原位生物修复技术
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了八篇原位生物修复技术范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
原位生物修复技术范文第1篇
关键词：下沙地区 富营养化 生物浮岛技术 水体修复
中图分类号：X171.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0008-02
富营养化是由于人类活动的生活污水、工业废水、以及含氮、磷等营养物质的水，进入缓流水域后，促使水体中许多大型绿色植物和微型藻类旺盛生长、繁殖，使水体向生产力水平较高的营养状态转化的过程。水体富营养化是自养生物（浮游藻类）在水体中建立优势的过程，包含着一系列生物、化学和物理的变化，与水体的化学性质、物理性状，底质，以及气候、地理等众多因素有关。从上个世纪中叶，全球出现海洋和淡水水体富营养化不断加剧之势，水体富营养化已成为人类普遍关注的水质污染问题。水体富营养化使许多湖泊、水库成为主要环境问题，严重的妨碍了水体利用，造成了环境和经济的重大损失。目前富营养化水污染处理技术的研究认为人工湿地、生物浮岛等生物等处理技术，通过原位构建水生植物体系，利用植物根系的吸附、吸收作用，削减水中的氮、磷等营养物质，从而达到净水效果，具有无二次污染，且兼具景观美化作用的特点，是目前富营养化水体主流修复措施[1]。
下沙高教园区地处杭州的东北，是近十年发展起来的新城区。杭州的平均降雨量约在1100～1600 mm之间。全年有两个雨季和一个多雨时段。3～4月为一多雨时段，称春雨期；5月初至6月上底为一个雨季；8月底到9月底为第二个雨季。占全年降雨总量的65%左右。杭州的年平均蒸发量为1150～1400 mm，全年以6～8月为最大，约占总蒸发量的50%。从整体来看，区内水域基本上是自成平衡体系。区内的几条小河流均为四、五级河道，主要功能为排洪。区域内部和四周有人工修建的河道，道路敷设雨水管道，收集路面雨水就近排入河道。外界污染物的大量输入与底泥营养物的内源释放所共同引起的生态退化，水质变差，面临的严重的水环境问题。由于水置分散、水质复杂、源头多，不能采用收集集中处理的方法，同时也不可能投入巨大的水体处理资金。利用生物浮岛技术修复具有投入少、运行费用低、应用规模可灵活变动、无二次污染等优点，非常适合这类小型开发区富营养化水体的处理[2]。
1 生物浮岛技术的基本原理
生物浮岛技术是一种快速发展的原位水处理方法。主要的思路是通过提高微生物降解功能，加强水生植物吸收作用，促进二者之间的协同作用，实现水体原位高效生物降解[3]。
生物浮岛系统的工作原理是先通过投加填料，加大微生物附着面积，以便微生物富集成膜；然后添加可富集在填料表面的特效功能菌，加强多菌种协同作用，高效降解氮、磷等营养物质；进一步构建植物与微生物的复合生物体系；从而改善微生物生长环境，一方面人工曝气提高水体溶氧量，增强微生物代谢；另一方面利用人工造流，加快水体传质，从而实现高效的原位生物降解。
具体实现是由浮床单元拼接、组合而成。浮床单元内部种植水生植物，水下增加填料并接种特效氮、磷处理菌，整体环绕于曝气造流系统。在植物和微生物的共同作用下，实现水体修复目的。
对水体进行曝气是改善微生物生长环境、提高降解效率的必不可缺的步骤。由于常用的机械曝气存在设备能耗高、充氧效率低、运行存在安全隐患等不足，可考虑在充分利用水体自身藻类光合作用复氧和大气复氧前提下，改变曝气充氧模式，提高充氧效率，控制充氧时间，实现低能耗供氧。同时改变单一曝气充氧方式，利用直接曝气制造循环流，在直接曝气的基础上，搅动水流，提高液面更新速率，提高充氧效率。根据水体中溶解氧自然变化规律，控制人工充氧时间，从而实现原位低能耗高效供氧[4]。
2 原位能源供给
能源消耗是影响水体处理工程成本的重要因素。能耗高，成本和运行费用制约了水污染治理体系不能长期工作。开发无污染，少投入的能源是解决治污的关键。近年来太阳能等绿色能源应用快速发展，利用太阳能光伏发电供给能源是非常适合下沙高教园区的水体处理。杭州市年平均太阳总辐射量在420～460 kJ/cm2之间，日照时数1800～2100 h。大部分自然水体表面光照条件充分，水域开阔，阳光照射条件良好，通过悬浮载体将太阳能发电系统利用于设备当中，无需外界能源输入，在能源自给的同时实现水体修复的目标，节能降耗，消除污染[5]。
在富营养化水体中，藻类含量较高，其光合作用释放出氧气，供菌种降解有机物，是一种太阳能的自然生物利用方式。如果能充分利用水体原位生态修复功能和藻类的充氧功能，构建以原位太阳能发电与原位生物修复相结合的一体化水体修复设备，将突破现有富营养化水体处理技术屏障，为浅层水体修复和日常维护提供新型有效的技术手段，具有广泛的市场应用前景。
另外风力发电作为一种重要的可再生能源形式，越来越受到人们的广泛关注。由于风电设备制造技术的日益成熟和风电价格的逐步降低，近些年来，无论是在发达国家还是在发展中国家都在大力发展风力发电。近30年来风电场并网容量发展最为迅猛，对常规电力系统的运行造成的影响明显增大。杭州市大部分地区年平均风速在1.3～2.4 m/s，下沙地处杭州东北部平原，位于钱塘江两岸的滨海平原，年平均风速超过3 m/s。这种风速适宜小型风力发电的风能，很好解决了地区无电、缺电的困难，特别是弥补了阴雨、无阳光时太阳能发电不能工作的不足[6]。
3 修复体系设计方案
以下简介利用太阳能、风能进行生物浮岛技术修复富营养化水体整体结构设计方案。根据太阳的花形状，曝气造流系统的浮床为结构主体，浮床采用双曲面球体构型，上承太阳能电池板，内置蓄电池和空气泵等所有配套设备，下方以丝杆连接悬挂导流装置，周围环绕生物浮岛单元，曝气盘通过管道连接固定在导流装置内部[6]。
生物浮岛系统由浮床单元拼接、组合而成，浮床单元内部种植水生植物，水下增加填料并接种特效氮、磷处理菌，整体环绕于曝气造流系统，通过植物和微生物的共同作用，实现水体修复目的。
曝气造流系统由空气泵、曝气盘、悬浮载体和导流装置四部分组成。空气泵压缩的空气通过导气管进入曝气盘，再以微小气泡的形式释放到深层水体中，并与其混合，增加水体溶氧；水气混合后的液体因密度减小而在导流筒内垂直上升到达浅层水体，同时，深层水体因导流筒内的压力较小而被不断吸入到导流筒内，形成一个以压力差为动力的循环流，实现水体最大效率供氧。
光照充足的白天，太阳能电池板通过控制器向蓄电池供电，夜间蓄电池放电带动空气泵工作；利用时间控制开关控制空气泵的工作状态；空气泵的工作时间初步可考虑安排在午夜至凌晨连续6小时。阴雨天气，太阳能控制器直接控制蓄电池充放电，保证蓄电池提供空气泵18小时工作能力。同时小型风力发电系统产生辅助作用，保证修复体系的正常用电[7]。
4 水体修复效果实验分析
在实验区域采用太阳能、风能生物浮岛修复系统运行（白天充电，夜间供氧6小时），测定实验区域的溶解氧平均值A与对照区域溶解氧平均值B的变化连续，溶解氧采用在线溶解氧仪及碘量法]测定。试验数据表明，在富营养化水体中存在着水体溶解氧昼夜变化幅度大的特点，昼间溶解氧变化并不完全符合富营养化水体溶氧规律变化，昼间溶氧会达到高点，但是夜间溶氧并不会降低到预计低点。各项水质指标均已经达到富营养化的状况，水体夜间的耗氧量低，可能是由于底泥含量低、悬浮微生物少、水体微生物活动较弱的原因[8]。
通过相同条件下对水溶氧变化与微生物量的关系的实验，可知夜间水中溶解氧持续下降，日出前达到最低值5.8 mg/L。开始曝气后，溶解氧浓度上升，能在日出前补充到最低值7.4 mg/L。
生物浮岛的水体修复主要通过以下几个方面实现：设备直接曝气充氧促进好氧微生物代谢，加快水体有机污染物降解速率；设备曝气形成环流，加快水体液面更新速率，提高大气复氧效率；浮岛植物根系吸收水体内营养物质，拦截固体颗粒、沉降胶体物质，提高净化效果；浮岛中的生物填料，通过富集微生物，提高水体中的微生物数量和降解能力；曝气形成的环流，有利于净化后水体与污染水体的交换，扩大设备有效的净化面积。
如此构建立体式的生物体系，使富营养化水体在植物、微生物的协同作用下，通过太阳能、风能供电强化曝气和水体循环，实现富营养化水体的快速修复[9]。
5 结论
基于水体原位修复的理念，通过组合太阳能、风能等低能耗充氧和高效生物降解措施，构建了一体化的立体式生物处理设备。对于改善水环境课题，本文提出使用太阳能、风能等绿色能源取代其他能源；应用植物、微生物反应代替化学方法的大量化学药剂，实现零成本运行、无二次污染，与水体和谐共处，有着明显经济优势和社会效益。
参考文献
[1] 金相灿，屠清瑛.湖泊富营养化调查规范[M].2版.北京：中国环境科学出版社，1987.
[2] 国家环境保护总局.水和废水监测标准方法[M].4版.北京：中国环境科学出版社，2002.
[3] 李英杰，金相灿，年跃刚，等.人工浮岛技术及其应用[J].水处理技术，2007，33（10）：49-51.
[4] 马风有，李强，邓辅商.人工浮岛载体设计研究[J].中国农村水利水电，2007（5）：85-87.
[5] 赵祥华，田军.人工浮岛技术在云南湖泊治理中的意义及技术研究[J].云南环境科学，2005，24（A1）：130-132.
[6] 马蕊，林英，牛翠娟.淡水水域富营养化及其治理[J].生物学通报，2003，38（11）：22-26.
[7] 李家就，钱望新.富营养化湖泊水源生物预处理研究[J].中国给水排水，1992，8（2）：4-7.
原位生物修复技术范文第2篇
关键词：生态消淤、水生生态、综合治理、修复
一、前言
随着珠三角地区人口不断增长，大量富含有机物的生活污水和部分工业废水排入河涌，导致水体含氧量大幅下降，造成了河涌普遍呈现有机污染严重的特征。且由于长期不加治理，大量的污染物沉积在河涌底部，导致河涌底泥淤积，珠三角地区河涌的淤泥厚度可达0.5～2m，平均为0.36m。底泥中的还原性物质产生大量的化学耗氧使河涌底泥形成厌氧环境，在厌氧微生物作用下逐步腐化，变黑、发臭。
目前的城市河涌整治中，注重清淤，堤岸，绿化和截污等工程，而不重视底泥和水体生物原位修复，更不重视河涌生态体系建立，这样导致城市河涌整治中边治边黑，边黑边治，不能从根本上改善河涌水质和提高水体自净能力。现正积极探索城镇河涌污染治理新路子，提高河涌整治的效果和水平。原位生态修复技术曾经在国内外许多工业污水处理厂、湖泊、池塘、湖塘、海滩等多个污染控制工程项目中得到应用，都是对水体及其淤泥进行污染物的消减处理，效果皆良好，从事实上说明了该技术运用的可行性与成熟性。
二、常规河道清淤和水生生态技术修复存在的问题
传统整治河道的手段是截污与污水处理，清淤，水生态修复，补水，堤岸景观建设等。其中，常规清淤和水生生态技术修复存在很多问题：淤泥清挖工艺落后，工程投资大，操作麻烦，清淤效率低；清淤挖上来的淤泥含水率高，数量巨大，黑臭，运输和处置难；传统的清淤方法，最重要清除的上层不稳定淤泥残留多，加上发黑的河水，污染负荷仍然很大，黑臭难解决；生态修复未找到快速修复水生食物链并且易于维护的简单方法；需要使用曝气等其它设施，管理麻烦，维持费用大；普通的投放微生物治河技术，投放液态的微生物易被河水冲走，要长期不断投放，维持费用大，一年只能消化淤泥少于10cm，不能替代清淤。
综上所述，黑臭的河道，清淤后不稳定淤泥的残留量多，就算做到完全截污，河道内的污染负荷仍然很大，单纯依靠调水、补水难以彻底消除这些污染，难以短期内消除河道黑臭。不少投入了很多资金治理过的河道，虽然有一些效果，但不能令人满意，尤其是退潮时、枯水时仍然黑臭。
河道治理重在水环境生态修复与重建，重建生态系统有很多方法，最重要的是能使水体的自净能力保持稳定，且易于控制和管理，维护费用低。所以，寻求高效而且符合上述要求的技术方法，是河道水体生态修复最大的难点，是水体修复难易的关键，也是各种治理方法和治理效果的差异所在。施放底泥净化剂消解淤泥，同时能够快速修复水生生态，真正消除黑臭，是一种更有效的河道快速治理方法，生态修复不需要15年，几个月至1年就可以做到。
三、原位生态修复治理关键技术
1、关键技术简介
水环境生物修复是在可控条件下，利用微生物和水生生物生命代谢活动，修复被污染的环境或消除环境中的污染物的过程。而原位生态修复技术的核心为生态修复剂技术，即在无固定设备且完全自然的状态下，因地制宜，充分利用天然水体的自净功能，采用直接向污染河道投入高效的本源微生物菌群和微生物促进剂，激活水体中原本存在的利于水体自净的微生物，并通过它们的迅速繁殖，从而消除水体中的有机污染，同时对河道有机底泥起到一定的消化作用。具体的流程主要为：微生物驯化，微生物菌剂在河涌底泥中接种繁殖，根植河床，微生物对河道污水和底泥中的污染物进行分解去除，净化水质和减少污泥量，再通过人工培育河道生态链最终恢复水体的原生态，实现水体稳定的自净功能。生态修复剂是一种充分利用自然界生物降解原理，提高水体的生命力和自净能力，并重建其生态平衡、迅速地改善水质的技术与产品。
2、底泥净化生物修复治理黑臭河涌
针对底泥富含大量有机物和营养物质，好氧速率高，处于强还原状态的厌氧环境，投放生态修复剂的方法，进行生物修复，以控制和消除底泥污染。底泥净化剂，由增氧剂、有效微生物菌剂和生物载体组成。增氧剂在水中逐渐释放出氧，改变河道底层厌氧生态环境为好氧生态环境，激活微生物菌群，同时为有机污染物的降解提供电子受体；有效微生物菌剂是采用本土化的好氧型和兼性微生物组成的复合微生物菌剂。作为载体的多孔矿物，可为微生物菌落提供巨大的附着表面，减少微生物的流失和更好发挥微生物降解有机污染物的作用。
在底泥净化剂的作用下，能有效地对污泥和污水中的有机污染物、细菌等进行生物降解，污泥有较大幅度的减少，河水不黑不臭，没有黑色底泥上浮，淤泥层减薄，矿化度增加，从而最终净化水质。
3、治理效果
河道第一次施放底泥净化剂，10天～20天臭味消失，河道从厌氧状态转变为好氧状态，出现许多微型动物；约一个月，河道水质变清，水里的微型动物继续增多；30天～50天，水底有很多水丝蚓（俗称“红虫”，是栖息在水底污泥中的底栖动物，以污水和污泥中的有机物为食物），大量的红虫对水生食物链的修复很有好处，继而水里可看到一些小鱼，表明水质好转，水生食物链初步修复，已适宜鱼类生长；两个半月，小鱼群增多，淤泥泥面从原来的黑色开始呈现灰白色；3个月～4个月，河底淤泥削减15～20厘米，当河底淤泥中的有机物被吸收分解之后，底泥表面就是一层不被吸收分解的沙、石，底泥泥面呈现灰白色，红虫逐渐减少；4个月～6个月，河底淤泥削减25～30厘米，河道已不黑不臭，水质明显变好。
4、淤泥消解和水生生态快速修复技术的优势
4.1 这种生态修复剂具有沉淀的功能，其本身及其固着的微生物不易流失，不易被水力冲跨，即使在水流动的河或者很深的水域里，都能沉入到底部，把淤泥里的有机物吸收分解掉，并达到净水、增氧、消除恶臭等效果。只要在被污染的水体投放了生态修复剂，就可以分解去除底质的淤泥和净化水质。
4.2 施放这种生态修复剂，不用机械清淤，不必解决淤泥出路，没有散发臭气的清淤场面。由于污染情况和淤泥情况不同，根据应用实例，施放一次生态修复剂，河道的淤泥4--6个月可以减少20--30厘米。
4.3 施放生态修复剂后，不需要曝气充氧设备，不需后期管理费，同时消除臭味，促进了水生生物的食物链修复，很适合净化底质污染和水体生态修复。
4.4 用生态修复剂消解淤泥，替代了清淤，同时快速修复水生生态，是一种可以与原有河道综合治理任务对接，大大降低治理难度，提高治理效果，而且无二次污染的先进技术。
四、结论
原位生态修复技术与截污补水相结合，对河涌段进行治污处理，有效地控制河道有机污染，减少河道底部淤泥量，从根本上起到净化河涌水质，达到消除黑臭、消除河道底泥的目的。生物修复剂应用性能优异的微生物增效技术，通过提高水体的生命力和自净能力，可以替代清淤，快速消除底泥，同时快速修复水生食物链，重建水体生态系统，提高河道自净能力，改善河道感观和水质，成为治水的一种非常有效的方法。底泥生物修复剂具有沉淀的功能，其本身及其固着的微生物不易流失，有效的把淤泥里的有机物分解掉，达到净水、增氧、消除恶臭等效果，生态修复后不需任何管理费，是一种最经济净化，无二次污染的先进技术。
在我国还不能做到完全控制河道面源污染和完全截污治污的情况下，实践证明，应用生态消淤、快速修复水生态、分段截污与水生态污水处理等生物增效技术的集成，是一种疏浚、消除河道累积污染、从根本上解决河道发黑发臭的问题，是恢复河道良好生态环境的简单、实用的方法。
参考文献：
[1]《广东省环境保护战略研究》中国环境科学出版社 2007年12月
[2]罗刚；刘军；胡和平；生物修复技术在白海面黑臭河涌治理中的应用[J]；环境科学与管理；2009年02期
[3]金腊华，梁志宏，万雨龙，袁杰，兰云飞；城市河涌水污染特征及治理措施[J]；城市环境与城市生态；2005年05期
[4]周新民，林少礼，侯玉，郑国栋；广州城市河道水环境治理对策研究[J]；广东水利水电；2004年04期
[5]饶胜；生物及生态修复技术在河道整治工程中的应用[J]；节水灌溉；2007年04期
原位生物修复技术范文第3篇
关键词：分子生物技术；微生物领域；环境
微生物技术是在多种学科上面相互紧密交叉的一门应用学科，对环境污染修复技术方面的发展具有重要的推动作用。本文主要介绍目前常用的分子生物技术，分析分子生物技术在水、土壤、恶臭等方面的应用，明确分子生物技术在环境工程微生物修复治理工作中的重要性，为在下一步的分子生物技术的研究提供一个良好的契机，也为在环境工程的工作取得良好的效果而做好各项准备工作。
1与环境工程相关的分子微生物技术
1.1PCR核酸技术
PCR是一种利用脱氧核糖核酸半保留复制的原理，在体外扩增位于两段已知序列之间的DNA区段，从而得到大量复制的生物技术，其应用在整个行业中最为广泛。PCR技术主要分为以下三种：PCR-SSCP技术、PCR-DGGE技术以及PCR-RFLP技术。（1）PCR-SSCP技术主要通过利用银染法以及荧光的检测技术等，对SSCP凝胶DNA谱带进行详细的分析，应用这种技术进行分析，能够简化测试的试验步骤，比较方便且精准；（2）PCR-DGGE技术是按照一定顺序检测生命物质碱基，获得变性试剂解链不同的内容物质反映，对样本进行检测，从而达到研究目的；（3）PCR-RFLP技术主要是利用限制性核酸内切酶的特性进行样本分析，在基因组上寻找多态性位点，从而揭示个体或群体间遗传变异或评估种间亲缘性关系的一种分子标记技术。
1.2荧光原位杂交技术
荧光原位杂交技术是目前单个细胞水平上分析微生物群落结构的常用分子生态学方法，根据目前已公布的、定位在不同分类等级的rDNA分子的特定位置，设计以rDNA为靶点的寡核苷酸探针，然后用荧光标记探针，用于原位鉴定单个细胞.目前可利用此方法,使用一整套特异的寡核苷酸探针可进行单个细胞的快速分类。
1.3基因重组技术此技术
是利用DNA体外扩增或重组技术把需要的基因或DN段从供体生物基因组中抽取分离，或通过人工合成的方法获取基因，并经过一系列的切割、加工、修饰、连接反应产生重组的DNA分子，再将其导入适合的受体细胞，从而获得基因表达的过程。
2分子生物技术的应用
工业的高速发展极大地促进了我国经济的增长。然而，工业污染已对我们正常的生活环境及个人健康造成了不可忽视的影响。分子生物技术应用对环境污染的修复和治理成为现今行业的关注热点。
2.1水处理中的应用
微生物絮凝剂是由微生物菌体内外分泌的生物大分子，并带有电荷。相关的研究表明，微生物絮凝剂对生活污水及工业废水的COD及SS的去除率可分别达到68%和91%。相比铁盐、铝盐等化学药剂，微生物絮凝剂对活性污泥所产生的絮凝作用更高效，其产生的沉淀也更易过滤，且絮凝后的残渣可生物降解，不会造成二次污染。由此可见，微生物絮凝剂具有高效、无毒的优点。
2.2土壤修复中的应用
由于土壤生物修复技术具有环境友好、成本低、可原位处理等优点，因此成为了目前的一个研究热点。有益微生物可通过自身代谢分解土壤中的有机污染，其分泌的有机酸、铁载体等物质能使重金属转变为无害的螯合态。此外，根际微生物还能协助植物生长，促进超富集植物对土壤的修复效果。通过分子生物技术筛选具有高效代谢能力的菌种，并观察分析微生物在修复过程中的群落动态变化，可进一步了解土壤生物修复的机理，建立土壤功能微生物资料库，促进土壤生物技术在实际应用中的优化。
2.3臭气处理中的应用
微生物的代谢作用可把臭气分解成硫酸盐、CO2、H2O等无害无味物质，特别适用于堆肥厂、污水处理厂、垃圾填埋场等环境卫生处理设施的臭气治理。目前常用的生物除臭工艺包括过滤除臭、滴滤除臭、曝气式除臭以及洗涤式除臭。分子生物技术已广泛用于分析臭气处理设备中微生物代谢功能及群落的变化。通过扩增除臭细菌某基因的可变区，并结合相关的分子生物技术，观察除臭生物装置中的微生物的多样性、丰度及代谢功能在不同pH、碳源或其他制约条件下的变化，可筛选出最有利的菌种。因此，分子生物技术的应用对臭气治理具有非常重要的意义。
2.4对石油降解方面进行分析研究
石油的成分复杂，包括一些对微生物有毒害的物质。因此，如何鉴定、筛选、培养具有高效降解能力的菌种成为石油污染物生物处理技术的关键。为了更好的解决石油的污染问题，需要相关研究人员在分子生物与石油污染进行深入细致的研究，并积极寻找有效可行的治理方法。分子生物技术在环境工程方面，主要具有环境治理效果好、无副作用、成本较低等优点。由于分子生物技术的众多好处，得到了各方面的广泛认可，使得这项技术在我们行业的发展上起到了重要的作用。
3结语
我国现今所面临的难题是，如何降低对环境的污染，如何能够进一步改善我们现在的生活环境。环境工程生物修复技术作为目前行业的热点，而分子生物技术俨然已成为环境工程微生物不可或缺的研究手段，这同时也在另一个层面让我们充分的认识、理解到分子生物技术在环境工程中的重要性。分子生物技术的研发与应用是我们在环境保护中的前沿阵地，我们在不断的分子生物研究中进行发掘和创新，为我们的环境工程事业做好有力的技术支持，同时也为我国在环境保护方面做出重要的贡献。
参考文献
[1]石琛,王璐.环境微生物领域分子生物技术的应用进展[J].中国科技信息,2013,16,135+139.
[2]张凤.在环境工程微生物领域中分子生物技术的应用[J].绿色科技,2013,08,192-194.
原位生物修复技术范文第4篇
从我国技术经济现状考虑，我国还不具备对污染场地进行大规模全面修复的技术力量和经济实力。污染场地修复工程技术经济评估工作对修复项目的技术选择以及立项和实施具有非常重要的作用。
1我国污染场地及修复工作状况
自20世纪50年代以来，随着工业化和现代化进程的开始，我国城市中逐渐出现了大量的被工商业污染的土地，其具体数量目前还没有全面的统计数据。当时，大多数工厂建在城市的周边地区，这些生产历史悠久、工艺设备相对落后的国营老企业，经营管理粗放，环保设施缺少或很不完善[1]，因此，造成的土地污染状况十分严重。有些场地污染物含量非常高，有的超过有关监管标准的数百倍甚至更高，污染深度甚至达到地下十几米，有些有机污染物还以非水相液体的形式在地下土层中大量聚集，成为新的污染源，有些污染物甚至迁移至地下水并扩散导致更大范围的污染。按照主要污染物的类型来划分，我国城市工业污染土地大致可以分为以下几类：
1）重金属污染场地；
2）持续性有机污染物污染场地；
3）以有机污染为主的石油、化工、焦化等污染场地；
4）电子废弃物污染场地等。
由于土壤污染具有滞后性，而且过去在土壤污染物的识别和监测中还存在诸多困难，使得土地污染问题在过去受到关注较少[2-3]。工业企业搬迁遗留遗弃场地是近年来我国城市化进程加速的产物。污染企业搬迁在各大中城市得到了大力实施，如海河流域的北京和天津、东北老工业基地、长江三角洲和珠江三角洲。污染土地的环境问题已经成为土地再开发过程中的一个障碍。目前一些位于城市中的老工业区由于污染问题迟迟不能进行再开发。环境污染（包括地下水、土壤、危险废弃物和一般固体废弃物的持续倾倒）以及土地所有者与开发商的责任问题都成为原工业用地再开发及城市发展的障碍。城市中污染土地的遗弃及其延迟再开发，还会产生更为深远的社会影响，诸如生活环境差、就业机会减少甚至增加社会不稳定因素等等[4-6]。
我国土壤修复市场目前尚处于试验阶段和市场培育阶段。近年来，在政府财政支持下，我国开展了多个类型场地的修复技术设备研发与示范项目。尽管可以罗列的土壤及地下水污染的修复技术很多，但实际上，经济实用的修复技术很少。我国目前应用比较成熟的修复技术是以挖掘后异位处理处置为主，多种原位修复技术尚处于研究开发阶段。一些国内及国外环保企业积极开展土壤修复工程实践，并对土壤修复市场进行培育。发达国家开展土壤修复早于我国几十年。在污染土地修复治理方面，已经开发了多种较为成熟的技术，积累了大量宝贵经验，形成了一个产业[7-10]。
目前，我国行之有效的针对污染土地管理的制度和法规尚在逐步建立和完善过程中，仍有一些问题需要解决。开发适合我国实际，费用、效益好的修复技术仍然处于起步阶段[11]。我国应该充分利用世界先进的技术和设备，积极与土壤修复产业发达的国家开展技术合作，尽快推动土壤修复技术的进步与市场的完善。2010年4月26日，国家发改委牵头启动生态补偿条例的起草，意味着我国生态补偿制度在经历了漫长的讨论与摸索之后进入到立法准备阶段。
2技术经济评估方法
技术经济评价又可称为项目经济评价，是指在工程项目或设计方案投资决策过程中，采用现代分析方法对项目方案在计算期（包括建设期和生产期）内的经济效果所做的测算与分析。技术经济评价是可行性研究的核心内容，是项目方案投资决策的重要依据[12-13]。
在环境工程项目中，为了提高工程的经济效益，采用先进的技术，以节约工程建设的造价，降低运行成本和节约经常性的维护费用。但是，在某些情况下，采用先进的技术还必须与当地的客观条件相适应。例如，海水淡化技术是至今还在发展的新技术，就目前情况看，它的制水成本还较高。对于严重缺乏淡水资源的海岛和沿海地区来讲，就地采用淡化技术比从大陆输水还是经济的，但对于淡水资源丰富的地区，尽管海水淡化是一项新技术，却不会被采用[14]。又如，有些污水处理新土艺尽管处理效果很高，但需占用较多的土地，对于用地紧张的地区来说就无法采用。
污染场地修复工程项目投资巨大、社会影响巨大、环境价值突出、对经济的可持续发展意义重大，同时，该类项目监测难度大、维护成本高、见效缓慢、技术的长效合理性难以判断，因此，技术经济评估难度大，难以形成全面统一的标准。目前，我国尚未正式出台相应的技术经济评估规范性文件。对于该类项目，还只能参考现有类似规范进行评估。通过对该领域相关政策、法规、方法的研究分析，污染场地技术经济评估应该充分考虑以下方面：
1）对环境污染造成经济损失的估算必须进行；
2）根据具体项目情况，进行综合、长效的分析，选择最佳技术手段；
3）对于工程投资可采用恢复费用法进行估算；
4）通过建立环境经济补偿的长效机制进行后续保障。
2.1估算方法
估算环境污染造成的经济损失是环境经济学中重要的研究课题，是直接为环境决策中计算环境改善带来的效益服务的。目前我国有关课题研究均采用直接估算法。从实践来看，应用这种方法需要大量反映环境污染程度与环境功能损害两者之间关系的定量资料，而目前我国尚缺乏这方面较完整的数据，严重影响估算精度。此外，对于损失项目、估算参数和方法的选择也缺乏规范性。由于这些原因，造成不同作者的估算成果之间存在很大差异，有时非常悬殊。目前，环境污染估算常用方法有以下3种：
1）直接计算法。
此法是建立在污染区与清洁区有关指标的对比计算上。为此，应按有关指标选择与污染区非常相似，但具有不同的污染程度的区域作为对比区。一般来讲，应为每项损失选择相应的对比区。在估算人体健康损失时，对比区的选择应考虑居民的职业和年龄的构成、气候特点、生活习惯、卫生医疗设施水平等项条件。在估算市政设施损失时，应根据居民住房和公共设施水平，城市规模、人口和占地、公共交通、通讯和绿化等项条件，选择对比区。在估算农业损失时，首先应考虑企业规模、收入水平、动力装备程度、土壤类型、供水状况、牲畜种类和头数、农作物施肥等项条件。为了消除诸如企业经营管理水平等因素的影响，应在不同企业内选择对比区，再取其平均数。估算时应收集不同时期的多年数据为依据，以提高损失估算的精度。
在估算林业损失时，选择对比区应考虑土壤类型、施肥水平、地下水深度、湿度、地形地貌、经营条件、树木组成、年龄等级、森林密度等项条件。环境污染造成的经济损失（Y）由物质损失（Y物）、生产损失（Y生）和国民经济损失（Y国）组成即：Y=Y物+Y生+Y国。物质损失包括原材料、半成品和产品的散失。生产损失包括生产用房损失、机器磨损损失、减产损失和健康损失等。国民经济损失则包括农业和林业损失、住宅与公共事业损失、工业损失和人体健康损失，即：Y国=Y农、林+Y公+Y工+Y健。
各项损失估算的一般公式为：Y=Л×P。式中：Y为经济损失值；Л为损失指标；P为单位损失指标的货币价值。
一般来讲，物质损失和生产损失仅占总经济损失的8%～12%，而国民经济损失占88%～92%。每次应用直接估算法都需要重新收集国民经济各个部门的大量数据，为此需投入大量人力和时间，但是这种方法比较实用、简单，是分析计算法和经验估算法等其他估算方法的基础。
2）分析计算法。
此法依据多因素分析原理，建立环境污染数学模型，建模过程中要筛选影响环境污染的各项因素，要使观察点数超过十倍于影响因素。应用分析法估算环境污染造成的经济损失，必须具备各项损失与其影响的环境污染参数之间的因果关系资料，在此基础上建立环境污染损失估算体系。为此，必须开展定点监测试验研究。
3）经验估算法。
应用经验法估算环境污染损失的基础数据是各项污染承受项目和物体的单位损失（标准定额）。所谓单位损失（又称比损）系指按一定结构组合的污染物质给一定污染程度区域内各项国民经济部门和设施带来的经济损失。应用经验估算法之前，需根据实际监测资料绘制污染物含量等值线图，在含量等值区内计数承受物体的数量，在此基础上估算环境污染造成的经济损失。
2.2技术选择
污染场地修复技术的筛选是污染场地修复工程的关键环节，决定着场地修复的成败．场地污染物类别的复杂性决定了采用的修复技术的多样性．目前，污染场地修复技术的种类繁多，新型的修复技术时有出现，对污染场地修复技术进行系统分类，对于修复技术的推广应用与修复过程中的技术选择非常必要。在实际的场地修复过程中，修复技术的选择会受到政治、经济、社会等因素的影响，随着时间的推移，人们对同一技术的认识也会有所变化。因此，若想获得污染场地的最佳修复方案，必须对场地修复技术的筛选程序有深入的认识。
场地修复技术筛选应发生在场地修复项目的可行性研究阶段。应作为可研批复的先行条件，宏观上应综合考虑以下因素：①短期效果；②长期效果；③污染物毒性、迁移性和数量的减少程度；④可操作性；⑤成本；⑥符合应用与其他相关要求；⑦全面保护人体健康与环境；⑧政府接受程度；⑨公众接受程度。
2.3恢复费用法
由于环境经济损失评估是一项难于计算的工作，可以利用恢复费用法反算地质环境经济损失。即综合分析研究污染场地控制与修复措施，全面考虑清除污染源、处理工程、监测工程等各项费用，根据项目具体情况确定修复工程持续时间，按照现有造价体系进行投资估算。这种方法计算简单，便于操作，但项目范围和修复工程持续时间的确定非常重要，对项目的最终效应和总体投资影响巨大，需要多方面共同研究确认。
2.4生态补偿
为了更好、更全面的解决污染场地修复问题，全社会需要建立起生态补偿的意识与机制。在生态学上，生态补偿分为生态系统的内部补偿机制和外部补偿机制。其中，生态系统的内部补偿机制是指自然生态系统由于外界活动而遭干扰、破坏后的自我调节、自我恢复。生态系统的外部补偿机制是人类为了推进和加速生态系统的内部自我补偿机制，恢复与重建生态系统，所进行的生态建设活动的总称。生态补偿给恢复和重建生态系统的人带来一定的成本费用，表现为劳务和物质的付出，它的实质是实现经济价值补偿生态价值的过程。生态补偿是为了恢复和重建生态系统，使生态系统具有良好的物质、能量循环功能和自净功能，使生态系统保持高的能量转化率、物质积累率和最大的自净能力，这就是生态效益；而经济效益要求在保持良好的生态环境的基础上提高环境资源的利用率，使投入和产出最大化。所以生态补偿中，要用最大的投入换来最大的生态效益，用生态效益更好地为经济效益服务，同时良好的经济效益又能为生态补偿提供经济基础，这符合可持续发展的要求。所以，评判生态补偿机制的生态经济学原则应该是生态效益和经济效益相结合。
3污染场地修复技术
目前国内外对污染场地的修复通常包括污染土修复和含水层净化两个方面。污染土常见的处理技术目前大致可归纳为6类，即微生物修复技术、化学处理技术、物理分离技术、固化/安定化技术、高温处理技术、植物修复技术等。而污染地下水的修复方法主要有5项：注气法、原位微生物修复技术、两相蒸气提取法、原位氧化法、原位反应墙技术等。
3.1污染土的修复技术
传统的处理方法是把污染土挖出并运到其他地方作填土处理，其实这种处置方法并不能把污染土净化，只是把污染从一个地方转移到另外一个地方而已。目前新的污染土的处理方法很多，而且随着时间的推移，新的方法还不断涌现。据统计，目前大量用于实际和试验研究的主要有：
1）微生物的修复技术即利用微生物把污染土中的有机物进行降解。在处理过程中，微生物把其中的有机污染物作为食物源，处理的最终产物主要是水和二氧化碳。根据处理方式的差异，又进一步分为以下两个亚类：异地微生物修复技术和就地微生物修复技术。污染土壤的微生物修复技术主要用于有机污染土的处理，尤其是对于那些含有能被微生物降解的有机污染土的处理很有效。目前，国际上也有一些学者正在研究如何利用该技术处理重金属污染土。
2）化学方法主要通过氧化/还原反应把土中具有危害性的污染物转化为无毒或低毒的化合物或使之形成化学性质稳定更高，迁移性更弱的新的化合物。常用的氧化剂有臭氧、过氧化氢（双氧水）、次氯酸盐、氯气和二氧化氯高锰酸钾等。其中常见的两种氧化处理技术为：氰化物处理和脱氯作用。
3）物理技术分离即利用物理方式把污染物从土中转移出去。目前常用的有以下几种：就地水溶液冲洗；异地水溶液冲洗法；土壤中蒸气提取法；注入热气法；控制法修复油类污染物；溶剂提取法；热解吸法；电动力学技术。
4）植物修复技术即利用植物把壤中的污染物进行吸收、转移、聚集或降解。这包括了在植物的影响下（根茎范围内）所发生的有利于污染物质清除的一切生物作用、化学作用和物理作用。植物可把有毒的有机化合物进行矿化，还可把重金属元素和其他无机物从土壤中吸收并富集到地面上。目前该技术还处于试验研究阶段，主要用于污染程度为低—中等的、分布面积广、在其他处理方法都不经济的地段采用。该技术的最大优点是处理成本低，主要缺点是植物的落叶会引起二次污染。
5）固化/安定化处理技术。把污染物裹限在某种介质中（如土、玻璃、沥青、水泥块等建筑材料中）。处理后，需要对固化体进行强度和其中的有毒有害物质渗出的危险性进行测试。污染土的S/S的处理既可就地进行，也可开挖转移到异地进行。目前污染物的S/S处理技术主要有6大类：基于水泥的固化技术；基于石灰的固化技术；改性黏土技术；热塑技术；热固树脂技术；玻璃化技术。
6）高温处理方法。
①焚烧法：包括异地焚烧和就地焚烧两种，都是利用高温（970～1200℃）把污染物中的卤代化合物或其他难溶有机物热解焚毁（在氧气作用下）及挥发出去。只要操作恰当，利用该办法清除和焚毁污染物的效率可达到99.99%。其中多氯联苯（PCBs）等的去除率可达到99.9999%。
②等离子体高温进行金属回收：该技术属于热处理过程，已在商业上用于处理焚烧灰。操作时利用等离子体产生的热（1500～1600℃），把土壤中的污染物转化为含金属的烟尘或（和）有机气体的形式从土壤中清除出去。所转化形成的有机气体可作为燃料，而含金属的烟尘可进行回收利用。
3.2污染地下水的修复技术
地下水污染修复花费巨大，每个场地的花费约为10万至100万美元以上，而且传统的修复技术即抽水-处理技术，是把污染的地下水抽到地表进行处理，同时把干净的地表水注入含水层内。这种方法经常不能彻底地净化含水层。目前新的处理方法主要有：注气法、原位微生物修复技术、两相蒸气提取法、原位氧化法、原位反应墙技术等5项。
1）注气法即把空气或氧气注入含水层。喷射注入的气体转化为气泡后可把地下水中的挥发性污染物提取出来，然后利用土壤蒸气提取法中的提取孔和气体收集系统把逸出的气体收集，待作后期处理。
2）原位微生物修复技术通常与注气法配合，在操作时需要把微生物生长所需要的营养物质和氧气从井孔中注进含水层，以提高本地原有的微生物的活性，增强其降解有机污染物的能力。该技术也被称为注气微生物修复技术。其优点是：设备安装简单、历时短、注气量小、成本低、不需要把地下水抽出或向含水层注水。
3）两相蒸气提取法即采用真空设备把以液态形式存在的污染物（在饱和带中）和以气相形式存在的污染物（在非饱和带中）同时抽取出来。该技术的优点主要是：①处理时间短；②对场地的破坏程度减少到最低程度；③能应用于建筑物之下和其他不能开挖的场地；④能处理浮在地下水面上的污染物，且能与其他方法联合使用以缩短处理时间和提高处理效果。该技术的主要缺点是：①抽出的污染气体处理费用可能较昂贵；②油/水的分离费用以及所抽出的大量地下水的处理费可能很高；③操作时需要进行大量的检测和控制手段（包括气流速度检测、真空度监测、挥发性气体的温度检测、抽出气体中的氧气和二氧化碳的含量测定、采集气样等）。
4）原位氧化法即利用氧化剂把溶解于地下水中的有机污染物迅速氧化。常用的氧化剂为高锰酸钾。该技术的主要优点是：可处理含水层中不能溶解的污染物质，而传统方法即抽出-处理只能处理溶解态的有机物。
5）原位反应墙技术即在含水层中（垂直于水流方向上）建筑一个或多个具有渗透性的、含有去污物质的墙体，一旦地下水流经该墙，其中的污染物质就会与墙内的物质发生化学反应而被净化除掉。例如利用铁屑和砂充填的反应墙，可净化流经它的卤代烃化合物。
4建议与结论
1）污染场地的处理方法很多，使用时需根据具体的场地条件、污染物的类型和含量来选择恰当的方法。不同的处理方法，成本往往相差很大，使用时需要慎重考虑。无论是选择哪一种技术，场地的修复费用均不低，因此防止污染才是上上策。往往在处理污染土时，也同时对其孔隙中的地下水进行了处理，这时的水处理和土处理难以区分。因此没有必要分清该技术是用于处理污染土的还是用于处理污染地下水的。我国在污染场地的修复方面的研究和应用目前还很欠缺，建议加大这方面的资金投入。
2）目前，我国关于污染场地环境修复的政策、法规和技术框架还不够完善，污染场地的修复依然面临诸多挑战。要实现污染场地的有效管理，必须尽快完善土壤环境标准体系，污染场地管理体系和污染场地修复技术体系的三元结构，亟待开展的有以下几方面工作：
①加速完善中国的环境标准体系；
②加快构建中国污染场地管理体系；
③推动环境污染损害鉴定评估机构的全面建设；
原位生物修复技术范文第5篇
对此，业内水环境治理专家强调，“水是生态环境中的一员，水污染的治理不能仅停留在简单的截污、绿化上面，还应当同整个水环境的恢复和改善紧密结合起来。”
水质反复为哪般？
去年6月，广州市环保局在官方网站上公布了首批50条河涌5月份的水质监测信息。监测信息显示，广州中心城区的31条河涌中仅有荔湾区的大沙河达标。50条河涌的达标率只有22%，且多集中在郊区。
事实上，早在2009年初，广州市政府便定下计划表，承诺至2010年6月底，共投入486.15亿元进行污水治理和河涌综合整治工程，整治工程平均1天吞入资金1亿元。但如今三年过去，整治结果却令人大跌眼镜。此前投入10亿元治理，被广州当做样板工程的东濠涌，亦尴尬地处于劣五类水之列。
淡水河、石马河（以下简称“两河”）的环境污染治理工作一直是广东省水污染防治的重点。2008年，广东省人大常委会相继将“两河”整治工作列入重点督办，加快深、莞、惠三市对河流污染的整治进程，开展了河涌整治、工业污染源治理、生活污水处理、两岸环境美化等一系列措施。经过5年联合综合整治，到2012年底，淡水河水质达到了阶段性目标，石马河水质显著改善。
不过，前不久在广东省人大常委会组织的“两河”流域实地调研时却发现，“一些支流景观做得很不错，但是污水黑臭，形成了强烈反差。” 广东省环境监测中心的监测数据也显示，2013年“两河”部分河涌水质出现反弹。
投入巨资、花费大量人力和物力时间的水环境整治，为何结果总不尽人意呢？“在目前的社会环境和经济条件下，截污、清淤和调水补水这种‘老三样’的治理模式还不能根本消除河道污染、消除黑臭。”广州市振鸿科展环保科技有限公司高级工程师黎赓桓指出。
很多地方治水主要搞两边绿化、硬化，河道非常漂亮，但是并没有考虑水怎么变清的问题。另一方面，专家也提到，面对几十年积累的严重污染，短期内实施高强度、大规模的治水工作，往往只是治标不治本。
利用微生物或为治理良策
面对传统治水方式出现的尴尬局面，很多地方纷纷推陈出新，希望能够寻找到一条行之有效的道路。
2009年，南京市鼓楼区率先实施了微纳米气泡治污法。这种治污方法是通过在水下安装一个微纳米气泡机，气泡机在河道中发出一个个微米纳米级的小气泡，气泡在水里“畅游”直至破灭。气泡在这个“畅游”过程中能够和污染物结合生成CO2、N2和水。然而，使用这种方法，每800米的河段就要花去320万元，这只能作为一个补充治理措施。如果分流工程没有全部完成，污水直接进入河道，治污效果还会大打折扣。鼓楼区临河居住的市民就指出，这个河道尽管治理了，但黑臭依旧。
而一直让人们津津乐道的植物治污，结果又是怎样的呢？秦淮河复成河就是采用植物治污方法来净化水体，但是附近居民却表明，虽然河面上种了美人蕉、鸢尾草，看起来是漂亮了很多，但感觉这些对水体净化没有起到多大的作用，河面还是时不时飘来一些臭味。而且垃圾进入这些植物里就很难被冲出来，后来这些被植物撤除了反而感觉水更干净些。对于这种植物治污法，南京师范大学的湿地专家则表示，也许治污效果远不及景观效果，而且要想让水变清，还需要其他治理方式来搭配。
生物膜法是目前污水处理中较为热门的技术，生物膜上栖息着大量的细菌和真菌类微生物及原生动物。当污水进入滤池，通过滤料表面时，生物膜大量地吸附水中各种有机物，伴随着氧气的溶入，膜上的微生物将有机物分解，其代谢产物随水流走，产生的CO2等气体从水中逸出进入大气中，从而使污水得到净化。不过，当生物膜长到一定厚度时，老化的生物膜活性会降低并脱落，所以生物膜并不是永久的，而是不断地形成，不断地脱落，要不断地更新着。这样的治水方法效果比较理想，但其后期维护费用是相当高的。
事实上，有业内人士就曾提到，按照生态学的方法，治理河道有两点很重要，首先要让水体中有足够的溶解氧，其次就是要有生物载体，能够让各种微生物附着，这些微生物进行新陈代谢作用，吸附、消化、分解污水中的有机和无机污染物，这样出来的水就相对干净了。
根据这一原理，国外一些国家将微生物运用到了治水工作中，实现了水质的不断净化、水生态基本能恢复如初。因为微生物对有机化合物有着强大的分解能力，这些“天然的环境卫士”以污染物为食，像碳水化合物类污染物、蛋白质类污染物，都能被各种微生物分解，为它们的生长繁殖提供能量。
专家指出，微生物的体积小，但相对来说，表面积却很大，繁殖力亦是惊人，能不断与周围环境快速进行物质交换。污水具备微生物生长繁殖的条件，微生物能从污水中获取养分，同时降解和利用有害物质，从而使污水得到净化。这样的技术不仅能带来经济效益，更重要的是，它不会对湖泊造成二次污染。
“土著”微生物为河道减负
2009年4月，一个工程项目在南涌一段约500米的水域进行，经过3个月的治理，南涌这段水域基本消除了黑臭，水质也得到明显改善，顺利通过广州市荔湾区环保局的验收。该项工程就是采用原位生物（生态）综合治理修复技术进行治污，这项工程的成功验收，使得南涌成为了当时的一条“样板河”。负责这一项目的广州市振鸿科展环保科技有限公司负责人向笔者透露，这种原位生物（生态）综合治理修复技术是在河涌的基础上，通过曝气设备及生物巢，发挥多种“土著”微生物的协同、消解等作用，控制和消除河涌外源和内源污染，为河道“减负”。
原位生物（生态）综合治理修复技术，是一种适用于河道消淤和水生生态修复的微生物技术。这一技术在传统治水的基础上，将人工选育出来的高效降解“土著”微生物投入河流、湖泊中，结合增氧富氧技术，形成高效微生物降解体系，快速削减受污染的河流、湖泊中的污染物，使水质快速改善，迅速消除黑臭现象，重建河流、湖泊良性生态平衡。
该工程的技术总监黎赓恒提到，河道污染严重、河底淤泥大量沉积、有机污染物及过剩的营养物质是造成河道黑臭的直接原因之一。因此，利用“土著”微生物分解污染物，恢复水生生态可能成为未来治水的一个发展方向。
业内人士指出，与其他同类技术相比，原位生物（生态）综合治理修复技术更强调原位治理，主要是从河流、湖泊里提取“土著”微生物进行筛选培育，其中活性微生物浓度最高可达到2000亿个/ml，为目前国内最高水平，利用“土著”微生物为主的治理也可避免外来物种入侵，保证生态安全。
原位生物修复技术范文第6篇
关键词：污染土壤 重金属 修复 发展趋势
中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0130-02
土壤是人类赖以生存的要素之一，是动植物生存的保障。土壤构成成分复杂，主要构成元素是硅、氧，此外还含有铁、铝等金属元素。自然环境中，土壤中各种元素含量维持在相对平衡的状态。伴随着现代社会发展，人类活动产生了大量污染物，这些污染物进入土壤引起重金属含量超标。重金属超标对动植物生长、人类健康都有很大危害。防治和修复污染土壤已经刻不容缓。
近几年，食品安全越来越受人们所关注，治理好土壤污染便是做好食品安全工作的第一步。但是土壤污染远没有像水、空气污染那样受人们关注。有资料显示，我国有1300～1600万hm2的耕地受到农药的污染，直接经济损失超过200亿元人民币。土壤污染具有隐蔽性、滞后性、难处理性等特点，在相当长的时间内我国土壤污染都难以解决，并且有恶化的可能。为了实现中国现代化进程，我们坚决不能走“先污染后治理”的老路，从现在开始关注污染土壤的修复技术。
1 土壤重金属污染物来源
土壤中重金属污染的来源较广泛，其中主要包括重工业生产中产生的废渣、废气，以及农业生产中过量使用农药、化肥。冶炼、化工、电子等企业如果不及时处理废渣废气，将会产生大量危害环境的重金属污染物，如：铅、镉、汞和砷等。这些重金属污染物难以在自然条件下降解。我国农业生产中大量农药、化肥的使用也使重金属污染形势变得相当严峻。农业生产中有机磷和有机氯农药是污染土壤的主要种类，除此之外无机-有机复合物污染物是土壤污染物来源的新方向[1]。
2 常见的污染土壤修复技术
2.1 生物修复技术
广义的生物修复技术包括植物修复技术、动物修复技术、微生物修复技术。但是因为植物修复技术研究的比较广泛，所以另作一类。生物修复技术是指依靠生物的活动使土壤污染降解或转化为无毒或低毒的过程[2]。这里生物修复技术主要介绍的是微生物。微生物在自身的生长代谢中产生酸类，这些酸与重金属结合，降低了重金属活性，从而达到修复土壤的目的。另外微生物菌根可以促进植物根系吸收重金属的效率，尤其是丛枝菌根对砷污染的土壤具有极大的应用价值[3]。近几年，动物在生物修复技术也有成功应用的案例。高岩等论证了蚯蚓具有强化污染土壤的修复潜力，可见蚯蚓等动物是修复污染土壤的“绿色力量”[4]。
2.2 植物修复技术
植物修复技术是指植物本身特有的吸收富集污染物、转化固定污染物以及通过氧化还原或水解反应等生物化学过程，使土壤环境中的有机污染物得以降解，使重金属等无机污染物被固定脱毒。植物修复技术主要包括四种：植物提取、植物降解、植物稳定、植物挥发[2]。其中通过植物吸收来去除污染土壤中重金属是目前应用最广的方法。这种方法利用超累计植物从土壤中吸收一种或几种重金属，并将其转移、存储到地面上部，最后通过收割集中处理。遏蓝菜属、印度芥菜等被证明是改善污染土壤的理想植物[5]。周启星等认为杂草具有品种多、生态适应能力强的特点，以杂草为对象将会在植物修复技术中取得较大突破[6]。单纯利用植物修复污染土壤存在很多缺陷，近些年人们开始着手从多方面增强植物修复技术的修复效率。增强其效率的方法主要分为两类：第一类是从植物自身入手，主要通过导入能够增强植物吸收重金属效率的基因来增强植物修复效率；第二类从外部环境入手，主要通过微生物（根际促生菌）、物理方法（电动法）、化学方法（向土壤中添加化学试剂）等来增强植物修复效率。
2.3 化学修复技术
化学修复技术是利用加入到土壤的化学修复剂与污染物发生一定的化学反应，使污染物被降解和毒性被去除或降低的修复技术[2]。对于不同类型的污染物和污染土壤的具体特征，化学修复手段和注入的化学物质一般不同。注入的化学物质可以是氧化剂、沉淀剂或解析剂。相对于其他修复技术，化学修复技术起步较早，技术相对成熟。化学修复技术主要依靠化学物质将重金属固定，降低重金属的活性。国内化学修复技术主要是原位淋洗修复，这种方式的修复技术既要考虑修复效率，同时更要考虑试剂对土壤的破坏程度。荷兰、德国、美国等国家的异位淋洗已经较为普及。曾敏等验证了EDTA是一种治理含有铂、锌、铅污染土壤的较好的化学物质[7]。
2.4 物理修复技术
现阶段，物理修复技术在英、美等发达国家得到了很大重视，异位土壤修复已经实现工业化生产。物理修复技术主要包括物理分离技术、蒸汽浸提技术、玻璃化技术和电动修复技术等[1]。其中电动修复技术应用在原位土壤修复方面在近几年比较流行，是一项新兴的物理修复技术。电动修复技术的基本原理类似于原电池，通过直流电将污染物带到阳极附近而被去除。理论和实验证明电动修复技术能够有效的去除污染土壤中铅、镉、铬、砷和汞等重金属。单纯利用电动修复技术容易受到外部条件干扰，效率较低，现在已经有多种和电动修复技术联用的技术。现阶段，电动修复技术可以和Fenton技术、可渗透反应墙（PRB）、植物修复技术和超声波等联用[8]。多种修复技术的联用可以提高电动修复技术的修复效率。
3 污染土壤修复技术的局限性
原位生物修复技术范文第7篇
关键词：微生物 环境修复 废水 固体废物 重金属污染
中图分类号：X3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-0-01
目前，国际上环境生物修复技术的核心是微生物技术，也是目前世界上广泛应用的生物技术，利用微生物进行环境修复，成本低廉、 操作简便、 修复效果好，相比传统方法不存在二次环境污染的问题，已在国内外被广泛应用。
1 微生物治理废水技术
污染水体的生物修复技术是新近发展起来的一项清洁环境的低投资、 高效益、 便于应用和发展潜力巨大的新兴技术。
（1）固定化微生物技术。固定化微生物技术是指利用化学的或物理的手段将游离的微生物定位于限定的空间区域，并使之成为不悬浮于水仍保持生物活性、可反复利用的方法。唐凤舞等[1]用固定化微生物技术对城市污水进行污染物降解处理实验研究。结果表明，在pH值为8.0，固定化颗粒与污水的质量比例为16%，温度为25 ℃时，硝基苯去除率达97.9%，COD去除率达89.2%，出水水质稳定。
（2）生物膜技术。生物膜法是令微生物附着在惰性滤料上，形成膜状的生物污泥，从而对污水起到净化效果的生物处理方法。生物膜法具有运行费用低廉、管理方便的特点，对进水的水质与水量变化有着很强的适应能力。张凤君等[2]采用中空纤维膜作为无泡供氧及生物膜载体，采用包埋固定化技术进行挂膜及污水处理研究。实验结果表明，采用PVA作为包埋剂，且包泥量为1∶1的情况下，COD和氨氮的去除率分别稳定在90%和80%左右。
（3）低温微生物治理污染水体。近年来，低温微生物主要被用于治理地下水、海洋和湖泊水体污染，被公认为是对湖泊、 地下水等大面积水体污染最有生命力的修复技术。在西方很多国家，低温烃降解菌已在一些有毒有害有机污染的修复计划中得到应用，其用于废水处理具有广阔的前景。孟雪征等[3]实验发现：冬季低温时，在曝气池内投加耐冷复合菌群可以使COD去除率由35%提高到89%，该项研究结果为寒冷地区冬季生活污水的处理提供了新的解决办法。
2 微生物处理固体废物
利用微生物可以处理垃圾、尾矿、贫矿、冶金炉渣、及农林废料等各种固休废弃物，主要有堆肥法、场地处理法 和 厌氧处理法等，最常用的是“堆肥法”。我国同济大学与无锡崇安区环卫科研站共同研究成功的生活垃圾快速高温堆肥二次发酵工艺，经微生物和机械联合处理后，堆肥不再带致病敌害微生物，对农作物无害，且具有较高的肥效[4]。
3 微生物治理重金属污染
微生物对重金属污染的治理主要分为两部分[5]：重金属的生物固定和重金属的生物转化。微生物对重金属的生物固定是指微生物与重金属具有很强的亲合性，通过带电荷的细胞表面可吸附重金属离子，或将重金属离子富集在细胞表面或内部，使重金属的移动性降低。微生物对重金属的生物转化是指微生物能通过氧化还原、甲基化和去甲基化作用转化重如离子交换、分泌有机配体、激素等间接作用影响植物对重金属的吸收。利用从电镀污泥中获得的SR系列复合功能菌，高效还原六价铬为三价铬，被微生物菌体富集，再经固液分离，废水被净化，污泥中金属再用微生物或化学法回收，固液分离的上清液可以回用[6]。
4 养殖环境微生物原位修复
近年来水产养殖业迅速发展，养殖水体环境逐渐恶化。净水微生物具有无毒、无副作用，无残留，无二次污染，不产生抗药性，能够有效地改善养殖水体 生态环境、维持水生生态平衡、增强水生生物免疫力和减少疾病的发生，因此得到越来越广泛的应用[7]。主要净水微生物：光合细菌（PSB）、芽抱杆菌（Ba cillu s）、硝化细菌、酵母菌（Mic r o zym e）、放线菌、蛙弧菌、基因工程菌、复合菌剂等。目前国内研究较多的是光合细菌对养殖环境的生物修复作用。
5 结语
目前我国微生物技术在环境修复上的应用还处在起步阶段，我们对于微生物的研究开发利用还是冰山一角，随着我国经济的进一步发展，我国将面临越来越严峻的环境污染问题，所以进一步深入研究微生物的环境修复功能不仅具有很大潜力，而且还具有重要意义。微生物处理技术必将为我国的环境修复提供更多可行、可用、有效的方法。
参考文献
[1] 唐凤舞，樊华.固定化微生物技术处理城市污水的研究[J].环保科技，2009（1）.
[2] 张凤君，张松雷.固定化微生物技术在无泡供氧膜生物反应器中的应用研究[J].环境污染与防治，2005，27（6）.
[3] 孟雪征，曹相生，姜安玺.利用耐冷菌处理低温污水处理中的研究[J].山东建筑工程学院学报，2001，16（2）.
[4] 湛树元.微生物与环境污染[J].云南大学学报，1998，8（2）.
[5] 王晓芳.微生物应用于环境污染治理的新进展[J].经济研究导刊，2012，2（148）.
原位生物修复技术范文第8篇
摘要：就某化工污染事件，重金属污染底泥控制技术进行了分析，并对技术的可行性及可操作性进行了论述。
关键词：重金属污染；底泥疏浚；原位化学处理；生态修复
一、工程概况
某化工有限公司未经审批，擅自进行技术改造，扩大生产规模，在生产过程中，由于购进的矿石原料砷含量较高，其中硫铁矿中砷含量高达5760mg/kg,导致生产废水总砷含量严重超标，并直接外排入河道，造成河水严重污染。
二、砷污染底泥控制技术
重金属污染底泥控制技术主要包括：底泥疏浚、原位化学处理和原位安全固化、调水冲刷等。
（一）底泥疏浚
底泥疏浚是解决河流内源污染的重要措施，其主要是通过底泥的疏挖去除底泥中所含的污染物，清除污染水体的内源，减少底泥污染物向水体的释放。目前，江河湖库的底泥疏浚主要包括机械疏浚、水力疏浚和爆破等3种形式，共有挖、推、吸、拖、冲和爆等六种施工方式。
（二）原位安全固化
河流底泥中的重金属在一定条件下会以离子态或某种结合态进入水体，如果能将重金属结合在底泥中，抑制重金属的释放，则可降低其对河流生态系统的影响。调高pH值是将重金属结合在底泥中的主要化学方法。在较高的pH环境下，重金属会形成硅酸盐、碳酸盐、氢氧化物等难溶性沉淀物。加入碱性物质将底泥的pH控制在7～8左右，可以抑制重金属以溶解态进入水体。常见的碱性物质有石灰、硅酸钙炉渣、钢渣等，施用量的多少，视底泥中重金属的种类、含量及pH的高低而定，但施用量不应太多，以免对水生生态系统产生不良影响。
（三）调水技术
调水通过水利设施（如闸门、泵站）的调控引入污染河道上游或附近的清洁水源改善下游污染河道水质。调水通过增大污染河道的水量，加速了河水流动，促进污水的稀释，河水在河道中的停留时间缩短，因而不宜在河道中滞留导致黑臭。同时，调水时河道水动力条件的改善使水体复氧量增加，有利于河道自净能力的提高。对于污染河道上游或附近具有充足的清洁水源、水利设施较完善的河网地区，利用调水改善河道水质是一种投资少、成本低、见效快的治理方法。
三、污染河道生态修复技术
污染河道水质改善技术主要包括：物理生物消浪改善生境技术、浮游动物改善透明度技术、水位调控生态重建技术、湖滨带水生植被恢复技术、仿生与水生植物镶嵌技术、入湖河口底泥疏浚技术、人工介质岸边生态净化技术等。