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本文就目前國內(nèi)外土壤污染的生物修復技術(shù)及機理進行了詳細綜述，并對污染土壤的動物修復技術(shù)研究進行了展望。為科學工作者開展污染土壤修復活動，促進土壤的保護和可持續(xù)利用提供了參考。

本文選自《生態(tài)環(huán)境學報》2015第2期。

作    者

周際海^1*，袁穎紅¹，朱志保²，姚春陽²，張谷雨²，高琪² 

1. 南昌工程學院生態(tài)與環(huán)境科學研究所，江西  南昌 330099；

2. 常州大學環(huán)境與安全工程學院，江蘇  常州 213164

摘要：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展改變了自然界的原有狀況，為追求高產(chǎn)而大量使用的化肥、農(nóng)藥導致土壤有機物污染日趨嚴重。此外，工業(yè)生產(chǎn)、石油開采、交通運輸、畜禽養(yǎng)殖及居民生活等也產(chǎn)生了大量有機污染物，使土壤有機物污染進一步加劇，土壤有機物污染的修復日益迫切。土壤污染修復是指通過物理的、化學的和生物的方法，吸收、降解、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化土壤中的污染物，使污染物濃度降低到可以接受的水平，或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的過程。包括污染土壤的物理修復技術(shù)、化學修復技術(shù)以及生物修復技術(shù)3 種方式。在污染土壤修復技術(shù)中，生物修復技術(shù)因其安全、無二次污染及修復成本低等優(yōu)點而受到越來越多的關(guān)注。因污染物修復主體的不同，有機污染物污染土壤生物修復技術(shù)可分為植物修復技術(shù)、動物修復技術(shù)、微生物修復技術(shù)及其聯(lián)合修復技術(shù)。污染土壤微生物修復技術(shù)是土壤污染生物修復的重要技術(shù)之一，是最具應用和發(fā)展前景的生物修復環(huán)保技術(shù)。文章重點闡述了國內(nèi)外有機污染物污染土壤的生物修復技術(shù)及其原理、取得的研究進展及存在的優(yōu)缺點，并對污染土壤的動物修復技術(shù)研究進行了初步展望，可為土壤有機污染物的生物修復研究提供參考。

關(guān)鍵詞：土壤污染；有機污染物；生物修復；研究進展

土壤是人類賴以生存的主要自然資源，是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，是難以再生的自然資源，其使用的好壞決定著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前景和人類文明的發(fā)展。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)改變了自然界原有狀況，為追求高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，導致水肥和化學農(nóng)藥的大量使用，使土壤污染成為全球性的主要環(huán)境問題之一。除此之外，在工業(yè)生產(chǎn)、石油開采、交通運輸、畜禽養(yǎng)殖及居民生活等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活過程中也會排出大量有機污染物，如多環(huán)芳烴（PAHs）、多氯聯(lián)苯（PCBs）及抗生素（ATBs）等，使土壤污染進一步加劇。因此，開展污染土壤修復活動，促進土壤的保護和可持續(xù)利用，對實現(xiàn)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要作用和意義。本文就目前國內(nèi)外土壤污染的生物修復技術(shù)及機理進行了詳細綜述，并對污染土壤的動物修復技術(shù)研究進行了初步展望。

1土壤污染的修復

土壤污染修復的研究起始于20 世紀70 年代后期，在過去的近40 年時間里，歐、美、日、澳等國制定了大量的土壤污染修復計劃，投資研制了很多土壤污染修復相關(guān)的技術(shù)及設備，積累了大量污染現(xiàn)場修復技術(shù)及工程應用經(jīng)驗，成立了眾多的土壤污染修復公司與組織，使土壤污染修復技術(shù)研究與應用得到了快速發(fā)展。我國的土壤污染修復技術(shù)研究起步較晚，直到“十五”期間才受到足夠重視，并列入國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃領(lǐng)域，研究水平與應用經(jīng)驗同美、英、德、荷等國有很大差距。為了順應土壤保護和土壤環(huán)境科學發(fā)展的需求，國家自然科學基金委員會等國家相關(guān)部委有計劃地設置了一些土壤污染修復研究計劃與專題，極大地促進與帶動了國內(nèi)土壤污染控制與土壤污染修復技術(shù)的研發(fā)。此間，以土壤污染修復為主題的國內(nèi)系列學術(shù)活動也為我國土壤污染修復技術(shù)的研發(fā)起到了很好的引領(lǐng)與推動作用，土壤污染修復理論與技術(shù)成為土壤科學、環(huán)境科學研究的新內(nèi)容。土壤污染修復是指通過物理的、化學的和生物的方法，吸收、降解、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化土壤中的污染物，使污染物濃度降低到可以接受的水平，或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的過程。同物理修復和化學修復方法相比，生物修復具有可基本保持土壤理化性質(zhì)、污染物降解徹底、處理費用較低和應用廣泛、不易產(chǎn)生二次污染、適應于大面積土壤污染的修復等特點。生物修復由于具有低耗、高效、環(huán)境安全及純生態(tài)過程等的顯著優(yōu)點，成為土壤環(huán)境修復的最活躍的研究領(lǐng)域。根據(jù)土壤受污染的類型，可以將污染土壤的生物修復分為無機污染（如重金屬等）土壤和有機污染（如農(nóng)藥、石油、抗生素等）土壤的生物修復兩大類。其中，有機污染土壤的生物修復是目前污染修復研究的熱點領(lǐng)域，本文重點介紹有機污染土壤生物修復的研究進展及相關(guān)修復機理。

2有機污染土壤生物修復技術(shù)

生物修復技術(shù)（Bioremediation）的研究始于20 世紀80 年代中期，到20 世紀90 年代開始有了成功應用的實例。廣義的土壤污染生物修復是指通過土壤生物（包括植物、動物及微生物單獨作用或聯(lián)合作用）吸收、降解和轉(zhuǎn)化土壤中的污染物，使土壤污染物含量降低或?qū)⒂卸居泻ξ镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的過程。生物修復分為微生物修復、植物修復和動物修復3 種，并以微生物修復及植物修復的研究和應用最為廣泛。狹義的土壤污染生物修復特指微生物修復，即通過微生物將土壤有機污染物作為碳源和能源，將其分解為CO2 和H2O 或其他無害物質(zhì)的過程。2.1 有機污染土壤的植物修復技術(shù)2.1.1 土壤污染植物修復研究進展自20 世紀80 年代問世以來，植物修復技術(shù)研究迅速發(fā)展。植物修復（Phytoremediation）是指通過利用植物忍耐或超量吸收積累某種或某些化學元素的特性，或利用植物及其根際微生物將污染物降解轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)的功能，利用植物在生長過程中對環(huán)境中的某些污染物的吸收、降解、過濾和固定等特性來凈化環(huán)境污染的技術(shù)。包括利用植物積累/超積累功能的植物吸取修復、利用植物根系控制污染擴散及恢復生態(tài)功能的植物穩(wěn)定修復、利用植物代謝功能的植物降解修復、利用植物轉(zhuǎn)化功能的植物揮發(fā)修復、利用植物根系吸附功能的植物過濾修復等。能利用植物修復的污染物有重金屬、農(nóng)藥、石油和持久性有機污染物、炸藥、放射性核素等，并形成了包括絡合誘導強化修復、不同植物套作聯(lián)合修復、修復后植物處理處置的成套技術(shù)以及納米-植物聯(lián)合修復技術(shù)等。該技術(shù)的關(guān)鍵在于選擇具有高產(chǎn)及高去污能力的植物，弄清植物生長對土壤及其生態(tài)環(huán)境的適應性。

2.1.2 有機污染土壤植物修復原理在有機污染物的植物修復中，有機污染物的理化性質(zhì)、環(huán)境條件、植物種類等都影響著修復效果。植物對土壤有機污染物的修復原理有3 種。

（1）植物對有機污染物的直接吸收分解與蒸騰作用：一般來講，植物從土壤中直接吸收有機污染物，將其代謝分解，并經(jīng)過木質(zhì)化作用使其成為植物的一部分，如木質(zhì)素等，儲藏于植物細胞的不同位點；或通過礦化作用使其徹底分解為CO2和H2O；也可以利用植物的揮發(fā)作用去除土壤中有機污染物；還有的可以通過植物葉子的蒸騰作用釋放到大氣中去。研究表明，污染物經(jīng)根直接吸收取決于其在土壤中的濃度和植物的吸收率和蒸騰率，而蒸騰作用是決定植物修復中吸收速率的關(guān)系變量，它又與植物的種類、葉面積、養(yǎng)分、土壤水分和風力條件以及相對濕度有關(guān)。土壤中有機污染物的種類、濃度，植物種類、葉面積、根結(jié)構(gòu)、土壤養(yǎng)分、水分、風力、相對濕度等均影響著土壤中有機污染物的直接吸收。

（2）植物根系分泌物（包括一些酶類）到土壤中，加速土壤的生化反應，促進有機污染物的修復：植物根系能分泌一些營養(yǎng)物質(zhì)，如糖類、醇、蛋白質(zhì)等，供土壤微生物生存；植物根系還能分泌一些特殊的化學物質(zhì)，如有機酸等，可以改變土壤的pH等，從而有利于污染物的分解。研究表明，根系（根須）發(fā)達的植物能促進根際微生物對除草劑等有機污染物的吸附、降解，植物根系釋放到土壤中的酶也可以直接降解有機污染物。此外，植物死亡后釋放到環(huán)境中的酶也可繼續(xù)發(fā)揮分解作用。已有科研工作者利用植物根系中的硝基還原酶對含硝基的有機污染物進行降解的報道，相似的研究也發(fā)現(xiàn)了植物根系中的脫鹵素酶和漆酶，可被用來降解含氯有機污染物。雖然植物酶在各種殺蟲劑等外來有機物在植物細胞內(nèi)降解過程中起很重要的作用，但植物修復還是需要依靠整個植物系統(tǒng)來完成，植物的生長可以中和土壤pH，吸著或螯合重金屬，酶被保護在植物體內(nèi)或吸附在植物表面，不至于受到損傷，因而能較長時間保持降解土壤中有機污染物的活性。美國EPA 實驗室從淡水沉積物中鑒定出來自植物的5 種可以分解相關(guān)有機污染物的酶：脫鹵酶、硝酸還原酶、過氧化物酶、漆酶和腈水解酶。因此，在篩選新的降解植物或研究有機污染物降解機理的時候需要關(guān)注這些酶系，并且注意發(fā)現(xiàn)新酶系。

（3）根際-微生物的聯(lián)合代謝作用：植物是一個有效的土壤污染處理系統(tǒng)，它同其根際微生物共同利用其生理代謝特性擔負著分解、富集和穩(wěn)定污染物的作用。根際是植物根系直接影響的土壤范圍，是指在植物根系分泌的有機物作用下，與其pH、EH、微生物等組成的一個特殊的微生物環(huán)境，根系分泌物與根際微生物間存在著復雜的相互關(guān)系。Moser 等（1983）研究認為，植物每年釋放到土壤中的物質(zhì)可達植物總光合作用產(chǎn)物的10%~20%，它們與脫落的根冠細胞等一起為根際微生物提供重要的營養(yǎng)物質(zhì)，促進了根際微生物的生長與繁殖。由于根系生長的穿插作用，使根際的通氣狀況、水分含量和溫度均比根際外的土壤更利于微生物的生長；另一方面，植物將大氣中的氧氣經(jīng)葉、莖輸送到根系中，擴散到根際周圍缺氧的土壤中，形成了富氧的微環(huán)境，刺激好氧微生物的活性和生長繁殖。研究表明，植物根際土壤微生物明顯比非根際土壤中的微生物活性、數(shù)量和種類多，一般提高約10 倍，有的高達100 倍，其中假單孢菌屬（ Pseudomonas sp. ）、黃桿菌屬（Flavobacterium sp.）、產(chǎn)堿菌屬（Alcaligenes sp.）和土壤桿菌屬（Agrobacterium sp.）的根際效應非常明顯。研究發(fā)現(xiàn)，植物根際是一個能降解土壤中污染物的生物活躍區(qū)，根際可以加速許多農(nóng)藥以及三氯乙烯的降解。研究者還針對植物宿主的正確選擇、必要的植根方式和有關(guān)的微生物群落進行了綜合研究，發(fā)現(xiàn)植物根際-微生物系統(tǒng)的相互促進作用將是提高污染土壤植物修復能力的一個活躍領(lǐng)域。植物根系分泌物在增強根際微生物活性的同時，微生物的活動也促進了根系分泌物的釋放，兩者相互作用共同加速了根際有機污染物的降解，植物根際微生物的降解作用被認為是植物修復土壤有機污染物的主要途徑。污染土壤的植物修復與其他修復技術(shù)相比，有著許多優(yōu)點，如成本低、對環(huán)境影響小、能使地表長期穩(wěn)定，清除土壤污染的同時可清除污染土壤周圍的大氣和水體中的污染物，這樣有利于改善生態(tài)環(huán)境。但由于該技術(shù)仍處于起步階段，在理論體系、修復機理及技術(shù)上還有待進一步研究，包括對植物的生理特性、栽培特性、遺傳學及分子生物學特性進行研究，以篩選能超量積累污染物的植物并改善植物吸收性能；對植物分解、富集和穩(wěn)定化污染物的機制展開研究，確定污染物在植物體系中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及植物-微生物體系的作用規(guī)律等。此外，利用基因工程技術(shù)，構(gòu)建高效去除污染物的植物，是目前研究的熱點之一。

2.2 有機污染土壤的微生物修復技術(shù)微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要生命體，它不僅可以指示污染土壤的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，而且還有巨大的潛在的環(huán)境污染修復功能。微生物能以有機污染物為唯一碳源和能源或與其他有機物進行共代謝而將其降解。在此基礎(chǔ)上，便出現(xiàn)了污染土壤的微生物修復理論及技術(shù)。微生物修復是指利用天然存在的或所培養(yǎng)的功能微生物（主要有土著微生物、外來微生物和基因工程菌），在人為優(yōu)化的適宜條件下，促進微生物代謝功能，從而達到降低有毒污染物活性或?qū)⑵浣到獬蔁o毒物質(zhì)而達到修復受污染環(huán)境的技術(shù)。

通常一種微生物能降解多種有機污染物，如假單胞桿菌可降解DDT、艾氏劑、毒殺酚和敵敵畏等。此外，微生物可通過改變土壤的理化性質(zhì)而降低有機污染物的有效性，從而間接起到修復污染土壤的目的。在我國，已構(gòu)建了有機污染物高效降解菌篩選技術(shù)、微生物修復劑制備技術(shù)和有機污染物殘留微生物降解田間應用技術(shù)。如：劉憲華等（2003）用假單胞菌AEBL3 降解土壤呋喃丹，結(jié)果表明，未加菌土壤呋喃丹在0~7 cm土層中質(zhì)量分數(shù)已達90 mg·kg-1，加菌土壤呋喃丹質(zhì)量分數(shù)為4.8 mg·kg-1，后者降解率達96.4%。如今，微生物修復有機污染物研究已進入基因水平，可以利用基因重組、構(gòu)建基因工程菌來提高微生物降解有機污染物的能力。如：蔣建東等（2005）通過同源重組法構(gòu)建多功能農(nóng)藥降解基因工程菌，在相同條件下，工程菌CD-mps 和CDS-2mpd 在1~24h 內(nèi)便可迅速降解甲基對硫磷（MP），呋喃丹也可在30 h 內(nèi)完全降解。

2.2.1 微生物修復研究的發(fā)展趨勢

目前，微生物處理土壤污染的研究主要集中在以下幾方面：

（1）高效降解菌株的篩選和基因工程菌的研發(fā)。土著微生物雖然在土壤中廣泛存在，但由于其生長較慢，代謝活性不高，或者由于污染物的存在造成土著微生物的數(shù)量下降，致使降解污染物的能力降低，因此往往需要在污染土壤中接種降解污染物的高效菌，以縮短修復時間。研究表明在實驗室條件下，30 ℃時每克土壤接種106 個五氯酚（PCP）降解菌，使PCP 的半衰期從2 周降低到1 d。為了增加對某些特定有機污染物的降解，利用分子生物學、基因工程等新理論與技術(shù)分離和選育高效降解菌及酶系，并提高它們對污染物的降解能力，是目前強化土壤微生物修復效果的研究熱點。近年來，利用基因工程手段研究和構(gòu)建高效基因工程菌，可將多種降解基因轉(zhuǎn)入同一微生物中，使其獲得廣譜的降解能力。具體技術(shù)包括降解性質(zhì)粒DNA 的體外重組、組建帶有多個質(zhì)粒的新菌株和原生質(zhì)體融合等。例如，將甲苯降解基因轉(zhuǎn)移給其他微生物，使受體微生物也能降解甲苯，這比簡單地接種特定的微生物要有效得多。

（2）降解菌定殖的強化技術(shù)。土壤中的氮、磷都是微生物生長的重要營養(yǎng)元素，適當添加營養(yǎng)物是促進降解菌盡快定殖，并將污染物完全降解的主要措施。但要達到良好的降解效果，在添加營養(yǎng)鹽之前，要確定營養(yǎng)鹽的添加形式、合適的濃度及比例。目前常用的營養(yǎng)鹽的種類很多，如正磷酸鹽或聚磷酸鹽、銨鹽、尿素及釀造酵母廢液等。雖然在理論上可以估算N、P的需要量，但有些污染物的降解速度太慢，而且不同地點N、P 的可利用性變動很大，實際值與計算值會有較大的偏差。目前，有些外國公司針對特定的環(huán)境已經(jīng)開發(fā)出一些強化生物修復的肥料，如用石蠟包埋正磷酸鹽或尿素，該配方的營養(yǎng)物易溶于油相，可以緩慢釋放，處理土壤石油類污染物效果顯著。

2.2.2 微生物降解土壤有機污染物的主要反應類型

土壤有機污染物可在微生物的直接作用下或在共代謝作用下分解為低毒或無毒產(chǎn)物，也可利用微生物分泌的酶（胞內(nèi)酶和胞外酶）的作用對有機污染物進行分解等。大部分有機污染物可被土壤微生物降解、轉(zhuǎn)化，降低其毒性或完全無害化。有機污染物被微生物降解主要依靠兩種方式：（1）利用微生物分泌的胞外酶降解；（2）污染物被微生物吸收到細胞內(nèi)，由胞內(nèi)酶降解。吸收污染物的方式主要有被動擴散、促進擴散、主動運輸、基團轉(zhuǎn)位及胞飲作用等。污染物的微生物降解可以歸結(jié)為如下主要反應類型。

（1）氧化作用：①醇氧化，如醋化醋桿菌（Acetobacter aceti）將乙醇氧化為乙酸，氧化節(jié)桿菌（Arthrobacter oxydans）可將丙二醇氧化為乳酸；② 醛氧化， 如銅綠假單胞菌（ Pseudomonasaeruginosa）將乙醛氧化為乙酸；③甲基氧化，如銅綠假單胞菌將甲苯氧化為安息香酸；④氧化去烷基化：如微生物對有機磷殺蟲劑的氧化；⑤硫醚氧化：如微生物對三硫磷、撲草凈等的氧化；⑥過氧化：如艾氏劑和七氯可通過過氧化被微生物降解；⑦苯環(huán)羥基化：2,4-D 和苯甲酸等化合物可通過苯環(huán)羥基化被微生物分解；⑧芳環(huán)裂解：在微生物作用下將苯酚系列化合物進行環(huán)裂解；⑨雜環(huán)裂解：五元環(huán)（雜環(huán)農(nóng)藥）和六元環(huán)（吡啶類）化合物可在微生物作用下裂解；⑩環(huán)氧化：如環(huán)戊二烯類殺蟲劑的脫鹵、水解、還原及羥基化作用，是微生物降解的主要機制，等等。（2）還原作用：①乙烯基還原，如大腸桿菌（Escherichia coliform）將延胡索酸還原為琥珀酸；②醇還原，如丙酸梭菌（Clostridium propionicum）將乳酸還原為丙酸；③芳環(huán)羥基化，在厭氧條件下微生物可將甲苯酸鹽羥基化；還有醌類還原，雙鍵、三鍵還原作用，等等。

（3）基團轉(zhuǎn)移作用：①脫羧作用，如戊糖丙酸桿菌（Propionibacterium pentosaceum）可使琥珀酸等羧酸脫羧為丙酸；②脫鹵作用，如氯代芳烴、農(nóng)藥、五氯酚等有機污染物可通過該途徑被微生物降解；③脫烴作用，某些有烴基連接在氮、氧或硫原子上的農(nóng)藥通過該反應被微生物降解；還有脫氫鹵及脫水反應等。

（4）水解作用：主要是酯類、胺類、磷酸酯以及鹵代烴等通過微生物作用的水解類型。

（5）其他反應類型：如氨化、乙?；Ⅴセ?、縮合、雙鍵斷裂及鹵原子移動等。

2.2.3 典型有機污染物的微生物轉(zhuǎn)化與降解機理

（1）氯代芳香族污染物的微生物轉(zhuǎn)化及降解機理。研究認為，土壤中存在大量能降解氯代芳香族污染物的微生物，它們對氯代芳香族污染物的降解途徑主要有兩種：即好氧降解和厭氧降解。其中脫氯作用是氯代芳香族有機污染物生物降解的關(guān)鍵過程，好氧微生物可通過雙加氧酶或單加氧酶作用使苯環(huán)羥基化，形成氯代兒茶酚，然后進行鄰位、間位開環(huán)，脫氯；也可先在水解酶作用下脫氯后開環(huán)，最終礦化。氯代芳香族污染物的厭氧生物降解主要是依靠微生物的還原脫氯作用，逐步形成低氯代中間產(chǎn)物或被礦化生成CO₂ 、CH₄ 的過程。一般情況下，高氯代芳香族有機物還原脫氯較容易，而低氯代芳香族有機物厭氧降解較難。研究表明，氯代芳香族污染物的厭氧微生物降解具有很大的應用潛力，已成為有機污染土壤環(huán)境修復的研究熱點，美國EPA 也已提出將有機污染物厭氧生物降解作為生物修復行動計劃的優(yōu)先領(lǐng)域

（2）多環(huán)芳烴（PAHs）的微生物轉(zhuǎn)化與降解機理。微生物對PAHs 的降解有兩種方式：一種是微生物在生長過程中以PAHs 為唯一的碳源和能源生長而將PAHs 降解。一般情況下，微生物對PAHs的降解都需要O² 的參與，在加氧酶的作用下使苯環(huán)裂解。其中，真菌主要利用單加氧酶，先進行PAHs 的羥基化，把一個氧原子加到PAHs 上，形成環(huán)氧化合物，接著水解生成反式二醇和酚類（Barbosa 等，1996）；而細菌則一般通過雙加氧酶，把兩個氧原子加到苯環(huán)上形成雙氧乙烷，再形成雙氧乙醇，接著脫氫產(chǎn)生酚類。不同的途徑產(chǎn)生不同的中間產(chǎn)物，其中鄰苯二酚是最普遍的，這些中間代謝產(chǎn)物可經(jīng)過相似的途徑進行降解：苯環(huán)斷裂→丁二酸→反丁烯二酸→丙酮酸→乙酸或乙醛，且都能被微生物吸收利用，最終產(chǎn)生CO2 和H2O。另外一種是微生物通過共代謝作用降解PAHs（即PAHs 與其他有機物共氧化），在共代謝過程中，微生物分泌胞外酶降解共代謝底物維持自身生長，同時也降解一些非微生物生長必需的物質(zhì)（如PAHs）。劉世亮等（2004）比較研究了鄰苯二甲酸、琥珀酸鈉作為共代謝底物時B[a]P 的降解情況，結(jié)果表明，琥珀酸鈉加強了B[a]P 的共代謝作用，促進了B[a]P 的降解，該途徑在PAHs 污染土壤修復中具有很大的應用價值。

2.3 有機污染土壤的動物修復技術(shù)動物修復是指利用土壤動物的直接作用（如吸收、轉(zhuǎn)化和分解）或間接作用（如改善土壤理化性質(zhì)、提高土壤肥力、促進植物和微生物的生長）而修復土壤污染的過程。土壤中的一些大型土壤動物，如蚯蚓和某些鼠類，能吸收或富集土壤中的殘留有機污染物，并通過其自身的代謝作用，把部分有機污染物分解為低毒或無毒產(chǎn)物。動物對某種污染物的積累及代謝符合一級動力學，某種有機污染物經(jīng)動物體內(nèi)的代謝，有一定的半衰期，一般經(jīng)過5~6 個半衰期后，動物積累有機污染物達到極限值，意味著動物對土壤中有機污染物的去除作用已完成。此外，土壤中還存在著大量的小型動物群，如線蟲綱、彈尾類、稗螨屬、蜈蚣目、蜘蛛目、土蜂科等，均對土壤中的有機污染物存在一定的吸收和富集作用，能促進土壤中有機污染物的去除。

2.4 有機污染土壤的生物聯(lián)合修復技術(shù)——微生物/動物-植物聯(lián)合修復技術(shù)結(jié)合使用兩種或兩種以上修復方法，形成聯(lián)合修復技術(shù)，不僅能提高單一土壤污染的修復速度和效果，還能克服單項技術(shù)的不足，實現(xiàn)對多種污染物形成的土壤復合/混合污染的修復，已成為研究土壤污染修復技術(shù)的重要內(nèi)容。微生物（如細菌、真菌）-植物、動物（如蚯蚓）-植物、動物（如線蟲）-微生物聯(lián)合修復是土壤生物修復技術(shù)研究的新內(nèi)容。研究表明，種植紫花苜?？梢源蠓冉档屯寥乐卸嗦嚷?lián)苯濃度；根瘤菌和菌根真菌雙接種能強化紫花苜蓿對多氯聯(lián)苯的修復作用；接種食細菌線蟲可以促進污染土壤撲草凈的生物降解。利用能促進植物生長的根際細菌或真菌，發(fā)展植物-降解菌群協(xié)同修復、動物-微生物協(xié)同修復及其根際強化技術(shù)，促進有機污染物的吸收、代謝及降解是生物修復技術(shù)新的研究方向。

3生物修復技術(shù)的優(yōu)點與局限性

生物修復技術(shù)具有廣闊的應用前景，有明顯的優(yōu)點，但也有其局限性，只有同物理和化學處理方法結(jié)合起來形成綜合處理技術(shù)，才能更好、更有效地修復土壤污染。

（1）生物修復的優(yōu)點。生物修復是目前國際上公認的最安全的方法，具有如下優(yōu)點：①高效性。有機污染物在自然界各種因素（如光解、水解等）作用下會降解，但速度相對緩慢，而生物修復的作用就是可以加速其降解，因而具有高效性的特點；②安全性。多數(shù)情況下，生物修復是自然作用過程的強化，生成的最終產(chǎn)物是 CO₂、水和脂肪酸等，不會導致二次污染或污染物的轉(zhuǎn)移，能將污染物徹底去除，使土壤的破壞和污染物的暴露降低到最小程度；③成本低。生物修復是所有修復技術(shù)中費用最低的，其成本約為焚燒處理的1/3~1/4；④應用范圍廣。生物修復能同時修復土壤和地下水的污染，特別是在其他技術(shù)難以應用的場地，如建筑物或公路下，利用生物修復技術(shù)也能順利進行。（2）生物修復的局限。有機污染物的生物修復起步較晚，目前還存在如下不足：①受污染物種類和濃度的限制。某些生物只能降解特定的污染物，也就是說，一種生物不能降解所有種類的污染物，一旦污染物的種類、存在狀態(tài)或濃度等發(fā)生變化，生物修復能力便不能正常發(fā)揮，有機污染物濃度過高會抑制生物的活性，使生物降解無法正常進行；②受環(huán)境條件制約。溫度、濕度、pH 及營養(yǎng)狀況也影響生物的生存，從而影響生物降解。環(huán)境因子對生物降解的影響很大，這也正是當前生物修復在實驗室研究較多，而實際應用較少的原因之一。③負作用。生物修復過程中使用的微生物可能會使地下水污染，也可能會引起植物病害，繁殖過量時會堵塞土壤的毛細孔，影響植物對土壤水分的吸收等；被降解的污染物生成的代謝產(chǎn)物的可能毒性、遷移性及生物可利用性等可能會加強，從而造成新的污染。

4 總結(jié)