当前位置: 主页 > 生命环境 > 农林牧渔

土壤污染形势严峻,生物修复技术前景广阔

2015-11-26 21:46 未知 未知 阅读 0
核心摘要: 我国土壤污染形势严峻,全国土壤总超标率16.1%,耕地超标率19.4%,每年因污染减产粮食1000万吨。生物修复技术因成本低、无二次污染等优点备受关注,包括微生物修复、植物修复、动物修复和联合修复。微生物修复最具潜力,但面临菌株分离、环境适应等挑战;植物-微生物联合修复成为研究热点。未来需突破应用局限,建立微生物资源库,利用基因工程改良菌株,推动修复技术产业化。

根据2014年国家环境保护部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染调查公报》,全国土壤总超标率为16.1%,其中耕地土壤点位超标率高达19.4%。在重污染企业用地和工业废弃地中,超标率分别达到36.3%和34.9%。这表明我国土壤污染形势严峻,且呈现新老污染物并存、无机有机复合污染的特点。据不完全统计,全国每年因土壤污染减产粮食1000万吨,重金属污染粮食达1200万吨,直接经济损失超过200亿元。

我国土壤修复技术经历了物理修复、土地复垦、化学和生物恢复等阶段。其中,生物修复技术因成本低、操作简单、无二次污染、处理效果好且可大面积推广而备受关注。生物修复利用植物、微生物和动物的代谢功能,吸收、转化、清除或降解环境污染物,实现环境净化和生态恢复。根据参与修复的生物类型,可分为微生物修复、植物修复、动物修复和联合修复。

微生物修复极具潜力:微生物修复利用土壤中土著微生物的代谢功能,或补充人工培养的功能微生物群,通过创造适宜环境条件促进微生物降解污染物。其实质是生物降解或生物转化,可治理有机和无机污染物,既可原位修复也可异位修复。然而,微生物个体微小,富集重金属的细胞难以分离,且存在与土著菌株竞争等问题。未来研究重点在于筛选高效降解菌株、提高微生物活性与安全性,并优化修复参数以实现工程化应用。

植物修复技术:利用植物根系吸收、富集、降解或固定污染物,主要通过植物提取、蒸腾、根系过滤和钝化实现。目前主要利用超富集植物吸收重金属,以去除土壤中的重金属。

动物修复技术:利用蚯蚓等低等动物及其体内微生物,在污染土壤中活动过程中转化和富集污染物,然后集中处理动物以降低污染物。未来发展方向是将土壤动物作为“催化剂”,提高传统生物修复的速度和效率。

联合修复成为热点:协同两种或以上修复方法,克服单项技术的局限性,实现对复合污染土壤的修复。其中,植物-微生物联合修复最为广泛。微生物可改变根际重金属生物有效性,促进植物吸收;植物根系分泌物则促进微生物生长,形成良性循环,提高修复效率。

未来需突破应用局限:我国微生物修复技术发展迅速,但在实际应用中仍面临微生物代谢易受环境影响、外源微生物生长条件限制、适应性机制不明、次生污染物安全等问题。未来需多途径分离高效降解菌株,建立环境修复微生物资源库;利用基因工程改良菌株,扩大降解范围;开展酶学研究,推动微生物制剂产业化;发展多种修复方式的组合研究。随着科技进步,大规模利用生物降解土壤污染物治理环境污染有望成为现实。

    发表评论