生物床简介及其研究应用进展.pdf

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1、关注·FOCUS摘要：农业生产中使用的农药所导致的地表水和地下水污染越来越多地引起人们的关注，因此，研究防治农药污染的方法或技术显得尤为重要。生物床是众多净化技术中的一种，它最简单的模式是一个由表层土、草炭和秸秆混合的生物活性基质填充的构筑物。生物混合基质可去除水中的农药，农药被基质吸附随后被微生物降解，处理后的水可再利用。本文介绍了生物床系统及其在世界范围的应用，综述了生物床吸附、降解农药的研究进展，最后指出了存在的问题和未来研究的方向。关键词：生物床；农药；吸附；降解；进展生物床简介及其研究应用进展杨军1，梁军锋2，高伟1，梁海恬1(1．天津市农业资源与环境研究所，天津

2、300192；2．农业部环境保护科研监测所，天津300191)杨军男，云南红河人，硕士，助理研究员，主要从事农业环境治理等方面研究。基金项目：农业部产地环境质量重点实验室／天津市农业环境与农产品安全重点实验室开放基金资助文章编号：1005-4944(2012)06—0001—07收稿日期：2012—08—24农药在现代农业和粮食生产中发挥着重要的作用。然而，最近几十年，它的使用对环境和人类健康潜在危害引起了普遍关注【11。使用农药主要的副作用就是对地下水和地表水造成的污染，这也是欧洲主要的环境问题之一【2】。因此，研究处理农田和水中农药的技术和方法成为一项急需开展的工作。在

3、各种处理技术中，生物床(Biobed)刚技术以其去除效果显著、处理周期短、费用低及人力投入少等特点而被普遍接受和广泛应用旧。生物床(Biobed)生物床起源于瑞典，是基于处理灌装喷药设备时溢出或溅出的农药而提出的131。第一个生物床系统由Torstensson和Castillo设计并于1993年在瑞典建立[61。截至2008年，在瑞典使用的生物床已超过1500个㈣。最简单的生物床形式是在一个密闭的建筑物里填充由土壤、草炭和秸秆混合而成的生物混合基质，生物混合基质中的有机组分具有较强的吸附能力，并且其中的活性微生物成分具有快速降解能力，从而可降低农药的浓度。生物床的组成(瑞典

4、最初的形式)典型的生物床由粘土层、草坪层和生物混合基质组成，其对农药吸附和降解效果由这3部分决定。(1)系统底部是10om厚的粘土层，由于粘土具有渗透性小、吸附力强的特点，作为隔离层可减少农药的下渗，同时可增加农药在生物床中的停留时间。粘土层应保持湿润膨胀，从而避免产生裂缝而使水流出。(2)生物混合基质层，这是生物床系统最主要的部分，高度约50cm。生物混合基质由秸秆、草炭和土壤按体积比2：1：1混合而成191，这些物料具有较好的吸附陛和较高的生物活性，在吸附和降解农药的过程中起着各自重要的作用。秸秆是农药降解和微生物活动的主要场所；草炭在生物床中起到吸附、保湿等作用，同时

5、也具有非生物降解农药的作用【lOl，草炭还可降低混合基质的pH值，从而适于白腐真菌(降解农药的主要微生物)生长；土壤吸附性强，同时富含腐殖质，从而提高微生物潘眭，同时也是降解农药微生物的重要来源。(3)覆盖在混合基质上面的草坪层可增强生物床吸附和降解农药的能力，尤其是上层基质部分，是生物床中大部分农药被吸附和降解的部Agro—Environment＆Development1关注·FOCUS位。它还可产生使水向上运输的动力来调节水分，其根系分泌物，如过氧化物酶等也能吸附、降解污染物⋯1。生物床的类型按生物床系统底部是否与外界环境隔离可将生物床分为开放生物床系统(Unlined

6、Biobed)和封闭生物床系统(LinedBiobed)。底部没有人为铺设或建筑隔离层的为开放生物床，很多情况下，系统底部有天然的粘土层，如果没有则需铺上一层粘土层。该系统不需要排水装置。与开放生物床相反，封闭生物床在系统底部有人为铺设的隔离层，如塑料、混凝土、防水油布等，同时该系统还有滤水层、排水管道和水收集井。封闭生物床系统主要在英国使用。影响生物床功能的因素生物床的功能指标是其吸附和降解农药的能力。农药初始浓度、混合处理及混合的种类、处理次数，以及生物床系统的构造、深度、水量负荷等都对生物床系统处理农药的效果有影响[51。一个有效的生物床系统应包括粘土层、基质、植被层

7、3个部分，并且各部分都可正常运转。农药的降解主要受基质的特性决定，植被层通过保持基质中的水分平衡起间接作用。也可能直接通过植物修复。农药的吸附主要取决于基质、粘土层和植被层的特性，以及它们间的相互作用。(1)基质对农药降解和吸附的影响。好的生物混合基质具有较强的吸附力，同时拥有活力旺盛和可降解特定农药的微生物群落，它们可耐受高浓度的农药，在反复处理农药以及处理混合农药时仍有较好效果。农药的吸附和降解主要受基质成分、均衡性、使用时间、温度和湿度的影响。(2)生物床系统的水管理。生物床系2农业环境与发展20l2年第6期