導語：如何才能寫好一篇生態(tài)修復技術的應用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：生物 生態(tài) 修復技術 內涵 外延 應用

1 概念、定義及主要特點

何謂“生物-生態(tài)修復”，它的內涵和外延應該如何確定，以及不同技術措施的作用、效果和聯系如何，等等。回答這些問題對推進和實施河流生物-生態(tài)修復工作具有重要意義。

1.1 河流生物修復

生物——系指有生命的物體。一般指動物、植物和微生物。有時專指微生物，如生物制劑、生物制品等等。污水生物處理和河流生物修復中的“生物”，一般專指“微生物”，不包括“植物”和“動物”。廣義的生物修復也包括“動物”和“植物”修復。

生物修復——是指利用微生物的生命代謝活動減少存于環(huán)境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害化，使污染了的環(huán)境能部分或完全恢復到原始狀態(tài)的過程。它包括：①污染土壤的生物修復；②污染河流的生物修復；③污染湖泊的生物修復；④污染地下水的生物修復；⑤污染海洋的生物修復；⑥污染大氣的生物修復；⑦固體廢物污染的生物修復等。

河流生物修復——是指用微生物或微生物菌群來降解河流水體中的有機物或有毒有害物質，如COD、BOD5、有機氮或氨氮、石油類、揮發(fā)酚等，或使這類物質變成無毒的、無害的，如二氧化碳、氮氣或水等，從而使河流水質得到改善，河流生態(tài)得到恢復或修復。生物修復已成功應用于土壤、地下水、河道和近海洋面的污染治理。

河流生物修復工程——是指利用生物修復技術在河道內或河道傍側修建或實施的旨在改善河流水質、治理河流污染的工程或非工程的技術手段。它包括：河道或水庫內，以及壩、陂前的增氧曝氣工程，用于改善或處理河流水質的河流傍側工程、河流底部工程，以及直接向河道內投放特種、高效菌種或利用特種、高效菌種直接凈化河流水質的工程技術等。

1.2 河流生態(tài)修復

生態(tài)——指生物在一定自然環(huán)境下生存和發(fā)展的狀態(tài)，也指生物的生理特性和生活習性。此概念下的“生物”，一般不包含“微生物”。

生態(tài)修復——是指利用生態(tài)工程學或生態(tài)平衡、物質循環(huán)的原理和技術方法或手段，對受污染或受破壞、受脅迫環(huán)境下的生物（包括生物群體，下同）生存和發(fā)展狀態(tài)的改善、改良或恢復、重現。其中包含對生物生存物理、化學環(huán)境的改善和對生物生存“鄰里”、食物鏈環(huán)境的改善等。

河流生態(tài)修復措施主要包含：①工程措施。如：生態(tài)河道、生態(tài)堤岸、人工濕地和人工產卵場、越冬場、育幼場、回游通道，以及河道內增氧曝氣等等；②生物措施。如：植物生態(tài)修復措施，動物生態(tài)修復措施，生物增殖、放流技術等；③綜合措施。如：微生物修復與植物、動物修復的結合，微生物修復與生態(tài)河道、生態(tài)堤岸的結合，生態(tài)、生物修復與保育、管理措施的結合，河道內生態(tài)修復與河道外濕地修復的結合，陸地水土保持、生態(tài)修復與河流生態(tài)修復的結合，等等。

1.3 河流生物修復與河流生態(tài)修復的異同

目標和對象不同：河流生物修復的對象是水質；目標是改善河流水生生物生存、生活和繁衍、發(fā)展的水質條件。河流生態(tài)修復的對象是水生生物生存和發(fā)展的整個環(huán)境，包括水量、水質、水位、流速、水深、水溫、水面寬度，漲水、落水時間，以及產卵場、越冬場、育肥場、回游通道的修復或恢復等等；目標是為水生生物或特有的生物種群提供良好的生和發(fā)展環(huán)境。

所采用的技術和手段不同：生物修復的技術核心是微生物及微生物使用和利用等。生態(tài)修復的核心技術是生態(tài)工程學和生物、生命科學等。

兩者的共同點和不同點：生態(tài)修復可以包含生物修復，生物修復可以是生態(tài)修復的一個部分或一項主要內容；兩者的共同點或共同目標都是改善或改良生物的生存和發(fā)展環(huán)境。不同點是：生物修復是針對水體污染的修復，生態(tài)修復是針對水生生物及其生存環(huán)境的整體修復。

對于污染嚴重，并有產卵場、育幼場、越冬場或回游通道損傷及破壞的河流，一般應首先采取生物修復技術恢復河流水質，然后采取生態(tài)修復措施恢復河流生物棲息地和回游通道等。

1.4 河流生物修復工程與城鎮(zhèn)污水處理廠的異同

相同點和不同點：河流生物修復是利用微生物凈化污水的特點和規(guī)律，對受污染水體（河流）進行凈化處理的技術；城鎮(zhèn)污水處理廠是利用微生物凈化污水的特點和規(guī)律，對用管道收集到的社區(qū)污水進行凈化處理的技術。城鎮(zhèn)污水處理廠的出水可排入河流，也可用作市政回用、沖廁、農灌等等；河流生物修復工程處理過的河水一般必須重新流入河道。兩者的相同點是技術內涵完全一致，不同點是工作對象的來源和工作成果的服務對象。

由于污水處理廠工程和生物修復工程所處理或針對的水源不同和處理后的水量所服務對象不同，從而導致了污水處理廠工程與河流生態(tài)修復工程在建設地點、規(guī)模、工藝流程、產品形態(tài)、表現形式等諸多方面的差別。一般情況下，城市污水處理廠的進水污染物濃度高、變化小，河流生物修復工程所針對的河水濃度相對較低、變幅很大；在水量方面，河流生物修復工程面臨的變化更大。因而，在工藝設計中，一般要求河流生物修復工程具有更強的耐沖擊能力和防堵塞能力等。

1.5 河流生物修復與河湖污染直接凈化和“就地生物處理”的異同

除了河流生物-生態(tài)修復之外，河湖污染直接凈化、“就地生物處理”等詞語也經常被有關專家推崇和一些學者“炒作”。筆者認為：河湖污染生物修復工程技術與河湖污染生物直接凈化工程技術、河湖污染“就地生物處理”工程技術，在內涵和外延方面沒有明顯的區(qū)別，其實質都是利用生物處理技術就地治理河湖水質污染，其表現形式也是相互包含或完全一致的。

1.6 河流生態(tài)修復與傳統(tǒng)河流整治工程的異同

河流生態(tài)修復工程的目標是：修復或恢復受到污染、破壞或工程脅迫的水生生物的生存和繁衍的物理、化學和水文環(huán)境，及其“鄰里”依存和食物鏈的關系。傳統(tǒng)河流整治工程的目標是：防治洪水決堤、漫溢和確保人類社會、經濟和生命財產安全；或者是保證河流的航運能力等經濟功能。兩者的直接目的和目標雖然相差甚遠，但其工作的對象卻完全一致，即都是將工程的措施作用于河流或河道。因而兩者的設計和實施過程，必然會存在著諸多的不同、對立和矛盾。這種對立和矛盾必須通過目標分析和不同學科人員之間的溝通、協調和共同努力進行解決。因為兩者的最終目標都是為了人類自己。

為此，從20世紀70年代開始，發(fā)達國家科技界和工程界針對水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的負面影響，開發(fā)研究了河流生態(tài)恢復的理論和技術。從而，確立了解決這種矛盾和對立的基本方法和規(guī)則。河流生態(tài)工程在德國稱為“河流生態(tài)自然工程”，日本稱為“多自然型建設工法”，美國稱為“自然河道設計技術”。與之相應，一些發(fā)達國家在河道整治工程和堤防工程設計、施工規(guī)范中增加了河流生態(tài)建設的內容，或者頒布了專門的河流生態(tài)工程設計導則。依據這些導則和方法，河道水利工程在滿足防洪、防災和經濟目標的同時，可以兼顧河流生態(tài)修復和恢復需求。 2 不同技術措施的適應性評價及其合理使用

2.1 對受污染河流的適應性

河流污染治理一般應從源頭做起。但源頭治理能力也是有限的。以深圳河（含深圳灣，下同）的污染治理為例，截止2003年底，該流域已建污水處理廠四座，設計污水處理能力為142萬m3/d，比當年實際污水排放量125萬m3/d高 16.6%。然而，深圳河水質依然黑臭，常年處于劣Ⅴ類的狀態(tài)。通過分析認為：污水截流不徹底和深圳河納污能力過小是主要原因，除此之外，還有城市面源和部分城區(qū)尚未截流等原因。一般認為，對于類似深圳市自然環(huán)境和社區(qū)經濟布局的城市，污水截流管網健全，城市污水截流率可以達到90%，最高很難超過95%。深圳市河流枯水期的污水量遠遠大于徑流水量，有10%的未截流污水，加上面源污染等因素，河流依然黑臭，應該是在情理之中的。除此之外，還有城市污水管網收集不到的邊緣村鎮(zhèn)污水，以及城市污水處理廠對氨氮、總氮、總磷的去處能力十分有限等，也是需要實施河流污染生物-生態(tài)修復的主要原因。

河流污染生物-生態(tài)修復與城市污水處理廠相比，主要優(yōu)點在于：①不需要占用城區(qū)土地或優(yōu)質耕地；②不需要高于城市污水廠投資數倍的管道網絡及其維護；③距城市居民區(qū)一般相對較遠，不擾民或者較少擾民等。然而，河流污染生物-生態(tài)修復在治理污染方面，僅僅是對城市污水處理廠的補充，而不能代替城市污水處理廠。因為大量、高濃度城市污水采用污水處理廠治理比采用河流生物-生態(tài)修復治理經濟的多。

在河流生物-生態(tài)修復措施中，對于污染相對嚴重的河流，使用生物（微生物）修復比生態(tài)修復工程措施要優(yōu)越得多。在生物修復工程中，河底工程和河道傍側工程一般有微生物固定化的措施，比采用沒有微生物固定化措施的河中曝氣或直接投加微生物的效果好得多。在使用的微生物菌種方面，使用有針對性的高科技微生物菌種，比使用自然微生物菌種的效果好得多。

2.2 對富營養(yǎng)化水體的適應性

湖泊、水庫和河口、海灣、近海的富營養(yǎng)化，是人類社會的一個難題。城市污水處理廠和河流生物修復的辦法，對有機污染物的治理效果十分顯著，但當有機物被氧化、分解和揮發(fā)、無害化之后，總是仍有相當部分已經無機化的氮、磷營養(yǎng)物質不能得到去除。對于無機磷污染物，采用化學的辦法基本可以得到有效；對于無機氮污染物，目前還沒有比較好的處理方法。這些營養(yǎng)物質進入湖泊、水庫、河口、海灣、近海等緩流水體后，在適宜的環(huán)境條件下，會使水體中某些藻類或植物瘋長，產生水華、赤潮和富營養(yǎng)化，從而導致嚴重的生態(tài)災難和水生生物死亡，以及造成湖泊水面萎縮、甚至消失等。

氮、磷元素是植物生長必需的營養(yǎng)物質。因而，治理氮、磷最好辦法是植物生態(tài)處理或植物生態(tài)修復。對于城市而言，土地是制約植物生態(tài)處理和修復的重要因素。充分利用河灘、湖灘、海灘、海灣及其它濕地，以及荒地、林地、草地等治理氮、磷污染是重要的。對專門用于治理氮、磷污染的濕地而言，在海灘、海灣、河口和淺海，以紅樹林和海帶植物比較好；對陸域濕地，以蘆葦、茭草、蒲草、茭白等植物比較好。對河、湖、水庫、海灣、海岸進行生態(tài)修復，必須滿足防洪、防潮和景觀等要求。

2.3 對水利工程脅迫的適應性

水利工程對河流生態(tài)的脅迫主要表現在兩方面：一是河道、航道整治使自然河流渠道化，從而破壞水生生物的產卵場、棲息地和河流形態(tài)的多樣化，以及減弱河流的自然凈化能力和破壞岸邊生態(tài)系統(tǒng)；二是水壩建設使自然河流非連續(xù)化，從而淹沒生物產卵場、棲息地和阻斷魚類的回游通道，以及降低河流的自然凈化能力和破壞河流形態(tài)的多樣性等等。對此，可采用河道、河型多樣化的生態(tài)修復措施，設置人工產卵床，建設人工產卵場、棲息地和回游通道，以及人工放流等措施緩解。水利工程對河流生態(tài)的脅迫主要是生物生境和生態(tài)條件的改變，因而，修復的措施以河流生態(tài)水工學和水生生物增殖、放流措施為主。

3 河流生物修復的技術類型及其應用

3.1 河道底部生物處理修復工程

以深圳市大沙河河底式生物處理工程為例。該工程坐落在深圳市南山區(qū)大沙河大學城河段，設計污水處理能為4000m3/d，設計水流停留時間4.8h。采用的處理技術為日本 “自然循環(huán)方式水處理系統(tǒng)技術”。該技術的創(chuàng)新特點是利用自然土壤和水田對污水凈化的原理，不使用任何化學藥品，通過使用石頭、木炭、塑料球以及經過特殊加工的木炭（生物炭），作為凈化過濾材料達到綜合凈化污水的目的。

該工程的主要設施由6個單元組成，分別為污泥儲存單元、水量分流單元、接觸沉淀單元、接觸曝氣單元1、接觸曝氣單元2和出水整理脫色脫臭單元等。通過這幾個單元的組合，可以高度去除污水中的BOD、COD、SS和LAS（陰離子界面活性物質），同時，也能有效去除氨態(tài)氮。處理效果見表1。 3.2 河道傍側生物處理修復工程

北京二道河傍側生物處理與修復工程。該工程坐落在北京市順義區(qū)首都機場附近，設計日處理污水量1.7萬m3/d，采用的處理技術為固定化高效微生物—曝氣生物濾池（簡稱I-BAF）。該工程屬實驗工程，僅有一個長100m、寬6m、有效水深5.5m的長條形曝氣生物濾池，有效池容3300m3，停留時間4.7h。濾池內填裝網狀懸浮大孔載體，載體高度3.2m。工程的前處理部分僅有一個格柵和一個用堆石壩攔截污水形成的回水區(qū)，依次起到穩(wěn)定取水和沉淀泥沙的目的。處理效果見表2。

另外，日本江戶川支流坂川古崎凈化場，韓國漢江支流良才川水質凈化廠等河道傍側工程的處理效果也很好。

3.3 河道內曝氣和高效微生物處理修復工程

河道水體人工曝氣復氧是一種有效的河流生物-生態(tài)修復技術。20世紀60年代起，國外已有不少國家應用人工曝氣復氧改善河流水質和生態(tài)環(huán)境。如，德國的魯爾河、萊茵河，英國的泰晤士河、特倫物河，美國的?？怂购?、佛博河及威斯康星河等，均有成功的工程范例。在國內，上海環(huán)境科學研究院對蘇州河水體進行了實驗室研究，結果表明，即使黑臭程度高的河水，在有氧條件下20小時后臭味也可基本去除，水體顏色明顯改觀，COD、BOD濃度大幅下降。

微生物作為河流生物修復技術的核心，國外的開發(fā)研究很多。美國、英國、加拿大、日本、巴西等國家，已有上百種商品化的微生物制劑可供選用。根據實驗結果，在處理特種廢水方面，高效微生物比普通微生物高幾倍到十幾倍，而且還能夠處理普通生物法不能處理的廢水。在城市污水方面，使用高效微生物除具有良好的COD、BOD5去除效果外，還具有良好的脫氮除鱗效果。將高效微生物直接用于河流水質修復，成本較高，容易造成流失和浪費，目前國內使用的不多。但通過微生物固定化技術或生物濾池技術，使用高效為生物的實例國內已有許多。

4 河流生態(tài)修復的技術類型及其應用

4.1 山區(qū)河流的生態(tài)修復

山區(qū)河流比降大、水流急，寬深比小，來沙量遠遠小于挾沙量，河床往往有大石塊和不均勻的麻砂組成。經過自然發(fā)育后，往往形成階梯—深潭結構的河道形態(tài)。階梯－深潭結構穩(wěn)定了河床，從而穩(wěn)定了岸坡，在一定的溫度和降雨條件下兩岸有發(fā)育良好的植被，河流底棲動物密度比鄰近的具有同樣氣候水文條件但不發(fā)育階梯-深潭結構的河流高出1000多倍，生物多樣性指數也大得多。這是由于階梯-深潭創(chuàng)造了多樣性的生物棲息地的緣故。

目前，德國、日本和我國的臺灣等，都在模擬使用階梯-深潭結構治理山區(qū)河流和修復河流生態(tài)。 4.2 生態(tài)護岸工程

生態(tài)護岸的目的在于為野生動物提供棲息地和隱蔽場所，保障自然環(huán)境和人居環(huán)境的和諧統(tǒng)一，對河岸進行加固，防治河道淤積、侵蝕和下切等。生態(tài)護岸材料主要有：石頭、木材、多孔混凝土構件和自然材質制成的柔性結構等等。在設計新材料護岸時，應確保水流作用下的結構安全，選擇能夠適應河流長期演變的結構形式，與河灘地和丁壩組合在一起保護護岸穩(wěn)定。

我國深圳市已建人工濕地生態(tài)修復與處理工程數座，對COD的去除率一般可達70%~80%，對氨氮的去除率一般可達50%~60%。每1m3/d處理能力的占地面積大約為3m2。

4.4 人工產卵場、棲息地和回游通道工程

過魚設施的基本原理是利用魚類的向流（逆流）行為，人工創(chuàng)造更大的流速，將魚誘入進口，讓魚類自行溯游過壩，或運用各種手段運送過壩，主要有魚道、魚閘、升魚機、集運魚船等。

人工模擬產卵場、棲息地是指在壩下附近的支流或人工渠道內，模擬產卵場、棲息地要求的環(huán)境，讓魚類自行進入產卵場或棲息地（下圖為某河流上的魚類洄游通道）。

4.5 人工增殖站和生物放流工程

人工繁殖放流是指建立人工產卵場，收集和培育親魚，人工催青，人工孵化育苗，培育魚種，將一定規(guī)格的幼魚放入壩下河流，讓其下海生長。目前國內外都十分重視設置人工增殖站，開展人工增殖、放流工作，用于解決水壩對水生生物的阻隔。

水庫修建后，營養(yǎng)物質在庫內富集，浮游生物迅速生長，如果不能很好利用，將會自然死亡，惡性循環(huán)，從而造成富營養(yǎng)化和水質污染等。按照生態(tài)平衡原理，合理投放食用不同浮游生物的魚種進庫，進行生態(tài)修復，用產品的形式讓富營養(yǎng)物質出庫，既能清潔水庫，又能收獲魚產，可以做到一舉兩得。所有這些，都需要有生命科學和生物、生態(tài)技術作為支撐。

主要參考文獻：

1 上海辭書編輯委員會，辭海，上海辭書出版社，1979年；

2 中國大百科全書編輯部，中國大百科全書（環(huán)境卷），1980年；

3 董哲仁等，受污染水體的生態(tài)修復技術，水利水電技術，2002，(2)；

4 董哲仁，生態(tài)水工學的理論框架．水利學報．2003，(1)；

5 Loftin KA，Toth LA．Kissimmee River Restoration：Alternative Plan Evaluation andPreliminary Design Report[R]. South Florida Watermanagement District，West Palm Beach，Fla．1990；

6 National Research Council，

篇2

【關鍵詞】生態(tài)護坡；跌水；減（防）滲；沖刷

水是一切生命的源泉，是人類生活和生產活動中必不可少的物質。在人類社會的生存和發(fā)展中，需要不斷地適應、利用、改造和保護水環(huán)境。水利事業(yè)隨著社會生產力的發(fā)展而不斷發(fā)展，并成為人類社會文明和經濟發(fā)展的重要支柱。但由于傳統(tǒng)水利由于更注重功能性的一面，而忽視了對自然生態(tài)環(huán)境的影響。隨著我國經濟的飛速發(fā)展，城鎮(zhèn)化及工業(yè)化的不斷推進，對河流的索取增加，使河流中生物生長環(huán)境及自然生態(tài)遭到破壞。

上世紀80年代以來，北京一直水資源緊缺，為了滿足城市用水，三家店以上永定河水幾乎全部引入市區(qū)，使三家店以下70多公里的河道長年斷流，河道兩邊土地沙化，近些年永定河沙石采盜，致使河道內溝壑遍布，河床，每到冬春季節(jié)，西北風順河道而下，京城頓時風沙彌漫。由于根本無水補給永定河，加上人口劇增及工業(yè)用水等，嚴重超采地下水，北京西部地區(qū)第四紀地下水已經全部枯干，永定河的生態(tài)系統(tǒng)已經受到嚴重破壞。因此，采取生態(tài)技術措施對河道生態(tài)系統(tǒng)進行修復迫在眉睫。

本文以北京市永定河山區(qū)河道生態(tài)修復工程為例，通過采取先進的生態(tài)技術及材料，如生態(tài)護坡、生態(tài)型跌水、生態(tài)減防（滲）等，達到恢復河道生態(tài)系統(tǒng)的目的。

1、永定河山區(qū)河道生態(tài)修復工程概況

永定河古稱渾河、無定河，是北京地區(qū)最大河流，海河五大支流之一。永定河發(fā)源于山西省寧武縣管涔山，流經內蒙古、河北，經北京轉入河北，在天津匯于海河至塘沽注入渤海。上游黃土高原森林覆蓋率低，水土流失嚴重，河水混濁，泥沙淤積，日久形成地上河。河床經常變動。善淤、善決、善徙的特征與黃河相似，故有「小黃河和「渾河之稱。因遷徙無常，又稱無定河。直到清康熙三十七年（1698），進一步疏浚河道，加固岸堤，將無定河改名為永定河。1954年建成蓄水22億多立方米的官廳水庫，才基本控制了上游洪水。二十世紀七十年代以來，隨著全球氣候變化，永定河流域持續(xù)多年干旱少雨，下游常年處于斷流狀態(tài)。1985 年永定河被國務院列入全國四大防汛重點江河之一。

永定河流域山區(qū)河道生態(tài)修復工程由干流生態(tài)修復工程、支流清水河生態(tài)修復工程和北部新城（軍莊）生態(tài)修復工程三部分組成。妙峰山段是永定河干流河道生態(tài)修復工程的重點河段之一，位于北京市門頭溝區(qū)下葦甸電站到軍莊之間（樁號Y70+610～Y83+200），總長12.59km。妙峰山段的主要來水為下葦甸電站的尾水，每隔30天左右來水一次，流量為38m3/s。由于該段河道來水較少且滲漏嚴重，大部分時間處于斷流狀態(tài)，水土流失現象嚴重。

為了解決永定河妙峰山段長年斷流引起的河床、兩岸土地沙化、生態(tài)系統(tǒng)嚴重破壞等問題，擬采用生態(tài)技術措施對河道進行生態(tài)修復，恢復永定河生態(tài)系統(tǒng)，使之達到有水則清，無水則綠的治理效果。為了實現永定河生態(tài)恢復的目的，工程中主要采用了多孔植物生長磚、生態(tài)墻壁磚、生態(tài)魚巢磚和生態(tài)石籠網等新型生態(tài)材料對河岸進行了護砌，為了解決生態(tài)恢復所必須的水資源問題，在河道內新建了多處生態(tài)石籠網緩坡跌水蓄積來水，另由于永定河河底基本為卵礫石層，透水性較強，對蓄水區(qū)采取了壓實壤土和復合土工膜相結合的減（防）滲措施。

2、生態(tài)護坡

本工程采用生態(tài)魚巢磚+生態(tài)墻壁磚+植物生長磚組合的方式對妙峰山段河道進行生態(tài)護坡，通過建立河岸生態(tài)防護結構，以穩(wěn)定河岸，并進一步改善永定河水質。

2.1材料特性

植物生長磚：使用一定粒徑（5～31.5mm）的擊碎骨料和高強度水泥為主要材料與混凝土外加劑攪拌，經二次振動加壓成型工藝制成的無砂混凝土制品，植物根系可透過磚體植生于土壤。主要用于水利工程護坡。

生態(tài)魚巢磚：使用一定粒徑（5～10mm）的擊碎骨料和高強度水泥為主要材料與混凝土外加劑攪拌經二次震動加壓成型工藝制成的無砂混凝土制品，具有一般魚類棲息的空間，為不規(guī)則六邊形。主要用于水利工程護坡、護腳。

生態(tài)墻壁磚：使用一定粒徑（5～10mm）的擊碎骨料和高強水泥為主要材料與混凝土外加劑攪拌經二次震動加壓成型工藝制成的無砂混凝土制品，種植孔內可種植花草等，砌筑后形成擋墻，為不規(guī)則六邊形?？捎糜诠贰⑹姓@林、水利工程等護坡和護腳。

2.2設計方案

根據現場情況邊坡護砌由現狀河底高程開始，護砌坡度基本維持現狀邊坡的坡度。常水位以下采用生態(tài)魚巢磚和墻壁磚，常水位以上采用多孔植物生長磚，對護坡基礎開挖后，砌筑漿砌石基礎，斷面尺寸為600×500mm，其上碼放兩層生態(tài)魚巢磚（500×500×200mm），坡度為1：1，之上再碼放兩至四層（視地形及常水位而定）生態(tài)墻壁磚（500×500×200mm），坡度為1：1，最后在頂層墻壁磚后邊坡上鋪設多孔植物生長磚（500×500×100mm），坡度不陡于1：2。生態(tài)磚與土坡之間設置200g/m2的土工無紡布一層，坡頂設500×100mm混凝土壓頂一道。墻壁磚內和多孔植物磚上覆種植土，魚巢磚給魚類產卵提供所需場所，墻壁磚內種植水生植物，凈化水質和美化環(huán)境，植物生長磚坡面播撒草籽使邊坡自然綠化，岸頂根據景觀需要栽種行道樹。護坡斷面設計見圖1-1。

圖1-1 生態(tài)護坡斷面示意圖

通過生態(tài)魚巢磚、墻壁磚和植物生長磚等不同組合進行岸坡護砌，有效形成了河川生態(tài)鏈和陸地生態(tài)鏈，為自然生態(tài)復原提供了通道，同時也形成治水和親環(huán)境能力的新概念型河川護岸。

3、生態(tài)石籠網跌水設計

妙峰山生態(tài)修復工程位于下葦甸電站到軍莊之間，沿途經過下葦甸村、丁家灘村和陳家莊等，河道沿線有G109國道和S209省道，也是人類活動相對頻繁地區(qū)。該區(qū)間主要來水為下葦甸電站的尾水。由于該段河道只有脈沖來水，其余時間基本斷流，為增強該河段的生態(tài)特性，改善河道的整體生態(tài)環(huán)境，只有采取措施，蓄積現有的電站尾水，才能給生態(tài)系統(tǒng)修復提供保障。

本工程在河道內設置連續(xù)跌水，形成梯級連續(xù)水面，為了不影響河道行洪，經防洪演算，確定每級跌水高為1m，總蓄水容量為26.2萬m3。為滿足河道生態(tài)建設需要，跌水采用生態(tài)石籠網結構，復合土工膜防滲心墻，下游坡面設計為臺階式緩坡型式。

生態(tài)石籠網結構作為新工藝、新技術、新材料的新型生態(tài)格網結構，成功地應用于水利工程、公路、鐵路工程、堤防的保護工程中。較好地實現了工程結構與生態(tài)環(huán)境的有機結合。同時與一些傳統(tǒng)剛性結構比較起來有其自身的優(yōu)點，因此在世界范圍內已經成為保護河床、治理滑坡、防治泥石流、防止落石、兼顧環(huán)境保護的首選結構型式。

生態(tài)石籠網是將抗腐耐磨高強的低碳高鍍鋅鋼絲或5%～10%鋁鋅稀合金鍍層鋼絲（或同質包覆聚合物鋼絲）由機械雙線絞合編織成多絞狀、六邊形網目的新技術網片。石籠網可根據工程設計要求組裝成箱籠，并裝入塊石等填充料后連接成一體，其適用于高流速、沖蝕嚴重，岸坡滲水多之河岸。石籠屬柔性結構，對于不均勻沉陷自我調整性佳。岸面多孔性，石材間之縫隙利于動物棲息，植物生長，水面線以上石籠面可利用客土袋植生綠化，符合生態(tài)并滿足安全要求。生態(tài)石籠網結構具有經濟、施工便捷、可就地取材，填放土壤、碎石及天然級配砂石等優(yōu)點，可迅速構成擋土或擋水結構體。

為了形成連續(xù)水面，根據河道縱坡本工程設計了29道跌水。跌水采用生態(tài)石籠緩坡結構，上游邊坡為1：1，下游為階梯狀，跌水高出河底1m，上游設1.4m深齒墻。跌水內部設置復合土工膜防滲心墻，心墻上下游堆砌鉛絲石籠，石籠內部填充卵礫石。跌水下游護底長10～15m，起消能和防沖作用。跌水結構詳見圖1-2。

圖1-2 生態(tài)石籠網跌水斷面示意圖

為此，中國水利水電科學研究院對本工程跌水處河道抗沖能力進行了研究分析，建立垂向二維數學模型，計算流量為38m3/s時，典型河段上1m高跌水前后不同斷面處的流速分布，判斷河底卵礫石覆蓋層沖刷的可能性。利用垂向二維數學模型，中國水利水電科學研究院研究了跌水附近水流沿水流方向和水深方向的流速分布規(guī)律。結果表明，跌水上游水流流速沿程降低，底層流速低于表層流速，流速沿水深變化平緩。跌水下游存在一個10～15m左右的高速區(qū)，高速區(qū)內底層流速仍低于表層，但底部低流速區(qū)較小，中表層高速區(qū)較大。下游距離跌水較遠處，流速分布受跌水影響較小，流速基本恢復為明渠流速分布，表層流速大于底層流速。

從沖刷破壞的角度，跌水前水流較為均勻，且流速較低，選擇2.5～4cm粒徑范圍的卵礫石作為覆蓋層即可滿足抗沖要求；跌水后10～15m范圍內水流底部流速較高，易于發(fā)生沖刷破壞，設計中在該區(qū)域加設鉛絲石籠護底；高速區(qū)后流速逐漸降低，根據河道的坡度與地形特點鋪設粒徑為4～6cm的卵礫石。

4、河道減（防）滲及沖刷設計

蓄水區(qū)雖然有電站尾水補給，但現狀河道河底基本為卵礫石層，透水性較強，滲漏嚴重，電站放水時間間隔較長，所以每次電站放水，尾水均從該段河道匆匆而過，入滲、蒸發(fā)后流失，徹底改變了河道生態(tài)系統(tǒng)的平衡，再加上人為的偷砂取土，造成河道長年砂石，植被稀少，該段河道內存在7處廢棄采砂坑，與門頭溝生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的定位很不相稱。

為達到形成連續(xù)水面的目的，通過跌水蓄積現有電站尾水的同時，要克服滲漏和蒸發(fā)等問題，逐漸修復河道生態(tài)系統(tǒng)，減少河道內水土流失，形成自然和諧的山水風景。因此，采取有效的減（防）滲措施是十分必要的。本工程水面面積為34.2萬m2，減（防）滲面積為37.6萬m2，采用“土/膜”減（防）滲方案解決河道滲漏問題。

“土/膜”即為1/2壓實壤土減滲+1/2復合土工膜防滲相結合的減（防）滲方式。具體方案為：在每兩道跌水之間以中心線為界，上游段采用壓實壤土減滲，下游段采用復合土工膜防滲，并做好兩種減（防）滲方式的搭接處理。壓實壤土減滲層自各段上游跌水至中點位置，經滲流計算，確定減滲層厚度由40cm至60cm漸變；復合土工膜防滲層自各段中點至下游跌水位置，采用二布一膜形式。河床表層鋪設30cm厚的天然卵礫石防沖。河道減（防）滲設計見圖1-3。

此方案充分結合了壓實壤土減滲和復合土工膜防滲各自的優(yōu)勢，在蓄水區(qū)水位較高時，通過壓實壤土減滲，既可滿足滲漏要求又補充了地下水，并改善了生態(tài)環(huán)境，當蓄水區(qū)水位較低時，通過復合土工膜防滲，保證了必要的景觀水面和生態(tài)用水。

為了達到生態(tài)修復的目的，恢復河道的自然景觀，需保護土/膜減（防）滲設施不被沖刷破壞，設計時考慮在河床表層即土/膜減（防）滲層上鋪設30cm厚的天然卵礫石，同時需保證當下葦甸電站泄流時，30cm厚卵礫石覆蓋層不被水流沖刷，這也是永定河流域山區(qū)河道生態(tài)修復工程減（防）滲方案成敗的關鍵問題。為此中國水利水電科學研究院對永定河山區(qū)河段生態(tài)治理工程河道抗沖刷能力進行了分析，主要研究內容為：①選取平均粒徑為25mm、50mm、75mm的卵礫石進行起動流速試驗，提出不同粒徑卵礫石的起動流速。②建立平面二維數學模型，計算流量為38m3/s時，設計河段內水流的流速分布。根據流速分布，判斷不同河段上卵礫石沖刷的可能性。

研究結論如下：在河床的緩坡段、跌水壩前等大部分區(qū)域，回填最小粒徑為2.5～4cm的卵礫石作為覆蓋層可以滿足河道抗沖要求。在河底縱坡較大的陡坡段（縱坡超過0.6%的河段），如2#跌水至4#跌水下游、8#跌水上游至9#跌水、10#跌水至11#跌水下游、14#跌水至16#跌水間，以及23#跌水上游至26#跌水（右支流）等區(qū)域，建議采用較大粒徑的卵礫石作為覆蓋層，粒徑應不低于6cm。

同時計算結果表明，設置跌水后，河道內水深明顯增加，流速普遍降低。跌水的設置既有效地提升了河道的蓄水能力，又減小了河床覆蓋層受到沖刷破壞的可能性，是提高河道抗沖刷能力的有效措施。

5、結論

本工程于2010年完成妙峰山段生態(tài)護坡、跌水、減（防）滲工程的施工并成功蓄水，2010年10月底河道兩岸邊坡草皮及水生植物生長良好，蓄水區(qū)水位正常，12月底蓄水區(qū)已經結冰，冰層厚度大于0.5m，冰層附近生態(tài)墻壁磚及魚巢磚結構良好。

篇3

【關鍵詞】環(huán)境生物技術；生物修復技術；水產養(yǎng)殖廢水

1 生物修復技術的基本概念及其原理

生物修復又稱生物改良，是指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。

生物修復根據所利用的生物，可以分為植物修復、動物修復、生態(tài)修復、微生物修復四類。根據被修復的污染環(huán)境，可以分為土壤生物修復、水體生物修復和大氣生物修復。而由于生物修復的實施方法不同，又分為原位生物修復和異位生物修復。

1.1 生物修復的基本原理

生物修復技術是通過生物的降解和轉化，將有機污染物轉化為無害的小分子化合物和二氧化碳與水。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。

1.2 生物修復技術的特點

生物修復技術具有投資費用低，對環(huán)境影響小，使用效果好，使用區(qū)域范圍廣，使用面積大等特點，而且能同時處理受污染的土壤和地下水。在土壤修復中還可以去除環(huán)境中的重金屬和放射性核素。但其也存在局限性，生物不能降解進入環(huán)境中的所有污染物，并且受外部環(huán)境的影響較大。

2 生物修復技術在水產養(yǎng)殖廢水中的應用

氨氮是水產養(yǎng)殖的最主要危害，但傳統(tǒng)的加注新水、曝氣、漂白粉或臭氧氧化、使用斜發(fā)沸石進行離子交換等方法脫氮效果并不理想[2]。而活性污泥法、生物膜法和穩(wěn)定塘法等生物處理法存在或伴有污泥產生、反應啟動慢、出水水質不穩(wěn)定等問題。隨著生物技術的發(fā)展，生物修復技術在水體氨氮污染的處理上被廣泛應用。微生物修復技術在水產養(yǎng)殖中主要應用于養(yǎng)殖環(huán)境的原位修復中，主要處理底泥的有機污染和水體的富營養(yǎng)化問題。

2.1 生物在水產養(yǎng)殖環(huán)境生物修復中的作用機制

水產養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境中的有益微生物（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），使之最終分解為CO2、碳酸鹽、硫酸鹽等物質，起到凈化水質的作用。并且能為環(huán)境中的單細胞藻類為主的浮游植物提供營養(yǎng)物質，促進藻類等浮游植物的繁殖。這些藻類為主的浮游植物的光合作用，又為池塘內底棲動物、水產養(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)，有利于水產養(yǎng)殖動物的迅速生長。同時有益微生物的大量繁殖，在池內形成優(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。

2.2 生物對養(yǎng)殖環(huán)境的生物修復

2.2.1 微生物對養(yǎng)殖水體氨氮污染的修復

在一般污水處理系統(tǒng)中，硝化細菌的含量很低。因此，研究開發(fā)硝化細菌的快速富集培養(yǎng)技術，提高硝化細菌的產率，對氨氮污染水體處理具有重要作用。

現實中，硝化過程主要由自養(yǎng)菌完成，但異養(yǎng)菌也可以參與硝化；氨氧化在有氧條件下可以進行，在厭氧條件下也可以發(fā)生。胡寶蘭、鄭平在Anammox （厭氧氨氧化Anaerobic Ammonia Oxidafion）反應器中分離了6株好氧氨氧化菌，它們不僅具有好氧氨氧化菌的典型特征，而且將其置于厭氧條件下培養(yǎng)也有厭氧氨氧化能力。Robertson和Van Neil分離的Psendomonasspp1、Alcaligenes faecalis和Thiosphaerapantotropha菌株，既表現為好氧反硝化，同時也具有異養(yǎng)硝化能力，因此，Robertson提出了好氧反硝化和異養(yǎng)硝化的工作模型，直接把氨轉化為最終的氣態(tài)產物。光合細菌在養(yǎng)殖水體氨氮污染生物修復中的應用非常廣泛[5]。此外，應用屬于放線菌的諾卡氏菌屬、浮游植物的大型綠藻、席藻、螺旋藻和小球藻以及大型水生植物的伊樂藻、輪葉黑藻去除養(yǎng)殖水體氨氮的研究也有不少報道。

2.2.2 水生植物對養(yǎng)殖水體氨氮污染的修復

水生植物修復是生物方法和生態(tài)方法中的通用技術。水生植物按生態(tài)類型，可分為沉水植物、飄浮植物、浮葉植物、挺水植物。利用特定技術，還可以將浮游藻類、陸生植物應用于養(yǎng)殖水體修復中。目前國內外學者對植物修復富營養(yǎng)化水體進行了諸多研究，并取得了一定的成就，篩選出了一些優(yōu)勢種。植物系統(tǒng)對養(yǎng)殖水體的凈化作用，主要是通過植物的吸收作用，根區(qū)微生物的降解作用，植物的吸附、過濾和沉淀作用，植物抑制藻類生長的作用以及作為生態(tài)系統(tǒng)的生產者來調節(jié)其他生物種類和數量的作用來完成的。其具有以下優(yōu)勢：凈化所需的能源由光合作用提供；許多植物具有美學價值，能改善景觀生態(tài)環(huán)境；植物可被收割和利用，創(chuàng)造新的價值；能固定土壤或底泥中的水分，防止污染源進一步擴散；為降解微生物提供了良好的棲息場所，有利于微生物的生存。水生植物龐大的根系為細菌提供多樣性的生境，植物可輸送氧氣至根區(qū)，有利于微生物的好氧呼吸。目前，國內外應用較多的水生植物修復技術主要有人工濕地處理技術、生態(tài)浮床技術等。

2.2.3 水生動物修復技術

國內外許多學者和研究人員作了大量的研究工作，探討水生動物對水體中有機污染物和無機污染物的吸收和利用。研究認為，在水體富營養(yǎng)化的防治過程中，除了考慮對藻類等浮游植物進行防治，對浮游動物的防治也不能忽視。防治浮游動物繁盛最有效的方法是放養(yǎng)鳙魚，而鰱魚的放養(yǎng)通常是為了消除浮游植物。鰱鳙的放養(yǎng)量以及如何搭配亦值得研究。鰱鳙混養(yǎng)時，鰱魚大量攝取浮游植物，從而抑制了以浮游植物為食的浮游動物的生長和繁殖；如果鳙魚的數量放養(yǎng)過多，鳙魚就得不到足夠的食物，生物量受到抑制，放養(yǎng)太少，不能充分利用餌料而影響其產量。合理搭配鰱鳙的放養(yǎng)數量，可充分利用天然餌料，從而減少浮游植物和浮游動物的數量，這樣既可治理水體的富營養(yǎng)化，又可提高經濟效益，是一項非常值得研究的生物修復技術。武漢東湖的圍隔試驗證明了鏈魚和鳙魚能有效控制藍藻水華，并指出當放養(yǎng)的鰱魚和鳙魚的有效生物量達到46～50 g/m2時，可有效地抑制水華的發(fā)生。

3 生物修復技術的應用前景

生物技術在環(huán)境保護中已獲得廣泛的應用，并取得了顯著成效。隨著經濟的騰飛、人口的膨脹、資源的短缺、環(huán)境狀況的惡化以及人類環(huán)保意識的增強，生物技術的環(huán)境保護功能顯得越來越重要，其明顯的經濟效益、環(huán)境效益和社會效益引起科技界和企業(yè)界的極大關注，呈現良好的發(fā)展趨勢。

參考文獻：

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[2]李谷等.硝化細菌富集方法的研究[J]. 淡水漁業(yè)，2000（9）.

篇4

關鍵詞:土壤污染、生物修復、研究進展

前言

土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質量惡化的現象。加之重金屬離子難移動性，長期滯留性和不可分解性的特點，對土壤生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，同時食物通過食物鏈最終進入人體，嚴重危害人體健康，已成為不可忽視的環(huán)境問題。隨著我國人民生活水平的提高，生態(tài)環(huán)境保護日趨受到重視，國家對污染土壤治理和修復的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復問題，已成為土壤環(huán)境研究領域的重要課題。而生物修復技術是近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術，同傳統(tǒng)處理技術相比具有明顯優(yōu)勢，例如其處理成本低，只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好，生化處理后污染物殘留量可達到很低水平;對環(huán)境影響小，無二次污染，最終產物CO2、H2O和脂肪酸對人體無害，可以就地處理，避免了集輸過程的二次污染，節(jié)省了處理費用，因而該技術成為最有發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬暗男迯图夹g。

1.污染土壤生物修復的基本原理和特點

土壤生物修復的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株，甚至用構建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中，將滯留的污染物快速降解和轉化成無害的物質，使土壤恢復其天然功能。由于自然的生物修復過程一般較慢，難于實際應用，因而生物修復技術是工程化在人為促進條件下的生物修復，利用微生物的降解作用，去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機污染物，降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養(yǎng)添加等)來完成，也可接種經特殊馴化與構建的工程微生物提高降解速率。

2.污染土壤生物修復技術的種類

目前，微生物修復技術方法主要有3種:原位修復技術、異位修復技術和原位-異位修復技術。

2.1 原位修復技術：

原位修復技術是在不破壞土壤基本結構的情況下的微生物修復技術。有投菌法、生物培養(yǎng)法和生物通氣法等，主要用于被有機污染物污染的土壤修復。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌，同時投加微生物生長所需的營養(yǎng)物質，通過微生物對污染物的降解和代謝達到去除污染物的目的。生物培養(yǎng)法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養(yǎng)物，過氧化氫則在代謝過程中作為電子受體，以滿足土壤微生物代謝，將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法，它是在污染的土壤上打上幾眼深井，安裝鼓風機和抽真空機，將空氣強行排入土壤中，然后抽出，土壤中的揮發(fā)性有機物也隨之去除。在通入空氣時，加入一定量的氨氣，可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源，提高微生物的活性，增加去除效率。

2.2 異位修復技術：

異位修復處理污染土壤時，需要對污染的土壤進行大范圍的擾動，主要技術包括預制床技術、生物反應器技術、厭氧處理和常規(guī)的堆肥法。預制床技術是在平臺上鋪上砂子和石子，再鋪上15-30cm厚的污染土壤，加入營養(yǎng)液和水，必要時加入表面活性劑，定期翻動充氧，以滿足土壤微生物對氧的需要，處理過程中流出的滲濾液，即時回灌于土層，以徹底清除污染物。生物反應器技術是把污染的土壤移到生物反應器，加水混合成泥漿，調節(jié)適宣的pH值，同時加入一定量的營養(yǎng)物質和表面活性劑，底部鼓入空氣充氧，滿足微生物所需氧氣的同時，使微生物與污染物充分接觸，加速污染物的降解，降解完成后，過濾脫水這種方法處理效果好、速度快，但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術適于高濃度有機污染的土壤處理，但處理條件難于控制。常規(guī)堆肥法是傳統(tǒng)堆肥和生物治理技術的結合，向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥，加入石灰調節(jié)pH值，人工充氧，依靠其自然存在的微生物使有機物向穩(wěn)定的腐殖質轉化，是一種有機物高溫降解的固相過程。上述方法要想獲得高的污染去除效率，關鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此，尋找高效污染物降解菌是生物修復技術研究的熱點。

3.影響污染土壤生物修復的主要因子

3.1 污染物的性質：

重金屬污染物在土壤中常以多種形態(tài)貯存，不同的化學形態(tài)對植物的有效性不同。某種生物可能對某種單一重金屬具有較強的修復作用。此外，重金屬污染的方式(單一污染或復合污染)，污染物濃度的高低也是影響修復效果的重要因素。有機污染物的結構不同，其在土壤中的降解差異也較大。

3.2 環(huán)境因子：

了解和掌握土壤的水分、營養(yǎng)等供給狀況，擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案，補充微生物和植物在對污染物修復過程中的養(yǎng)分和水分消耗，可提高生物修復的效率。一般來說土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學形態(tài)、生物可利用性及生物活性有密切關系，也是影響生物對重金屬污染土壤修復效率的重要環(huán)境條件。

3.3 生物體本身：

微生物的種類和活性直接影響修復的效果。由于微生物的生物體很小，吸收的金屬量較少，難以后續(xù)處理，限制了利用微生物進行大面積現場修復的應用，

植物體由于生物量大且易于后續(xù)處理，利用植物對金屬污染位點進行修復成為解決環(huán)境中重金屬污染問題的一個很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長緩慢，且對重金屬存在選擇作用，不適于多種重金屬復合污染土壤的修復。因此，在選擇修復技術時，應根據污染物性質、土壤條件、污染程度、預期修復目標、時間限制、成本及修復技術的適用范圍等因素加以綜合考慮。

4.發(fā)展中存在的問題：

生物修復技術作為近20年發(fā)展起來的一項用于污染土壤治理的新技術，雖取得很大進步和成功，但處于實驗室或模擬實驗階段的研究結果較多，商業(yè)性應用還待開發(fā)。此外，由于生物修復效果受到如共存的有毒物質(Co-toxicants)(如重金屬)對生物降解作用的抑制；電子受體(營養(yǎng)物)釋放的物理性障礙;物理因子(如低溫)引起的低反應速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉化成有毒的代謝產物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學能力的微生物等因素制約。因此，目前經生物修復處理的污染土壤，其污染物含量還不能完全達到指標的濃度要求。

5.應用前景及建議：

隨著生物技術和基因工程技術的發(fā)展，土壤生物修復技術研究與應用將不斷深入并走向成熟，特別是微生物修復技術、植物生物修復技術和菌根技術的綜合運用將為有毒、難降解、有機物污染土壤的修復帶來希望。為此，建議今后在生物修復技術的研究和開發(fā)方面加強做好以下幾項工作:

(1)進一步深入研究植物超積累重金屬的機理，超積累效率與土壤中重金屬元素的價態(tài)、形態(tài)及環(huán)境因素的關系。

(2)加強微生物分解污染物的代謝過程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯合修復對污染物的修復作用與植物種類具有密切關系。

(3)應用現代分子生物學與基因工程技術，使超積累植物的生物學性狀(個體大小、生物量、生長速率、生長周期等)進一步改善與提高，培養(yǎng)篩選專一或廣譜性的微生物種群(類)，并構建高效降解污染物的微生物基因工程菌，提高植物與微生物對污染土壤生物修復的效率。

(4)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境，協調土著微生物和外來微生物的關系，使微生物的修復效果達到最佳，并充分發(fā)揮生物修復與其他修復技術(如化學修復)的聯合修復作用。

(5)盡快建立生物修復過程中污染物的生態(tài)化學過程量化數學模型、生態(tài)風險及安全評價、監(jiān)測和管理指標體系。

結論

綜上所述，我們不難發(fā)現由于土壤重金屬來源復雜，土壤中重金屬不同形態(tài)、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產生各種復合污染物的復雜性增加了對土壤重金屬治理和修復難度，且重金屬對動植物和人體的危害具有長期性、潛在性和不可逆性，同時進一步惡化了土壤條件，嚴重制約了我國農業(yè)生產的加速發(fā)展，所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發(fā)出更好的效率更高的修復治理技術，同時我們還不應該忘記必須加強企業(yè)自身的環(huán)保意識，提高企業(yè)自我約束能力，始終將防治污染積極治理作為企業(yè)工作的頭等大事來抓，把企業(yè)對環(huán)境的污染程度降到最低限度，形成全社會都來重視土壤污染問題的良好環(huán)保氛圍，逐步改善我們的土壤生態(tài)環(huán)境。

參考文獻

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篇5

關鍵詞：生態(tài)消淤、水生生態(tài)、綜合治理、修復

一、前言

隨著珠三角地區(qū)人口不斷增長，大量富含有機物的生活污水和部分工業(yè)廢水排入河涌，導致水體含氧量大幅下降，造成了河涌普遍呈現有機污染嚴重的特征。且由于長期不加治理，大量的污染物沉積在河涌底部，導致河涌底泥淤積，珠三角地區(qū)河涌的淤泥厚度可達0.5～2m，平均為0.36m。底泥中的還原性物質產生大量的化學耗氧使河涌底泥形成厭氧環(huán)境，在厭氧微生物作用下逐步腐化，變黑、發(fā)臭。

目前的城市河涌整治中，注重清淤，堤岸，綠化和截污等工程，而不重視底泥和水體生物原位修復，更不重視河涌生態(tài)體系建立，這樣導致城市河涌整治中邊治邊黑，邊黑邊治，不能從根本上改善河涌水質和提高水體自凈能力?，F正積極探索城鎮(zhèn)河涌污染治理新路子，提高河涌整治的效果和水平。原位生態(tài)修復技術曾經在國內外許多工業(yè)污水處理廠、湖泊、池塘、湖塘、海灘等多個污染控制工程項目中得到應用，都是對水體及其淤泥進行污染物的消減處理，效果皆良好，從事實上說明了該技術運用的可行性與成熟性。

二、常規(guī)河道清淤和水生生態(tài)技術修復存在的問題

傳統(tǒng)整治河道的手段是截污與污水處理，清淤，水生態(tài)修復，補水，堤岸景觀建設等。其中，常規(guī)清淤和水生生態(tài)技術修復存在很多問題：淤泥清挖工藝落后，工程投資大，操作麻煩，清淤效率低；清淤挖上來的淤泥含水率高，數量巨大，黑臭，運輸和處置難；傳統(tǒng)的清淤方法，最重要清除的上層不穩(wěn)定淤泥殘留多，加上發(fā)黑的河水，污染負荷仍然很大，黑臭難解決；生態(tài)修復未找到快速修復水生食物鏈并且易于維護的簡單方法；需要使用曝氣等其它設施，管理麻煩，維持費用大；普通的投放微生物治河技術，投放液態(tài)的微生物易被河水沖走，要長期不斷投放，維持費用大，一年只能消化淤泥少于10cm，不能替代清淤。

綜上所述，黑臭的河道，清淤后不穩(wěn)定淤泥的殘留量多，就算做到完全截污，河道內的污染負荷仍然很大，單純依靠調水、補水難以徹底消除這些污染，難以短期內消除河道黑臭。不少投入了很多資金治理過的河道，雖然有一些效果，但不能令人滿意，尤其是退潮時、枯水時仍然黑臭。

河道治理重在水環(huán)境生態(tài)修復與重建，重建生態(tài)系統(tǒng)有很多方法，最重要的是能使水體的自凈能力保持穩(wěn)定，且易于控制和管理，維護費用低。所以，尋求高效而且符合上述要求的技術方法，是河道水體生態(tài)修復最大的難點，是水體修復難易的關鍵，也是各種治理方法和治理效果的差異所在。施放底泥凈化劑消解淤泥，同時能夠快速修復水生生態(tài)，真正消除黑臭，是一種更有效的河道快速治理方法，生態(tài)修復不需要15年，幾個月至1年就可以做到。

三、原位生態(tài)修復治理關鍵技術

1、關鍵技術簡介

水環(huán)境生物修復是在可控條件下，利用微生物和水生生物生命代謝活動，修復被污染的環(huán)境或消除環(huán)境中的污染物的過程。而原位生態(tài)修復技術的核心為生態(tài)修復劑技術，即在無固定設備且完全自然的狀態(tài)下，因地制宜，充分利用天然水體的自凈功能，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進劑，激活水體中原本存在的利于水體自凈的微生物，并通過它們的迅速繁殖，從而消除水體中的有機污染，同時對河道有機底泥起到一定的消化作用。具體的流程主要為：微生物馴化，微生物菌劑在河涌底泥中接種繁殖，根植河床，微生物對河道污水和底泥中的污染物進行分解去除，凈化水質和減少污泥量，再通過人工培育河道生態(tài)鏈最終恢復水體的原生態(tài)，實現水體穩(wěn)定的自凈功能。生態(tài)修復劑是一種充分利用自然界生物降解原理，提高水體的生命力和自凈能力，并重建其生態(tài)平衡、迅速地改善水質的技術與產品。

2、底泥凈化生物修復治理黑臭河涌

針對底泥富含大量有機物和營養(yǎng)物質，好氧速率高，處于強還原狀態(tài)的厭氧環(huán)境，投放生態(tài)修復劑的方法，進行生物修復，以控制和消除底泥污染。底泥凈化劑，由增氧劑、有效微生物菌劑和生物載體組成。增氧劑在水中逐漸釋放出氧，改變河道底層厭氧生態(tài)環(huán)境為好氧生態(tài)環(huán)境，激活微生物菌群，同時為有機污染物的降解提供電子受體；有效微生物菌劑是采用本土化的好氧型和兼性微生物組成的復合微生物菌劑。作為載體的多孔礦物，可為微生物菌落提供巨大的附著表面，減少微生物的流失和更好發(fā)揮微生物降解有機污染物的作用。

在底泥凈化劑的作用下，能有效地對污泥和污水中的有機污染物、細菌等進行生物降解，污泥有較大幅度的減少，河水不黑不臭，沒有黑色底泥上浮，淤泥層減薄，礦化度增加，從而最終凈化水質。

3、治理效果

河道第一次施放底泥凈化劑，10天～20天臭味消失，河道從厭氧狀態(tài)轉變?yōu)楹醚鯛顟B(tài)，出現許多微型動物；約一個月，河道水質變清，水里的微型動物繼續(xù)增多；30天～50天，水底有很多水絲蚓（俗稱“紅蟲”，是棲息在水底污泥中的底棲動物，以污水和污泥中的有機物為食物），大量的紅蟲對水生食物鏈的修復很有好處，繼而水里可看到一些小魚，表明水質好轉，水生食物鏈初步修復，已適宜魚類生長；兩個半月，小魚群增多，淤泥泥面從原來的黑色開始呈現灰白色；3個月～4個月，河底淤泥削減15～20厘米，當河底淤泥中的有機物被吸收分解之后，底泥表面就是一層不被吸收分解的沙、石，底泥泥面呈現灰白色，紅蟲逐漸減少；4個月～6個月，河底淤泥削減25～30厘米，河道已不黑不臭，水質明顯變好。

4、淤泥消解和水生生態(tài)快速修復技術的優(yōu)勢

4.1 這種生態(tài)修復劑具有沉淀的功能，其本身及其固著的微生物不易流失，不易被水力沖跨，即使在水流動的河或者很深的水域里，都能沉入到底部，把淤泥里的有機物吸收分解掉，并達到凈水、增氧、消除惡臭等效果。只要在被污染的水體投放了生態(tài)修復劑，就可以分解去除底質的淤泥和凈化水質。

4.2 施放這種生態(tài)修復劑，不用機械清淤，不必解決淤泥出路，沒有散發(fā)臭氣的清淤場面。由于污染情況和淤泥情況不同，根據應用實例，施放一次生態(tài)修復劑，河道的淤泥4--6個月可以減少20--30厘米。

4.3 施放生態(tài)修復劑后，不需要曝氣充氧設備，不需后期管理費，同時消除臭味，促進了水生生物的食物鏈修復，很適合凈化底質污染和水體生態(tài)修復。

4.4 用生態(tài)修復劑消解淤泥，替代了清淤，同時快速修復水生生態(tài)，是一種可以與原有河道綜合治理任務對接，大大降低治理難度，提高治理效果，而且無二次污染的先進技術。

四、結論

原位生態(tài)修復技術與截污補水相結合，對河涌段進行治污處理，有效地控制河道有機污染，減少河道底部淤泥量，從根本上起到凈化河涌水質，達到消除黑臭、消除河道底泥的目的。生物修復劑應用性能優(yōu)異的微生物增效技術，通過提高水體的生命力和自凈能力，可以替代清淤，快速消除底泥，同時快速修復水生食物鏈，重建水體生態(tài)系統(tǒng)，提高河道自凈能力，改善河道感觀和水質，成為治水的一種非常有效的方法。底泥生物修復劑具有沉淀的功能，其本身及其固著的微生物不易流失，有效的把淤泥里的有機物分解掉，達到凈水、增氧、消除惡臭等效果，生態(tài)修復后不需任何管理費，是一種最經濟凈化，無二次污染的先進技術。

在我國還不能做到完全控制河道面源污染和完全截污治污的情況下，實踐證明，應用生態(tài)消淤、快速修復水生態(tài)、分段截污與水生態(tài)污水處理等生物增效技術的集成，是一種疏浚、消除河道累積污染、從根本上解決河道發(fā)黑發(fā)臭的問題，是恢復河道良好生態(tài)環(huán)境的簡單、實用的方法。

參考文獻：

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[5]饒勝；生物及生態(tài)修復技術在河道整治工程中的應用[J]；節(jié)水灌溉；2007年04期

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關鍵詞：現代生物技術廢水生物處理生物修復

隨著工業(yè)的高速發(fā)展，水環(huán)境污染問題越來越嚴重地威脅著人類的生存環(huán)境，制約著社會和經濟的進一步發(fā)展。因此，水污染控制成為全世界共同關注的問題。目前的水處理技術中，生物處理法已成為世界各國控制水污染的主要手段，尤其是現代生物技術將成為水污染控制領域重點開發(fā)和應用的技術手段，主要應用于廢水處理、生物修復以及微生物水處理劑等方面。

1、現代生物技術的內容與特點

現代生物技術是指以DNA技術為先導，包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質工程和生物修復技術在內的一系列生物高新技術的統(tǒng)稱。其中每個方面都有其特定的理論基礎和不同的應用領域，但它們之間又相互補充和銜接，形成一個完整的體系。

生物技術的特點大致有：①以生物為對象，不依賴地球上的有限資源，而是著眼于再生資源的利用；②在常溫、常壓下進行，過程簡單，可連續(xù)化操作，并可節(jié)約能源，減少環(huán)境污染；③開辟了生產高純度、優(yōu)質、安全可靠的生物制品的新途徑；④可解決常規(guī)技術和傳統(tǒng)方法不能解決的問題；⑤可定向地按人們的需要創(chuàng)造新物種、新品種和其他有經濟價值的生命類型。

2、現代生物技術在廢水處理中的應用

廢水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進行轉移和轉化，從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術發(fā)展迅速，好氧法、厭氧生物法以及生物發(fā)酵法已趨于成熟，所以，這里只介紹固定化等新興技術。

2.1固定化微生物技術固定化微生物技術是生物工程領域中的一項新技術。進Jk80年代后國內外開始應用這種具有獨特優(yōu)點的新技術來處理工業(yè)廢水和分解難生物降解的有機物質，一些具有特異性的優(yōu)勢菌種不斷得到改造或創(chuàng)造，將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進行固定化后，菌體密度提高，大大提高了處理效率，尤其是對難降解有毒物質有明顯優(yōu)勢。王增長等人利用新研制的聚集一交聯固定化細胞技術，將篩選的高效優(yōu)勢脫色菌種固定在活性污泥上，投加于“厭氧一好氧一生物濾池”工藝流程中，處理印染廢水，結果表明：出水色度極低，處理后的水可回用。

2.2生物強化處理技術為了提高廢水處理的效果，而向廢水中投加從自然界中篩選的優(yōu)勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質。主要強化方法有：①高濃度活性污泥法，以高污泥濃度和長泥齡來促進對難分解物質的處理，加快反應速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果。②生物一鐵法，是在普通活性污泥中加入無機鹽，多用鐵鹽（氫氧化鐵或氧化鐵粉），形成生物鐵絮凝體活性污泥，具有高濃度活性污泥法的特點，主要用來提高除磷效果。③生物一活性炭法，綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力，使二者產生協同增效作用。在該系統(tǒng)中，每g活性炭去除1～3gCOD，分解廢水毒性能力明顯增強，同時提高脫氮水平。

2.3生物反應器技術生物反應器技術，是現代生物技術發(fā)展的一個主要方向。現代化的新型生物膜反應器，其共同特點是反應器內裝有比表面大的載體，有利于微生物附著生長形成生物膜，供氣或供給的其他反應條件優(yōu)越，污染物具有充分的時間與微生物接觸，有利于增強微生物的分解代謝能力。目前，2000m3的反應器已經問世。雖然其處理能力較低，造價較高，但其管理方便，運行費用低，所以歐美地區(qū)約有7%的污水處理廠采用該技術。

3、生物修復技術

生物修復技術是利用生物，特別是微生物將土壤、地下水或海洋中污染物現場降解為C02和H20或轉化為無害物質的工程技術系統(tǒng)。這項技術正被用于清除地下水、廢水中的污染物。金屬雖然不能被生物降解，但微生物可將其轉移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進程，常常采用許多強化措施，使自然生態(tài)系統(tǒng)維持原狀的前提下，使受污染的環(huán)境得以修復。研究表明，生物修復與傳統(tǒng)的物化法相比具有以下優(yōu)點：①經濟，僅為物化法30%-50%；②對環(huán)境影響小，不產生二次污染，遺留問題少；③最大限度地降低污染物的濃度；④修復時間較短，就地修復，操作方便。

生物修復中主要涉及兩大問題，即有效性和安全性評價。為提高有效性今后將應用分子微生物學分離、鑒別、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。為提高生物修復的安全性評價水平，需發(fā)展鑒定微生物的分子生物技術，以確定微生物在環(huán)境中的去留和基因。

4、微生物水處理劑

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【關鍵詞】：生態(tài)修復；水土保持；生態(tài)建設

1、水土保持在生態(tài)環(huán)境優(yōu)化中的作用

1.1減少自然災害的發(fā)生

水土流失嚴重會導致各地區(qū)的生態(tài)環(huán)境遭受破壞，自然災害的發(fā)生頻率也會相繼提高，而通過水土保持工作的開展，能夠有效減少地表徑流及泥沙的流失量，防止江河洪水或是淤泥淤積的災害發(fā)生。水土保持工作中開展的植樹造林工程也在一定程度上維持了生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的平衡性，而這種平穩(wěn)、平衡對于遏制自然災害的發(fā)生起著十分重要的作用，更是生態(tài)環(huán)境建設工作的開展主旨。

1.2有利于改善土壤理化性質

作為動植物生長繁殖的基礎，土壤質量也是生態(tài)建設中的一個重要方面。水土保持工作的開展，能夠在一定程度上改善土壤孔隙的狀況、有效加強土壤通氣度、排水能力。此外，水土保持還能夠有效提升土壤的肥力、土壤中所蘊含的有機質含量，且根據實踐表明，采用不同水土治理土壤的措施，所含有的有機質含量、全磷、氮含量等皆大于對照組，也能夠較快的為植物補充養(yǎng)分，具有良好的自動調節(jié)功能，同時還能使土壤中的微生物數量得以恢復。所以說，科學的水土保持舉措對于土壤的理化性質起著改善作用，使動植物的生長繁殖得以有效保障，并促進生態(tài)環(huán)境的快速恢復。

1.3氣候條件有所改善，生物多樣性有所提高

水土保持工作的開展，能夠有效改善局部氣候條件，尤其是幫助近地層地區(qū)的小氣候轉向良性氣候發(fā)展，降低近地層的溫度、增加濕度、減小晝夜溫差。同時，氣候條件有所改善在一定程度上還能夠提高植被的覆蓋率，使生物多樣性有所提升。在水土保持工作中，所開展的挖條溝工作還能夠改善板結土壤和母質層地表，并起到蓄水攔沙作用。這些工作的開展皆有利于林木治理區(qū)植被的生長恢復，豐富物種的多樣性，使得生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及自我調節(jié)能力提高。

2、水土流失的危害性

2.1破壞生態(tài)環(huán)境，降低生活質量

水土流失加劇導致生態(tài)環(huán)境惡化，糧草植被、草場畜牧業(yè)等皆會遭受嚴重的破壞、森林的蓄e量也會急劇驟減，降低地面的覆蓋率，改變徑流方向，致使生態(tài)環(huán)境動態(tài)平衡失調。此外，若是遭受暴風雨，洪水肆虐淤積，山體滑坡及泥石流等現象也會頻繁發(fā)生，容易造成山洪水澇自然災害，使得下游江河地區(qū)的泥沙順勢形成淤積現象，進一步加深洪澇災害，嚴重破壞當地的農業(yè)、畜牧業(yè)的生產條件，致使我國的農業(yè)經濟環(huán)境、健康發(fā)展皆受其影響，人民群眾的生活質量大打折扣，苦不堪言。

2.2土地資源遭受破壞，土壤肥力下降

水土流失加劇直接影響著土地資源及其地面的完整性，導致土地資源支離破碎、溝壑縱橫，也不能充分利用自然降水，土地退化嚴重，土壤肥力、水源涵養(yǎng)能力也有所下降，破壞土壤理化性質，土地資源愈發(fā)貧瘠稀薄，土壤沒有吸收足夠的養(yǎng)分，質地逐漸粗糙化，通氣性、排水蓄水能力逐漸刷若，農村糧食產量不斷下降且尤為不穩(wěn)，部分農村甚至出現絕產現象。長期以往，隨著水土侵蝕程度的不斷加深，土地生產力只會加快降低，水源也會不斷減少，人類甚至會面臨水源短缺的危機。

2.3山體滑坡頻發(fā)

土壤表層，導致泥沙大量下泄，地表徑流也隨之流入江河水庫，致使下游地區(qū)淤積加重，溝渠江河的河床不斷抬高，水位上漲、水庫防洪能力逐漸削減，洪水排水不暢，水利工程難以發(fā)揮作用，導致水庫使用壽命嚴重降低。在此形勢下，水污染加劇，江河湖海多淤積，江河泛濫威脅增大，若是暴雨時節(jié)頻發(fā)，雨水不能及時下滲，時漲時落，下游地區(qū)人民的生命財產安全皆會受到影響，甚至是發(fā)生不可估量的損失。

2.4水資源平衡遭受破壞

水土流失不僅會導致土壤理化性質遭受破壞，且隨著土壤的不斷退化、草場的沙化，生態(tài)環(huán)境也與之失調，植被生長難以得到恢復，這也直接影響到水資源的分配利用。而地表植被破壞程度加深，降水截留、滯緩徑流及水源涵畜等功能也會逐漸失去，導致地表徑流大幅度增加，而地下徑流卻隨之減少。兩者間平衡的水量關系被徹底打破，致使土壤的儲水庫容量不斷縮小，破壞農作物需水量與土壤水分供給間的關系，許多地區(qū)的旱災次數不斷增多，年作物產量急驟下降，影響著我國農業(yè)經濟的健康發(fā)展，人們糧食供給嚴重不足。

3、生態(tài)修復與水土保持技術

在生態(tài)修復與水土保持過程中，相關技術人員必須要重點關注生態(tài)環(huán)境惡化特點，采取有效措施抑制生態(tài)環(huán)境惡化問題，迅速恢復地表層的植被覆蓋。具體措施包括以下幾點：

3.1自然退化生態(tài)系統(tǒng)修復技術

隨著經濟的發(fā)展，生態(tài)環(huán)境問題逐漸增加，水土流失面積逐漸增大，近幾年，水土流失與生態(tài)環(huán)境退化問題難以應用人工方式對其進行控制。這就需要相關部門應用先進的生態(tài)環(huán)境修復技術開展相關工作，提高水土保持工作效率。技術人員可以應用自然退化生態(tài)系統(tǒng)修復技術，并提升技術的應用效率與應用質量。

3.2不科學采伐與開墾修復生態(tài)技術

在生態(tài)環(huán)境修復期間，相關技術人員可以應用退耕還林與人工種草等技術開展相關工作。在此期間，相關技術人員可以將生態(tài)環(huán)境分為幾個單元，將各個單元有效聯系在一起，然后根據各個單元物種適應能力與進化能力的分析，對其進行有效的調整。同時，相關技術人員可以將各類物種組合成為一個復雜的生態(tài)網絡，維護物種多樣性秩序，維護生態(tài)系統(tǒng)的安全性，提升技術應用質量。

3.3人工防護林

在生態(tài)環(huán)境保護部門實際發(fā)展期間，技術人員可以利用人工防護林與人工操場種植技術開展相關工作，制定針對性的技術方案，例如：在某縣土壤退化較為嚴重的區(qū)域，技術人員可以選擇當地土壤相適應的樹木品種，同時，還要積極應用病蟲害防治技術，保證人工防護林的生長效率的提高，避免相關問題的產生。

4、生態(tài)修復與水土保持生態(tài)建設需要注意的問題

在某縣水務局生態(tài)修復過程中，雖然生態(tài)修復技術逐漸增加，水土保持效果較為良好，但是，還有較多問題需要解決。具體包括以下幾點：

4.1生態(tài)修復水土保持監(jiān)測問題

在生態(tài)修復與水土保持生態(tài)建設過程中，相關部門還不能對其進行實時監(jiān)測，難以提高生態(tài)修復與水土保持工作效率，無法及時發(fā)現其中存在的問題。這就需要相關管理部門制定完善的管理制度，實時監(jiān)測生態(tài)修復c水土保持工作，保證生態(tài)修復與水土保持工作效率的提高。同時，還要歸納總結各類相關資料，提高生態(tài)修復技術與水土保持技術的應用效率，增強某縣水務局生態(tài)系統(tǒng)建設效果。

4.2生態(tài)修復水土保持問題的原因分析

在某縣水務局生態(tài)修復與水土保持過程中，相關技術人員還不能全面分析其中存在的問題，也無法歸納生態(tài)退化與水土保持問題產生的原因，難以提升生態(tài)建設工作效率。因此，在生態(tài)修復與水土保持技術實際應用期間，相關管理人員必須要全面分析某縣生態(tài)退化與水土保持問題產生的原因，針對生態(tài)系統(tǒng)承載壓力情況制定管理制度，保證可以緩解生態(tài)系統(tǒng)的各類壓力，全面理解生態(tài)修復技術，進而提高我某縣態(tài)修復與水土保持工作效率。

4.3不同區(qū)域生態(tài)修復與水土流失問題

在生態(tài)修復與水土流失生態(tài)建設過程中，不同區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)都具有自身固有的特點，如果相關部門不能根據某縣實際情況合理選擇生態(tài)建設技術，將會出現一些難以解決的問題。因此，在某縣區(qū)域生態(tài)修復與水土流失生態(tài)建設期間，相關技術人員都要全面分析當地降水量、土壤類型與人口密度等情況，確定當地生態(tài)系統(tǒng)修復潛力，科學選擇各類生態(tài)修復技術與水土保持技術，進而提升生態(tài)系統(tǒng)建設效率。

結論

綜上，針對目前水土保持生態(tài)建設工程建設管理中存在的問題，在今后項目實施過程中應注意扎實做好前期工作、嚴格執(zhí)行規(guī)劃、完善設計、重視招投標、加強施工管理、全面落實監(jiān)理制，全面提升項目建設管理水平，保證水土保持生態(tài)建設工程建成后發(fā)揮其預期的綜合效益，改善區(qū)域農業(yè)生產條件，促進生態(tài)與經濟建設和諧發(fā)展。

【參考文獻】：

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關鍵詞：植物修復技術；污水處理；應用

1 植物修復技術的概述

1.1 植物修復技術的概念

簡單來說，植物修復技術即是相關技術人員在對某些植物特性進行了解的基礎上，通過這些植物特性對水體中存在的污染物進行合理吸收和分解，從而達到治理污水的效果。和物理法、化學法相比，植物修復技術具有操作簡單、投資少和不易造成二次污染的特點，主要適用于處理大面積低濃度的污染物。

1.2 植物修復技術的主要類型

植物修復一般包括萃取、固定、過濾、揮發(fā)等過程中，針對不同類型的植物和污染物有不同的修復類型。（1）植物萃?。和ㄟ^超積累植物可將污染土壤中的金屬去除干凈，并將其集中于植物方便收割的部位；（2）植物固定。利用植物降低或避免環(huán)境中金屬發(fā)生移動，有利于減少污染物的生物有效性；（3）根際過濾。利用植物根系具有的吸附作用，來吸收水體中的污染物，并將其去除干凈；（4）植物蒸發(fā)。利用植物某些金屬或類金屬的化學成分來進行揮發(fā)的過程。

2 植物修復技術在污水處理中的應用

2.1 植物提取

植物提取主要是通過植物根系來吸收污染物，并在植物體內實現根部到地上部分的有效轉移，主要用于污水中無機物和重金屬等污染物的修復，該技術的主要應用優(yōu)勢在于經濟投入成本低。該技術主要利用一些對重金屬具有較強富集能力的特殊植物，由于這類特殊植物中具有高生物學產量、高經濟價值等優(yōu)勢，可有效去除污水中的污染物，而植物提取可在原位進行修復，但只能處理含有中低濃度重金屬及其它污染物的污水。相關試驗表明，浮萍在低濃度Pb、Zn污染的環(huán)境中，在保持自身正常生長的同時且具有較高的去污效果，在15d的周期內，Pb、Zn的去除率分別為80%、55%。

2.2 植物揮發(fā)

植物揮發(fā)主要是利用植物特有的生理活動，通過植物吸收來促使重金屬轉變?yōu)榭蓳]發(fā)的形態(tài)，使其從土壤和植物表面揮發(fā)出，以此來達到凈化大氣污染的目的。該技術主要適用于揮發(fā)性較強的污染物，且要求植物揮發(fā)被轉化后的物質毒性要小于轉化前的污染物質，有利于減少環(huán)境污染，在這種情況下，該技術的應用范圍受到一定限制，且將污染物轉移到大氣或異地土壤中會對人們健康和生物生長產生負面影響。

2.3 植物轉化

植物轉化主要是通過植物體內的新陳代謝作用將吸收的污染物進行分析，該技術主要適用于重金屬、苯系物等疏水性適中的污染物中，而對于疏水性較強的污染物，由于其會緊密結合在根系表面和土壤中，無法實現運移，因此，對于該類污染物，可使其和植物揮發(fā)技術相結合，從而達到治理污染的目的。相關試驗表明，利用浮萍進行植物修復，在7d時間內核污染水中的鈾物質已呈現大量減少的趨勢。植物除了自身可吸收和凈化放射物，還具有固定放射物的作用，避免放射物進入地下水或食物鏈，從而降低放射物的污染范圍。

2.4 人工濕地

人工濕地主要是將石、砂、土壤和煤渣等一種或幾種介質按照一定比例構成基質，并在基質中有針對性的植入植物，通過植物降解吸收、基質吸附固定和微生物等共同作用下，進行污水治理的復合生態(tài)系統(tǒng)，隨著人工濕地技術的不斷發(fā)展和完善，該技術被廣泛應用于污水治理中。人工濕地技術處理污水的投入資本較小，但其出水水質較好，通常人工濕地類型、濕地基質、濕地植物、氣候條件和污水的污染程度不同，污染物的去除率也會存在一定差異。一般情況下，氣候對濕地處理效果的影響較大，在冬季氣候寒冷、氣溫較低的地區(qū)，種植美人蕉、菖蒲等植物的濕地由于植物無法正常生長而難以發(fā)揮其正常功能，且在冬季氣溫較低的環(huán)境下，地表水會結冰，抑制水體流動，在植物逐漸衰敗的過程中，可通過人工方法將其從濕地中移出來，避免枯萎的植物殘留在濕地中，造成二次污染或導致基質發(fā)生堵塞。

2.5 人工浮床

該技術主要是以浮床作為基本載體，將高等水生植物或改良的陸生植物種植到污染水體中，通過植物根部的吸收及吸附作用，消除水體中的磷、有機物質或重金屬，從而達到良好的凈化水質效果。人工浮床在污水治理中的有效應用，可獲得顯著的環(huán)境效益和經濟效益，此外浮床還可以作為一種觀賞景觀，對污染水體起到一定的凈化作用。但在夏季氣溫較高時，由于植物在夜間的呼吸作用，植物覆蓋面積較大的池塘會出現一定的缺氧現象，因此應適當提高浮床的覆蓋率，并根據實際情況對其作出調整。

2.6 植物塘

植物塘是一種相對復雜的污水生態(tài)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)中主要以水生植物為主，微生物、浮游動物和底棲生物通過相互依存，可在廢水處理中起到良好的凈化效果。通過植物塘來凈化工業(yè)或生活污水，有利于降低能耗，提高水體中污染物的降解效率，和物理方法、化學方法相比，在污水治理過程中不會產生有毒有害的副產物，經過植物塘的處理，污水中的絕大部分有機物都可轉化為植物或微生物的生物量，并通過收獲植物將其徹底從水體中去除干凈。

3 植物修復技術的展望

植物修復技術在污水治理中和植被修復中具有重要作用，具有廣闊的應用前景，未來的植物修復技術可重點對以下方面進行研究：（1）加大對植物修復機理的研究力度，特別是對植物根系微生物共存體系的研究；（2）尋找生物量大、適應性強和具有累積效應的植物，使其能在水淹和干旱這兩種環(huán)境中存活；（3）積極引進新技術和新工藝對植物修復過程進行優(yōu)化，將園藝學、土壤學和植物生理學等結合起來；（4）加強多種修復技術聯合應用研究，植物修陀和物理修復、化學修復、微生物修復等其它修復技術結合起來；（5）尋找合適的植物處理技術，用木本植物代替草本植物或使用經濟性作物，在治理污水的同時，還能取得良好的經濟效益，或者是利用植物體制造肥料、飼料，并將其用于產生能源，避免植物隨季節(jié)變化而發(fā)生凋謝或死亡，成為新的污染源；（6）實現生態(tài)效益和經濟效益的共同發(fā)展。一方面，針對以營養(yǎng)物質為主要污染物的水體，可建立兼顧經濟效益為主的污水治理體系，實心營養(yǎng)元素生物轉化和生物的經濟化；另一方面，針對以有害物質為主的污染水體，應建立生態(tài)效益為主的治理體系，將水體中的污染物質清除干凈，對富集生物進行無害化處理；（7）避免生物入侵。我國由于引進外來生物物種進行水體及土壤方面的污染治理，導致一系列生物入侵問題出現。因此，在對物種進行選擇時，應首先選擇本土物種，對所引進的外來物種進行全面研究和分析，并將其在應用中對本土生物所造成的影響進行有效控制。同時，應慎重使用現代生物技術培育的轉基因植物，若控制不到位的話，轉基因植物在進入自然或人工水體后，極有可能會成為入侵物種，從而對生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重破壞；⑧地域適應性。植物生長會受到溫度、光照、營養(yǎng)元素等影響，因此，在建立污水植物修復體系時，應對植物修復體系中植物的氣候適應性、營養(yǎng)元素的耐受性等因素進行綜合考慮。

4 結語

綜上所述，植物作為大自然的重要組成部分，對保護環(huán)境具有重要作用，可有效去除環(huán)境中的污染物。植物修復技術對于水環(huán)境污染具有重要作用，是一種綠色修復技術，利用自身特有的功能可幫助人類清除污水中的有毒有害物質、凈化水質，從而為人類生存提供優(yōu)質的生活水源。

參考文獻

篇9

關鍵詞：土壤污染；重金屬污染；修復技術；植物修復

中圖分類號：X53

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）20-0077-02

1 引言

近年來，土地污染損毀已成為阻礙我國社會經濟發(fā)展的一大難題。2014年至今連續(xù)三年，國家了《土地整治藍皮書》，從2016年5月的《土壤污染防治行動計劃》均可以看出，我國土地污染損毀情況嚴重，其中工礦業(yè)造成的重金屬土壤污染問題尤為突出，土壤污染修復治理已是刻不容緩。重金屬污染物進入土壤后難以被降解，其具有隱蔽性、不可逆性、累積性等特點，繼而通過食物鏈富集，對動植物的生存、人類健康及社會發(fā)展存在極大危害 [1]。自20世紀80年代以來，一些國家開展了污染土壤修復，起初以物理修復和化學修復為主，但是在修復過程中發(fā)現，物理和化學修復都存在一定的缺點，而生物修復技術以環(huán)境友好型的修復方式，逐漸得到青睞。通過對植物修復技術在土地污染治理應用方面相關文獻的閱讀，發(fā)現其有廣闊的發(fā)展空間。

2 污染土壤修復技術

污染土壤修復是指利用一定的技術措施、工程手段，轉移、吸收、降解和轉化土壤中的污染物，使其濃度降低到可接受的水平，或將有毒有害污染物轉化為無害物質的過程，最終使污染土地恢復到未污染的水平[2，3]。土壤污染的修復方法包括物理修復、化學修復、生物修復以及上述方式組合形成的復合修復。

2.1 物理修復技術

物理修復技術是指通過物理過程的控制或調節(jié)，改變土壤的物理性狀，使污染物得到有效的控制，將污染物與土壤分離或轉化為低毒或無毒物的技術。主要的物理修復技術包括客土和換土技術、蒸氣浸提取技術、玻璃化技術、固化/穩(wěn)定技術、電動力技術、熱處理技術等[2]。雖然其中部分工程措施具有見效快，徹底、穩(wěn)定修復污染土壤的優(yōu)點；但也存在工程量大、費用昂貴、實施復雜、易破壞土體結構、易引起土壤肥力降低、不適用于大規(guī)模污染土壤修復的缺點。

2.2 化學修復技術

化學修復技術是指在污染物土壤中加入化學試劑，使其與土壤中的污染物發(fā)生化學反應，如氧化、還原、酸堿、中和、聚合、沉淀等反應，從而使污染物從土壤中分離、轉化、降解成低毒或無毒性物質。典型的化學修復技術有化學淋洗技術、氧化/還原技術、溶劑浸提技術、施入改良劑或抑制劑等[4]?；瘜W修復技術的優(yōu)勢主要在于簡單易行，短時間內能夠降低土壤中的污染物的毒性；但也存在明顯的缺點，例如施加化學藥劑造成土壤結構的破壞，造成二次污染以及被穩(wěn)定污染物再度活化的危險。

2.3 生物修復技術

生物修復技術主要是指依靠某些生物的代謝活動和具有某些特的微生物，使土壤中的污染物得以降解或清除，使其轉化為低毒或無毒物質進而恢復土壤系統(tǒng)正常生態(tài)功能的過程。它主要是利用土壤定的微生物、根系分泌物、菌根和超積累植物等降解、吸收或固定土壤中的污染物，從而實現污染土壤修復的目的[2]。生物修復技術有許多方面的優(yōu)點： 成本低廉、操作簡單、處理污染物效果良好、無二次污染、能夠大規(guī)模推廣應用等。更為重要的是生物修復技術是污染土壤的環(huán)境友好型治理技術，是土地整治達到生態(tài)文明目標的最佳方法，符合生態(tài)發(fā)展規(guī)律，集中體現了環(huán)境保護的基本理念。因此生物修復技術已成為土壤污染修復技術中最活躍的領域，同時具有廣闊的發(fā)展前景。

生物修復技術主要包括植物修復、微生物修復技術、動物修復技術以及聯合修復技術。其中植物修復技術應用較為廣泛，治理效果顯著。

2.4 植物修復技術

污染土壤植物修復技術是利用植物具有積累和超積累某種或某些化學元素的特性，或利用植物及其根際微生物體系將污染物降解轉化為低毒或無毒物質的過程[2]。該技術已經廣泛應用于砷、鎘、銅、鋅、鎳、鉛等重金屬污染土壤的修復與研究。植物修復機理包括以下幾方面。

（1）植物提取機理。通過在受重金屬污染的土壤中種植重金屬積累或超積累植物，植物吸取土壤中一種或幾種重金屬，富集并輸送到植物根部的可收割部分，隨后收割并集中處理，使土壤中重金屬濃度降低到可接受水平或無污染。提取修復包括兩個階段，首先是將土壤中束縛態(tài)重金屬轉化為非束縛態(tài)，其次是將重金屬向植物可收獲的部位運輸轉移[5]。超積累植物是植物提取的關鍵之一。目前，已發(fā)現超積累植物有700種以上，且廣泛分布于約50科中[1]。但是，超積累植物長期在重金屬脅迫環(huán)境下，通常生長緩慢、植株矮小、生物量低，使得修復效率變低、修復周期延長[1]。生長的土壤與環(huán)境條件將影響植物對重金屬污染的修復[5]。因此需要掌握植物對土壤條件和生態(tài)環(huán)境的適應性，遵循因地制宜的原則。

（2）植物吸收和揮發(fā)機理。植物在吸收營養(yǎng)的過程中，由于某些重金屬元素與營養(yǎng)元素具有相同或相似的化學結構而被植物吸收，代謝成植物的成分之一，或是利用植物根系分泌的一些特殊物質使土壤中重金屬轉化為可揮發(fā)態(tài)，繼而修復土壤。該機理主要是針對Hg和Se的研究，能夠有效去除土壤中的重金屬，但同時使重金屬揮發(fā)到大氣中，可能造成二次污染。因此如何避免大氣的二次污染是植物吸收和揮發(fā)機理的研究重點。

（3）植物固定機理（又稱植物鈍化）。植物通過吸收、分解、氧化還原和沉淀固定等生化過程與重金屬離子結合，使污染基質中金屬流動性降低，生物可利用性降低，從而減輕有毒金屬對土壤的污染。

（4）植物根系活動及根際微生物的作用機理。根系活動能活化土壤中的重金屬，提高其生物有效性，植物根系對重金屬的吸收主要與重金屬的形態(tài)有關。

植物修復技術的優(yōu)點：①植物的提取、揮發(fā)、降解作用可有效地解決土壤污染。②植物的穩(wěn)定作用可防止污染物因風蝕或水土流失而帶來污染擴散問題，同時還具有防風固沙，減少水土流失和土地荒漠化。④對環(huán)境擾動小，減少由于土壤清理造成的場地破壞。⑤經植物改良改造的土壤，土壤肥力有機質含量增加，適于農作物種植。⑥可回收植物累計的重金屬，創(chuàng)造經濟價值[2]。

2.5 復合污染修復技術及綜合修復技術

由于土壤復合污染的普遍性、復雜性和特殊性，表明污染土壤的修復治理是一個綜合過程，復合污染土壤的修復依靠單一修復措施必然受到制約，影響修復效果，所以需要多途徑、多方式的修復手段，將兩種或兩種以上修復技術相結合構成一個復合污染修復技術體系，相互作用，互惠互利，以發(fā)揮各自優(yōu)勢，摒棄各自缺點，構造了一個完整的修復系統(tǒng)，修復效率更高[3]。復合污染修復技術能夠建立起穩(wěn)定的土壤生態(tài)系統(tǒng)，最終做到真正徹底、高效、綠色地修復重金屬污染土壤。

3 植物修復技術在重金屬土壤污染治理方面的研究發(fā)展方向

隨著人類對土壤重金屬污染認識的深入，以及對環(huán)境保護和人類健康要求的提高，對土壤修復也提出了更高的要求。同時基于植物修復技術的研究現狀，污染土壤的植物修復的前景廣闊，可從以下幾個方面開展研究。

（1）盡管目前已發(fā)現700多種重金屬超積累植物，當前的研究也已取得了一定的成果，但仍不能應對復雜的重金屬土壤污染環(huán)境。我國野生植物種類豐富，因此從植物的生理和遺傳的角度進行探索，超積累植物的尋找和培育工作仍然非常有潛力。同時繼續(xù)深入開展植物修復的機理研究。

（2）運用分子生物學與基因工程技術，鑒定和克隆出影響重金屬積累的基因，將其復制到生物量大、生長速率快、季節(jié)適應性強的植物體內，培育轉基因植物，提高生物修復的實用性，構建高效降解去除污染物的植物。

（3）增加實踐與檢驗。當前的植物修復研究主要集中在實驗室條件，而實際的自然環(huán)境條件則十分復雜，因而研究成果還需實際的污染土壤中實踐與檢驗[6]。

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篇10

關鍵詞 鎘污染；土壤修復；生物修復；研究進展

中圖分類號 X53 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2014）09-0251-03

鎘是環(huán)境中毒性最強的重金屬元素之一，位于元素周期表中第二副族，也是《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》重點監(jiān)控與污染物排放量控制的5種重金屬之一；具有生物遷移性強、極易被植物吸收和積累的特點，對動植物和人體均可產生毒害作用[1]，嚴重時甚至會造成骨痛病、高血壓、腎功能紊亂、肝損害、肺水腫等疾病[2]；據統(tǒng)計，我國每年生產的鎘含量超標農產品和動物造成累積性毒害品達146萬t[3]，鎘污染的農田面積已超過28萬hm2，年產鎘超標農產品達150萬t[4]，我國市場上常見的市售大米約10%存在鎘超標[5]，對環(huán)境經濟和人類的身體健康造成了極大的隱患。近年來湖南瀏陽、云南曲靖以及廣西河池地區(qū)先后發(fā)生的鎘污染事件[6]造成了極大的影響，因此控制鎘污染，加大對鎘污染土壤修復力度已經勢在必行，筆者對目前最新鎘污染土壤修復的方法予以全面概述，著重于鎘污染土壤的生物修復，旨在為后續(xù)的研究提供參考。

1 農業(yè)生態(tài)修復

農業(yè)生態(tài)修復措施是指因地制宜選擇耕作管理制度來減輕重金屬危害，主要包括農藝修復措施和生態(tài)修復措施。農藝修復措施一般是通過耕作制度的改變，輔以多種植物組合間作、輪作以及套作或者通過向鎘污染土壤中加入能結合游離態(tài)的鎘形成有機絡合物的有機肥，從而達到有效減少土壤中鎘的含量、降低植物對鎘的吸收的目的，實現土壤中鎘的遷移、吸收和降解[7-8]。我國在生態(tài)修復措施方面研究較多，一般通過調節(jié)包括土壤水分等在內的生態(tài)因子來實現對污染物所處環(huán)境介質的調控[9]。農業(yè)生態(tài)修復措施既能保持土壤的肥力，又能促進自然生態(tài)循環(huán)和系統(tǒng)協調的運作，但存在著修復時間長、見效慢等不利因素。

2 物理修復

鎘污染土壤修復常用的物理方法有客土法、換土法、翻土法、電動力修復法等；客土法、換土法、翻土法是常用的物理修復措施，通過對污染地土壤采取加入凈土、移除舊土和深埋污土等方式來減少土壤中鎘污染。汪雅各等[10]進行客土深度改良試驗，使青菜體內鎘等濃度平均下降50%～80%；目前英、美、荷、日等國家先后實現了此法的應用，但由于其投資成本大、易發(fā)生二次污染和降低土壤肥力而難以廣泛推廣[11]。電動力修復主要是通過在污染土壤兩側施加直流電壓，使土壤中的污染物質在電場作用下富集到電極兩端，從而去除污染土壤中的重金屬，目前該技術己應用于Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni等重金屬污染土壤的修復。Karim et al[12]采用電動和水動相結合的方法對重金屬污染土壤修復100 h后，土壤中約97%污染物被成功去除。物理法修復鎘污染土壤簡單、快速，但并沒有真正將鎘污染從土壤中去除，具有潛在的危害性，加上此法需要大量的財力、人力和物力，不適宜于大面積的鎘污染土壤治理。

3 化學修復

化學修復是指通過向污染土壤中投入化學改良劑，對重金屬進行固定轉換、溶解抽提和提取分離，從而減少污染土壤中的重金屬含量，改變土壤環(huán)境條件；化學固定、淋洗和提取是鎘污染土壤化學修復較常見的方法。周國華研究發(fā)現土壤中活動態(tài)鎘與穩(wěn)定態(tài)鎘可以相互轉化[13]。堿性改良劑[14-15]（石灰、鈣鎂磷肥等）、黏土礦物[16]（沸石、海泡石等）、拮抗物質[17-18]（硫酸鋅、稀土鑭等）和有機質[19-20]（泥炭、有機堆肥等）是較為常用的鎘污染修復化學材料；除此之外，一些金屬螯合劑和表面活性清洗劑目前也逐漸應用于鎘污染土壤修復[21]?；瘜W修復是在污染土壤基礎上進行的，簡單易行。但它只是改變了鎘在土壤中存在的形態(tài)，并沒有真正意義上去除鎘污染，存在再度活化危害的可能性，不是一種永久性的修復措施。

4 生物修復

生物修復是指利用生物的某些習性來適應、抑制和改良重金屬污染。鎘污染土壤修復一般有動物修復、植物修復和微生物修復。

4.1 動物修復

土壤中的某些低等動物如蚯蚓、鼠類能吸收土壤中的重金屬，從而在一定程度上降低土壤中重金屬含量[22]；目前該技術對重金屬鎘污染修復的研究仍局限在實驗室階段[23]，敬 佩等[24]通過在重金屬污染土壤中接種蚯蚓發(fā)現：蚯蚓對鎘具有較強的富集能力，富集量隨著蚯蚓培養(yǎng)時間的延長而逐漸增加。但受低等動物生長環(huán)境等因素制約，其修復效率一般，并不是一種理想的修復技術。

4.2 微生物修復

土壤中的某些微生物對重金屬有吸收、沉淀、氧化還原作用，可以減輕土壤中重金屬的毒性；主要是通過改變土壤中重金屬離子的活性，微生物細胞吸附富集重金屬以及促進超富集植物對重金屬的吸收來實現污染土壤的修復；江春玉等[25]從土壤樣品中篩選出一株對鎘鉛有極強抗性的拮抗細菌WS34，可極大提高印度芥菜和油菜富集鎘鉛能力，并對其生理生化特性進行了相關研究；有報道稱AM真菌可以增加植物對鎘的耐性，促進鎘等重金屬由植株地下部分轉移至地上部分[26]；目前用于鎘污染土壤修復的微生物涵蓋了細菌（檸檬酸桿菌、芽孢桿菌、假單胞菌等）、真菌（根霉菌、青霉菌、木霉菌等）和某些小型藻類（小球藻、馬尾藻等）[27-28]。微生物鎘污染土壤修復法作為一種綠色環(huán)保的修復技術，引起國內外相關研究機構的極大重視，具有廣闊的應用前景，但修復見效速度慢、修復效果不穩(wěn)定使得大部分微生物修復技術還局限在科研和實驗室水平，實例研究少。

4.3 植物修復

植物修復是指利用植物吸收、吸取、分解、轉化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物的技術的總稱[29]，包括了植物提取、植物揮發(fā)、植物降解、植物根濾和根際微生物降解，其中植物提取修復即利用超積累植物的特性來修復重金屬污染土壤應用最為廣泛。超積累植物的概念由Brooks et al[30]在1977年首先提出，目前文獻報道的超積累植物近20科、500種，其中十字花科較多，主要集中于蕓苔屬、庭芥屬及遏藍菜屬，對鎘污染土壤修復效果較好的的超積累植物包括了十字花科、禾本科在內的10余科植物（表1）[27，31-36]；除此之外，一些觀賞性植物[37]、農田雜草[37-38]、木本植物[39-41]也是鎘污染土壤修復超積累植物來源。

近年來超積累植物的發(fā)現及研究工作取得了巨大進展，但限于此類植物大都矮小、根系短、生物量較低，修復周期長而難以廣泛應用；單一依靠超積累植物修復鎘污染土壤已經不能滿足現實需求，因此開發(fā)經濟高效的鎘污染土壤聯合植物修復技術，保證農產品質量安全逐漸成為研究熱點。目前，國內外已開展了通過向土壤環(huán)境中引入有益微生物、施用化學物質和肥料、合理耕作等生物、化學和農藝強化措施來改善土壤環(huán)境，促進超積累植物對養(yǎng)分的吸收，從而提高超積累植物修復鎘污染土壤的效率的一系列研究。有研究表明玉米與東南景天套種，同時施加混合添加劑；玉米與羽扇豆和鷹嘴豆在不同分隔/間作方式下都能大大提高對污染土壤中鎘的吸收效率[42-43]；鄧金川等[44]研制了包括味精廢液在內多種有機試劑混合而成的添加劑，提高了植物對鋅、鎘的吸收效率，明顯降低地下水的中金屬污染。

5 問題與展望

鎘污染土壤修復的復雜性和高難度使得目前尚無一種真正穩(wěn)定高效的修復技術能滿足現實生產的需求；物理修復和化學修復能較快實現土壤中鎘含量的降低，但其僅改變了土壤中鎘的存在形式而沒有將其徹底清除，往往還存在成本昂貴、工程量巨大、二次環(huán)境污染的問題；動物修復和微生物修復作為一種綠色修復技術相比于其他修復方式具有經濟、方便、不改變土壤固有理化性質的特點，但其修復速度慢、見效時間長、對土壤環(huán)境要求高的問題限制了其大面積的推廣應用。利用植物修復被鎘污染的環(huán)境，不僅成本低廉，而且有良好的綜合生態(tài)效益，尤其適合大面積推廣。尋求更多的鎘污染超積累植物資源，研究鎘超積累植物與根際微生物共存體系，利用分子生物學和基因工程克服鎘污染超積累植物自身的生物學缺陷，從而徹底實現鎘污染土壤修復的高效、穩(wěn)定、綠色是研究的主要方向。

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