原位生態修復技術

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原位生態修復技術范文第1篇

關鍵詞：衛津河 生態治理 底泥控制 生態修復技術

中圖分類號：X522 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0128-02

衛津河是天津市的一條主要的二級景觀河道。衛津河北起天津市海光寺泵站，向南流經和平區、南開區，后轉向東南方流經河西區、西青區，至津南區南洋鄉趙北莊注入海河，全長22.6 km。隨著社會的快速發展，大量的企業廢水、城市生活污水不斷排入河中，造成水體污染嚴重。其中衛津河在師北里小區至八里臺立交橋段約2 km的河道污染最為嚴重。該河段位于南開區衛津路旁，毗鄰著名學府南開大學與天津大學，處于經濟發達、人口稠密地帶。該河段每年夏季氣溫升高時有濃烈的惡臭味，水深偏黑，環境惡劣，亟待整治。

1 衛津河（師北里小區至八里臺立交橋）段現狀

衛津河污染嚴重河段長1.8 km，該河段寬度為15～20m，水深1～2m，河水基本處于靜止狀態。污染嚴重河段的黑臭現象是由于河水是非循環流動的水，屬于河水的盲腸段，加之河底淤泥的影響，水體很容易發臭。衛津河從八里臺流到海光寺附近沒有出口，導致換水不久又發臭。

2 污染原因

2.1 河道水體缺乏循環條件，雨水補給不足

衛津河為天津市內二級景觀河道，日常河道水體流動性小，除雨天排瀝，基本都是處于靜止狀態，屬于封閉水體，水體極易形成缺氧或厭氧環境，導致河道水質惡化，自凈能力下降，正常的水生態系統遭到嚴重破壞。另外，天津位于中緯度歐亞大陸東岸，主要受季風環流的支配，是東亞季風盛行的地區，屬于大陸性氣候。年平均降水量為520～660 mm，河流很少補給雨水，使水體污染物得以濃縮，加重污染。

2.2 河道生態組成失衡，無法構建健康水生態

衛津河出于護堤、景觀等的需要，兩岸均采用水泥護岸，破壞了河岸生物與水生生物的生活環境，固化的水泥護堤隔斷了河道與河畔的水氣交換和循環，切斷了水生態系統與土地處理系統和生物處理系統的聯系，不僅使很多水生植物喪失了生存空間，也使許多微生物和水生動物失去了棲息地，水體自凈能力幾乎喪失。

2.3 河道底泥對水體污染嚴重

底泥是水體的一個重要污染源，其中沉積著大量氮、磷營養鹽以及一些有毒有害物質的污染物。在水體呈弱堿性或堿性、水體底部處于缺氧或厭氧狀態的情況下，這些沉積在底泥中的污染物會從中釋放出來，重新進入水體造成二次污染。

2.4 汛期污水入河，導致河道水體污染

目前市區排水系統存在雨污串接、雨污混接現象，每逢降雨雨污水同時排入河道，造成河水污染。

3 治理措施分析

3.1 人工增氧技術

人工增氧技術是在促進水體流動的同時，增加水體中的溶解氧，為微生物活動提供充足氧源，強化微生物對水體的凈化效果。

3.1.1 河道曝氣技術

該技術是針對河道形成的缺氧環境，采用人工向水體中充入空氣（或氧氣），強化水體復氧，以提高水體的溶解氧含量，恢復和增強水體中好氧微生物的活力，使水體中的污染物得以降解，從而改善河道水質。主要方式有自然跌水曝氣和人工機械曝氣。

3.1.2 提水曝氣技術

該技術是通過提水裝置將水體拋向空中，使水體與空氣直接接觸，快速復氧。同時，落水對水面的沖擊的造浪作用也可以增加復氧的速度，并具有很好的景觀效果。

3.2 水體原位生態修復技術

此技術是采用人工措施利用植物、微生物的生命活動，對水中污染物進行降解或轉化成無害物質的水體凈化技術。

3.2.1 生物浮床技術

該技術是通過植物根系的吸附和吸收作用，富集水中的氮、磷等元素，降解、富集其他有害無毒污染物，并以收獲植物體的形式將其轉移出水體，從而達到治理水體的目的。

3.2.2 人工沉床技術

該技術是利用人工的模塊化沉水載體和基質栽植大型水生植物，對污染水體和破損生態進行原位修復的一種生物-生態水體修復技術。

3.2.3 濕地生態工程或人工濕地

該技術是一種浮水、沉水、挺水植物的不同種類的結合，用人工建造、控制模擬自然濕地的人工生態系統。他利用生態系統中物理、化學和生物的協同作用來實現對污水的凈化，具有凈化效果好、可持續性強、氮磷去除率高、運營成本低、生物安全性和生態環境效益顯著等特點。

3.2.4 人工水草治理技術

該技術是用具有耐污、耐腐蝕、彈性、韌性和柔性很強的材料仿照河流生態系統中的水草設計而成的仿生水草填料，以河道中原有的天然生物菌群作為種源，在其表面經過生物的自然富集形成生物膜，通過微生物的生命活動從而降解水中有機污染物和去除氮磷等營養物質，對水中懸浮物也有很好的去除效果。

3.3 底泥污染控制技術

湖泊底泥污染底泥控制技術主要有原位處理技術和異地處理技術兩類。原位處理技術是將污染底泥留在原處，采取措施阻止底泥污染物進入水體，即切斷內污染源的污染途徑；異位處理技術是將污染底泥挖掘出來運輸到其他地方后再進行處理，即將水體的內污染源轉移走，以防止污染水體。其中，原位處理技術主要包括物理、化學以及生物等處理方法。異地處理技術主要是污染底泥疏浚技術。

3.3.1 底泥易位處理方法

底泥易位處理法即環保疏浚的方法，該方法是目前底泥處理的最主要方法，該技術的核心內容是利用專用疏挖設備有效清除湖泊水庫的污染底泥，并通過管道將污染底泥輸送至堆場進行安全處置。目前隨著國內城市的快速發展，城市河道的清淤治理工作普遍展開。如天津的大沽排污河、北塘排污河均采用了大規模疏浚的方式處理底泥。

底泥易位處理方法能夠比較徹底的清除底泥，并且增加庫容，徹底清除內源污染并進行異地處置，效果好，技術較為成熟。但是在進行異地處理底泥的過程中，容易出現環境污染問題，主要表現在底泥異地堆放與處置，需長期監測；較難清除細顆粒帶來的二次污染；隨污染底泥帶走底棲生物；疏浚過程中排放臭氣，對周圍環境有不利影響。因此，在河湖治理過程中，是否需要對底泥進行疏浚，如何疏浚，以及大量重污染的疏浚底泥如何處理處置等都是河湖治理的重要問題。為了避免易位處理方法帶來的弊端，可以采用底泥原位處理方法。

3.3.2 底泥原位物理處理方法

底泥原位物理處理方法主要是底泥遮蔽技術，是在污染的底泥上放置一層或多層覆蓋物，使污染底泥與水體隔離，防止底泥污染物向水體遷移。采用的覆蓋物主要有未污染的底泥、沙、礫石或一些復雜的人造地基材料等。實踐證明，底泥遮蔽技術能夠有效地阻止底泥中的有害物質進入水體二次污染，對水體有明顯的改善作用。但是底泥遮蔽技術存在工程量大，適用性差，施工技術難度高，施工不當容易造成水質污染。另外，采用這種技術處理底泥，底泥并沒有離開河道或進行化學變化，采取遮蔽后，庫容不但不能增大，反而會造成庫容的減小，且隔離效果的持久性與遮蔽物的持久性密切相關。該技術在淺水水體尤其是淺水湖泊中不太適宜使用。

3.3.3 底泥原位化學處理方法

原位化學處理通常是向受污染沉積物中投加媒制劑或化學藥劑等，以啟動或強化微生物對污染物的生物降解作用。在該過程中，微生物作用和化學作用對污染物的去除過程很難區分開來，兩者往往同時發生。一般情況下，投加的化學藥劑會與污染物發生化學反應，改變原有污染物的性狀，為后續的微生物降解作用提供有利條件。根據投加藥劑作用的不同，可將原位處理技術分為原位氧化處理技術和原位還原處理技術。

3.3.4 底泥原位生物處理方法

生物修復技術即利用生物（植物、微生物或原生動物）的生命代謝活動減少存在于環境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害化，從而使被污染的環境能夠部分或者完全恢復到原始狀態的過程。主要有植物修復技術和微生物修復技術兩種方法植物修復技術是一種廣泛應用于環境污染領域的治理方法，主要利用植物或植物根系區微生物的吸收、代謝以降低或消除污染物毒性。植物主要通過三種機理去除環境中的有機污染物：植物直接吸收有機污染物；植物根系釋放分泌物和酶；植物和根系區微生物的聯合作用。

微生物修復技術是利用天然的或經馴化的微生物通過氧化、還原、水解作用等將有機污染物降解成CO2和H2，或轉化成其他無害物質。采用人工馴化、固定化微生物和轉基因工程菌能夠成功降解底泥中的有機污染物。

4 結語

城市景觀河道污染問題是影響城市環境、居民生活質量的大問題，因此必須予以高度重視。本文以衛津河污染河道生態治理工作為背景，詳細描述了河道污染的主要原因，本根據這些原因，有針對性的介紹了人工增氧技術、水體原位生態修復技術以及底泥污染控制技術等多項措施，能對不同情況下的污染物質起到針對性較強的治理作用，同時也為其他城市污染河道治理工作提供了可行方案，具有一定的推廣作用。

參考文獻

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原位生態修復技術范文第2篇

【關鍵詞】土壤修復；風險評估；設計原則

一、遼寧省實施生態修復的意義

遼寧省已正式被列為全國生態省建設試點，為了建設生態省，遼寧省已制定了《遼寧生態省建設規劃綱要》，將遼寧省生態省建設規劃期限定為20年，分為起步、整體推進、完善提高3個階段。《綱要》提出，到2025年，遼寧省將基本建設成為經濟發達、生活富裕、環境優美、文化繁榮、社會和諧的生態省。其根本目的是要以保護環境優化經濟社會發展，著力建設資源節約型和環境友好型社會，推動區域走上生產發展、生活富裕、生態良好之路，為子孫后代留下良好的生存和發展空間。

遼寧土地生態環境問題主要體現：農田土壤因多種污染源受到污染，工業企業搬遷及固體廢棄物堆放造成遺留污染廢棄地；礦山及基礎工程建設造成土地生態破壞；因自然、經濟及人為因素形成生態脆弱區。煤礦和鐵礦，采礦、地表剝離、礦渣、煤矸石等占用大量土地。

二、生態修復技術及管理現狀

1.土地生態修復技術現狀

生態修復目前還是一個比較年輕的研究領域，它既包括污染環境的生態修復，也包括非污染環境的生態系統的修復，即通過生態系統自組織和自調節能力，修復遭到破壞的生態環境。生態修復具有多學科交叉的特點，需要生態學、物理學、化學、植物學、微生物學、分子生物學栽培學和環境工程學等多學科的參與。生態修復技術還運用遙感影像數據（衛星影像，航片），結合區域綠地、土壤、氣象資料，以及規劃區域的建設歷史和未來發展規劃進行詳細調查，注重社會、經濟、文化、景觀等全方位的生態化。針對于污染土地的修復，又主要包括兩個方面的內容，即對污染農田土壤的修復和針對工業企業搬遷及固體廢棄物堆放造成遺留污染廢棄地的修復。對于非污染環境的生態修復，則包括對礦區、重要基礎工程建設等造成的生態破壞區和處于農牧交錯帶的生態脆弱區進行的生態修復。對于污染土地、生態破壞區和生態脆弱區的生態修復，各國對修復和管理具有特定的規范、方法與程序，雖然在規范的具體內容上有各自的特點，但均涵蓋土地的評價與分析、修復方案與措施及修復實施與管理維護三大部分。

修復區土地評價與分析包括修復區調查、風險評價和修復目標的確定，污染土地調查涉及土地物理條件、污染特性、暴露途徑、受體調查；生態破壞區和生脆弱區調查包括結合區域生態環境狀況、水土流失狀況、土壤保水能力、礦區塌陷、植被情況、土地利用等，風險評價是判斷污染土地風險水平的重要手段和修復目標制定的重要基礎，生態修復的目標有兩種：一是認為將污染或生態破壞環境恢復到接近于它受干擾前的自然狀態的管理和操作過程，即回復到生態先前或歷史上的狀態；另一張是污染或是生態破壞環境的修復要在于消除對任何生物有害的污染，重建適宜人與動物，植物等生存的生態環境，所以無需回到先前的歷史狀態，而是重新建立新的生態環境。

修復技術的選擇是土地修復的核心內容，根據實施的位置分為“原位修復”和“異位修復”。生態修復是在生態學原理的指導下，以生物修復為基礎，利用特異生物對污染物的代謝過程，借助物理修復、化學修復和工程技術措施，通過優化組合，使之達到最佳效果和最低耗費的一種綜合污染環境修復技術。生物修復技術包括：植物修復、動物修復和微生物修復三種類型。物理修復技術包括：物理分離修復技術、土壤蒸氣浸提修復技術、固化/穩定化土壤修復技術、玻璃化修復技術、熱力學修復技術、熱解吸修復技術和低溫冰凍修復技術等。化學修復技術包括：淋洗技術、溶劑浸提技術、化學氧化修復技術、化學還原于還原脫氯修復技術、原位化學反應處理墻修復技術以及電化學修復技術等。在修復技術選擇的基礎上，針對整個污染土地進行技術集成，形成總體修復技術體系，制定修復方案。對于礦區及基礎工程建設造成的生態破壞區，可采用的生態修復技術包括土地整治、安全防護、生態功能重新設計、植被修復等。礦區生態修復技術主要有：露天采場的工業旅游場地開發、固體廢物處置場、恢復為水面等二次開發用地形式的生態修復；露采場邊坡的生態修復，主要包括兩方面內容：一方面是邊坡的排險，消除崩塌和落石隱患，這是治理的基礎，另一方面是植被恢復，充分發揮植被的固土、滯塵、涵水、同化和改善氣候的生態功能；廢石場、尾礦庫的全面整地覆土、穴狀整地、穴內客土、建立植被的生態修復；塌陷區的安全防護措施建設的生態修復；將礦山廢棄的機械、建筑、道路、礦床以及礦產品堆放場等建設成為礦山公園，將礦山廢棄的水域建成礦山人工濕地，將礦山廢棄的平地建設成為居住用地和工業用地，將礦山廢棄的洼地、盆地建設成為養魚場、垂釣園，將礦山廢棄的坡地建設成為林業和畜牧業基地。公路、鐵路、風電、水利工程等基建項目的生態修復技術包括邊坡錨索加固工程、生態護坡工程、植生層修復、植被層修復、水土保持生態修復，具體體現為大型植物坡面建植技術，坡面植被景觀造型技術，厚層基質錨網噴附技術，棉網狀植生帶技術和連續纖維加固噴附技術、還包括了對退化河流、退化綠洲、退化水庫和退化礦區等生態系統的生態修復。修復方案是指導修復工程實施的依據，方案的合理性、系統性直接決定了修復工程能否順利進行和達到預期的修復目標。盡管現在已經有較多完整的生態修復技術，但目前還不能從整體層面上提出適合于解決遼寧省生態環境問題的技術，因此有必要對這些生態修復技術進行集成，以利于遼寧省對生態修復進行規范化管理。

修復工程的實施、管理與維護則是土地生態修復的具體實施階段，主要包括修復工程實施運行、維護和監測、修復效果評價等三方面的內容。修復工程的設計與實施應根據土地條件，按照修復技術方案，明確修復具體過程；修復工程運行、維護與監測貫穿整個修復過程，以確保修復有效性和修復目標的實現；土地生態修復效果評價則是考察修復目標的達到程度與修復工程成敗的重要參數。

2.土地生態修復評價

不同的受污染地，不同礦山不同開發階段，不同的占地類型，生態修復的制約因素、修復目標和重點是不同的。對于污染土地的生態修復，修復后目標污染物應該達到規定指標限值。評價范圍應該與制度的修復方案確定的范圍一致，根據生態修復報告中定樁資料和地理坐標勘察確定修復范圍和深度，核實修復范圍是否符合修復方案的要求。制訂采樣方案應包括采樣介質、采樣區域、采樣點位、采樣深度、采樣數量、檢測指標。應根據目標污染物與目標修復值進行分區采樣，對于異位修復應在原址邊緣和內部進行采樣，對于原位修復主要在修復區內進行采樣。根據生態修復的面積進行污染物目標值比較，小型修復項目可采用逐一比較法，大型生態修復項目可采用t檢驗法評價修復效果。在對污染土地進行物理、化學以及生物修復后，土地再利用前需要根據再利用目的對可能殘留的污染物或修復劑是否會產生生態安全和人類健康問題進行風險評價，可以采用原位觀察法，實驗室模擬觀察法，微宇宙法和現場經驗與推導方面分析如何對修復土地再用進行生態風險評價。

礦山生態修復考核指標也應根據礦山不同開發階段，不同的占地類型，不同的受污染地，分別設立，分別考核。礦山施工期結束后即為生產期，對于整個工程是以投產為標志。對于單個工程以單個工程投產為標志，服務期以單個工程服務期滿為標志，如有的礦山設有二個以上廢石場，在生產初期用一個廢石場，待第一個廢石場服務期滿后再啟用第二個廢石場，以此類推。礦山塌陷地、受污染地也是一定得范圍為標志，所以礦山生態修復應以單個工程和場地為單位考核較為合理。露天采場、廢石場、尾礦庫、塌陷地具有明顯的時空變化特征，在生產期，只有永久邊坡、平臺可以進行生態修復，因此這類場地在生產運行期只能對這部分進行考核，在服務期滿后應對整個場地進行考核。塌陷地是隨時間推移逐步塌陷、逐步穩定的過程，對塌陷地只能對穩定區進行生態修復，在時間上有滯后效應，對于塌陷地一般是對相對穩定區進行生態修復，進行生態修復考核。工業場地、辦公生活區主要是建構筑物，生產期用綠化率來考核，一般按15%計，在服務期滿后，則要看工業場地是否作其他工業用地，如用作其它工業用地，則仍用綠化率考核，如拆除，則用生態修復率考核。道路管線區達到國家關于道路管線綠化要求即可。臨時占地在施工結束后應立即進行生態修復，生態修復率應達到90%以上。

三、污染土壤生態修復工程原則

1.“以人為本”的原則

農田污染土壤修復可以削弱和降低污染土壤中污染物進入食物鏈的風險，從而保障食品品質，降低對人體健康的潛在風險。

2.農業生產最小化原則

農田是農村農民生活保證的根本，因此，污染土壤修復工程應建立在對農業生產影響最小化的基礎上，最優選擇是不影響農業生產活動的同時，實現土壤中污染物的有效去除。

3.成本最低原則

大面積農田的修復需要考慮農田所有制和修復技術特點。對于承包責任制大面積農田，修復過程涉及不同富裕程度家庭，修復周期會影響政府扶助資金數量，因此修復技術所需材料和工程的成本應保持最低化，從而保障農民的積極配合和政府資金投入。

4.土地利用決定原則

污染物修復限值由土地利用形式決定，總體上可以將污染土壤分為自然用地、農業用地、商業/居住用地和工業用地，不同土地利用方式土壤修復限值不同。

5.修復技術無害化原則

農產品直接進入食物鏈，影響生態系統和人群健康。因此，修復過程盡量減少污染物中間代謝產物的二次污染和修復技術本身帶來的污染或對土壤生態系統的破壞問題。

四、污染場地土壤污染現狀分析與評價

采用科學的布點方式對修復場地的污染狀況進行詳細調查和科學評價，掌握場地內土壤污染物的種類與含量及空間分布特征，同時，了解污染場地的地址、水文、氣候和土地用途等情況。

五、污染物健康風險評估

在了解場地污染狀況的基礎上，針對土地農業利用方向，根據暴露途徑和暴露人群特征，結合大氣懸浮顆粒物中污染物狀況，進行健康風險分析，并結合污染物遷移特征進行風險預測。

六、示范區建設和運行、監測及效果評價

根據場地評價與污染土壤修復技術適宜性評價結果，選擇有代表性的土壤污染場地，進行征地及試驗示范區的規劃和建設。

對示范修復的運行效果進行連續綜合監測、生態毒理評價，確定修復運行的最佳參數，并進行運行效果評價。

參考文獻

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原位生態修復技術范文第3篇

摘要：本次研究以城市工業污染作為主題，探討與其相關的污染場地類型及土壤修復技術研究進展問題。首先對我國城市工業污染場地的類型進行了簡要說明，并結合當前幾種土壤修復技術的應用及研究趨勢，對主題展開具體論述。

關鍵詞：城市工業；污染場地；土壤修復；技術研究

1引言

在改革開放政策下，我國經過多年快速發展，經濟地位已經位居世界第二，成為世界級的超級大國；但由于發展速度快、環境治理跟進慢，因此，導致了諸多工業污染問題。從當前城市工業污染場地分析，主要包括重金屬、有機污染物、復合污染三大類型；但在土壤修復技術方面方法已經開始應用多種修復技術，并在嘗試創新發展，以下進行具體說明。

2城市工業污染場簡述

在三大污染類型中，重金屬污染有45種元素（以相對密度在5.0以上為主）；但在土壤重金屬污染方面，主要由8種元素引起，具體是Cd、Cu、As、Ni、Cr、Pb、Hg、Zn。從行業分析，以冶煉、皮革、化學品、鉛蓄電池制造等居多。有機物污染則集中在有機化學物方面，如石油、農藥、多氯聯苯、苯系物等。復合污染中有重金屬-有機復合污染，以及有機物類型內、重金屬類型內的復合污染等。另外，在復合污染中由于污染物之間存在交互作用，也會造成一系列難以預料的環境效應，并給污染治理工作造成極大阻礙與技術挑戰。

3城市污染場地土壤修復技術研究進展分析

目前在應對城市工業污染場地造成的土壤污染問題時，多以污染源分析為主，實施針對性、綜合性的治理措施。從應用與發展層面觀察，土壤修復技術包括淋洗修復、熱處理、土壤氣提、植物修復、固化與穩定技術等。以下從常用的土壤氣提技術、固化與穩定技術、植物修復技術進行具體說明。

3.1土壤氣提技術

土壤氣提技術以物理方法為主，具體是對土壤孔隙實施蒸汽壓的降低，然后，將污染物轉化為蒸汽形式，并通過氣提方法完成污染治理。同時，這種土壤氣提技術的應用能夠以活性炭吸附法、生物處理法完成對土壤的凈化處理，并實現循環利用。從應用情況看，通常以原位土壤、異位土壤、多相浸提三種技術應用為準。在氣提系統下，能夠實現熱空氣，提高輕質石油烴揮發，并使三氯乙烯、四氯乙烯類的有機鹵化物得到有效揮發。以評估效果分析，也能夠達到對非黏質土壤污染物的修復，其修復效果在現階段能夠達到90%。在三種技術應用中，原位與異位土壤氣提技術，針對地下含水層之上的包氣帶效果最好，而后一種技術對于包氣帶、地下含水層均有顯著效果。整體上能夠根據亨利系數進行評估，通常在>0.01的情況下、蒸汽壓>66.66時，均能夠進行有效處理。

3.2植物修復技術

植物修復技術屬于綠色技術，因其成本低、可原位修復、環境美學效應突出而受到好評。一般實踐中以超富集植入、富集植物提取修復為準；其原理即以植物根系達到對污染物的有效控制，減少其擴散，并利用恢復生態功能完成穩定性修復，同時，在植物的代謝功能、轉化功能、吸附功能下，也能夠很好的實現對污染物的降解、過濾，并達到改良土壤的目的。從應用范圍觀察，如重金屬、石油、炸藥、放射性核素、農藥等造成的土壤污染均可。另外，在農田土壤污染物、人工濕地、生物棲息地等治理與建設方面均有顯著效果。在我國的砷、鉛、銅、鎳、鎘、多環芳烴方面已經起到了較好效果。然而，針對超富集植物方面的一些瓶頸，需要進行匹配性的農藝性狀、病蟲害防治等，以此增強植物修復技術的應用效果。

3.3固化-穩定技術

使污染物在污染介質中獲得固化，并處在穩定狀態，可以通過固化-穩定技術完成；如應用固化穩定劑、污染土壤混合達到修復目的。從應用原理分析，它集合了化學-物理-熱力學多種方法實施綜合治理；具體以石灰、瀝青、硅酸鹽水泥等固化穩定劑為準。這種方法的應用適用于原位與異位方面的重金屬污染土壤修復，對有機污染物的土壤修復則效果不明顯。建議在修復過程中需要遵循因地制宜的原則；固化-穩定技術的優勢在于成本低、見效快；其風險主要在于可能性的環境條件影響下，會造成污染物的重新釋放，所以，在應用過程中，必要進行安全性監測評估，提高治理效果。

4展望

目前，我國已經引入諸多研發設備，但關于土壤修復技術的研究技術依然處于初步發展階段。需要增加這個方面的知識產權保護；尤其是在引進設備、技術權限方面，價格昂貴的現狀下，必要從政府投入、企業技術研發方面增加技術扶持。尤其要強化我國在組合技術方面治理水平。比如，在單一修復方法的基礎上，增加對無機-有機復合污染、新老污染物并存方面的污染。另外，應該在環境修復材料研發方面擴大影響，如氧化劑、還原劑、催化劑等方面的新產品研發；政府可以通過加強對生態環境效應的監測、評估；使實際的調查研究結果，能夠與當前城市工業污染場地土壤修復技術發展水平相匹配。需要說明的是，應該按照現階段我國不同地區的污染場地類型、修復技術應用情況，鼓勵更多的民營企業投入到對污染場地的治理技術研發與治理中，提高土壤修復的市場化水平，從多個面向增加修復速度、提高修復效果。

5結束語

通過上文分析可以認識到城市工業污染場地類型比較多樣，修復中的技術應用存在一些瓶頸；但從現階段的土壤修復需求分析，可開發市場潛力巨大。隨著我國公共衛生與生態環保政策的持續推進，未來會在該領域引起重多企業進駐；同時，也會使我國城市工業污染場地修復速度走向快速、持續發展階段。因此，必要借鑒歐美環境治理的一些經驗，并引進相關技術；另一方面，在推動我國土壤修復技術發展的同時，應該大力推動知識產權保護，提高對修復技術創新，促進其向更好的方向發展。

參考文獻：

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原位生態修復技術范文第4篇

關鍵詞：石油污染;植物-微生物修復;降解率

experimental study of microorganism and phyto-remediation for oil contaminated soil in central plains

zhang juan-juan1，2,zhang fa-wang2,chen li2,zhang sheng2, haoyan-zhen1

(1.shijiazhuang university of economics,shijiazhuang 050000,china;

2.institute of hydrogeology and environmental geology,cags,shijiazhuang 050061,china)

abstract: in order to remediate oil contaminated soil in zhongyuan oil field,micro-ecological techniques of optimized in situmicrobial communities and physical chemistry methods combined with plant were used for experimental studies on oil degradation and polluted soil remediation.in this experiment, optimized microbial populations were added into the experimental plots,and soil temperature（keep soil temperature above 25 ℃）,oxygen and other nutriments（control soil n,p,s,k,ca,mg,fe contents according to shares）were adjusted.the results showed that degradation rate can reach about 95% under oil average contents of 2 89825 mg/kg in the contaminated soil after for 99 days,which demonstrated the effectiveness of microorganism and phyto-remediation methods for oil contaminated soil in zhongyuan oil field.in addition it was discussed for feasibility application of the technique.

key words:oil contamination;microorganism and phyto-remediation;degradation rate

隨著經濟的快速發展，人們對石油的生產與消耗量不斷增加。在石油勘探、開采、運輸與加工等過程中由于操作不慎或偶然事故使相當量石油進入環境，導致土壤污染負荷日益加重［1-2］。如：80%以上的落地原油被截留在50 cm以上的表層土壤中［1］，逐漸積累導致土壤結構的破壞，影響土壤通透性，并對農作物的生長和發育造成很大的負面影響［2］。土壤石油污染的防治研究工作已受到人們的重視。如今已成立了一個全球土壤修復網絡,包括北美、拉丁美洲、澳大利亞、非洲、亞洲和歐洲6個區域中心,其核心任務就是利用植物- 微生物系統原位治理污染環境,也就是植物修復( phytoremediation)［3-5］。

純微生物方法修復緩慢，需要時間較長，往往與植物方法聯合修復，輔以物理、化學方法，以微觀效應改變宏觀環境，即為微生物修復技術。該技術具有操作簡單，費用低廉，場地適應性強，無二次污染等特點,有廣闊的應用前景［6-7］。本文是在以往室內修復實驗的基礎上，將植物與微生物的方法聯合起來，開展微生物技術修復中原油田石油污染土壤的研究，以期為石油污染土壤的生物修復提供科學依據。

1 試驗區背景

試驗場地位于中原油田濮陽市胡狀鄉原油嚴重污染的土地，土壤巖性為土黃色粉土土壤，土中含有少量2～10 mm的小礫石或小姜石，土壤濕容重172 g/cm3；自然含水量163%；ph為74；含鹽量為1 243～18 650 mg/kg，表層土壤本底石油含量7677～5 0288 mg/kg,平均 2 89825 mg/kg。土壤下部25～50 cm，石油含量3136 mg/kg；ph為85；含鹽量1 243 mg/kg。

2 試驗材料和方法

① 菌劑及來源。試驗菌劑，假單胞菌屬（pseudomonas）、微球菌屬（micrococcus）、放線菌屬（actinomayces）、真菌（fungus）類的霉菌（mold）青霉屬（penicillium）、毛霉（mucor）、曲霉屬（aspergillus）等菌群，均為試驗區油污土壤中篩選分離出的高效石油降解菌。將這些降解菌放大培養5～8 d后，測試菌液中含菌量為1011～1015個/ml，在修復工作前將培養好的菌液制劑存放于刷洗干凈的25 l的6個塑料桶中。

② 配制營養液。mgso.4、nh.4no.3、cacl.2、fecl.3、kh.2po.4、k.2hpo.4。

③ 所需植物。根據劉繼朝等人［8］在試驗區所做的石油污染土壤修復試驗效果，確定苜蓿作為本次修復植物。

④ 添加劑。麥糠麥秸、尿素和復合肥

⑤ 實驗儀器： qzd-1型電磁振蕩器、kq218超聲波清洗器、生物恒溫培養箱、高速離心機、高壓蒸汽滅菌器、無菌實驗室、生化培養箱、hz150l恒溫搖床培養箱、奧林巴斯生物顯微鏡、752n紫外可見光柵分光光度計、電熱干燥箱及各種化學分析用玻璃儀器。

⑥ 分析方法。石油、no.3-測定：為紫外分光光度法；nh.4+ 測定：為納氏試劑比色法；ph： 用phb-3型ph 計；tds： 用ddb-303a 型電導率儀換算得出。土壤微生物細菌培養用《土壤微生物研究法》［9］，和參考文獻［10-12］介紹的方法，細菌初步鑒定用《常見細菌系統鑒定手冊》［13］中的方法。微生物鑒定：細菌按《一般細菌常用鑒定方法》［14］，真菌按《常見與常用真菌》［15］，放線菌按《鏈霉菌鑒定手冊》［16］進行鑒定。

3 試驗步驟

3.1 石油降解菌的分離與優選

自然界的物質循環微生物細菌的生化作用是非常重要的一環，碳的循環也不例外。許多細菌就是碳循環的主要驅動因子之一，機理就是在細菌的作用下，將碳氫化合物降解為co.2和h.2o的整個過程，也是自然界對石油污染的自凈功能的生態效應，對土壤和地下水環境保護具有一定的實際意義。據此用細菌的選擇性培養基和富集培養基，對中原油田濮陽徐鎮鎮一廢棄采油井石油殘留污染土壤的樣品進行菌種、菌群的培養分離，選擇優化出實驗用降解土壤殘油的菌種、菌群。本次試驗選擇優化出的細菌初步鑒定主要為：假單胞菌屬、微球菌屬、放線菌屬、真菌類（毛霉、曲霉）等等菌群。

3.2 試驗步驟

第一步，將待修復的場地經過拖拉機2次翻耕，3次旋耕，并平整；第二步，按10 500 kg/hm2，將準備好的麥糠麥秸均勻的撒到土壤表層，將尿素和硝酸磷鉀復合肥均勻撒到修復土壤表層（尿素750 kg/hm2、硝酸磷鉀復合肥375 kg/hm2），用拖拉機進行旋耕，深度盡量控制在25 cm左右；第三步，將配置好的菌劑用噴霧器按750 l/hm2均勻的噴灑在試驗區（0.027 hm2）；第四步，按每畝750 l/hm2將配置好的營養液，用噴霧器均勻的噴灑在試驗區；第五步，利用拖拉機反復旋耕，翻耕深度盡量控制在25 cm左右，使得修復土壤與麥糠麥秸、化肥、菌液和營養液混合均勻；第六步，將準備好的苜蓿籽播種在試驗區；第七步，定期取樣，測試修復土壤中石油含量、ph、含水量、土壤易溶鹽、nh.4+ 、no.3-，取樣方法采用同一深度的梅花狀5分法，即在試驗區內的東西南北中方位的同一深度各取同樣量的土壤樣，混合均勻后再行測試。

4 試驗結果與討論

4.1 修復土壤中菌群分布狀況

在修復后第99 d分析試驗區土壤微生物數量分布，結果見表1。

table 1 distribution of microbes numbers in soils samples after 99 days

試驗前7.1×1053.6×1037.6×1052.8×1031.8×1041.8×102

試驗后4.7×1085.5×1072.6×1071.6×1052.9×1055.2×103 由表1看出，修復后比修復前的嗜油菌高，其原因在于撒入的菌液含有大量的嗜油菌，且修復土壤中經過一段馴化能產生代謝污染物的能力,使原本不能夠轉化或轉化非常慢的污染物被代謝降解,微生物的這種適應性促使嗜油菌數量增加［17］。

4.2 修復土壤中石油的去除率

分別在播種的第0 d(當天)、3 d、10 d、18 d、28 d、36 d、44 d、76 d和99 d取土壤樣品測試，結果見表2。

table 2 results of oil contents and removal rate with time in the soils of plot

試驗天數/d0310182836447699

石油含量/(mg·kg-1)2 898.2560.38155.0118.9848.2467.5648.63113.318.36

去除率（%）097.9294.6595.8998.3497.6798.3296.0999.37 由表2可知，第3 d降解率就達到了97%，這是由于加入的營養液、化肥、麥糠麥秸以及翻耕等綜合作用，為原有土壤中的微生物提供了營養物質和氧氣，激化了原有土壤中微生物對其中的石油的降解作用，修復至99 d時降解率達9937%，說明植物對污油土壤起到修復作用，這是因為苜蓿草中有根瘤，能為根部提供氮素營養可增加土壤細菌的活性，從而增加了其降解率。

4.3 修復過程對下層土壤的影響

修復第99 d，對試驗區下部土壤50 cm深度處取樣測試石油含量、易溶鹽、nh.4+ 、no.3-、cl-含量，結果見表3。

table 3 oil contents,contents of soluble salt,nh.4+ and no.3-in plot after experiments

mg/kg污染物石油易溶鹽nh.4+no.3-

修復前（對照）313.61 2439.1831.23

修復后700.061 190350.045.17 由表3可見試驗區下部土壤石油含量有明顯的增加，其他對照試驗區像黑麥草試驗區、黑麥草和苜蓿混合試驗區中石油含量和初始相同深度土壤殘油含量變化都不大，可能是取樣時取到了石油團塊，從而反映出土壤中石油的不均勻性；易溶鹽、no.3-含量也可看出變化不是很大，也就是說no.3-氮、磷等易溶鹽營養物質只有極小部分隨水而進入下部土層。但是nh.4+的含量增高較大，有可能是種植苜蓿草的固氮作用，使加入的大量化肥進入下部。該結果為今后此類修復工作對營養物質的要求和添加方法具有重要的意義。

4.4 植物-微生物修復技術的控制因素

植物-微生物修復技術是利用原位土著微生物菌群，輔以物理和化學方法與苜蓿相結合的，應用該技術的關鍵是優化的微生物和地質環境的相互結合、相互依存、相互控制和調控。控制因素主要有溫度、水、氧氣、營養元素、地質環境的改善等等，該技術可用于環境的原位治理與保護，提高元素的轉化，降解有毒、有害物質，以促進營養物質更易被生物所吸收。

4.4.1 土壤溫度的調控

溫度是影響微生物生長與存活重要因素之一，微生物的活動強度、生化作用都與此相關。溫度的過高或過低都可抑制生長或導致微生物死亡，環境中的微生物均在一定的溫度范圍內生存，溫度的適中可使細菌細胞中的生物化學反應速率加快。試驗區強化的微生物菌群大多為中溫微生物（13 ℃～45 ℃）， 25 ℃～38 ℃為最適生長溫度。通過測試修復階段地表的最高和最低溫度顯示，該地區地表最高溫度在7月至9月大多為35 ℃以上，最低溫度均大于20 ℃，晝夜溫差不大。因此不用調控試驗區土壤溫度，修復效果也是很好的。但是如在其它季節就需要采取措施增溫保溫等。通過此次修復過程，也可得出在該地區開展微生態修復技術的最佳溫度時期應在每年的6月下旬-9月中旬，使土壤溫度保持在25 ℃以上，能保證微生物細菌的活力和繁殖力。

4.4.2 土壤中氧的調控

氧的供應成為微生物細菌降解有機物過程的重要調控因子之一。環境條件的調控包括氧氣的供給，供氧量的多少能影響微生物細胞內許多酶的活性和細胞的呼吸作用，控制著微生物的生長和對有機物的降解能力。本次修復主要從4個方面對土壤氧的供給進行了調控，首先是充分翻耕試驗土壤層，使其充分與大氣混合。其次是保證試驗土壤具有一定的含水量，使含水量保持在20%左右，水中提供的氧。另外，試驗區土壤中添加了麥糠麥秸，該類添加劑不僅廉價易取，并能為土壤補充營養素，而且對修復層土壤進行了改良增大了蓬松性和通透性，使空氣中的氧容易進入。加入的含氧營養元素k.2hpo.4、kh.2po.4、mgso.4·7h.2o、nh.4no.3、no.3-等也提供了大量的氧。上述調控措施為微生物降解土壤中的石油提供了充分的氧源。保證了微生物細菌在降解土壤中石油所需要的氧氣。

4.4.3 營養元素的供給

營養元素是參與微生物細胞組成、構成酶的活性成分、物質運輸系統以及提供生理活動所需的能量。微生物細胞的組成主要元素是c、h、o、n、p等等，其中c、h來自有機物如石油污染物。氧來自水和空氣及其他調控的氧源。而氮和磷及s、k、ca、mg、fe微量元素等等作為營養物質需要進行補充和調控。因此，利用配置的營養液對試驗區土壤進行了n、p、s、k、ca、mg、fe等元素的補充和調控；同時，尿素和復合肥中也含有所需的大量營養元素，以及添加的麥糠麥秸也補充其他生物素和營養鹽。

5 結論

通過對石油開采區輸油管線爆裂油層高鹽水和原油嚴重污染的土壤的原位微生物與苜蓿草共同修復技術方法的實施應用，利用強化原位微生物菌群和種植苜蓿草輔以物理和化學方法與土壤環境相結合的生物生態技術，對修復區進行了土壤溫度、水、氧氣、營養元素、地質環境因素等等的調控，對土壤中殘油的降解與修復實施，修復結果顯示，土壤中修復初期平均石油含量在2 89825 mg/kg時，經過99 d的原位微生物修復，土壤中石油含量降解可達95 %以上。驗證了微生物細菌與苜蓿草共同修復技術在中原油田土壤石油污染修復的有效性,探索了推廣應用的可行性；并得出了該地區利用微生物生態修復技術的最佳時期應在每年的在6月-9月，通過調控可使溫度在25 ℃以上；驗證了本次試驗調控添加的營養元素和土壤環境的改善是比較適度的，方法是可行的。但用于野外大面積修復還有待完善。它不僅可以在原位有效地修復土壤、包氣帶和阻控地下水的石油污染，而且還可以增加土壤的肥力改善土壤環境，尚無負面作用，對修復污染的土壤和農作物增產都具有重要意義，也是從根本上修復和治理土壤石油大面積污染的有效方法之一。

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原位生態修復技術范文第5篇

關鍵詞：矸石山　土壤復墾　生物修復

煤矸石是我國煤礦區最主要的固體廢棄物，占據大量土地［1］。統計顯示，我國煤矸石山約有1，500座，占地面積超過1.33萬hm2，每年新增占地300―400　hm2　［2］。矸石山不但污染環境，而且容易誘發地質災害［3］，對居民財產與生命安全構成極大威脅。重建和恢復退化生態系統，是矸石山復墾的關鍵［4］。矸石山植被立地條件較差［5］，運用生物技術治理矸石山，不僅費用低，而且具有可觀的經濟，社會和生態效益。本文對生物修復技術在矸石山復墾中的應用研究動態，矸石山復墾的限制因子，矸石山生物修復的概念與機理、技術特點與分類、存在的問題與展望等進行了探討。

1.　矸石山復墾的限制因子

矸石山風化層熟化程度是復墾成功與否的關鍵。其限制因子包括風化層厚度，表層風化物的水分狀況、養分狀況、鹽分、　pH、溫度、重金屬含量等［6］。風化層厚度是影響表層矸石風化物質地、孔隙、水分等的決定性因素。風化層薄、孔隙多、持水性差，水分往往是矸石山植物生長的主要限制因子。風化層養分缺乏，N、P、K和有機質含量極低是復墾失敗的重要原因。風化層往往呈堿性，局部呈酸性，不利于植物的生存。風化層含鹽量極高，在局部半干旱地區水溶性總鹽量達到1.2g/kg以上，極大限制了植物的生存。矸石山溫度極高，夏日局部可達50度以上，灼傷植物根系，導致植物死亡。土壤重金屬含量較高，使很多植物無法存活。另外，風化層土壤動物和微生物極少，無法完成土壤熟化的自然演替過程。

2.　矸石山生物修復的概念與機理

概念：利用矸石山土壤中原有的或引入的功能生物體，包括植物、動物和微生物，單獨地或聯合地吸收、降解或轉化土壤中的污染物，使污染物的濃度降低到可接受的水平或將污染物轉化成無害物質，并恢復土壤功能的過程或技術。

機理：利用植物、動物和微生物等修復技術轉移、吸收、降解或轉化矸石山場地中的污染物，或阻斷污染物對受體的暴露途徑，使污染物穩定化、低毒化或無害化，使污染物對暴露人群的健康風險控制在可接受水平，從而恢復污染矸石山土壤使用功能，保證開發利用的安全性。

3.　矸石生物修復技術特點與分類

特點：矸石山生物修復可現場進行，減少了人體直接接觸污染物的機會；常以原位方式進行，對污染位點的干擾或破壞達到最小；可永久性地消除污染物，無二次污染隱患；降解過程迅速，費用低，只是傳統物理、化學修復費用的30％―50％；可與其他處理技術結合使用，處理復合污染。

分類：按照處理地點可分為原位生物修復和異位生物修復。按照應用生物種類分為植物、動物和微生物修復。植物修復技術應用較為廣泛，包括植物提取，植物揮發，植物過濾和植物鈍化。根據污染物種類，分為有機污染、重金屬污染和放射性污染修復技術。

4.　生物修復技術在矸石山復墾中的應用研究動態

趙廣東等［7］發現植物措施配合生物肥料，菌劑和保水劑能明顯提高煤矸石山肥力。魏忠義等［8］發現林灌種植改善了矸石山保水特性和表層風化物的酸度，提高了表層風化深度和風化物顆粒組成。王麗艷等［9］證實種植植被可使矸石山土壤容重，土壤持水量和孔隙度明顯改善。胡振琪［10］認為采取適當的配土和配肥技術可以極大提高矸石山綠化植物成活率。馮鳳玲等［11］研究發現蚯蚓能提高植物生物量和土壤重金屬生物有效性。李建華［12］研究表明雙接種VA菌根真菌和根瘤菌能顯著提高三葉草的根瘤數量、鮮重和固氮酶的活性。

Robert　R.　D.等［13］研究認為至少積累750kg/hm2的包括煤矸石在內的煤礦廢棄物，才能保證在上面正常生長的植物不依賴外部氮源供給。Heribert［14］研究發現土壤熟化的關鍵是快速改善和增加土壤的生物活性。Peter　S.［15］研究表明向紫砂頁巖土壤中添加氮磷鉀肥料和秸稈還田，可以極大增加土壤肥力，提高土壤的熟化速度。

5.　問題與展望

問題：單獨使用生物方法，效率較低，交叉學科技術引入較少；能修復多種污染物或適合多種污染環境的土壤改良材料或生物研究不足；植物根系與根際礦物質及其他污染物的作用機制不明確；異域引入復墾先鋒植物，可能對當地生態環境帶來災難；經濟效益不明顯，社會資金傾斜度不高。

展望：增強學科交叉技術發展與運用；加強微生物、植物、動物聯合修復技術在矸石山生態復墾中的應用研究；加快矸石山土壤改良生理生化及分子生物學機制研究；加快目標植物篩選和相關數據庫的建立；發展適合大規模應用的低成本的矸石山生物修復技術；加強矸石山生態復墾環境安全性評價研究。

參考文獻

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