生物修復技術治理水污染的進展

生物修復技術治理水污染的研究進展摘要：從微生物修復、植物修復和動物修復3個方面系統(tǒng)介紹了生物修復技術的作用原理，闡述了生物修復技術用于治理氮磷、有機物和重金屬污染的研究現(xiàn)狀，并總結了目前存在的問題，指出了生物修復技術的發(fā)展趨勢。關鍵詞：生物修復

水污染

富營養(yǎng)化

有機污染物

重金屬據(jù)報道，我國目前有50%的河道和80%以上的湖泊受到污染，許多湖泊已達不到地表水Ⅲ類水質標準，受污染水體的綜合治理和修復已刻不容緩[1]。生物修復技術是在20世紀90年代得到迅速發(fā)展的一項污染治理工程技術，利用生物的生命代謝活動來減少污染環(huán)境中的有毒有害物的濃度或使其無害化，從而使污染了的環(huán)境能夠部分或完全地恢復到原初狀態(tài)的過程。它利用生物對環(huán)境污染物的吸收、代謝及降解等功能，對環(huán)境中污染物的降解起催化作用，加速去除環(huán)境中的污染物。與傳統(tǒng)的物理化學修復技術相比，生物修復技術具有以下優(yōu)點：①費用省，僅為現(xiàn)有環(huán)境工程技術的幾分之一；②環(huán)境影響小，不會形成二次污染或導致污染物的轉移；③可最大限度地降低污染物濃度。生物修復的種類很多，根據(jù)被修復的污染環(huán)境，可分為土壤生物修復、地下水生物修復、沉積物生物修復和海洋生物修復等；根據(jù)生物修復所利用的生物種類，可分為動物修復、植物修復和微生物修復；根據(jù)人工干預的情況，可分為自然生物修復和人工生物修復，人工生物修復又可分為原位生物修復(insitubioremediation)、易位生物修復(exsitubioremediation)和反應器生物修復(reactorbioremediation)。1

生物修復的作用機制1.1

微生物修復微生物修復技術是在人為優(yōu)化的條件下，用自然環(huán)境中的土著微生物或人為投加外源微生物的代謝活動（分解代謝和合成代謝），對環(huán)境中的污染物進行轉化、降解與去除的方法。微生物在生物修復中起著主導作用。早期的生物修復主要是利用微生物降解和轉化環(huán)境中的有機污染物。可以用于生物修復的微生物有很多，包括細菌、真菌及原生動物等。廢水中的有毒物質的成份非常復雜，包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛醇及蛋白質等等。生物處理去除污水中的有機物質，是利用微生物的新陳代謝過程。微生物群體依靠細胞壁將污水中的有機物質吸收消化，同時產生一定的代謝物質，再作為其它微生物的養(yǎng)料，進行吸收消化，周而復始，直至污水中的有機物質全部分解。微生物對有機污染物的降解和轉化主要包括好氧和厭氧兩個過程，完全的好氧過程可使其轉化為CO2、H2O、SO42－、PO43－、NO2－、NO3－等無機物，厭氧過程的主要產物為小分子有機酸和其他產物（CO2、CH4和H2等）。微生物雖然不能夠將重金屬通過降解而去除，但卻可以通過對重金屬的轉化和固定過程降低其毒性，還可以將重金屬積累在菌體內[2]。湖泊污染的生物修復，主要是在湖泊中加入營養(yǎng)鹽，用曝氣機攪拌混合。底泥中的有機污染物可作為碳源被微生物利用，使污染的淺水湖泊得以生物修復。海洋油污染的生物修復，主要依靠低溫微生物對石油烴的降解作用來實現(xiàn)。海洋本已存在大量能降解石油的微生物，原油的泄漏能刺激該類微生物的大量增殖，從而加速石油的分解，最終達到清除石油污染的目的[3]。降解石油的微生物廣泛分布于海洋、淡水、陸地、寒帶、溫帶、熱帶等不同環(huán)境中，能夠分解石油烴類的微生物包括細菌、放線菌、霉菌、酵母以及藻類等共100余屬、200多種，而環(huán)境條件對微生物存在數(shù)量有限制作用。由于自然界石油的降解是一系列微生物共同作用的結果，沒有一種微生物能降解石油中所包含的所有碳氫化合物，有些微生物本身并不能分解碳氫化合物，但其在石油去除中發(fā)揮著重要作用[4]。1.2

植物修復植物修復技術是以植物忍耐和超量積累某種或某些化學元素的理論為基礎，直接利用有生命的綠色植物及與其共存微生物體系清除或降低環(huán)境污染物的一項新興技術。植物，特別是水生植物，對污染水體都有一定的凈化能力，因此，在污染水體中種植對污染物吸收能力強且耐性好的植物，應用植物對污染物的吸附、吸收、富集和降解(植物根系-根際微生物的聯(lián)合作用)等，將水體中污染物去除或固定，從而實現(xiàn)水體修復的目的。植物對污染物可通過根系吸收，也可以直接經莖、葉等器官的體表吸收，吸收到體內的有機物，如酚、氰等可以直接降解，重金屬、有機氯農藥，如DDT、六六六等難降解物質，可貯存在植物體內，甚至達到很高的濃度時，植物仍不會受害。植物可直接吸收污染物質，通過轉化和輸送，以非植物性毒素的形式進行積累。另一方面，植物通過向水體中分泌營養(yǎng)物質(單糖、氨基酸、脂肪族化合物、芳香烴等)和酶以及傳遞O2到根部來刺激根系周圍微生物生長，并改變水體的生化活性，從而加速水體的生物修復作用。近年來研究表明植物根系的分泌物不但可為微生物提供營養(yǎng)物，同時可誘導微生物降解某些難降解的有毒物質如多氯聯(lián)苯。水生植物可向沉積物、根圍、莖葉圍釋放營養(yǎng)物質和O2，使沉積物中的微生物通過好氧的方式礦化污染物，提高微生物活性及對污染物的礦化能力[4]。藻類和微型動物在水體的生物修復中也發(fā)揮著重要作用，通過藻類光合作用釋放氧，可使嚴重污染后缺氧的水體恢復至好氧狀態(tài)，這為微生物降解污染物提供了必要的電子受體，使好氧性菌對污染物的降解能順利地進行。另外，水生植物根系部分還會棲生一些小型動物，它們通過吞噬過多的藻類和一些病原微生物，間接地對水體起到凈化作用[5]。1.3

動物修復在污染水體治理修復中，合理規(guī)劃、科學發(fā)展水上養(yǎng)殖，可在氮磷污染較重的水域適當增加食草和浮游植物魚種的投放，以控制和消耗過度繁殖的藻類、提高水質。魚類是動物修復的重要參與者，鰱魚主要以浮游植物為食，鳙魚主要以浮游動物為食。水蚤以藻類和有機腐屑為食，能有效除去藻類，同時它又可作為魚類等水生動物的餌料被消耗。螺、蚌等底棲動物也可攝食碎屑、藻類，蝦和魚類可攝食藻類、碎屑、浮游動植物等，它們都能夠明顯限制浮游植物的生物量，同時降低水體中的COD、TP、DO和pH。濤在湖祖泊及鋸觀賞搖性水賭體中詢，加蟲入顏翻色鮮什艷的鳥鯉魚姻、金壟魚等崇，既小可提昌高觀罩賞價蜘值，冠又可吵吞噬圾水草號、藻胳類及滴其他咐小動撞物，暮保持塔水體藏的生戴態(tài)平飾衡。望動物鍋在水壯體污達染處淘理中粒主要活起輔喂助作晚用，碰但它在在處仁理污紀染物攪質的災同時星增加索了經勒濟效寬益及抬觀賞稿效益刮，是穩(wěn)傳統(tǒng)閑生物行修復府的必沃要補房充[燙6]獅。陪2

奇生栽物修膠復技式術的寫研究匹現(xiàn)狀撿2.滑1

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