生物修复是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物,实现环境净化、生态效应恢复的生物措施,主要包括植物修复、微生物修复和动物修复。该方法因具有成本低、操作简单、无二次污染、处理效果好且能大面积推广应用等优点其机理研究及应用前景备受关注。

(1)植物修复

①植物稳定是利用具有重金属耐性的植物降低土壤中有毒金属的移动性,从而降低重金属进入食物链的可能性。植物稳定主要通过根部累积、沉淀、转化重金属形态,或通过根表面吸附作用固定重金属,降低重金属渗漏污染地下水和向四周迁移污染周围环境的风险。植物根系分泌物能改变土壤根际环境,可使多价态Cr、Hg、As的价态和形态发生改变,降低其移动性和毒性。

②植物挥发是利用植物根系吸收金属,将其转化为气态物质挥发到大气中,以降低土壤污染,但易造成二次污染。

③植物提取是利用植物从土壤中吸取一种或几种重金属污染物,并将其转移、贮存到地上部分,随后收割地上部并进行集中处理,达到降低或去除土壤重金属污染的目的。植物提取应用的关键在于筛选具有高产和高去污能力的植物。

(2)微生物修复

微生物修复是利用活性微生物对重金属吸附或转化为低毒产物,从而降低重金属污染程度。用于修复的菌种主要有细菌、真菌和放线菌。从目前来看,微生物修复是最具发展潜力和应用前景的技术,但微生物个体微小,难以从土壤中分离,还存在与修复现场土著菌株竞争等。因此,驯化和筛选高效菌株,构建菌种库,优化组合修复技术(如动物-微生物、植物-微生物等),将是未来研究的重点。

(3)动物修复

动物修复是利用土壤中某些低等动物(如蚯蚓和鼠类等)吸收土壤中重金属这一特性,通过习居土壤动物或投放高富集动物对土壤重金属的吸收和转移,后采用电激、灌水等方法从土壤中驱赶出这些动物集中处理,从而降低污染土壤中重金属质量分数的方法。动物修复技术不能处理高浓度重金属污染土壤,除蚯蚓外,对于其他也具有很强修复能力的土壤动物有待于进行深入研究。