniagua17報道用玻璃纖維固定化細菌處理對蝦養(yǎng)殖廢水，在20d的處理周期中氨氮和亞硝氮的去除率分別達到97%和95%。微生物修復(fù)優(yōu)點明顯，微生物修復(fù)已經(jīng)逐漸從應(yīng)用機理和基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用方面，并且取得了明顯的效果，但仍沒能真正大規(guī)模、大范圍地應(yīng)用到水產(chǎn)養(yǎng)殖的環(huán)境修復(fù)工程中。微生

16、物修復(fù)也有缺點：對磷的處理方面的研究較少，而且微生物處理相對于物理化學(xué)方法來說處理速度較慢，受處理環(huán)境變化的影響較大。因此建議加強以下幾個對養(yǎng)殖環(huán)境的微生物修復(fù)方面的研究：（1）加強修復(fù)作用菌的研究，篩選出高效作用菌或利用現(xiàn)代生物技術(shù)構(gòu)建高效基因工程菌18；（2）加強環(huán)境因子對修復(fù)菌修復(fù)能力影響的研究，提高微生物修復(fù)在實際應(yīng)用中的效率；（3）加強微生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用性以及大范圍推廣的研究以及微生物技術(shù)在中國水產(chǎn)環(huán)境修復(fù)的應(yīng)用。3.1 微生物對淺海養(yǎng)殖環(huán)境的修復(fù)作用對于海洋污染的生物修復(fù)，尤其是海水養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境的生物修復(fù)，目前多嘗試應(yīng)用微生物技術(shù)。水中的異養(yǎng)微生物靠分解有機物作為碳源和能源而生活，

17、有機物質(zhì)可在微生物特別是細菌產(chǎn)生的各種酶的作用下，經(jīng)過好氧或厭氧過程，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，被逐步降解，最后轉(zhuǎn)化成無機元素(礦化)而被植物吸收利用19。國內(nèi)對有益微生物在水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用的研究，目前主要集中在對光合細菌的研究。喬振國報道了3株光合細菌在中國對蝦和脊尾白蝦育苗中的作用。光合細菌添加在對蝦飼料中和養(yǎng)殖水體中，對促進對蝦的生長和改善養(yǎng)殖水質(zhì)都有重要作用。崔競進等也有類似的報道，他們用幾株光合細菌混合菌液作為中國對蝦育苗水休的水質(zhì)凈化劑及蝦苗輔助餌料，取得了明顯效果。育苗池水透明度提高，幼體死亡率下降，仔蝦產(chǎn)量提高20。雖然微生物對海水養(yǎng)殖區(qū)中的污染物尚有良好的降解效果，但對于受污染的海洋

18、沉積物，微生物技術(shù)在原位生物修復(fù)中還存在很大的局限性，而且該技術(shù)能夠使水體COD含量降低，但并未使營養(yǎng)元素總量減少，而只是將有機物變?yōu)闊o機物，從而可能加速海水的富營養(yǎng)化。3.2 微生物在水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境生物修復(fù)中的作用機制微生物對水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)生物修復(fù)的功能和途徑水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)是一個維持水質(zhì)、病原、養(yǎng)殖生物之間平衡關(guān)系的極為復(fù)雜的系統(tǒng)。微生物生態(tài)學(xué)和微生態(tài)的研究表明，養(yǎng)殖水環(huán)境和水產(chǎn)養(yǎng)殖生物中存在大量的有益微生物，這些微生物直接影響水質(zhì)和水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量和效益21。微生物無論是群體還是個體都具有兩重性，既有致病作用，也有生理作用，致病作用和生理作用是相對的，只有在特殊狀態(tài)下，才會表現(xiàn)致病作用。3.

19、2.2 微生物對水質(zhì)凈化的作用機理水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境中的有益微生物( 硝化細菌、光合細菌、硫化細菌、芽孢桿菌等凈水微生物) 在池塘連續(xù)養(yǎng)殖情況下，能清除因池塘長時間養(yǎng)殖水域底部，尤其是老池塘底積累的大量殘余飼料、排泄物、動植物殘體以及有害氣體( 氨、硫化氫等)，使之先分解為小分子(多肽、高級脂肪酸等)，后為更小分子有機物( 氨基酸、低極脂肪酸、單糖、環(huán)烴等)，最終分解為CO2、碳酸鹽、硫酸鹽等物質(zhì)，有效地降低了水中COD和BOD， 使水體中的氨氮( NH4-N)與亞硝酸氮( NO2- N)降低，起到了凈化水質(zhì)的作用。并且能為單細胞藻類為主的浮游植物提供營養(yǎng)物質(zhì)， 促進藻類等浮游植物的繁殖；這些藻

20、類為主的浮游植物的光合作用，又為池塘內(nèi)底棲動物、水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的呼吸和有機物的分解提供氧氣，從而形成一個良性的生態(tài)循環(huán)，有利于水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的迅速生長。同時由于有益微生物的大量繁殖，在池內(nèi)形成優(yōu)勢種，可抑制病原微生物的繁殖，減少養(yǎng)殖動物的疾病發(fā)生。微生物對養(yǎng)殖環(huán)境的生物修復(fù)功能(1)去碳、去氮、解磷的功能芽孢桿菌、堿桿菌屬、假單孢菌、黃桿菌等復(fù)合菌具有去除水中碳、氮、磷系化合物的能力， 并能轉(zhuǎn)化硫、鐵、汞、砷等有害物質(zhì)。光合細菌能降解98%的含碳污水( BOD含量較高)，去除總氮的66.7%22。(2)絮凝作用如芽孢桿菌、不動桿菌、專性厭氧的脫硫孤菌、假單孢菌、產(chǎn)堿桿菌、黃桿菌、無色桿菌、微球菌、

21、動膠菌等復(fù)合菌具有生物絮狀作用，它們能互相粘連在一起， 構(gòu)成菌膠團，擔負氧化分解的任務(wù)，將有機物結(jié)合成絮狀，使重金屬離子、磷元素沉淀，從而使水體得到凈化。(3)硝化作用硝化作用是微生物將水體中產(chǎn)生的NH3氧化成硝酸鹽，為藻類生長提供養(yǎng)料。主要分兩個過程：第一階段是在亞硝化菌( 如亞硝化桿菌、亞硝化螺菌、亞硝化球菌等)作用下，氨被氧化為亞硝酸鹽;第二階段是在硝化菌(如硝化桿菌、硝化球菌、硝化刺菌等)作用下，亞硝酸鹽被氧化為硝酸鹽。(4)反硝化作用芽孢桿菌、短桿菌、假單桿菌等復(fù)合菌均為好氧和兼性厭氧菌，它們以分子氧為載體，在供氧不充分的時間與空間，可以利用硝酸鹽為最終載體產(chǎn)生NO2-、N和N2，而

22、起反硝化作用，將硝酸鹽移出系統(tǒng)外，提高pH值。(6)去除淤泥活性碳除淤泥法是利用活性碳淤泥的微生物在好氧條件下，利用有機物開始生長， 有機物部分被微生物降解，水體中的COD和BOD得到降低。例如，日本用氟石和火成巖砂吸附一種乳桿菌，用以分解蝦池底部有機淤泥，結(jié)果使有機淤泥發(fā)生量減少了1/21/3， H2S 減少了1/3，蝦的成活率提高了10%20%23。(7)固氮作用固氮作用主要是一些固氮藻類及細菌( 如固氮單胞菌屬、腸桿菌、芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌、光合細菌、魚腥藍細菌、苜蓿根瘤菌等) 將N2變?yōu)橛袡C氮， 為水產(chǎn)養(yǎng)殖提供餌料和肥料24?？傊?， 水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境微生物修復(fù)技術(shù)， 在清潔養(yǎng)殖環(huán)境、提高

23、水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的免疫力、避免水體富營養(yǎng)化和防止藥物濫用、減少病害發(fā)生、維持水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展上均具有重要意義。4 微生物在廢水脫氮除磷中的應(yīng)用4.1 生物法除氮廢水生物脫氮處理技術(shù)的原理是在采用異養(yǎng)型微生物將廢水中的含氮有機化合物轉(zhuǎn)化為氨氮的基礎(chǔ)上，通過自養(yǎng)型硝化細菌再將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮；再經(jīng)反硝化將硝態(tài)氮還原為氣態(tài)氮從水中逸出，從而脫除廢水中的氮化物25.生物硝化過程由自養(yǎng)型好氧微生物完成，它包括兩個步驟：第一步由亞硝酸菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，稱為亞硝化反應(yīng)；第二步由硝酸菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，稱為硝化反應(yīng)。生物反硝化過程由異養(yǎng)型微生物完成，主要作用原理是利用微生物將硝酸鹽或亞硝酸鹽還原

24、成氣態(tài)的氮， 反應(yīng)一般在缺氧(即無分子態(tài)氧) 的條件下進行一般為了使反硝化反應(yīng)正常運行，常投加甲醇作為外加碳源。 圖1 為以甲醇作碳源的三級生物脫氮工藝流程25.該工藝特點是在一般缺氧-好氧基礎(chǔ)上，增設(shè)一厭氧段，從而較好地對廢水水解酸化。張志斌等采用兩組曝氣生物濾池處理含工業(yè)廢水的城市生活污水，結(jié)果表明，在水溫26.729.5，氣水比為61，濾速為2.2m/h 的條件下，生活污水的脫氮率達到97.8%26。4.2 生物法除磷廢水中磷的存在形態(tài)取決于廢水類型，最常見的是磷酸鹽(H2PO4-、HPO42- 、PO43- )、聚磷酸鹽和有機磷。生物除磷的基本原理是25：首先廢水進入?yún)捬鯀^(qū)，在厭氧區(qū)內(nèi)

25、污水中易發(fā)生生物降解的COD被產(chǎn)酸菌和某些聚磷菌酸化分解為乙酸等低分子脂肪酸(VFA)，這些VFA不僅適合被聚磷菌利用，而且能誘導(dǎo)激發(fā)細胞將體內(nèi)積累的高能聚合磷分解，釋放出磷酸根和鍵能，通過三磷酸腺苷(ATP )二磷酸腺苷(ADP)的轉(zhuǎn)換，聚磷菌將VFA攝入體內(nèi)，并以聚B-羥基丁酸鹽(PHB)的形式貯存，形成了厭氧過程磷的釋放。使聚磷菌處于饑餓狀態(tài)。進入好氧區(qū)后，處于饑餓狀態(tài)的聚磷菌消耗內(nèi)部的PHB類和外源基質(zhì)，并在合成新細胞和進行新陳代謝過程中過量攝取水體的磷酸鹽，在細胞內(nèi)完成聚磷過程，如此可使廢水中的磷化物得到有效去除。研究表明，廢水中的VFA含量越高，合成的PHB越多，厭氧磷釋放越徹底，

26、則好氧區(qū)聚磷菌合成量越大，聚積到污泥中的含磷量越高，水中的磷去除率越高。圖2為廢水生物除磷的A/O工藝流程25。王傳瑜等采用活性污泥法處理低濃度含磷廢水研究，在厭氧-好氧交替條件下，活性污泥對磷濃度不同的生活廢水除磷試驗表明，磷質(zhì)量濃度在6mg/L左右的廢水處理效果最好，去除率高達97%；而磷質(zhì)量濃度在16.66 mg/L和2mg/L左右廢水除磷效率也分別達到為78.4% 和75.3%，遠高于傳統(tǒng)廢水處理工藝27。5 生物修復(fù)的應(yīng)用前景生物修復(fù)是目前環(huán)境工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛、較為重要的一項技術(shù)，從經(jīng)濟和環(huán)境的發(fā)展角度來看具有很大的誘惑力。從生物修復(fù)優(yōu)于物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)的眾多特點來看，雖然它具有廣

27、闊的應(yīng)用前景，但只有與物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)方法組成統(tǒng)一的修復(fù)技術(shù)體系，生物修復(fù)才能真正為解決人類所面臨的最困難的環(huán)境問題有機污染和重金屬污染提供一種可能。最經(jīng)濟有效的結(jié)合是首先用生物修復(fù)技術(shù)將污染物處理到較低的水平，然后采用費用較高的物理或化學(xué)方法處理殘余的污染物。隨著生物技術(shù)的飛速發(fā)展，生物修復(fù)的可行性與有效性逐漸增強，將被更多的人接受和采納。由于進行生物修復(fù)技術(shù)需要對地點狀況和存在的污染物進行詳細而昂貴的考察，微生物活性易受環(huán)境條件影響，在有些狀況下生物修復(fù)技術(shù)不能將污染物全部去除，所以，今后應(yīng)主要發(fā)展解決安全使用基因工程菌和從根本上清除污染的生物修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)的理論在研究環(huán)境污染削減控

28、制領(lǐng)域十分活躍，同時植物修復(fù)技術(shù)也帶動了一種新興的環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展28 。要深入了解植物修復(fù)的原理，從而進一步更好地利用植物，必然要求我們對植物生物學(xué)、分子生物學(xué)有更進一步的理解。目前，已有一些前沿研究著眼于利用植物、菌類或動物的基因改良植物以利用植物對特定物的修復(fù)2,29。植物修復(fù)作為直接利用綠色植物系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)移、降解或保持的方式修復(fù)污染的土壤、沉積物、水和空氣的一種新興技術(shù)29，不僅具有美學(xué)價值、價格低廉、僅需太陽能驅(qū)動、能去除大部分環(huán)境污染物，且對于淺層輕度污染的區(qū)域非常有效28。因此，植物修復(fù)的市場前景相當樂觀。專家估計，2005年植物修復(fù)在美國市場將增長到2.354億美元29。生物

29、修復(fù)技術(shù)是一種環(huán)境友好替代技術(shù)，在國內(nèi)外受到日益廣泛的重視。從科學(xué)的角度客觀地看，生物技術(shù)本身是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要使生物修復(fù)技術(shù)成功并廣泛地應(yīng)用，應(yīng)盡可能解決其中涉及的技術(shù)難題，以盡早實現(xiàn)生物修復(fù)研究的技術(shù)轉(zhuǎn)換。參考文獻1 夏北成. 環(huán)境污染物生物降解M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2001.2 陳玉成. 污染環(huán)境生物修復(fù)工程M. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.3 LasatM M. Phytoextraction of toxic metals: A review of biologicalmechanisms. Journal of Environmental Quality, 200

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