2016-2017年污染环境的生物修复技术的发展现状和应用前景（总结).doc

污染环境的生物修复技术的发展现状和应用前景 摘要：随着生物技术的飞速发展,生物修复技术将在污染环境的治理中显示出明显的优势, 并在预防环境污染和治理环境污染方面起到越来越重要的作用,将成为一种经济有效的污染环境治理方法。本文从生物修复的基本概念及其原理入手，以生物修复技术的种类为主线，着重阐述了各修复技术的特点和发展现状，从而对其发展和应用前景进行了进一步的阐述。 关键词：污染；环境；生物修复；现状；前景 引言 随着科技的发展，人们对化学品的依赖越来越严重，其中产生的污染物大部分是难以用传统的治理方法来规模化处理处置。坏境污染问题已成为当前世界各地倍受关注的焦点问题, 直接影响着国民经济的可持续发展[1]。为了改善生活环境，促进人与自然的可持续发展，我们势必要投入大量的人、财、物力进行污染环境的修复。环境修复是近二十多年才发展起来的环境工程技术,它强调面源污染的治理,利用天然存在的或特别培养的微生物在可调控环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理技术,可以消除或减弱环境污染物的毒性,减少污染物对人类健康和生态系统的风险。为此,生物修复属于生产后期的污染控制,简称产后控制,是可持续发展在环境保护上的重要体现。[2] 1 生物修复的概念及原理 环境生物技术(Environmental Biotechnology)可以按技术难易划分为3类[3]：第1 类是指以分子生物学技术为主体，以基因工程为主导的污染控制与监测技术，包括构建降解杀虫剂、除草剂、多环芳烃类化合物等污染物的高效基因工程菌，创造抗污染型转基因植物等；第2 类是以目前大量应用的经过改革与创新的生物处理技术，如生物流化床法、上流式厌氧甲烷发酵法和变形活性污泥法等等；第3 类包括生物稳定塘、人工湿地和污染控制资源化生态工程等自然净化系统。 生物修复( bioremediation) ,是指利用生物的生命代谢活动减小存在于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化,从而使污染了的环境能够部分或完全恢复到原初状态的过程。它是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能,对环境中污染物起到降解催化作用,加速去除环境中的污染物，一般分为植物修复、动物修复和微生物修复三种类型。 生物修复与生物净化(bio purification)存在着不同点,前者强调人们有意识的利用生物进行环境无害化处理[4]。生物修复的生物来源主要有土著微生物、外来微生物和基因工程菌三类[5]。应用环境生物修复技术处理污染物时,最终产物大都是无害的、稳定的物质,如二氧化碳、水、氮气等,而且这种处理方法能一步到位,避免了污染物的多次转移。它与传统的去除和清除环境中污染物的方法,如物理方法、化学方法也是不同的。相比较而言,生物方法是最本质的和可以循环使用且永续受益的。[1]生物修复技术有许多方面的优点:可以使污染物完全从环境中去除,处理时间短,对周围环境影响较小,并且资金需要量小,不会产生二次污染,尤其原位修复(in-site remediation)可以使污染物在原地被清除,操作简单,使人类直接暴露在污染物下的机会减小[6]。 微生物修复技术及其特点 环境各圈层中含有大量的微生物，它们对于有害有毒物质的修复作用极其重要。微生物修复技术即利用特定微生物的功能及其在生物修复过程中的表达作用而采取的环境修复技术，具有成本低、修复效果好等众多优点，是世界各国处理环境污染问题时常用的绿色方法，主要有土著微生物强化技术、外源微生物强化技术、微生物的表面展示技术、生物修复的微生物监测技术 等技术手段。 土著微生物强化技术 水体、土壤、大气等各圈层中含有大量的土著微生物，利用土著微生物的污染物代谢能力是设计生物修复的关键环节。土著微生物强化技术是通过添加外源性物质促进土著微生物生长的强化生物修复技术。如生物激活剂法是指通过向受污染水体中投加无毒且不含菌种的可促进土著微生物生长的水体净化促进液的方法,是目前地表水体修复常用的一种生物强化法。电动力学技术强化生物修复也是一种有效的手段。它是利用电渗析、电迁移和电泳等电动力学效应加速污染环境中有机污染物和微生物运动,利用电极反应和电流热效应为地下生物降解创造有利条件。研究表明,电动力学技术能有效地强化原位生物修复,而且该技术不破环生态环境,安装和操作简单,具有广阔的应用前景。[7] 外源微生物强化技术 一般而言,环境中土著微生物的浓度通常较低(低于105个细胞/g土壤)或还没有足够的时间进化获得降解污染物或其中间产物的能力,因此当对于难生物降解的物质或污染物质浓度较高,仅利用土著微生物的降解能力难以满足污染修复的要求时,采用外源微生物强化技术可以达到预期的生物处理效果。 外源微生物强化技术，即从外界添加的高效微生物（可以是纯培养的微生物,也可以是混合培养的微生物）能和土著微生物