环境修复原理与技术 1.环境修复原理与技术简介 环境修复是利用外力将环境中受损的特定物体部分或全部恢复到原来的状态。 修复原本是工程学中的一个概念，顾名思义，是指借助外力将受损的特定物体部分或全部恢复到原始状态的过程。 严格来说，恢复包括三个方面的活动：恢复、重建、重建。 修复是指将部分损坏的物体恢复到原来的状态； 重建是指将完全丧失功能的物体恢复到原来的水平； 重建是指对部分损坏的物体进行改进，以增加人类不想要的“人造”特征和自然特征造成的环境污染的恢复技术，包括物理方法、化学方法和生物方法。 其中，生物修复方法已成为环境保护技术的重要组成部分。 生物修复是利用生物体的代谢活动，降低环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害，使受污染的环境部分或完全恢复到原来状态的过程。 包括 1. 污染土壤生物修复 2. 污染河流生物修复 3. 污染湖泊生物修复 4. 污染地下水生物修复 5. 污染海洋生物修复 6. 污染大气生物修复 7. 固体废物污染 生物修复 生物修复是一项新技术，刚刚在环境工程领域兴起。 它利用一种或多种微生物降解土壤中的有机毒物，如农药、石油烃、有机磷、有机氯等，将此类物质转化为无毒或二氧化碳。 这个过程在国际上被称为“生物修复工程”。
它已成功应用于土壤、地下水、河流和近海表面的污染控制。 广义的生物修复是指一切以生物体为主体的环境污染治理技术。 它包括利用植物、动物和微生物吸收、降解和转化土壤和水体中的污染物，使污染物浓度降低到可接受的水平，或将有毒有害污染物转化为无害物质。 它还包括将污染物转化为无害物质。 污染物得到稳定，以减少其向周围环境的扩散。 一般分为三种类型：植物修复、动物修复和微生物修复。 根据生物修复中污染物的类型，可分为有机污染的生物修复、重金属污染的生物修复和放射性物质的生物修复。 狭义的生物修复是指通过微生物的作用去除土壤和水体中污染物，或使污染物无害化的过程。 它包括污染物在自然和人为控制条件下的降解或解毒过程。 植物修复：是利用植物控制水、土壤、沉积物等介质污染的技术。 植物修复技术包括植物提取、植物稳定、根际修复、植物转化、根际过滤、植物挥发等六种技术。 微生物修复：利用微生物将环境中的污染物降解或转化为其他无害物质的过程。 动物修复：是指通过土壤动物的直接（吸收、转化和分解）或间接作用（改善土壤理化性质，增加土壤肥力，促进植物和微生物生长）来修复土壤污染的过程。 目前，地球上许多地区的土壤都受到不同程度的重金属污染，且污染面积有扩大的趋势。 全球每年排放115万吨汞、40万吨铜、500万吨铅、1500万吨锰、100吨镍。 10,000 吨（Adri2nao，1997）。
据我国农业部调查显示，受重金属污染的土地面积占我国污水灌溉面积总面积的64.8%。 重金属污染已成为土壤环境质量下降的重要因素之一（陈怀满、郑春荣，1999；林宇）。 土壤重金属污染生物修复以其成本低、修复彻底等优点逐渐引起人们的关注。 生物修复技术主要包括植物。 修复和微生物修复技术。 植物尤其是超富集植物在污染环境治理的具体应用中存在诸多局限性：一是植物修复会受到植物生长速度和生物量的限制，修复速度缓慢； 其次，植物修复会受到土壤类型、温度、湿度、营养等环境条件的限制； 此外，污染物浓度过高或过低都会影响植物修复的效果。 目前，重金属污染土壤的治理已成为国内外研究的热点。 从许多有关重金属污染控制的文献中可以发现，传统的控制措施大多采用物理、化学、物化的方法(邱廷胜等，2003；哈等，2009)。 从修复效果和实用潜力来看，这些技术虽然在一定程度上减少了重金属对土壤和生态环境的危害，但能耗高、二次污染等问题也限制了其现场应用。 土壤重金属污染生物修复以其成本低、修复彻底等优点逐渐引起人们的关注。 生物修复技术主要包括植物修复技术和微生物修复技术。
植物尤其是超富集植物在污染环境治理的具体应用中存在诸多局限性：一是植物修复会受到植物生长速度和生物量的限制，修复速度慢； 其次，植物修复会受到土壤类型、温度、湿度、养分等环境条件的限制； 此外，污染物浓度过高或过低都会影响植物修复的效果。 刘志新等认为，重金属污染土壤生物修复技术是土壤污染修复的重要手段之一。 近年来一直是国内外的研究热点。 也是当今土壤污染治理中一项环保、低成本的技术。 本文探讨了植物与微生物联合修复重金属污染土壤的原理和形式，介绍了土壤中重金属污染物的特性、植物本身的生理生化特性以及植物对重金属污染的影响因素的研究进展。该技术研究了根际环境，并讨论了植物和微生物。 未来的研究重点是关节修复。 王海鸥等. 综述了根际微生物对重金属生物有效性的影响、根际细菌和丛枝菌根真菌在植物修复中促进植物生长的作用，最后介绍了利用生物强化优化植物修复的方法和原理。 。 史富贵等：通过盆栽试验，研究了鼠李糖脂和EDDS对黑麦草生长、土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd吸收以及土壤酶活性的影响。 结果表明，在重金属复合物污染土壤中施用1 g·kg-1鼠李糖脂，会显着降低黑麦草原上部生物量。 EDDS比鼠李糖脂具有更强的溶解土壤Cu、Zn、Pb、Cd的能力； 同时施用1 g·kg-1鼠李糖脂和0.4 g·kg-1 EDDS显着增加了土壤溶液中Cu、Zn、Pb、Cd的含量。 Cu、Zn、Pb、Cd浓度显着提高了黑麦草原上部植物中Cu、Zn、Pb、Cd的含量，促进了土壤脲酶和脱氢酶的活性。
鼠李糖脂和 EDDS 易于生物降解，环境风险低。 它们在修复黑麦草重金属络合物污染方面具有巨大潜力。 目前，根据对野外采集样本的分析，全世界已发现约400种超积累植物。 最重要的超积累植物主要集中在十字花科。 世界上研究最多的植物主要是芸苔属(Brassica)、Alyssuns和Thla spi(邢前国等，2003)。 例如，在重金属污染的土壤上种植Thla spi caerulescens可以吸收并积累土壤中不溶性的Cu、Zn和Pb（Mart?nez et al., 2006）； 阿尔纳贾尔等人。 (2003)发现植物雨衣甘蓝(Bra ssi2ca olera cea var1 a cepha la)和翦股颖Berisintermedia)对Tl有超积累作用，其中芽吸收的Tl有18%和21%来自植物可利用的Tl。部分根际土壤，50%和40%来自不溶部分。 可见，富集植物的生理特性赋予了它们独特的能力，可以激活土壤中其他植物无法吸收利用的重金属，并通过各种方式改变周围环境，提高重金属的溶解度，从而促进植物根系对重金属的吸收。 (Peters & Shem, 1992; Lin Qingyu, 2008)，这对于植物2微生物联合修复系统非常重要。
重金属的生态环境效应与其总量没有显着相关。 从土壤物理和化学角度来看，土壤中各种形态的重金属处于不同的能量状态，其生物有效性在污染土壤中并不存在。 由于矿物质和有机质成分对重金属的吸附作用，水溶性重金属所占比例较小。 因此，重金属的生物有效性、对植物和微生物的毒性及其抑制机制都会影响重金属污染土壤的植物修复效率。 2.2 河流修复 河流生态修复技术的主要理论基础是20世纪50年代德国创立的近自然河流治理工程。 工程设计理念吸收了生态原理和知识，改变了传统的工程设计理念和技术方法，使河流的治理必须符合植被和生命的原则。 在修复目标上，强调河流的自然健康状况； 在修复方法上，强调人为控制与河流自我设计相结合。 吴明等根据近年来国内外污染沉积物研究的相关成果，阐述了潜在的生态风险。 采用指数法、SEM/AVS法和沉积物质量基准法对沉积物中的重金属进行分析。 欧洲国家早期对阿尔卑斯山的开发造成了大规模的森林砍伐和植被破坏，并修建了大规模的建设项目来治理水土流失、泥石流等灾害。 大型传统水利工程造成的生物多样性和人居环境质量下降，促使人们对传统水利工程进行反思。 河流生态修复的概念最早由德国提出。 强调水利工程在具备防洪、供水、水土保持等基本功能的同时，还应达到亲近自然的目的，特别强调河道治理工程的自然美学成分。
随着工程实践和生态理论的发展，近自然河流管理工程于20世纪50年代在德国正式确立。 其核心思想是河道整治必须遵循植物性、生命性的原则。 修复受损河流的最终目的是恢复其原始自然状态。 有机污染物主要生态风险评价方法。 本文综述了污染沉积物物理、化学和生物修复三种主要修复措施，重点总结了生物修复技术中微生物修复、植物修复和植物-微生物联合修复的研究进展。 最后提出研究展望和思考，旨在为江河湖库沉积物及水环境的污染风险评估和污染修复提供科学依据。 苏东艳等人回顾了河流管理与修复技术，将其分为物理、化学、生物修复技术三类：物理技术包括人工曝气、引水、底泥疏浚等；物理技术包括人工曝气、引水、底泥疏浚等； 化学技术包括化学除藻、重金属固定； 生物修复技术包括微生物强化、植物强化和生物膜方法。 对各类技术的研究现状进行了介绍和评价，并对这三类技术未来的发展方向进行了展望。 吴红星等指出，河流生态修复技术在国外已得到广泛应用，但在国内尚处于起步和技术探索阶段。 当前的河流管理方式大多采用传统的水利措施来实现水资源的合理利用，但缺乏生态系统的栖息地建设和景观建设的有机结合。 通过近年来嘉兴市河流生态修复技术的实践探索，总结了该技术的实施要点，阐述了生态修复的主要措施，并对几个项目实施后的效益进行了简要分析，表明河流生态修复技术具有广阔的应用前景。
世界各地的相关研究和实践正在不断推动生物修复理论和技术应用的快速发展，生物技术已成为环境保护领域技术发展的重要增长点。 然而，生物修复技术仅发展了30多年，尚不成熟。 而且，由于生物体的生理特性，生物修复技术还存在一定的局限性。 与水和土壤污染的生物修复相比，沉积物的修复更为复杂，研究也相对较少。 因此，一些污染机制仍不清楚。 生物修复是一个跨学科领域，需要植物学、土壤学、微生物学、生态学等领域专家的合作。 生物修复技术本身就是一个复杂的系统工程。 要使生物修复技术成功并广泛应用，需要对生物修复的机理和技术应用进行深入研究，例如利用大型水生植物，特别是沉水植物进行沉积物修复。 角色; 加强植物-微生物联合修复技术研究； 解决生物修复研究中的技术转化问题等。我国湖泊河流众多，都受到不同程度的污染。 随着我国综合国力的增强、污染物控制要求的提高和处理方法的改进，我国生物修复技术将在未来几十年得到质的发展，生物修复技术将具有广阔的应用前景。 2.3 尾矿修复 尾矿库堆积的尾矿造成的环境污染具体表现在以下几个方面： （1）尾矿在选矿过程中经过磨碎，重量减轻，表面积变大，储存时易流动。 倒塌、渗漏，造成植被破坏和人员受伤事故。 特别是雨季，容易造成塌方、山体滑坡。
（2）在气候干燥、风大的季节或地区，尾矿粉尘受强风吹拂，飞向尾矿坝周围地区，造成土壤污染、土壤退化，甚至使周围居民患病。 （3）尾矿成分和残留选矿药剂对生态环境的破坏加剧，特别是含有重金属的尾矿。 尾矿中的硫化物产生酸性水，进一步浸出重金属。 它们的流失会对整个生态环境造成危害，尾矿中残留的氯化物、氰化物、硫化物、松醇油、絮凝剂、表面活性剂等有毒有害剂，由于与尾矿中的相互作用，会产生有害气体。尾矿长期存放时，空气、水分、阳光以及它们自身的相互作用。 或酸性水，加剧尾矿中重金属流失，流入耕地，破坏农作物生长或污染农作物，使农作物重金属含量成倍或十几倍增加； 流入水系统还会污染地表水体或地下水源。 ，对水生生物有毒。 （4）尾矿流入或排入溪流、湖泊，不仅毒害水生生物，还造成其他灾害，有时甚至波及相当长的河流。 因此，为了保护人类生存环境的清洁和安全，减少矿山开发对自然生态的破坏，尾矿库土地复垦成为矿山土地复垦工作的中心任务之一。 叶文岭等人分析，金属矿山开发过程中，尾矿、废石等需要大面积堆放场地，导致大量占地，破坏堆放场地原有生态系统，造成严重的土壤污染。矿山荒地的破坏。 重金属污染。 以铜矿为例，阐述了矿山废弃地重金属污染的产生和形式、重金属对植物的毒害作用以及生态修复方法。 介绍了国内外相关研究进展，指出了目前尚未解决的问题和未来的发展趋势。
毕印利等人指出，采矿业在促进国民经济发展的同时，也带来了严重的环境问题。 大量剩余尾矿不仅造成土地资源浪费，而且严重污染生态环境。 尾矿物理结构非常差，极其贫瘠，重金属含量高，pH值极端，难以被植被覆盖，生态恢复困难。 丛枝菌根真菌在矿区生态恢复中发挥了良好的作用。 它们可以促进寄主植物对矿质元素的吸收，提高植物的抗逆性，特别是对重金属的抵抗力。 因此，丛枝菌根真菌在尾矿库生态修复方面具有巨大的应用潜力。 刘惠新等人研究认为，矿产资源的开发给社会带来繁荣进步的同时，也对环境造成了破坏，尤其是矿区土壤受到的影响最为严重。 矿区土壤因矿山废水、粉尘、尾矿的侵入而受到不同程度的污染，给矿区农业生态系统和人民健康带来危害。 因此，矿区污染土壤修复研究已成为一个十分重要的问题。 本文介绍了矿区尾矿的一般产生情况及其对环境造成的污染问题。 分析了当前尾矿土壤生物修复技术。 王有宝等. 指出，为了更好地利用草坪草对铜尾矿荒地进行植物修复和管理，以狗牙根、高羊茅和三叶草为研究对象，对其根际和非根际土壤进行采样。 分析研究了某大型铜尾矿荒地3种草坪草生长对土壤酶活性的影响。 结果表明，3种草坪草的根际环境显着提高了土壤酶活性，降低了各点间的土壤酶活性。 同时，三种草坪草的生长和根际环境土壤酶活性的增加，提高了土壤中速效铜含量的比例，将重金属Cu转化为易于被植物吸收利用的形式。植物体内Cu的含量在一定程度上提高了Cu的生物利用度，从而有效减少土壤中Cu的污染，改善土壤环境。 高羊茅和三叶草去除土壤铜的能力比狗牙根更强，且两者的根际环境导致土壤铜平均减少。 达到10.36%和7.78%，高于狗牙根的5.02%。
露天矿坑、矸石坑、尾矿库、沉陷区具有明显的时空变化。 生产期间只能对永久性边坡和平台进行生态修复。 因此，生产经营期间只能恢复这部分场地。 评估，服务期满后应对整个站点进行评估。 根据不同矿山场地生态恢复特点，提出并构建了矿山生态恢复评价指标体系。 该评价指标可操作性和实用性较强，便于管理部门、研究设计部门、矿山企业使用。 每个人都有责任保护环境。 让我们携起手来，保护我们赖以生存的环境。我们不会像发达国家那样走先污染后治理的老路，而是走一条中国特色的可持续发展之路。 叶季2010.12.09
