原位生物修复技术
原位生物修复技术范文第1篇
关键词：土壤污染；类型；修复
土壤污染是指人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。主要污染物质包括农业生产中使用的化肥、农药，城市周边工业释放的有机物、重金属、放射性物质、病原菌等。特别是在近年来，对着经济发展与城市化的加速，工矿企业导致的场地污染严重，使土壤遭受到严重的有机物污染和重金属污染，没有处理的污染场地将是定时炸弹，可能对国家可持续发展造成巨大影响，因此必须对土壤污染进行妥善修复，促进社会、经济、环境的可持续发展。
1土壤污染类型
1.1重金属污染？
采矿、冶金和化工等工业排放的三废、汽车尾气以及农药和化肥的使用都是土壤重金属的重要来源。按生物化学性质土壤中的重金属可以分为两类：第一类，对作物以及人体有害的元素，如汞、镉、铅及类金属砷等，因此，必须减少这些元素的含量使其不超过环境的容量；第二类，常量下对作物和人体有益而过量时出现危险的元素，如铜、锌、铬、锰及类金属硒等，应控制其含量，使其有益作物生长和人体健康。
1.2石油污染
石油污染是指在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中原油和各种石油制品进入环境而造成的污染，土壤中的石油污染物多集中在20cm左右的表层。石油开采过程中产生的落地油和油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥，炼油厂含油污水处理设施产生的油泥，也是我国油田土壤石油污染的主要来源。污染土壤中石油主要成分为C15-C36的烷烃、多环芳香烃、烯烃、苯系物、酚类等，其中环境优先控制污染物多达30种。
1_3化肥污染
化学肥料在现代化的农业生产中不仅是粮食增产的物质基础，更是农业生产资料的主体。在粮食增产中花费的贡献率在40%-60%，稳定在50%左右，但是化肥中的有毒重金属、有机物以及无机酸类等是造成土壤污染的主要来源。
1.4农药污染
据初步统计，我国至少有1300-1600万hm2耕地受到农药污染。造成土壤农药污染的主要是有机磷和有机氯农药。据2000年国家质检总局数据，全国47.5%的蔬菜农药残留超标，因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。
2土壤污染的特点
2.1土壤污染具有隐蔽性和滞后性
往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测，甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此，土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。
2.2壤污染具有累积性
污染物质在土壤中不容易迁移、扩散和稀释，因此容易在土壤中不断积累而超标，同时也使土壤污染具有很强的地域性。
2.3土壤污染具有不可逆转性
重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。对重金属污染，通常的方法有：利用植物吸收去除重金属、施加抑制剂、控制氧化还原条件、改变耕作制和换土、深翻等。土壤污染很难治理。积累在污染土壤中的难降解污染物很难靠稀释作用和自净化作用来消除。土壤污染一旦发生，有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题，其他治理技术可能见效较慢。因此，治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长。
3污染土壤的修复技术
土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法。近年来，在政府财政支持下，我国开展了多个类型场地的修复技术设备研发。尽管可以罗列的土壤及地下水污染的修复技术很多，但实际上经济实用的修复技术很少。常用的污染场地修复技术主要包括挖掘、稳定/固化、化学淋洗、气提、热处理、生物修复等。
3.1挖掘
指通过机械、人工等手段，使土壤离开原位置的过程。一般包括挖掘^程和挖掘土壤的后续处理、处置和再利用过程。在场地修复的各个阶段和多种修复技术实施过程中都可能采用挖掘技术，如场地环境评估、修复活动中和后评估阶段。作为修复技术，本导则推荐挖掘只能作为修复方案的一部分，不适用于传统的挖掘一填埋技术方案。
3.2稳定/固化
指通过固态形式在物理上隔离污染物或者将污染物转化成化学性质不活泼的形态，降低污染物的危害，可分为原位和异位稳定/固化修复技术。原位稳定/固化技术适用于重金属污染土壤的修复，一般不适用于有机污染物污染土壤的修复；异位稳定/固化技术通常适用于处理无机污染物质，不适用于半挥发性有机物和农药杀虫剂污染土壤的修复。
3.3化学淋洗
指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的溶剂，通过水力压头推动清洗液，将其注入被污染土层中，然后再将包含污染物的液体从土层中抽提出来，进行分离和污水处理的技术，可分为原位和异位化学淋洗技术。原位化学淋洗技术适用于水力传导系数大于10-3cm/s的多孔隙、易渗透的土壤，如沙土、砂砾土壤、冲积土和滨海土，不适用于红壤、黄壤等质地较细的土壤；异位化学淋洗技术适用于土壤粘粒含量低于25%、被重金属、石油烃类、挥发性有机物、多氯联苯和多环芳烃等污染的土壤。
3.4气提技术
指利用物理方法通过降低土壤孔隙的蒸汽压，把土壤中的污染物转化为蒸汽形式而加以去除的技术，可分为原位土壤气提技术、异位土壤气提技术和多相浸提技术。气提技术适用于地下含水层以上的包气带；多相浸提技术适用于包气带和地下含水层。原位土壤气提技术适用于处理亨利系数大于0.01或者蒸汽压大于66.66Pa的挥发性有机化合物，如挥发性有机卤代物或非卤代物，也可用于去除土壤中的油类、挥发态重金属、多环芳烃或二嗯英等污染物；异位土壤气提技术适用于修复含有挥发性有机卤代物和非卤代物的污染土壤；多相浸提技术适用于处理中、低渗透型地层中的挥发性有机物。
3.5热处理
指通过直接或间接热交换，将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度（150～540℃），使有机污染物从污染介质挥发或分离的过程。按温度可分成低温热处理技术（土壤温度为150～315℃）和高温热处理技术（土壤温度为315～540℃）。热处理修复技术适用于处理土壤中挥发性有机物、半挥发性有机物、农药、高沸点氯代化合物，不适用于处理土壤中重金属、腐蚀性有机物、活性氧化剂和还原剂等。
3.6生物修复
生物修复指利用微生物、植物和动物将土壤、地下水中的危险污染物降解、吸收或富集的生物工程技术系统。按处置地点分为原位和异位生物修复。生物修复技术适用于烃类及衍生物，如汽油、燃油、乙醇、酮、乙醚等，不适合处理持久性有机污染物。
原位生物修复技术范文第2篇
关键词:土壤污染、生物修复、研究进展
前言
土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。加之重金属离子难移动性，长期滞留性和不可分解性的特点，对土壤生态环境造成了极大破坏，同时食物通过食物链最终进入人体，严重危害人体健康，已成为不可忽视的环境问题。随着我国人民生活水平的提高,生态环境保护日趋受到重视,国家对污染土壤治理和修复的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修复问题,已成为土壤环境研究领域的重要课题。而生物修复技术是近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,同传统处理技术相比具有明显优势，例如其处理成本低,只为焚烧法的1/2-1/3，处理效果好,生化处理后污染物残留量可达到很低水平;对环境影响小,无二次污染,最终产物CO2、H2O和脂肪酸对人体无害，可以就地处理,避免了集输过程的二次污染,节省了处理费用，因而该技术成为最有发展潜力和市场前景的修复技术。
1.污染土壤生物修复的基本原理和特点
土壤生物修复的基本原理是利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株,甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中,将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质,使土壤恢复其天然功能。由于自然的生物修复过程一般较慢,难于实际应用,因而生物修复技术是工程化在人为促进条件下的生物修复,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烃类及各种有毒有害的有机污染物，降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、pH值、通气及营养添加等)来完成,也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。
2.污染土壤生物修复技术的种类
目前,微生物修复技术方法主要有3种:原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。
2.1原位修复技术：
原位修复技术是在不破坏土壤基本结构的情况下的微生物修复技术。有投菌法、生物培养法和生物通气法等,主要用于被有机污染物污染的土壤修复。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同时投加微生物生长所需的营养物质,通过微生物对污染物的降解和代谢达到去除污染物的目的。生物培养法是定期向土壤中投加过氧化氢和营养物,过氧化氢则在代谢过程中作为电子受体,以满足土壤微生物代谢,将污染物彻底分解为CO2和H2O。生物通气法是一种加压氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上几眼深井,安装鼓风机和抽真空机,将空气强行排入土壤中,然后抽出,土壤中的挥发性有机物也随之去除。在通入空气时,加入一定量的氨气,可为土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。
2.2异位修复技术：
异位修复处理污染土壤时,需要对污染的土壤进行大范围的扰动,主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法。预制床技术是在平台上铺上砂子和石子,再铺上15-30cm厚的污染土壤,加入营养液和水,必要时加入表面活性剂,定期翻动充氧,以满足土壤微生物对氧的需要,处理过程中流出的渗滤液,即时回灌于土层,以彻底清除污染物。生物反应器技术是把污染的土壤移到生物反应器,加水混合成泥浆,调节适宣的pH值,同时加入一定量的营养物质和表面活性剂,底部鼓入空气充氧,满足微生物所需氧气的同时,使微生物与污染物充分接触,加速污染物的降解,降解完成后,过滤脱水这种方法处理效果好、速度快,但仅仅适宜于小范围的污染治理。厌氧处理技术适于高浓度有机污染的土壤处理,但处理条件难于控制。常规堆肥法是传统堆肥和生物治理技术的结合,向土壤中掺入枯枝落叶或粪肥,加入石灰调节pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有机物向稳定的腐殖质转化,是一种有机物高温降解的固相过程。上述方法要想获得高的污染去除效率,关键是菌种的驯化和筛选。由于几乎每一种有机污染物或重金属都能找到多种有益的降解微生物。因此,寻找高效污染物降解菌是生物修复技术研究的热点。
3.影响污染土壤生物修复的主要因子
3.1污染物的性质：
重金属污染物在土壤中常以多种形态贮存,不同的化学形态对植物的有效性不同。某种生物可能对某种单一重金属具有较强的修复作用。此外,重金属污染的方式(单一污染或复合污染)，污染物浓度的高低也是影响修复效果的重要因素。有机污染物的结构不同,其在土壤中的降解差异也较大。
3.2环境因子：
了解和掌握土壤的水分、营养等供给状况,拟订合适的施肥、灌水、通气等管理方案,补充微生物和植物在对污染物修复过程中的养分和水分消耗,可提高生物修复的效率。一般来说土壤盐度、酸碱度和氧化还原条件与重金属化学形态、生物可利用性及生物活性有密切关系,也是影响生物对重金属污染土壤修复效率的重要环境条件。
3.3生物体本身：
微生物的种类和活性直接影响修复的效果。由于微生物的生物体很小,吸收的金属量较少,难以后续处理,限制了利用微生物进行大面积现场修复的应用，
植物体由于生物量大且易于后续处理,利用植物对金属污染位点进行修复成为解决环境中重金属污染问题的一个很有前景的选择。但由于超积累重金属植物一般生长缓慢,且对重金属存在选择作用,不适于多种重金属复合污染土壤的修复。因此,在选择修复技术时,应根据污染物性质、土壤条件、污染程度、预期修复目标、时间限制、成本及修复技术的适用范围等因素加以综合考虑。
4.发展中存在的问题：
生物修复技术作为近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,虽取得很大进步和成功,但处于实验室或模拟实验阶段的研究结果较多,商业性应用还待开发。此外,由于生物修复效果受到如共存的有毒物质(Co-toxicants)(如重金属)对生物降解作用的抑制；电子受体(营养物)释放的物理;物理因子(如低温)引起的低反应速率;污染物的生物不可利用性;污染物被转化成有毒的代谢产物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化学能力的微生物等因素制约。因此,目前经生物修复处理的污染土壤,其污染物含量还不能完全达到指标的浓度要求。
5.应用前景及建议：
随着生物技术和基因工程技术的发展,土壤生物修复技术研究与应用将不断深入并走向成熟,特别是微生物修复技术、植物生物修复技术和菌根技术的综合运用将为有毒、难降解、有机物污染土壤的修复带来希望。为此,建议今后在生物修复技术的研究和开发方面加强做好以下几项工作:
(1)进一步深入研究植物超积累重金属的机理,超积累效率与土壤中重金属元素的价态、形态及环境因素的关系。
(2)加强微生物分解污染物的代谢过程、植物-微生物共存体系的研究以及植物-微生物联合修复对污染物的修复作用与植物种类具有密切关系。
(3)应用现代分子生物学与基因工程技术,使超积累植物的生物学性状(个体大小、生物量、生长速率、生长周期等)进一步改善与提高,培养筛选专一或广谱性的微生物种群(类),并构建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物与微生物对污染土壤生物修复的效率。
(4)创造良好的土壤环境,协调土著微生物和外来微生物的关系,使微生物的修复效果达到最佳，并充分发挥生物修复与其他修复技术(如化学修复)的联合修复作用。
(5)尽快建立生物修复过程中污染物的生态化学过程量化数学模型、生态风险及安全评价、监测和管理指标体系。
结论
综上所述，我们不难发现由于土壤重金属来源复杂,土壤中重金属不同形态、不同重金属之间及与其它污染物的相互作用产生各种复合污染物的复杂性增加了对土壤重金属治理和修复难度,且重金属对动植物和人体的危害具有长期性、潜在性和不可逆性,同时进一步恶化了土壤条件，严重制约了我国农业生产的加速发展，所以要更好的防治土壤重金属污染还需要广大科研工作者不懈的努力，研发出更好的效率更高的修复治理技术，同时我们还不应该忘记必须加强企业自身的环保意识，提高企业自我约束能力，始终将防治污染积极治理作为企业工作的头等大事来抓，把企业对环境的污染程度降到最低限度，形成全社会都来重视土壤污染问题的良好环保氛围，逐步改善我们的土壤生态环境。
参考文献：
[1]钱暑强,刘铮.污染土壤修复技术介绍[J].化工进展,2000(4):10-12,20.
[2]陈玉成.土壤污染的生物修复[J].环境科学动态,
1999，(2):7-11.
[3]李凯峰,温青,石汕.污染土壤的生物修复[J].化学工程师,2002,93(6):52-53.
[4]杨国栋.污染土壤微生物修复技术主要研究内容和方法
[5]张春桂,许华夏,姜晴楠.污染土壤生物恢复技术[J].生态学杂志,1997,18(4):52-58.
[6]李法云,臧树良,罗义.污染土壤生物修复枝木研究[J].生态学杂志,2003,22(1):35-39.
[7]滕应,黄昌勇.重金属污染土壤的微生物生态效应及修复研究进展[J].土壤与环境,2002,11(1):85-89.
[8]沈德中.污染环境的生物修复(第一版)[M].北京:化学工业出版社,2001:14,311.
原位生物修复技术范文第3篇
海岛生态修复的模式研究
根据国内外海岛修复研究情况可将海岛生态修复分为三种模式。
(1)重新设计模式。海岛生态系统已经遭到严重破坏、退化或完全改变而无法挽回，无法进行生态完整性恢复，因为最初的物种可能已经完全消失或大量消失，无法再恢复到最初的状态。目前这类海岛最典型的是位于南太平洋的复活节岛，该岛曾经覆盖茂密的森林，但现在土壤贫瘠，大部分覆盖的是稀疏的草原。曾经覆盖原始地方性灌木和树林的地方，植物已经消失。同样，所有本土的脊椎动物也已经消失。除此之外有学者研究认为外来生物入侵和其他威胁的组合造成的影响，甚至可能导致岛屿生态系统崩溃。现在不能确定本土原有的棕榈树和无脊椎动物以及其他灭绝物种的数据，但是无论灭绝和入侵的数量如何，这个海岛已经不可能恢复，这里存在一个新的生态演替过程。这种类型的海岛原生生态已经丢失，原生物种大多已经灭绝，很难也几乎不能找到合适的原生物种对海岛实施恢复，但是可以根据现在海岛的具体情况采取措施对海岛进行重新的绿化、修复和美化生态工程。这里的重新绿化是用植被更多地考虑到美学和工程应用价值，而不是特别注重恢复生态完整性。
(2)恢复模式。海岛生态系统的原始性维持在较高水平，原生物种保持较好，只有很少部分的灭绝，海岛生态系统的完整性可以修复到较高的水平。此类海岛较典型的包括位于塞舍尔群岛的科西涅岛，该岛的大部分仍然保持原始的旷野，虽然它不是位于远离城市的荒地或是完全未受污染的海域，但还是比较偏远，大多数的物种、生态过程和动物行为维持在人类干扰前的状态。岛上可能只有1～3个巨型海龟物种灭绝，但这是无法确定的。现在为了恢复原来的生态活动，已经引进亚达伯拉的15种巨型海龟等。除此之外还有一些海岛也特别适合恢复，并且已经取得了一些显著的成果，尤其是在新西兰。该类型海岛由于保持较好的生态完整性，几乎没有过多的破坏，可以实现以生物为中心的较高水平的修复，但是也无法恢复到最原始的水平，因为可能有些入侵物种长期存在后，融入原来生态系统中使之成为不能缺少的物种，如果进行移除反而会影响生态系统的正常运行。。
(3)自我修复模式。海岛虽然受到各种因素的影响，现在表现出轻微破坏状态，但是没有超过海岛生态系统本身的承受范围，具有较好的生态完整性，能过通过生态系统的自我更新修复作用可以得到恢复，无须采取措施协助其恢复。目前存在较多此类海岛，它较少受到人类活动及自然灾害的影响或处于较偏远的海域，生态状况处于较良好的状态，即使有轻微破坏也不会对其生态系统造成影响。
海岛生态修复的技术研究
虽然国内外海岛生态修复采取各种不同的技术，但目前为止没有形成一套完整的技术体系，根据国内外专家的研究情况，目前海岛生态修复技术主要以生物技术与工程技术为主，也有学者开始注意到工程与生物相结合的景观修复技术。其中主要包括物种引入与恢复技术、种群动态调控技术、群落演替控制与恢复技术、物种选育与繁殖技术、土壤肥力恢复技术、水土流失控制与恢复技术、水体污染控制技术、节水与保水技术、生态评价与规划技术、生态系统组装与集成技术等。在生物技术方面国内外的研究已经达到一定水平，其中物种引入与恢复技术运用较多，除此之外还综合运用到种群动态调控、群落演替控制与恢复、物种选育与繁殖、土壤肥力恢复等技术。
海岛陆域生态系统的修复中最重要的问题是恢复和维持退化海岛的水分循环与平衡过程，其中最常用的手段是恢复海岛植被。虽然海岛单位面积的植物群落种类明显少于大陆，但海岛植被的恢复仍可参考其群落演替过程。我国学者主要研究了广东的南澳岛和厦门的猴屿等。通过研究南澳岛植物群落演替过程，指出该海岛的修复主要运用植被恢复、群落演替控制与恢复等技术。对厦门猴屿进行修复时采用植被恢复技术。此外澳门离岛的生态环境破坏非常严重，也采用了植被恢复、物种选育与繁殖等技术，使得海岛得到很好的修复。
国外对生物技术研究较早，广泛采取多种技术方法以物种引入与恢复技术为主，如在对夏威夷群岛进行修复时，通过引入原生的乡土物种使得海岛生物得到一定的恢复;科西涅岛通过引入原始物种生态得到了很好的修复;新西兰的SantaCatalina岛通过引入山羊以控制杂草;用犹大山羊技术控制野生山羊以恢复科西涅岛的生态系统;研究引入的野牛对圣卡塔利娜岛原生植物恢复的影响，指出要控制恢复过程中的非本土动植物需采取的措施。工程技术方面主要采用水土流失控制与恢复、水体污染控制、节水与保水、生态评价与规划、生态系统组装与集成等技术。国内研究相对较少，以厦门猴屿和澳门离岛等为主。厦门猴屿码头北面受破坏严重，采取浆砌石挡墙的水土流失控制与恢复技术，防治水土流失。
澳门离岛植被生态恢复过程中采取挖掘沟槽蓄水的节水与保水技术措施，以解决季节性缺水对修复进程的影响。国外学者在工程技术研究方面相对较深入，如科拉马拉岛的修复工程，采用黄麻土工布固定岸坡的水土流失控制与恢复技术，以防治表土侵蚀和种子冲刷。
鲁滨逊克鲁索岛通过试验建立围栏防止放牧牛对森林的破坏，采取了生态评价与规划等技术。科西涅岛生态修复不同阶段采用了相应的工程技术，主要有生态评价与规划、生态系统组装与集成等，如第二阶段建立园艺区隔离非原生的家养植物，第三阶段对外来建设的工厂实施搬迁等。此外，部分海岛还采取了工程与生态相结合的技术以及景观修复技术，如厦门猴屿由于处在景观节点，在研究恢复植被生态系统的同时，采取将绿化恢复与景观建设相结合的景观设计技术方式。国外学者还对GIS、遥感等技术在海岛生态修复方面的应用进行了研究，如在严重侵蚀的科拉马拉岛(孟加拉湾)，利用GIS技术结合卫星遥感图像分析冲淤过程，并运用生物工程技术相结合采取措施修复海岛，提出了具体的修复措施。
海岛生态修复研究趋势
海岛生态修复研究虽然已取得一定进展，但目前仍处于基础性研究阶段，尚未总结出适合海岛修复的一般性理论，对海岛生态修复模式研究不够深入，修复的技术方法以及实践应用尚不成熟。海岛生态修复研究的趋势主要体现在以下几个方面:
(1)海岛生态修复研究仍以理论研究为基础，通过借鉴先进成功的生态修复经验及理论，总结适合海岛生态修复的一般性理论，为海岛生态修复研究及实践提供理论指导。
(2)海岛生态修复研究的重点之一在于对海岛生态修复模式的深入研究，系统分析海岛生态修复模式，以便更精确指导不同地域、不同类型海岛的生态修复过程。
(3)研究高效的海岛生态修复技术，总结指导生态修复的技术方法用以指导修复物种的选择及合理搭配等，以生物修复技术为核心结合工程修复、景观修复等技术，为海岛生态修复提供强有力的技术支撑，将是海岛生态修复研究的另一个重点。
原位生物修复技术范文第4篇
关键词：石油污染；土壤污染；治理技术
随着 工业 的 发展 ，石油的需求量大幅度增加，并且在开采、运输、贮藏、加工过程中，由于意外事故或管理不当，导致石油排放到农田、地下水、海洋，使环境遭受污染，直接危害人类生产与生活。据资料统计，目前每年有800多万吨石油进入世界环境，污染土壤、地下水、河流和海洋，其中石油对土壤的污染主要是破坏土壤结构影响土壤通透性，损害植物根部，阻碍根的呼吸与吸收，最终导致植物死亡。其次，被污染到土壤的石油芳香烃类物质对人及动物的毒性较大，其中的苯、甲苯、二甲苯、酚类等物质，如果经较长时间较大浓度接触，会引起恶心、头疼、眩晕等症状[1]。此外，石油中的多环芳烃类物质具有强烈的三致作用，能通过食物链在动植物体内逐渐富集，它在土壤中的富集更具危害。鉴于土壤污染的严重危害，治理土壤石油污染势在必行，已引起许多国家高度重视，不断采取措施，治理石油污染。
1．土壤石油污染现状及危害
1.1 土壤石油污染现状
石油工业是国家综合国力的重要组成部分，但石油开采石油化工行业的发展及石油产品的广泛使用，使石油污染成为世界性公害之一。当今世界石油总产量每年约22×108t。其中17.5×108t是由陆地油田生产的。仅石油污染一项每年全世界就有8×106t进入环境。美国环保署报道，在20世纪90年代已有10万个地下油罐存在不同程度的泄漏。
在植物修复的促进技术方面，目前主要侧重于如下两个方面的研究应用：一方面是综合促进技术的应用。主要采用土壤改良剂及其它农业措施以促进植物修复，如通过降低ph值、投加螯合剂。使用合适的化肥，改变土壤的离子组成来增加生物有效性，促进植物吸收。另一方面是基因工程技术的应用，通过育种和基因工程改良植物形状，使之更适合于进行植物修复。如改进植物根系结构的特性，增加植物降解酶的数量等。目前，对细菌与真菌在土壤石油类污染生物降解性的研究也表明，真菌要优于细菌，因此，筛选针对性的真菌孢子，选择合适的共生植物，接种形成有效的菌根是降解土壤有机污染的重要研究领域[12]。其优点是扩大了微生物与土壤的接触面积和作用时间，同时也增强了植物根系的吸收作用，特别有利于难降解的有机污染物的生物降解[13]。目前该技术还处于实验室研究阶段。
利用特殊的植物也能够降解、吸收部分有机污染物。最新的研究发现，某些有机污染物在土壤中有被“捕集”的倾向，并随着时间的推移变得比较稳定。这些被“捕集”的有机污染物的稳定性、释放行为、环境风险及其影响因素等问题，都可能会影响到植物修复的修复效率。聂发辉提出了新的评价系数即生物富集量系数，此系数的提出扩大了传统超富集植物的定义，使得富集质量分数未达某一水平但生物量很大的植物也能作为超富集植物[14]。超富集植物的研究，目前已有利用沙漠植物去除科威特石油污染土壤中的石油[15]。
用于植物修复的最理想的植物应具有以下几个特性：① 即使在污染物浓度较低时也有较高的积累速率；② 能在体内积累高浓度的污染物；③ 能同时积累多种污染物；④ 生长快，生物量大； = 5 \* gb3 ⑤ 具有抗虫抗病能力，适应环境能力强； = 6 \* gb3 ⑥ 尽量避免选取可食用植物，而多选取非食用的树木、花草等[16]。
（2）动物修复技术
动物修复技术在国外有较长的研究史，国内的研究仍处于摸索阶段。它包括两方面内容：① 将生长在污染土壤上的植物体、粮食等饲喂动物，通过研究动物的生化变异来研究土壤污染状况；② 直接将土壤动物，如蚯蚓、线虫类饲养在污染土壤中进行有关研究。
土壤动物在土壤生态系统中起着分解有机质、改变土壤理化性质、保持土壤持水性和通透性、熟化土壤、促进物质循环等重要作用[17]。注意到蚯蚓等少数几种土壤动物对土壤熟化和修复起到的有利作用，尤其是蚯蚓，它是土壤中最常见的杂食性环节动物。它在土壤中不断钻洞挖穴，不断吞食含有机物质的土壤。每年经蚯蚓消化道排出的泥土每公顷约为8～12t，这些泥土是蚯蚓吞食的土壤经蚯蚓体内丰富的酶系统的作用后，而形成颗粒状的高度融合的有机无机复合肥——蚓粪。这些营养丰富的颗粒物以及蚯蚓本身运动对土壤的机械作用不仅改良了土壤的肥力同时提高了土壤的透气性和吸附能力。研究表明，蚯蚓的钻洞行为可使土壤的空气含量从8%提高到30%，土壤孔隙率从30%,提高到60%。由于蚯蚓是生活在潮湿的土壤中，通过皮肤进行呼吸。据报道在氧分压低至2533pa时仍可维持正常的呼吸，在缺氧条件下还能利用体内糖原的嫌气分解为生命活动提供能源。一般蚯蚓在水下可生存8-10d，大红蚯蚓甚至能在淹水的土壤中生存8～12个月[18]。
鉴于上述蚯蚓的优点，我们是否可以考虑用土壤动物（如蚯蚓、昆虫和原生动物等）的捕食来修复土壤石油污染。
（3）微生物修复技术
微生物修复技术是利用天然存在或特别培养的微生物，在可调控的环境条件下将有毒污染物转化为无毒污染物的处理技术。降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、ph 值、通气及营养添加等) 来完成,也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。微生物修复技术是目前研究比较多而且相对比较成熟的一种技术。根据是否取土操作分为两大类，即原位生物修复和异位生物修复。原位生物修复是污染土壤不经搅动，在原位和易残留部位进行处理。原位生物修复包括投菌法、生物培养法、生物通气法等。异位生物修复是将污染土壤挖出，在场外或运至场外的专门场地进行处理的方法，主要方法有：土壤耕作法、土壤堆腐法、预制床法、生物反应器法等[19]。
除以上所述方法外，还有其他一些生物方法用于石油污染土壤的研究：① 酶法，添加一定的污染物于土壤中，待一固定时限后，分析酶活性变化，找出污染对土壤影响的界限[20]；② 土壤呼吸法，土壤呼吸作用受土壤中物质成分的影响较大，因此，可通过研究土壤呼吸来研究土壤污染状况；③ 生物降解法，研究土壤中的某种有机物降解状况也可以间接了解土壤污染状况； = 4 \* gb3 ④ 生物表面活性剂，投加表面活性剂可以增加石油烃类污染物质的表观溶解度, 促进微生物对石油烃类物质的获取和降解,提高生物可利用性,大幅度提高微生物的除油效果[21]； = 5 \* gb3 ⑤ 混合菌，环境中石油烃的降解是混合菌共同利用的结果,通常不同的降解菌降解不同类型的烃分子,原油降解是由多种石油烃降解菌协同完成的[22]； = 6 \* gb3 ⑥ 匀强电场和微生物联合修复法，外加电场刺激了微生物脱氢酶的分泌，对石油污染土壤的生物修复具有积极的促进作用[23]。
总之，土壤石油污染的生物修复技术无论是植物、动物还是微生物修复技术等都具有很宽广的 发展 前景，加强对生物降解烃类过程的研究，开发低成本、无污染、高效率的生物修复技术，使其更加完善、高效、成熟。
3．生物修复技术发展前景
随着石油 工业 的发展，石油污染土壤的面积正不断扩大，因此如何使石油污染土壤在较短时间内，经处理达到重复利用的标准，是亟待解决的问题。目前,石油污染环境治理方法主要有物理法、化学法和生物法三大类。近年来，生物修复技术在国内外都得到了较快的发展。一批具有特殊生理生化功能的植物、微生物应运而生，基因修饰、改造、克隆与基因转移等 现代 生物技术的渗透，推动了生物修复技术的进一步应用与发展[24]。石油污染土壤的生物修复技术与其他方法相比具有明显优势，比如：处理成本低，只为焚烧法的1/2～1/3[25]。处理效果好，生化处理后，污染物残留量可达到很低水平。对环境的影响小，无二次污染，最终产物二氧化碳、水和脂肪酸对人体无害，可以就地处理，避免了集输过程的二次污染，节省了处理费等。1989年,对受石油污染的alaska海滩进行的生物修复就是很成功的例子[26]。基于此,石油污染的微生物治理技术作为一种有效的治污手段具有广阔市场和发展前景。
4．存在问题
近年来，世界各国纷纷制定了石油污染土壤的修复与治理计划，并在短时间内已经取得很大进展，但在理论上和技术上还有许多问题尚待解决： ① 如何根据污染地带石油烃的组成，确定能在最短时间完成生物修复的微生物种群，尤其是筛选能迅速吞噬重质原油的物种[27]； ② 污染土壤迅速修复的环境条件是什么。筛选或驯化的降解菌一旦进入污染土壤，由于生物和非生物的胁迫作用，引入的微生物难以适应土壤环境，无法维持长期的降解活性，即便存活的降解菌在土壤中也难以达到良好的分散，限制了土壤整体降解能力与净化功能的提高。如何从本质上增强土壤中生物降解功能的多样性和持久性、增强土壤净化功能，是生物修复的关键所在。③ 石油烃生物降解机理及降解动力学的研究； ④ 营养供给对修复过程的影响以及营养成分对修复土壤种植过程的影响； ⑤ 物质迁移对修复结果和修复深度的影响; = 6 \* gb3 ⑥ 如何提高沥青质、胶质和芳烃的去除效果； = 7 \* gb3 ⑦ 如何调控石油污染土壤的微生态环境非生物因子，增加石油污染土壤中降解微生物的数量和活性，成为提高石油污染土壤生物修复效率的关键问题[28]。研究这些方面的内容,对提高石油污染土壤的修复效能和规模化具有重要的作用。
原位生物修复技术范文第5篇
“来这里学习绘画修复，要想成为修复师，首先要忘掉自己的个性，不以作者的名气大小和个人的价值取向，要以职业的心态平等地对待每一幅待修复的作品”。这是俄罗斯列宾美术学院架上绘画修复专业学生最先接受的教育。油画作为一种视觉艺术，有其特殊的艺术语言和感染力，这种感染力通过视觉来传达。保存和恢复作品原始的的视觉效果，不仅是对艺术的尊重，也是对作者的尊重，在注重作品的艺术价值时更应注重作品的历史意义。
俄罗斯列宾美院是培养克拉姆斯科伊、列宾、苏里科夫、希施金等许多杰出艺术家的摇篮，是他们共同铸就了苏俄文化艺术的辉煌，曾被鲁迅称为“黑土中长育了文化的奇花乔木”，徐悲鸿先生也不啬赞美之词：“皆世之杰也”，“创作之才，近世罕俦”。后来者，如恰尔金、梅尔尼科夫、巴伯洛夫等都耳熟能详。十年树木，百年树人，列宾美术学院是俄罗斯绘画艺术的重要传承者，在教学与科研过程中，一直坚持着现实主义创作风格，治学严谨，注重对学生基本功、创作技法的培养。遵循着从易到难的教学原则，从基础、简单的景物写生开始，一直到人的部位、人物肖像、人物群体肖像。强调的是夯实基础，重视的是理论体系，秉承的是民族特性，恪守着艺术教育家车尔尼雪夫斯基的美学原则：“最美好的是生活。”细细想来，在纷繁求变的今天，厚重朴实的现实主义风格博大精深，宛如窖藏百年的伏特加，如今品来其味会更加坚实浓烈，值得尊重。同样的教学原则在延伸的油画修复专业教学中也体现得淋漓尽致。
架上绘画修复专业学制6年，包括文化、史论等基础课程，专业课程涵盖绘画修复史、修复理论、博物馆环境保护、材料技法、理化检测、研究方法、档案管理等，其教学特色是注重基础、突出实践。其范围涉及油画和木板丹配拉的修复，有时也兼顾壁画保护。在整个绘画修复教育体系中，从一年级起课程就设置了学生在导师的指导下完成破损作品的修复，逐年由易到难，学生每年还要到不同博物馆进行修复实习，在博物馆严谨规范的修复过程中进行实习的教学，收获是巨大的。学生有机会近距离接触来自不同博物馆、不同时期、不同技法风格、不同材质的大师原作，尤其是在国家博物馆和冬宫（埃尔米塔什博物馆）实践期间，当学习研究列宾、列维坦、鲁本斯或伦勃朗的原作时，会让人兴奋，让人陶醉，让人执著。绘画训练和原作临摹作为修复专业的必修课，自始至终穿插在学业中，并作为毕业考核的重要组成部分，以此评估学生对绘画作品、所使用材料和作品结构的了解。实践出真知，现实生活、绘画基础、绘画技法、材料和媒介以及创作者的内心情感都能帮助学生提高对作品构成、材料技法特性、作者的创作意图等的理解，是作品修复最终准确完成的重要因素。扎实的绘画功底和大量的修复训练与社会实践，培养出的学生不仅具备丰富的理论知识，更重要的是首先成为一名合格的修复师和一名油画保护保全的社会工作者。理论联系实际，注重实践是俄罗斯油画修复专业极具内涵、最具特色的培养路径。
俄罗斯油画修复保护体系完整，法制健全。馆藏珍品修复前，遴选的修复师必须签订法律文件，承诺承担相应的法律责任。值得推崇的是经过千锤百炼的修复委员会制度能最大限度地降低商业行为的副作用和减少修复工作的失误，确保修复圆满完成。修复委员会由政府职能部门、博物馆文保专家、修复专家、资深理论家、艺术评论家、著名艺术家、承接单位领导、专业负责人、修复师组成，对破损作品共同研究制定缜密的修复计划、实施方案以及工作进度，在修复专家的监理下严格执行，碰到问题随时讨论解决。修复工作遵循油画修复中安全性、可逆性、稳定性、真实性四大原则，选用的修复材料和采用的修复技术必须具备安全性和可逆性，不会对被修油画造成伤害，每件作品修复完成后立即进行保护处理。
俄罗斯油画修复偏爱天然材料，但也不排斥合成材料，天然亚麻、动物胶、蜂蜡、蜂蜜、碳酸钙、淀粉酶、蛋黄等是最常用的，如今黑海鲟鱼胶已非常珍贵。俄罗斯博物馆、美术馆的传世作品至今都保护保全得非常好，这或许是在修复保护中因对合成材料长期预后的未知性，而对天然材料的偏爱与谨慎考量的结果。
关于油画的修复标准，不同时期总有不同的声音，是修旧如旧还是修旧如新，虽然两者都强调作品的原始状态，只不过修旧如旧强调的是保持当前历史的真实；而修旧如新强调的是还原当年历史的真实。油画是一种用色彩来表现事物的视觉艺术，色彩的真实和画面的完整集中体现出艺术品的审美价值。在科技和艺术水平不断进步的条件下，从社会的总体评价而言，油画作品选择修旧如新，力求恢复油画在创作时的原貌应该更有价值，使人们能够真实地从视觉上感受到作品的原始色彩和创作精神。此时采用天然材料修复作品无疑具有天然的优势。
俄罗斯馆藏油画都立案存档，并定期体检进行完好或残损状况登记，修复保护前后同样要及时补充完善，除了文字表述法外，特别引入了图形标识介入法，如下表所示：
将不同的图形标识在作品的电子图片相应位置上，操作简便，形象直观，表述规范，表达准确，尤其利于作品数字化信息化档案管理。只要熟知标识的含义，完残状况一目了然，统一标准的图形标识还有助于国际交流，消弭语言障碍，强化文物档案的管理。
参观俄罗斯最负盛名的特列季亚科夫画廊，参观者往往会被列宾的画作《伊凡雷帝杀子》所震撼，作品揭露了俄国16世纪一个生性孤僻怪异的沙皇，在杀害皇储后精神上的恐怖与崩溃，画面构图精美，主人的病态神情与内心变化被刻画得精致入微。但因当时画面有影射沙皇镇压革命者之嫌，曾遭严重破坏后被修复还原。当听着故事穿越时空领略作品的艺术和历史价值时，修复保护研究的重要性彰显无遗。
