程 科

（陜西省土地工程建設集團榆林分公司，陜西 榆林 719000）

當前，我國土壤污染十分嚴重，不僅會大大降低農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，還會對農(nóng)產(chǎn)品造成不同程度的污染。如果誤食已經(jīng)被污染的產(chǎn)品，人體健康將會受到嚴重威脅。如何科學有效地治理土壤污染，已經(jīng)成為當前科研人員深思的重要課題。

1 生物修復技術分類

1.1 微生物修復技術

簡單地說，微生物修復技術是指技術人員利用土壤中微生物降解有害物質(zhì)的功能，或是采取人工方式培養(yǎng)出適量的微生物補充到土壤里，以實現(xiàn)降解有害物質(zhì)的目的，繼而從根本上起到凈化土質(zhì)的作用[1-3]。值得一提的是，土壤自身就具有除去有害物質(zhì)的微生物，通常，污染物大都會被這些微生物降解。然而，隨著化肥、農(nóng)藥等大量施入土壤中，微生物的降解能力嚴重下降，人們逐漸將目光放在人工培育上，科學運用微生物對已經(jīng)受到污染的土壤進行改良。

1.2 植物修復技術

植物修復技術是指技術人員運用自然生長的植物汲取、降解土壤中的有害物質(zhì)，或者借助植物的光合作用對空氣中的污染物進行吸納，繼而起到凈化空氣的作用[2]。不同植物對有害物質(zhì)的吸收能力不盡相同，一些植物只對一種有害物質(zhì)有效，而某些植物能夠吸收不同種類的污染物。因此，技術人員在使用時要熟練掌握植物特征，深度剖析土壤污染物種類，靈活選用植物，對癥下藥，繼而達到全面清除污染物的效果。

1.3 動物修復技術

這種修復技術主要借助土壤中的某些低等動物及其體內(nèi)的微生物來對有害物質(zhì)進行轉化與降解，繼而從根本上清除污染物[4-5]。土壤自身就有除去有害物質(zhì)的微生物，然而在眾多污染物的干擾下，很多物生物紛紛死亡，不僅不能降解污染物，反而導致其慢慢沉淀，最終影響土壤肥力。為此，技術人員可以借助動物修復技術妥善治理土壤污染，提升土壤肥力。該技術具有一定的局限性，目前其主要應用在有機物和農(nóng)藥污染土壤的修復、富營養(yǎng)化水體的修復方面，而重金屬污染土壤的動物修復機理依然處于研究階段。

1.4 聯(lián)合生物修復技術

聯(lián)合生物修復技術是指技術人員綜合運用兩種或兩種以上技術手段，對被污染的土壤進行修復。近年來，該技術得到了人們的普遍認可，并取得了突出的成就。其中，使用最多的是植物和微生物聯(lián)合修復方式，其結合微生物對土壤中的污染物進行降解，植物根部能夠吸收污染物，兩者互相作用，繼而修復土壤。

2 影響污染土壤生物修復的主要因素

2.1 污染物性質(zhì)

通常，結構單一的污染物比結構復雜的更容易降解，分子量小的污染物比分子量大的更容易降解。原因是無論聚合物還是高分子化合物都不能在最短的時間內(nèi)通過細胞膜進入細胞中，微生物的胞內(nèi)酶也無法對其產(chǎn)生反應，由于其分子過大，微生物的胞外酶無法接近并損壞相關反應。本文將石油烴作為論述對象，相關研究表明，微生物可以有效降解石油中的飽和烴和輕質(zhì)芳香烴組分，而其中的重質(zhì)芳香烴、樹脂等物質(zhì)則無法充分降解。一般而言，芳香族化合物的生物降解性比脂肪族差，其包含的苯環(huán)數(shù)目較多，有著較強的穩(wěn)定性，生物降解能力不高。相關研究表明，無論是單環(huán)鏈烷烴還是鏈烷烴，都可以被微生物氧化利用而除去，但是芳香烴和環(huán)烷烴降解難度較大，容易富集在土壤里。

化學官能團的種類和具體位置都會影響污染物的降解能力。例如，氨基、羥基等官能團的取代作用可以大大提升芳香烴的化學性能。但是，氯取代基、硝基的取代作用會逐漸降低芳香烴的可降解能力。對氯代芳香化合物生物降解進行深度剖析可知，高電負性的氯原子以自身較強的吸附性來吸附苯環(huán)上的電子，促使苯環(huán)轉變成相應的疏電子環(huán)而無法被微生物氧化[6-8]。當氯取代基數(shù)量呈上升趨勢時，氯代芳香化合物的生物降解能力就會逐漸變?nèi)?。不僅如此，取代基的相對位置會導致生物降解性能存在較大差異。三種二氯苯呈現(xiàn)出鄰位＞間位＞對位的關系。

一般情況下，受到污染的土壤中有機污染物往往屬于外源性物質(zhì)，因為自身化學性質(zhì)復雜，一般難以被生物降解。長期以來，很多研究人員致力于研究外源性物質(zhì)的降解性評價、降解菌株分離等，并獲得了一系列成就。

2.2 環(huán)境因子

2.2.1 溫度

溫度與微生物的正常生長和代謝密切相關，人們可以通過改變有害物質(zhì)的物理化學性質(zhì)來干擾生物降解過程。

當前，諸多生物修復在中溫環(huán)境（20～40℃）下開展，這一溫度為微生物的快速生長和代謝創(chuàng)造了有利條件，因為微生物在低溫環(huán)境下生長速度緩慢，代謝活性也不高。相關研究表明，當溫度不大于10℃時，石油烴類的降解速度非常緩慢[9-10]。在氣候寒冷的地區(qū)，技術人員可以采取覆蓋塑料薄膜等手段增強溫度，為加快生物降解速度提供保障?，F(xiàn)階段，針對高冷和高溫等特殊環(huán)境來說，生物修復主要研究方向是探索最為適宜的降解菌，有學者就從沙漠中提取出嗜熱菌，該菌在低于60℃時依然具備降解能力。

對石油污染治理進行深入研究，人們發(fā)現(xiàn)，在低溫環(huán)境下，石油黏度提高，短鏈有毒烷烴揮發(fā)性逐漸降低而水溶性不斷提升，增強生物降解作用；當溫度比較高時，烷類的毒性會逐漸增加，同時會制約微生物降解作用，最佳溫度應當保持在30～40℃。

2.2.2 土壤種類

技術人員使用生物修復技術時，必須考慮土壤種類因素的影響。生物修復適合采用黏性較小的砂質(zhì)土，而粘性大的則不適用。土壤滲透性的優(yōu)劣是影響生物修復成敗的關鍵，所以針對滲透性較強的土壤來說，無論是營養(yǎng)物還是電子受體的傳質(zhì)速度都非?？欤瑥亩鵀榧涌焐锓磻俣忍峁┍Ｕ?。而滲透性不強的土壤中出現(xiàn)的狀況恰好相反。

2.3 生物體本身

污染土壤生物修復主要利用微生物、部分真菌和植物進行修復。土壤中的微生物種類和數(shù)量龐大，有諸多已經(jīng)受到污染但具有降解功能的微生物種群。長期與污染物接觸后，土著微生物能夠適應環(huán)境變化而產(chǎn)生降解效果。土著微生物有著較強的適應能力和降解能力，在相關修復工程中得到廣泛使用。然而，其同樣存在不足之處，如生長速度緩慢、代謝速度不高等，尤其是當受到高濃度生物外源性物質(zhì)污染時，技術人員就要接種高效降解菌[11]。一種快速有效的手段是直接從污染地區(qū)分離篩選降解菌，通過富集強化后才能使用；另一種手段就是依賴分子遺傳工程方式建立基因工程菌。未來，降解菌不但要適應當?shù)丨h(huán)境變化，而且要經(jīng)受住土著微生物的競爭，所以應當使用足夠的接種微生物以形成優(yōu)越性，為加快生物降解速度提供保障。

3 生物修復技術在土壤污染治理上應用時要注意的問題

3.1 篩選高效的降解菌

生物修復技術是指通過微生物和土壤里的有害物進行充分作用，達到消除污染的效果，篩選最為適宜的降解菌是生物修復的基礎條件。為了增強應用效果，技術人員盡可能挑選出對污染物適應性強的微生物[12-13]。從土壤污染程度來講，技術人員應當結合土壤污染實際情況選擇最為適宜的降解菌。例如，針對有機氯農(nóng)藥污染，技術人員可以使用芽孢桿菌、棒狀桿菌；針對五氯硝基苯污染，盡可能使用鏈霉菌屬、諾卡氏菌[14-16]。

3.2 針對性地選擇微生物

當前，人們?yōu)榱颂岣咿r(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量而使用很多農(nóng)藥和化肥，長此以往就會給微生物的生存環(huán)境帶來嚴重的影響。微生物降解污染物的速度本來就很慢，諸多污染物的肆意侵入致使微生物無法在短時間內(nèi)完全清除污染，甚至某些土壤中的微生物被污染后就不會再生長[17]?，F(xiàn)階段，技術人員使用的生物修復技術就是利用這一原理去除污染的，即在土壤中創(chuàng)造出和微生物匹配的環(huán)境，同時在土壤中添加適量的氧氣、營養(yǎng)鹽等，這樣才能培養(yǎng)出降解能力強的微生物，以便有效去除土壤中的污染物，最終達到凈化土質(zhì)的效果。值得一提的是，不同土壤存在不同的污染源，因此技術人員應當結合具體狀況培養(yǎng)合適的微生物群，以便對癥下藥，提高利用效率[18-19]。

4 結語

現(xiàn)階段，我國面臨嚴峻的土壤污染窘境。生物修復技術具有諸多優(yōu)勢，人們可以應用該技術來有效治理土壤復合污染，彌補傳統(tǒng)土壤污染修復技術的缺陷，從根本上保障土壤污染獲得全面的治理。隨著科學技術的發(fā)展和新技術的不斷推廣，生物修復技術將會在土壤污染治理中具有更大的發(fā)展前景。