污染土壤的微生物修复原理与技术进展
500 土 壤 第39卷
土地耕作法 (land farming) 和化学活性栅修复法(chemical activated bar) 等几种。
3.1.1 生物通风法 生物通风又称土壤曝气，是基于改变生物降解环境条件 (如通气状况等) 而设计的，是一种强迫氧化的生物降解方法。其操作原理是在污染的土壤上至少打2口井， 安装鼓风机和抽空机，将空气强制注入土壤中，然后抽出土壤中的挥发性有机毒物。在通入空气时，可以加入一定量的氧气和营养液，改善土壤中降解菌的营养条件，提高土著微生物的降解活性，从而达到污染物降解的目的。丁克强等[20]研究了通气对石油污染土壤生物修复的影响，结果表明通气可为石油烃污染土壤中的微生物提供充足的电子受体，可保持土壤pH稳定，从而促进了微生物的生物活性，强化了对石油污染物的氧化降解作用。德克萨斯研究院Agrelot等[8]曾采用该方法修复四氯化碳污染土壤也获得了成功，修复效果则是土壤挖掘法、清洗法的5倍以上，大大降低了修复成本。但在使用此方法时，应该注意选择或调理土壤物理结构，最好是选择通透性较好的土壤结构。
3.1.2 生物强化法 生物强化是基于改变生物降解中微生物的活性和强度而设计的，可分为土著菌培养法和投菌法。①土著菌培养法是定期向污染土壤投加H2O2和营养，以满足土著降解菌的需要，提高土著微生物的代谢活性，将污染物充分矿化成CO2和H2O的方法。目前，该方法在生物修复工程中实际应用较多，其原因在于：一方面是由于土著微生物降解污染物的潜力巨大，另一方面是因为接种的外源微生物在土壤中难以保持较高的活性以及工程菌的应用受到较为严格的限制。②投菌法是直接向污染土壤中接入高效降解菌，同时提供给这些微生物生长所需营养的过程。Hwang等[21]使用3种补充的营养液与分枝杆菌属 (Mycobacterium sp.) 一起注入土壤中，已经取得了良好的效果。李顺鹏等[22]在农药 (如有机磷类等) 污染土壤的微生物修复方面作了系列工作，也取得了明显进展。但使用该方法时常常会受到土著微生物的竞争，因此，在应用时我们需要接种大量的外源微生物形成优势菌群，以便迅速开始生物降解过程。
3.1.3 土地耕作法 土地耕作法也称农耕法，是以就地污染土壤作为接种物的好氧生物过程。土地耕作法相比其他处理方法，如填埋、焚烧、洗脱等，有对土壤结构体破坏较小、实用有效等特点，应用范围较广[23]。其简要操作规程是：首先对污染土壤进行耕耙，同时施入肥料等养分，进行灌溉，加入石灰，从而尽可能地为微生物降解提供一个良好的环境，以便土壤中发生污染物的降解过程。一般情况下，土地耕作修
复法只能适用于30 cm的耕层土壤，而对于30 cm以下的土壤则用特殊的设备。
3.1.4 化学活性栅修复法 化学活性栅修复法是依靠掺入污染土壤的化学修复剂与污染物发生氧化、还原、沉淀、聚合等化学反应，从而使污染物得以降解或转化为低毒性或移动性较低的化学形态的方法。其中较为典型的化学活性栅系统修复规程是：通过注入井，把粉状胶体物质 (如零价胶态铁粉) 注入污染地区水流走向的下方。然后，在注入井的水流下方，开挖第二个井，用以抽取污染的地下水。通过污染地下水的处理，可以达到污染土壤的修复。目前，这一技术已经成功地应用于石油烃，特别是卤化烃等有机物污染的土壤。
3.2 污染土壤的异位微生物修复技术
异位微生物修复是把污染土壤挖出，进行集中生物降解的方法。主要包括预制床法 (prepared bed)、堆制法 (composting bioremediation) 及泥浆生物反应器法 (bioslurry bioreactor)。
3.2.1 预制床法 预制床修复是农耕法的延续，它可以使污染物的迁移量减至最低。其简要操作规程为：在不泄露的平台上铺上沙子和石子，将污染土壤平铺(15 ~ 30 cm厚度) 于平台上，并加入营养液和水，必要时加入表面活性剂，定期翻动供氧，以满足土壤微生物的生长需要，处理过程中流出的渗滤液，及时回灌于土层，以彻底清除污染物。该方法在PCP、杂酚油、石油、农药等污染土壤修复中，获得了一些成功的案例。Eullis等[24]用具有滤液收集和水循环系统的 预制床对斯德哥尔摩中部防腐油生产区的土壤进行治理，土壤中PAHs的浓度从1024.4 mg/kg降至324.1 mg/kg。
3.2.2 堆制法 堆制法是利用传统的堆肥方法，将污染土壤与有机废弃物质 (如木屑、秸秆、树叶等)、粪便等混合起来，使用机械或压气系统充氧，同时加入石灰以调节pH值，经过一段时间依靠堆肥过程中 微生物作用来降解土壤中有机污染物。堆制法包括风道式、好气静态式和机械式等3种，其中机械式 (在密封容器中进行) 易于控制，可以间歇或连续进行。近年来，国内外学者均在积极研究堆制修复的原理、工艺、条件、影响因素、降解效果等，并已将此工艺应用到污染土壤的修复。
3.2.3 泥浆生物反应器法 泥浆生物反应器法是将污染土壤转移至生物反应器，加水混合成泥浆，调节适宜的pH，同时加入一定量的营养物质和表面活性剂，底部鼓入空气充氧，满足微生物所需氧气的同时，使微生物与污染物充分接触，加速污染物的降解，降
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