土壤修复技术在土地工程中的应用研究

贾东立

摘 要：污染土壤的生物净化可分为植物处理，动物处理和微生物处理。植物修复和动物处理主要用于修复土壤中的重金属污染，微生物处理主要用于回收土壤中的有机污染物。污染物的物理、化学性质，高度可降解菌株的检测，转基因细菌的发展以及向土壤中添加营养素等都影响微生物修复的有效性。

關键词：生物技术;土壤污染;土壤防治

土壤是植物生存的基础。为了拥有健康的土壤来种植优质农产品，必须充分考虑土壤微生物，有机物，矿物质，水和空气。根据植物所需的微量元素和养分，将养分施用到土壤中，以改善土壤中聚集体的结构，增强微生物的多样性并提高土壤肥力。在进行土壤修复和改良时，工作人员应更仔细地考虑土壤结构和生态修复，并认真调查和分析土壤的特性和环境，以提高修复效果。因此，在土壤改良过程中，必须通过适应当地条件，综合策略和综合管理来保持总体平衡。目前，生物技术是一种更好地土壤处理方法，包括植物处理，动物处理和微生物处理。

一、植物修复技术

植物修复技术包括切割茎和叶，从土壤中去除重金属，以及在重金属被吸收到高浓度植物的根部后将其存储在土壤中。超浓缩植物具有三个特征。首先，重金属的提取量是普通植物的100倍以上。第二个原因是植物地下部分的重金属含量大于植物根部。第三是植物本身对重金属有一定的抵抗力，不会中毒。超浓缩植物可以吸收铬（Cr），钴（Co），镍（Ni），铜（Cu），铅（Pb），吸收量大于1.0g/kg，以及锰（Mn），锌（Zn），最多可以吸收10.0g/kg或更多，吸收镉（Cd），吸收超过100.0mg/kg。通常，先前积累的植物吸收的重金属量大于根部吸收的量，即，转移系数（吸收量/根吸收量以上）大于1.0，且浓度系数大于1.0，因此重金属修复了污染的土壤。当前，全世界的学者已经发现了500多种超浓缩植物，但是70%以上是超浓缩的“镍（Ni）”植物。数据显示，这些超浓缩植物，特别是在中国种植的植物，在处理中国重金属污染的土壤方面具有非常重要的科学价值。植物修复的优点是成本低，二次污染小，这是改善农田土壤的最有前途的方法之一。另外，土壤修复一个重要的发展方向是检测富含多种金属并且可以快速生长，高生物量和广泛应用的新型超富集植物。今天，高浓度植物的收获后处置主要包括焚化，压缩填充，堆肥，热解，灰分和液体提取。回收站主要用作废物或有害物质的存在，诸如土地占用，高昂的处置成本和渗滤液污染的风险。因此，消除丰富的生物也是植物处理技术发展中的重要问题。

二、动物修复技术

土壤动物是指生活在土壤中并对土壤结构具有特定作用的动物。土壤动物包括各种物种，常见的土壤动物包括泥土，蚂蚁，老鼠和蜘蛛。用于土壤生物的生物净化技术，通过其自身的生命活动，可以分解，消化和浓缩土壤污染物，以减少或消除污染物。尤其是，土壤动物会机械粉碎并分解土壤中的有机污染物，它们分泌肠液并通过肠排泄，通过分解污染物或将其转化为土壤微生物来减少或消除污染物的浓度。一些土壤动物具有丰富和丰富重金属土壤的能力。使用植物浓缩重金属会消耗土壤肥力，而使用土壤动物浓缩重金属会增加土壤肥力。

三、微生物修复

（一）微生物分解技术在处理废水中有机污染物上的应用

微生物分解技术处理应用已有几十年的历史，并且我国也有意将微生物分解技术大规模应用于污染土壤的处理。在美国，日本和欧洲等发达国家，微生物修复技术的研究已经进行了多年，也有很多使用微生物修复技术从海外土壤中去除油和其他有机污染物的例子。美国犹他州在田间被空气动力油和土壤污染的土壤进行了生物降解，首先在受污染的区域提供养分，并添加8%～12%的N和P等养分以通风，以促进空气流通和增加氧气供应。其次，应用和修复实验：耕种方法，大规模挖掘，强制通风，添加了2%～40%的土壤，并包含添加剂，例如油和其他微生物营养素，例如氮，磷，锯末等。韩国还对有机污染环境的生物修复进行了许多基础研究。袁红丽等潘学芳等研究了微生物分解前后石油中以及细胞内外碳氢化合物的变化，发现了不进行修饰的细胞转运。

（二）微生物处理受污染土壤

微生物处理技术具有一定的局限性，尽管它被环境科学界广泛接受并认为很有希望，但它有其自身的局限性，主要存在五个方面：

1.微生物不能分解所有进入环境的污染物。耐火性质，不溶性以及与土壤腐殖质或土壤的结合常常使生物再生成为不可能。微生物通常是无用的，尤其是对于重金属及其化合物。

2.微生物处理应用需要对污染区域和污染物的存在进行详细检查，例如，在一些低渗透性的土壤中，注水井可能是由于这些土壤或细菌过度生长所致。

3.某些微生物仅降解某些类型的化学物质，并且状态稍有改变的化合物可能不会被相同的微生物酶破坏。

（三）微生物修复发展趋势

利用微生物来处理污染土壤的当前研究方向主要集中在以下几个方面：高效降解菌株的筛选和基本工程菌的开发;营养补充;待分解物体的物理和化学性质。

1.细菌的高效分解菌株筛选，基因工程开发土生微生物广泛存在于土壤中，但土生微生物是由于生长缓慢，代谢活性低或存在污染物引起的。减少导致降解污染物的能力降低，有时需要接种能降解污染土壤中污染物的高效细菌，从而缩短修复时间。例如，在实验室条件下，在30℃下每克土壤接种106种PCP降解细菌可以将PCP的半周期从2周缩短至1min。近来，通过生物基因工程研究和构建高效的基因工程细菌引起了广泛的兴趣。具体技术包括用多个质粒构建新菌株，可降解质粒DNA的体外重组，质粒分子育种和原生质体融合技术。使用这些技术，可以将多个降解基因转移到同一微生物中，以提供广泛的降解功能。例如，如果将假单胞菌降解基因Peseudomonasputida降解基因转移到另一种微生物，则接收细菌还可以在0℃分解甲苯。这比简单地接种某些微生物更有效，因此很难且不一定成功地适应外部环境。利用基因工程进一步改善微生物的分解產生了良好的结果，但是在美国，日本和大多数其他国家，目前对芽孢杆菌的实际应用有严格的立法限制。

从科学的角度来看，是否应将微生物应用于环境的决定应主要基于微生物而不是如何获得微生物的生物学特性（例如致病性），并且在过于严格的法律和法规中是不合理的。实际的披露将阻碍现代环境微生物技术在防污中的推广和应用，处理环境污染时要改善生态环境，造福人类。

四、结束语

总而言之，土壤的修复并不是一时之间就能够完成的事情。为了提高土壤修复的成果，相干人员必须采取相关的措施，进行综合治理。

参考文献：

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[2]杨兆雪.生物炭和堆肥联合修复洞庭湖重金属污染湿地土壤研究[D].湖南大学，2018.

[3]吕坤.重金属污染土壤修复的二次污染与防治[J].科技风，2019（22）：131.