[科普中國(guó)]-生物補(bǔ)救

又叫生物治理（bioremediation），狹義的生物修復(fù)，是指通過(guò)微生物的作用清除土壤和水體中的污染物，或是使污染物無(wú)害化的過(guò)程。它包括自然的和人為控制條件下的污染物降解或無(wú)害化過(guò)程。植物修復(fù)：就是利用植物去治理水體、土壤和底泥等介質(zhì)中的污染的技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)包括六種類(lèi)型：植物萃取、植物穩(wěn)定、根際修復(fù)、植物轉(zhuǎn)化、根際過(guò)濾、植物揮發(fā)等技術(shù)。微生物修復(fù)：即利用微生物將環(huán)境中的污染物降解或轉(zhuǎn)化為其他無(wú)害物質(zhì)的過(guò)程。動(dòng)物修復(fù)：指通過(guò)土壤動(dòng)物群的直接（吸收、轉(zhuǎn)化和分解）或間接作用（改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力，促進(jìn)植物和微生物的生長(zhǎng)）而修復(fù)土壤污染的過(guò)程。

發(fā)展過(guò)程與基本概念近年來(lái)，在應(yīng)用微生物消除化學(xué)污染方面發(fā)展很快，這類(lèi)技術(shù)的依據(jù)是微生物的生物降解活性，其著重點(diǎn)一是增強(qiáng)自然界中固有的但速度緩慢的生物降解過(guò)程，二是通過(guò)某種反應(yīng)器使得化合物與微生物接觸并促使其迅速轉(zhuǎn)化。在許多實(shí)例中，其關(guān)注的焦點(diǎn)是污染場(chǎng)地的生物修復(fù)(Bioremediation)，也稱為生物補(bǔ)救。

污染場(chǎng)地的生物修復(fù)是一個(gè)新的領(lǐng)域，且出現(xiàn)了許多新的技術(shù)。就利用微生物分解化合物而言，生物修復(fù)既不是新概念也不是新技術(shù)。但如對(duì)當(dāng)前廣泛存在的地表以下污染源的就地恢復(fù)而言，實(shí)際上不存在有形的反應(yīng)器，其過(guò)程運(yùn)行的調(diào)控涉及多學(xué)科的理論知識(shí)，很具挑戰(zhàn)性。 ·1

生物修復(fù)的目的是將有機(jī)污染物的濃度降低到低于檢測(cè)限或低于環(huán)保部門(mén)規(guī)定的濃度，這項(xiàng)技術(shù)正被用于清除土壤、地下水、廢水、污泥、工業(yè)廢料及氣體中的污染物，這些污染物包括石化產(chǎn)品、多環(huán)芳烴、鹵代烷烴、鹵代芳烴等。金屬雖然不能被生物降解，但生物修復(fù)可以通過(guò)微生物將其轉(zhuǎn)移或降低其毒性。

目前生物修復(fù)(補(bǔ)救)比較被大家共伺接受的基本定義為：生物修復(fù)是生物特別是微生物催化降解有機(jī)污染物，從而修復(fù)被污染環(huán)境或消除環(huán)境中的污染物的一個(gè)受控域自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程。：在大多數(shù)的環(huán)境中存在著許多土著微生物進(jìn)行的自然凈化過(guò)程，但該過(guò)程的速度很慢，其原因是溶解氧(或其他電子受體)、營(yíng)養(yǎng)鹽的缺乏，而另一個(gè)限制因子是有效微生物常常生長(zhǎng)較為緩慢。為了快速去除污染物，常常采取許多強(qiáng)化措施，例如提供電子受體，添加N、P等營(yíng)養(yǎng)鹽以及接種培養(yǎng)的高效微生物，表面活性劑也常被用來(lái)提高生物可利用性。

分類(lèi)生物修復(fù)技術(shù)的種類(lèi)有很多，但大致可分為原位(insitu)和異位(exsitu)兩類(lèi)。

原位生物修復(fù)不需將土壤挖走或?qū)⒌乇逅橹恋孛嫔咸幚?，其?yōu)點(diǎn)是費(fèi)用較低但較難嚴(yán)格控制。異位生物修復(fù)則需要將污染物質(zhì)通過(guò)某種途徑從污染現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)走，這種運(yùn)輸可能會(huì)增加費(fèi)用·，但處理過(guò)程中便于對(duì)修復(fù)過(guò)程進(jìn)行控制。1

優(yōu)點(diǎn)與化學(xué)、物理方法相比，生物修復(fù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)經(jīng)濟(jì)花費(fèi)少，僅為傳統(tǒng)化學(xué)、物理修復(fù)的帥%一肋%；

(2)對(duì)環(huán)境影響很小，不產(chǎn)生二次污染，遺留問(wèn)題少；33，4

生物補(bǔ)救的基本措施(一)接種微生物

污染區(qū)域中需要大量的接種微生物并形成生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，才能促進(jìn)生物降解。

這些被接種的微生物常被稱為。先鋒微生物。(Pioneer Mi-croorganism)，它們能夠催化被限制的生物降解過(guò)程。這些接種微生物可以是從土著微生物中富集，也可從其他區(qū)域獲得，或者使用基因工程菌。 ·

土壤微宇宙試驗(yàn)表明，單一培養(yǎng)物很難凈化像被直鏈烴類(lèi)、環(huán)狀烴類(lèi)和芳香烴類(lèi)等多種污染物污染的土壤i另一方面，·化合物的生物降解過(guò)程常常包括許多步9．真這些步驟含有許多酶和微生物，其中一種酶或微生物可以是另一種的底物。因此，在實(shí)際應(yīng)用，，1，應(yīng)注意接種各類(lèi)微生物，以刺激土著微生物中降解菌株的生長(zhǎng)。

(二)添加營(yíng)養(yǎng)物

土壤、地下水和海水中微生物的活性常常受許多因素的限制，其中之一就是營(yíng)養(yǎng)鹽(N、P)。為了徹底降解并達(dá)到更快的凈化速度，添加營(yíng)養(yǎng)鹽比接種微生物顯得更為重要。·添加營(yíng)養(yǎng)物以增強(qiáng)生物降解的方法通常稱為生物刺激(Bioetimulation)。

目前的研究結(jié)果認(rèn)為，使用營(yíng)養(yǎng)鹽的效果隨地點(diǎn)不同而不同，因此，必須在正式處理前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)，以確定營(yíng)養(yǎng)鹽的形式、合適的濃度和比例。

也有某些試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)不同的結(jié)果，例如N源的添加會(huì)抑制芳香烴與脂肪烴的礦化過(guò)程中所生成的C02的量。有人認(rèn)為，可能是在高濃度N的存在下更多的底物C被結(jié)合到生物體中，因而生成的C02減少。如果該解釋成立，則底物的去除率不會(huì)被降低，而是底物中C流的方向發(fā)生改變，生成較多·的菌體量而產(chǎn)生較少的C0302

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

賀會(huì)強(qiáng) - 博士 - 西北農(nóng)林科技大學(xué)