污染环境的生物修复主要采用的是原位生物修复，在一些特殊的情况下，也可采用异位生物修复和原位——异位联合修复技术。
8.5.4.1 原位生物修复
原位生物修复技术即原位处理法：指污染土壤或水体不经搬动或输送，在其原位和易残留部位之间进行原位处理。污染物降解的主体——微生物一般采用土著微生物，有时也加入经过驯化和培养的微生物以及商品化的适宜微生物菌剂。菌剂如属液体，可适当稀释后用各种播撒器均匀撒入受污染水体或土壤中。对流动水体，为了防止菌体随水流失，可先使之吸附在各类填料及载体上，如玉垒菌布菌时先将菌吸附于分子筛上，然后将附菌载体均匀撒至河底淤泥上。添加营养物可仿照农业中施肥的方法予以实施，固体营养物如属水溶性，可兑水后喷洒。处理地表水石油污染时可先将营养包埋于亲油性介质，投放后可使N、P营养缓慢释放，以提高其利用率。 在采用人工复氧强化技术时，除了可采用传统的受污染水体布设气管，以风机曝气外，德国 Messer公司的BIOX纯氧曝气系统可省去风机，它将纯氧置于储罐中，液氧经气化器、减压阀和计量装置后通过布气管将氧气以微气泡形式释放，其他还有AIRE-O2曝气器、轴向流液下曝气器、复叶推流式曝气器等，它们的充氧能力和动力效率较高，且可防止河面漂浮物的不利影响。在有条件的地方，还可结合河道景观的改造，设置人工瀑布、喷水器等增氧。上海佛欣河道治理公司还推出专利产品河道曝气船，除了可改善景观外，还可将船开至溶氧较低的河段游动供氧，机动灵活性较高。在土壤生物修复中，可通过真空或加压进行土壤曝气，其被称之为“生物通风堆”（见图），其可补充土壤中的氧气，并有助于排出二氧化碳。
图4－57 生物通风堆示意图
8.5.4.2 异位生物修复和原位——异位联合修复技术
对土壤或严重污染的水体，有时只能采用较为昂贵的异位生物修复。如对受污染的土壤采用挖掘堆置处理，为防止污染物向地下水或更广大地域扩散，将土壤运输到一个经过各种工程准备（包括设置衬里，布置通风管道等）的场所堆放，并在此进行生物修复，从系统中渗漏出来的水要收集起来，重新喷洒至土壤堆上或另外处理，土堆中可投入一些填充剂，如木片、树皮、木屑等。它们可改善土壤结构，使之疏松通气，又可保持一定的温度，有利于降解污染物的微生物生长繁殖，处理后的土壤应运回原地。
对严重污染的河道水体或土壤还可采用反应器方法处理。上海铁道大学与佛欣河道治理公司在真如港水体的治理；上海工程成套总公司与日本大和工业株式会社，丸红株式会社在俞泾港水体的治理中均采用将黑臭河水用泵输入置于河边的生物反应器中，经净化处理后的水再返回河道。反应器类似于污水处理的接触氧化池，池内放置活化煤，活性木质纤维素，发泡聚丙烯等填料，同时可接种高效降解菌，使之在填料上生长形成生物膜。反应器内布设曝气管道，人工曝气复氧以提高处理速率，并尽可能减小反应器的容积和缩短水力停留时间。
8.5.4.5 生物修复应用实例
对一面积为200m2，深度为8m的受石油烃类化合物污染的地区进行原位生物修复处理，采用的是地下水抽取和过滤系统。具体方法是从一个8m深的中心井和10个分布在处理地区周围的井中抽取地下水，然后用泵以30m3/h的流速输入一个50m3/h的曝气反应器中，反应一段时间后再输进颗粒滤糟中，经过滤后重新渗入地下。在此过程中，采用了注入表面活性剂和营养物，以及曝气和接种优势微生物等强化措施以促进污染物的降解。经过15周处理，土样中石油烃类化合物的浓度从136mg/l～123mg/l降低到20mg/l～32mg/l。测定注入地下的水和抽出的地下水中溶解氧的浓度，结果表明进水中的溶解氧为8.4mg/l，而出水中的溶解氧为2.4mg/l，说明在土壤中也在进行着较强的好氧生物修复过程。
1984年美国密苏里州西部发生地下石油运输管道泄漏事件，为此实施土壤生物修复系统，这个系统由抽水井、油水分离器、曝气塔、营养物添加装置、双氧水添加装置、注水井等组成，使受石油烃类化合物污染的地区进行原位生物修复处理。其中曝气塔可借助人工曝气以增加溶氧，添加的N、P营养则有助于石油降解微生物的生长繁殖，以提高石油降解菌的浓度，加快石油降解的速度。结果经过32个月的运行，获得了良好的处理效果。该地的苯、甲苯和二甲苯总浓度从20mg/l～30mg/l降低到0.05mg/l～0.10mg/l，整个运行期间汽油去除速度为每月1.2t～1.4t，生物技术去除的汽油约占总去除量(38t)的88%。
中科院微生物研究所林力、杨惠芳等对某化工厂受石油污染土壤的生物修复研究中调查了该受污染土层的微生物生态分布特性，结果表明，该土层中土著微生物比较活跃。好氧异养菌达8—12亿个/克，厌氧异养菌达2亿/克。烃降解菌达200万个/克。从中分离出159株烃降解细菌和真菌。其中17株可不同程度地分别利用烷烃（nC9—nC18）和芳烃（酚、萘、苯、甲苯和二甲苯）作为唯一碳源生长。在最适氮源和磷源的条件下，假单胞菌52菌株可在7天内利用石蜡作碳源，生物量连续增加，3天内可将初始浓度为500mg/L的机油降解99%。在投加经筛选的混合菌株治理土壤油污的模拟试验中，25天内，可将油污的矿化作用提高1倍。在投加解烃菌株、补充N、P营养，处理初始浓度为1500mg/kg的被原油污染的土壤时，8天内土壤中油污去除98.8%，CO2产生量提高2.8倍。实验研究表明，该受污土层适于使用生物整治方法来去除油污。
经实践检验，生物修复技术尚存一定的局限性：
① 微生物不能降解所有进入环境的污染物，污染物的难生物降解性、不溶性以及与土壤腐殖质或泥土结合在一起常常使生物修复不能进行。
② 生物修复需要对污染地区的状况和存在的污染物进行详细而昂贵的现场考察，如在一些低渗透性的土壤中可能不宜使用生物修复技术，因为这类土壤或在这类土壤中的注水井会由于菌生长过多而阻塞。
③ 特定的微生物只降解特定类型的化学物质，结构稍有变化的化合物就可能不会被同一微生物酶破坏。
④ 微生物活性受温度和其他环境条件影响。
⑤ 有些情况下，生物修复不能将污染物全部去除，因为当污染物浓度太低不足以维持降解细菌一定数量时，残余的污染物就会留在土壤中。
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