原位生物修复

受控或自发进行的过程

原位生物修复是在不改变土壤、河流位置的情况下，通过添加微生物试剂、营养元素以及土壤改良剂等，提高土壤土著微生物或外源微生物对土壤、河流有机污染物的降解，从而使得土壤、河流得到修复的过程。

进展

20世纪70年代以来，环境生物技术和环境生物学的发展突飞猛进。虽然“生物修复”的出现只有十几年的历史，但是“生物修复”已经成为环境工程领域技术发展的重要方向，生物修复技术将成为生态环境保护最有价值和最有生命力的生物治理方法。

1989年美国阿拉斯加海滩溢油后成功的生物修复是公认的里程碑事件，从此“生物修复”得到了政府环保部门的认可，并被多个国家用于土壤、地下水、地表水、海滩、海洋环境污染的治理。最初的“生物修复”主要是利用细菌治理石油、有机溶剂、多环芳烃、农药之类的有机污染。“生物修复”已不仅仅局限在微生物的强化作用上，还拓展出植物修复(phytoremediation) 、真菌修复 (mycoremediation)等新的修复理论和技术。

自1991年3月，在美国的圣地亚哥举行了第一届原位生物修复国际研讨会，学者们交流和总结了生物修复工作的实践和经验，使生物修复技术的推广和应用走上了迅猛发展的道路。美国推出所谓的超基金项目，投入项目费用由1994年的2亿美元增加到2000年的28亿美元，增幅14倍之多。中国的生物修复研究在过去的十年中水平也有很大的提高。

微生物修复

微生物修复指利用微生物在适宜条件下进行新陈代谢将土壤中的污染物转化为CO2、H2O、脂肪酸和生物体等稳定、无毒无机物的修复过程。

原位生物修复技术

原位生物修复是指不改变污染土壤的位置, 通过向土壤中添加特种微生物试剂、营养元素（N、 P等）和土壤改良剂，促进土著微生物或外加特异微生物对有机污染物降解的一类生物修复污染技术。加入的无机营养元素是常见植物肥料中的营养元素，比例基本也与稻田所需相当，有利于微生物与作物的互作培养及修复污染土壤。这个方法主要针对污染面积大、污染程度大的土壤。但是井永苹等人的研究发现，在大规模的原位生物修复的实施过程中，不能确保持续较高的修复效率。因为在大量实际的田间试验中，外加功能菌没办法适应实际环境，不能发挥其实验室效果，造成降解效率低或是修复效率不能保持的现象。因此为改善原位生物修复低处理率和周期长的弊端，多采用选择或创建适宜降解功能菌作用的环境条件、添加土壤改良剂以帮助土壤性质发生适应性改变或选择最优添加比的方法来帮助微生物对有机污染物的降解。

异位生物修复技术

异位修复技术具有效果较好、周期短等特点，适宜有机物污染土壤的修复。生物堆处理是一种新型的异位生物修复技术，是指将污染土壤混合堆积成堆体，并通过调节堆体内氧气、水分和营养成分等人工强化措施来帮助提高微生物降解污染土壤中的污染成分的效率的一种生物修复技术。

生物反应器修复技术

生物反应器修复是指将污染土壤置于特定设计制作的容器中，利用微生物代谢作用以实现污染物降解的修复方法，该反应器能将微生物和土壤进行很大程度的混合，增加它们之间的接触效率，提高降解的可能性。泥浆生物反应器是将水和土壤进行充分混合，在调节环境条件下，利用土著菌种或外源菌，帮助降解污染土壤的污染物。

修复措施

生物修复是生物修复理论在实际中的应用，注重从工程学的角度解决和控制污染问题。这项技术的创新之处在于，一是精心选择、合理设计的环境条件中促进或强化在天然条件下发生很慢或不能发生的降解和转化过程，二是能治理更大面积的污染。

在地表水体（江河、湖泊、海洋、景观水、养殖水等）污染治理中，常用的原位生物修复措施有：投加高效降解菌(或基因工程菌)、人工爆气复氧、投加营养物或生物表面活性剂、添加电子受体等。除了考虑利用土著微生物外，驯化和培养具有高效降解性能的微生物成了研究的热点，并形成了一个环境微生物菌剂的新兴市场。为了防止流动水体中菌体的流失，研究机构和生产者研发出固定化微生物（将微生物附着在载体上）的工艺。

作用原理

水体中是以碳水化合物，蛋白质，脂肪为主的有机物，这些有机物均能在微生物的作用下分解转化。如蛋白质可在微生物细胞蛋白水解酶的作用下分解为多肽，氨基酸。氨基酸进入微生物细胞后一部分被用来合成细胞自身物质，其余的则在酶的作用下进一步分解成水，二氧化碳并释放出氨；在好氧条件下氨被具有硝化功能的微生物进一步转化为亚硝酸盐、硝酸盐，之后又可以在反硝化细菌的作用下转化为氮气而去除。

技术优化

一般是通过向土壤添加土壤改良剂和选择最优添加比例。

无机土壤改良剂

无机土壤改良剂包括氮磷钾营养元素和微量元素。Emami 等研究了氮元素对生物修复的影响，发现硝态氮和铵态氮都可增强脱氢酶对石油的耐受性。

在投加无机土壤改良剂时，N、P、K 元素的比例也对提高生物修复效率有着很大的影响。

有机土壤改良剂

表面活性剂、生物表面活性剂、有机溶剂、碳源和有机化肥是五种生物修复技术研究中常见的有机改良剂。

吸附性土壤改良剂

主要代表是生物炭，利用其对有机污染物强大的吸附作用，帮助降低水体或土壤中有机污染物的浓度。

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