我国生物修复技术的现状

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1、万方数据第23卷第6期2004年11月地理科学进展PROGRESSINGEOGRAPHYV01．23．No．6Nov一2004我国生物修复技术的现状与展望涂书新1，韦朝阳2(1．华中农业大学资源与环境学院，武汉430070；2．中国科学院地理科学与资源研究所．北京100101)摘要：环境问题是当前人类生存与发展过程中所面临的重大问题。生物修复技术是解决环境污染，恢复被人类活动破坏的生态系统，实现人类社会可持续发展的重要手段之一。近年来，我国生物修复技术研究与应用蓬勃发展．取得了显著成绩。其内容主要包括微生物修复技术、重金属污

2、染的植物修复技术、矿山废弃地生态恢复技术、固体废弃物资源化技术、垃圾填埋场生态修复技术及湖沼生态恢复技术等。在高效特异微生物与重金属超富集植物筛选及其机理研究上取得了一系列的突破。已筛选出近50种针对农药、石油、多环芳烃等有机污染物的高效特异菌种和As、Cd、Mn、Zn等12种熏金属的超富集植物。今后应注意吸收其他学科的理论知识，拓宽研究领域，注重生物修复的机理研究及相关分子生物学技术的开发与应用：开展全国范围的环境污染调查与风险评估工作：建立污染环境修复的法规与标准；从而促进生物修复技术的持续发展，为国民经济发展及环境与健

3、康保护服务．关键词：高效特异微生物；重金属超富集植物；环境污染；生态恢复；中国中图分类号：X753当前。我国主要的环境问题是：1)污染物排放总量大工业。“三废”排放使区域大气和水环境受到不同程度的污染，尤以珠江三角洲、黄河中下游及长江中下游等经济高速发展的地区为严重。2)新的环境问题不断出现。我国主要湖泊和海域出现以氮、磷为主要污染物的大面积富营养化；大城市由于机动车的快速发展带来空气污染，甚至发展为光化学烟雾污染：废旧汽车、家电造成新的污染；开发原子能造成放射性污染。3)农业面源污染问题日益突出。我国农业污染的主要来源有：

4、①农用化学品，包括农药、化肥和地膜等；②畜牧、水产养殖业及园艺大规模发展产生的有机废弃物。据估计。全国70％的水体受到不同程度的污染：约6×107hm2的耕地遭受农药和重金属的污染．占全国总耕地面积的一半．其中受重金属污染的农田达3x107hm2。环境污染物的清除治理有多种方法。常用的主要是物理和化学的方法。包括化学淋洗、填埋、客土改良、焚烧和电磁分解等。这些方法虽然行之有效，但通常成本很高，并容易造成二次污染。采用生物清除环境中污染物的生物修复技术则极具应用前景。代表了未来的发展收稿日期：2000—09；修订日期：2004

5、—10．基金项目：国家自然科学基金项目(40271099)、中国科学院地理科学与资源研究所知识创新工程领域前沿项目(CXIOG—C00—02)资助．作者简介：涂书新(1962一)，男，湖北天门人，教授。主要从事植物对环境胁迫反应机理的研究与教学。Email：stu@mail．hzau．edu．ch万方数据6期涂书新等：我国生物修复技术的现状与展望21方向．具有极大的潜力。生物修复是指在一定的条件下，利用微生物、植物和动物降解、稳定和去除环境中的污染物．使受污染生态系统的正常功能得以恢复。利用生物修复技术可以削弱乃至消除环境污

6、染物的毒性．降低污染物的健康风险【11。同传统的物理化学方法相比，生物修复具有成本低、不产生二次污染、生态协调而易于被公众接受等优点。早在100多年前就有利用好氧微生物处理污水与废水的记载。但真正使用生物修复技术处理环境污染物至今不到30年的历史[tl。1989年。美国首次应用生物修复技术成功处理阿拉斯加海滩埃克森“瓦尔迪斯”号巨型油轮溢油污染．标志着生物修复的研究开始成为环境科学的热点与前沿【2j。1微生物修复技术微生物在生物修复中起着主导作用。早期的生物修复主要是利用微生物降解和转化环境中的有机污染物质。可以用于生物修复

7、的微生物有很多。包括细菌、真菌及原生动物等三大类。由于这些微生物的遗传特性、生理功能及生长条件要求有很大的差别。生物修复的效率也大不相同。围绕微生物修复的研究主要包括高效降解菌的筛选、污染物微生物降解机制研究及提高修复效率等几个方面。1．1高效降解菌的筛选筛选污染物高效降解菌株的研究是微生物修复技术研究的第一步。根据微生物与污染物的作用机制。选择高效微生物的标准包括：①对污染物有较高的耐性；②对环境的适应性较强；③对污染物的降解效率高、专一性强；④不影响环境中原有的生物多样性。我国对生物修复高效降解微生物的筛选源于对农药高效

8、降解微生物的研究。20世纪90年代后期开始进行石油类污染物降解微生物的筛选研究。现已筛选出大量的可用于生物修复技术开发的微生物(表1)。表1表明我国对微生物降解菌的筛选工作已涉及农药和石油类中较为广泛的污染物。如在农药降解菌筛选方面．张倩茹等通过富集培养，分离出5株乙草胺抗性的菌株，分别定