环境修复
生物修复过程的评价方法
一般地说，污染土壤生物修复的评价方法应包括 以下3个方面的内容： ①记录生物修复过程中污染物的减少； ②以试验结果表明现场污染环境中的微生物具有 转化污染物的能力； ③用一个或多个例证表明试验条件下被证明的生 物降解潜力在污染场地条件下是否仍然存在。
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7.4污染土壤生物修复
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污染土壤生物修复的概念和分类 污染土壤生物修复的概念
污染土壤生物修复:生物修复技术是在生物降解的 基础上发展起来的一种新兴的清洁技术，它是传 统的生物处理方法的发展。是利用生物（包括动 物、植物和微生物），通过人为调控，将土壤中 有毒有害污染物吸收、分解或转化为无害物质的 过程。
泥浆生物 反应器
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7.4.2.2 土地填埋
土地填埋:将废物作为一种泥浆，将污泥施入土壤， 通过施肥、灌溉、添加石灰等方式调节土壤的营 养、湿度和pH，保持污染物在土壤上层的好氧降 解。用于降解过程的微生物通常是土著土壤微生 物群系。为了提高降解能力, 亦可加入特效微生物, 以改进土壤生物修复的效率。
异位微生物修复是将受污染的土壤、沉积物移离 原地，在异地利用特异性微生物和工程技术手段 进行处理，最终污染物被降解，使受污染的土壤 恢复原有的功能的过程。主要的工艺类型包括土 地填埋、生物农耕、预备床、堆腐和泥浆生物反 应器。
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污染土壤的异位修复技术
类型
土地 填埋 土壤 耕作 预备床
技术方法描述
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c.平板计数法
平板计数法也是一种细菌计数的方法。这种方法可以 定量计数—组固定在固体介质(如营养基质)上的细菌。
d.MPN技术
MPN(most-probabale-number)技术也取决于介质 中细菌的生长状况。细菌计数是以统计学方法完成的
e.脱氧聚核苷酸探针
采用现代生物化学和分子生物学方法，使现场样品细 菌计数与鉴定更为精确。
降解有机污染物时，除了需要更多微生物外，在 降解过程中细菌会产生无机碳，通常为气态二氧 化碳、溶解态二氧化碳或HCO3-。因此，当样品 中含有丰富的水和无机碳气体时表明系统存在生 物降解活性。气态二氧化碳浓度可以用气相色谱 法检测，水样中的二氧化碳可进行无机碳分析。
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7.4.2 污染土壤的异位修复技术
பைடு நூலகம்
适用性
广泛用于油料工业的油泥处理
适用于可降解的有机污染物，如杀虫剂/除 草剂，挥发/半挥发性、含卤和非卤有机污 染物和多环芳烃。不适于二噁英/呋喃和多 氯联苯 适用于挥发/半挥发性、含卤和非卤有机污 染物、多环芳烃及爆炸性污染物。
堆腐
适用于挥发/半挥发性、非卤有机污染物和 堆积污染土壤，通过翻耕和施加一定数量的稻草、麦 秸、碎木片和树皮等增加土壤透气性和改善土壤结构， 多环芳烃。 促进污染物微生物分解 污染土壤和水混合成泥浆在带有机械搅拌装置的反应 器内通过人为调控温度、pH、营养物和供氧等促进专 性微生物最大限度地降解污染物 适用于杀虫剂/除草剂，挥发/半挥发性、含 卤和非卤有机污染物、多环芳烃、二垩英/ 呋喃等有机污染物。
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7.4.2.2 土壤耕作
土壤耕作属于好氧生物降解处理，使用土壤为微生 物生长基质，为加速微生物的降解需要人为促进通 风（翻耕、加蓬松剂）、加入营养液（化肥、粪 肥）、调节pH（加入石灰、明矾、磷酸）等手段加 以调控。 污染土壤
松土机 护道 砂砾层 垫层 监测井 集污沟
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可应用土壤耕作处理的污染物
工程 螺钻
泵出 生物
用工程螺钻系统使表层污染土壤混合，并注入含有营养和 氧气的溶液，促进微生物最大限度地降解
将污染的地下水抽出经地表处理后与营养液按一定比例配 比后注入土壤，促进微生物最大限度地降解
污染点的细菌经过一段时间驯化后，能产生代谢 污染物的能力，其结果是使原本在溢漏时不能够 转化的或转化非常低的污染物被代谢降解。这一 特性被称为代谢适应性，它为现场的污染生物修 复提供了可能。适应性可以导致能够代谢污染物 的细菌总数增加，或个体细菌遗传性或生理特性 发生改变。
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7.4.1.6 无机碳浓度
植物修复 土壤修复的生态围隔阻控工程
4 5
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7.4.1 生物修复过程的评价
以充分的证据来表明微生物是减少污染物浓度的 主体，是生物修复的重要一环。这些评价方法可 为法规制定者和提供生物修复服务的商家提供一 种手段，来证明其所提出的或正在进行的原位生 物修复项目的真实性。研究者可以利用这一方法 评价现场试验的结果。
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条形堆 :将污染土壤或污泥与疏松剂混合后，用机械压成条通过对流空 气运动供氧，每天翻耕保持微生物的好氧状态
堆 腐 法
静态堆: 通过布置在堆下的通风管，通过鼓风机强制性通气保持微生物的好 氧状态，静态堆一般为6m高，封闭操作可控制水分和尘土飞扬
反应器堆 :使用先进的传送和混合设备传送污染土壤及促进通气，该系统 以最佳 控制气流，但最小空间，但是欠灵活性，设备的维护也较 为复杂和昂贵
空气进口 压缩机 循 环 滤 预 处 液 理 的 固体 反 应 器 阶段1 泥浆混合器 反 应 器 阶段2
固体排除
澄清池 浓缩池
反应器 阶段3
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7.4.3 污染土壤的原位修复技术
原位处理法:污染土壤不经搅动、在原位和易残
留部位之间进行原位处理。最常用的原位处理方 式是进入土壤饱和带污染物的生物降解。可采取 添加营养物、供氧(加H2O2)和接种特异工程菌等 措施提高土壤的生物降解能力，亦可把地下水抽 至地表, 进行生物处理后，再注入土壤中，以再循 环的方式改良土壤。 特点:该法适用于渗透性好的不饱和土壤的生物修 复。在处理污染的过程中土壤的结构基本不受破 坏，对周围环境影响小，生态风险小；工艺路线 和处理过程相对简单，不需要复杂的设备，处理 费用较低；但是整个处理过程难于控制。
细菌活性增加通常表明生物修复正在进行，细菌 活性是一个关键信号。对生物修复成功判定的一 个重要指标是潜在生物转化率。当潜在生物转化 率足够大时，表明系统能迅速去除污染物或防止 污染物的迁移。细菌活性越大，说明潜在生物转 化率越高，这一结果可为生物修复的成功运行提 供证据。
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7.4.1.5 细菌的适应性
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静态堆示意图
静态堆
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7.4.2.5 泥浆生物反应器
泥浆生物反应器是用于处理污染土壤的特殊反应器, 可 建在污染现场或异地处理场地。污染土壤用水调成泥浆 , 装入生物反应器内, 通过控制一些重要的微生物降解条 件, 提高处理效果。驯化的微生物种群通常从前一批处 理中引入到下一批新泥浆。处理结束后通过水分离器脱 采样口 除泥浆水分并循环再用。 探头 泥浆生物反应器模型:
将污泥施入土壤，通过施肥、灌溉、添加石灰等方式 调节土壤的营养、湿度和pH，保持污染物在土壤上层 好氧降解 将污染土壤撒于地表（约0.5m），通过定期农耕的方 法改善土壤结构，供给氧气、水分和无机营养，促进 污染物降解 将土壤运输到一个经过各种工程准备的预备床上进行 生物处理，处理过程中通过施肥、灌溉、控制pH等方 式保持对污染物的最佳降解状态，有时也加入一些微 生物和表面活性剂
f.脂肪酸分析
脂肪酸分析是另一种细菌鉴定技术。这种技术利用存 在于细胞膜中的脂肪酸特征进行细菌鉴定。
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7.4.1.3 原生动物数
原生动物捕食细菌，所以原生动物数量的增加表明细菌 总数的增加。因此，原生动物种群数量增长所伴随的污 染物量的减少这一结果可为生物修复提供有效佐证。
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7.4.1.4 细菌活性率
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处理床挖掘堆置法
预备床的设计应满足处理高效和避免污染物外溢的要 求，通常具有淋滤液收集系统和外溢控制系统，从系 统中渗流出来的水要收集起来，重新喷散或另外处理。
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预备床技术的优点
可以在土壤受污染之初限制污染物的扩散和迁移， 减少污染范围。但用在挖土方和运输方面的费用 显著高于原位处理方法，另外在运输过程中可能 会造成进一步的污染物暴露，还会由于挖掘而破 坏原地点的土壤生态结构。
现场生物修复的监测
在试验条件下被证明的生物降解潜力是否在场地 条件下仍然存在比较困难，因为试验条件往往比 现场条件优越。 有两种技术用于现场生物修复的监测，即样品测 定和试验运行。但模型法更有助于对污染物归宿 的进一步理解。更为详细的试验方案取决于多组 因素，如污染物、场地地质特征．以及评价要求 的严格水平等，因此需进一步工作。
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污染土壤的原位修复技术
类型 投菌法 生物 通风 生物 搅拌 技术方法描述 直接向污染土壤接入外源的污染降解菌, 同时提供这些细 菌生长所需营养 在不饱和土壤中通入空气，并注入营养液，为微生物降解 提供充足的氧气、碳源和能源，促进其最大限度地降解 向土壤饱和部分注入空气，从土壤不饱和部分吸出空气， 加大气体流动性为微生物供氧，促进其最大限度地降解 适用性 不同的菌种可处理不同的污染物质 适用于挥发/半挥发性、含卤和非卤和 多环芳烃等有机污染物 适于无机污染物、腐蚀性和爆炸性污 染物
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土壤生物修复的特点
污染土壤生物修复技术的特点:与物理、化学修复 污染土壤技术相比，它具有成本低，不破坏植物 生长所需要的土壤环境，环境安全，无二次污染， 处理效果好，操作简单、费用低廉等特点，是一 种新型的环境友好替代技术。
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1 2
生物修复过程的评价 异位微生物修复
3
原位微生物修复
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7.4.1.2 细菌总数
细菌种群测定的第一步是采样。原则上，最好的样品包 括团体基质(土壤和支撑地下水的岩石)及与之相连的孔 隙水 。 细菌种群测定的第二步是细菌总数分析。
a.微生物直接计数法 微生物直接计数法是一种传统技术，是通过用普通 显微镜观察样品进行细菌计数。 b.INT活性试验法 INT活性试验法可以通过鉴定电子迁移中的细菌活性 的方法增强直接的显微镜计数。