【专题：环境技术解说】生物修复（Bioremediation）

生物修复是一种利用微生物和植物，修复（remediate）受污染的土壤和地下水的技术，该技术始于1970年代的美国，当时主要利用微生物分解石油。如下图所示，生物修复大致分为两类：一是向污染土壤中原本生长的微生物提供水分、氧气和营养物质，以促进污染物分解（生物刺激）；另一种是新引入污染物降解菌（生物强化）。

生物修复比物理化学处理过程需要更长的处理时间，但其具有能够在温和条件下以低成本处理污染物的优势。目前主要用于汽油等燃料油及其组分如苯、甲苯、其他石油烃以及三氯乙烯等烃类溶剂的净化。此外，在二恶英类和氯类残留农药等方面的应用研究也在积极开展。

日本于2002年制定了《土壤污染对策法》，该法于2003年生效。根据该法，日本都道府县知事指定污染超过指定标准（镉、铅、砷、六价铬、三氯乙烯、四氯乙烯和苯等25项）的工厂或商业场所，如果发现土壤污染存在危害健康的风险，则可以下令采取清理和遏制污染等必要措施。与此同时，由于生物修复可以以低成本去除污染，因此人们对它的期望也越来越高。

生物修复（bioremediation）是将bio（意为活生物体）和remediate（意为恢复）这两个词组合而成的术语，它是使用生物修复受污染土壤和地下水的技术的总称。虽然使用微生物净化污染的方法是主流，但也有使用植物的方法。具体到使用植物的方法，有时会用到植物修复（Phyto-remediation, Phyto意为植物）这个词。以下的解说将对使用微生物的生物修复进行说明。

通过微生物的生物修复始于1970年代的美国，当时微生物被用于修复管道漏油造成的污染，此后被用于清理其他污染物，如有机溶剂和农药残留等。

生物修复不同于利用高温高压工艺的物理化学净化方法，其特点在于能够在温和条件下以低成本处理污染。由于人们对土壤和水污染防治措施的需求日益增长以及生物技术的进步，未来有望扩大其用途。

1)对象物质

表1显示了生物修复的对象物质。生物修复已被实际用于净化燃料油如汽油及其组分如苯、甲苯、其他石油烃和烃类溶剂如三氯乙烯。此外，在二恶英类和氯类残留农药等方面的应用研究也在积极开展。

对于重金属，不是分解，而是采用将化学存在形式改变为更易溶于水或不易溶于水的形式等方法来除去。

2）微生物的使用方法

在通过微生物的生物修复中，主要有两种使用和管理微生物的方法（图1）。

（1）生物刺激(biostimulation)

受污染的土壤可能含有能够分解污染物的微生物。生物刺激会刺激（stimulate）具有此类特性的有益微生物生长，进而加速污染物的分解。为了使所需微生物能够生长，在许多情况下从外部添加促进微生物生长的物质，例如水、氧气和营养物质。例如，在由石油烃造成的污染情况下，提供氮、磷等营养物质促进微生物生长，并提供其物生长所需的空气。

（2）生物强化(bioaugmentation)

当污染地能够分解污染物的微生物很少时，从外部引入大量培养的微生物来分解污染物。该方法与生物刺激一样，为了促进微生物的生长并提高分解活性，有时会添加空气、氮、磷、碳源等。