有机物污染土壤修复技术应用

2020-12-07段薇

魅力中国 2020年42期

段薇

（陕西省土地工程建设集团有限公司汉中分公司，陕西西安 710075）

引言

由于大气沉降、污水灌溉和地表水径流等原因，我国土壤污染较为严重。目前，污染区域已经由城市城郊蔓延到城镇乡村，呈现出点源与面源共存，工业污染、生活污染和农业污染叠加交互，多类型污染物复合协同的态势。以有机污染物复合污染为主，越来越多的有毒有害物质聚集在土壤当中，对土壤环境造成了严重的污染与毁坏。有机物进入环境中，或通过电子垃圾处理和污水灌溉等途径同时进入土壤中形成复合污染，二者的复合污染在土壤中普遍存在。

一、土壤复合污染现状

土壤有机物污染是指有机污染物物进入土壤后，其数量增长速度超过了土壤的自净作用的速度，打破了自然动态平衡，从而导致土壤正常功能失调，并进一步影响到作物的生长发育，以及产量和质量的下降。随着现代工业、农业和畜牧业的快速发展，土壤有机物污染越来越严重。土壤有机污染物能够直接破坏土壤的正常功能，可通过植物的吸收和食物链的累积间接危害人类健康。因此，有机污染土壤的修复研究越来越受到人们的广泛关注。

二、有机物污染土壤修复的主要技术与应用情况

（一）原位修复技术与应用

通常情况下，如果土壤结构被污染了但是还没有被挖掘那么建议采用原位修复技术，这样往往能取得优异的修复效果。这主要是由于这类土壤结构并没有被挖掘，那么就不需要进一步调整或是更换现有结构，不需要太大的治理成本，修复过程中能够快速并且高效的分解有机污染物，所有的作业过程只需要在原地就可以完成，不会污染到其他位置的土壤资源。另外，原位修复技术还具有的一个显著优势就是操作十分简单，即使有机污染物深埋地下也能取得良好的修复效果。

（二）生物修复技术与应用

与物理修复技术相比，生物修复技术是近些年来才发展起来的一种新技术，但是生物修复技术更具针对性，修复土壤时可在充分地考虑到污染严重性的差异以及污染物的具体种类等参数来匹配最合理的生物修复技术，并能取得理想的修复效果。通常情况下，生物修复技术主要分为三大类，即微生物修复技术、植物修复技术和动物修复技术。（1）微生物修复技术。微生物借助有机物可以在土壤中繁殖和代谢，通过一系列的反应将有机污染物转化成水和二氧化碳等非污染物质，从而达到修复土壤的目的；（2）植物修复技术。这一技术能够促进微生物的快速生长，从而较好的修复有机污染物，在植物的生长过程中还会产生特定的酶，也能够较好的分解一些有机污染物；（3）动物修复技术。部分动物会以蠕动的方式在土壤中进行生长和繁殖，不但能够很好地保证土壤的疏松度，并也能够提升特定种类好氧菌的生存条件，那么好氧降解菌就能够在这一环境下迅速生长发育，从而取得较好的有机物污染土壤的修复效果。

（三）转化土壤成分

在得到了新型微生物培养技术之后，就到了应用这些微生物菌株已完成受污染土壤成分的转化环节，其具体的工作流程为：首次采用在将这些微生物菌株均匀地分布到受氯代有机物污染土壤中的同时，加入适应微生物生存浓度的氮、磷、钾等无机盐成分以及电子受体，从而保证所添加的微生物菌株和原有的微生物在土壤中均可稳定的生长和繁殖。其次由于微生物菌种其表面是由编码目的肽的DNA 片段通过基因重组的方法构建和表达在噬菌体表面、细菌表面或酵母菌表面，因此其菌株表面的每一个生物大分子或细胞均仅呈现出一种多肽类型。微生物菌株中的高效菌种表面具有多态类型，可以与含有氯代有机物的物质进行紧密的结合，并且通过基因重组的方法与编码细菌表面蛋白的基因相连，高效菌株高效结合肽的方法，可以融合蛋白的形式表达在细菌表面，从而提高其表面与氯代有机物的结合效率。然后将结合之后的菌株其表面会成分为发生变化，观察其表面中LamA、血红蛋白、酵母α-激活酶、a-凝集素和葡萄球菌蛋白A 等表面蛋白成分的转变从而在微生物表面展示技术中用来定位、锚定外源多肽.等将六聚组氨酸多肽展示在E.coliLamB 蛋白表面，进而提高其针对氯代有机物的吸收能力。之后要将吸收了大量氯代有机污染物的菌株，进行富集比处理，从而将多聚组氨酸与OmpC 融合，已保证其菌株群体的吸附的能力可达到16mol/L。通过经数轮筛选和富集，获得对多种氯代有机污染物具有高亲和力的表面多肽，从而将酵母金属硫蛋白串联体在酵母表面展示表达后，实现提升其4 倍-8 倍的吸收能力。最后为高效菌株在最大限度吸收了氯代有机污染物的自身清理过程，其体内由于过多积累的氯代有机污染物，可以通过主导运输方式，进行到其细胞内，并在细胞内进行区域性的划化，将有害物质分布到细胞中的内质网工作车间中，实现了将高效菌株内的有害氯代有机物的封闭或转变成为低毒的处理，从而让无毒的高效菌株继续进行土壤的修复工作，通过长期的良性循环，让土壤中氯化有机污染物含量得到最大限度地降低，进而完成针对土壤成分的改善工作。