地下水循环井原位强化生物修复技术研究进展

王 朋，陈文英，蒲生彦,3*

(1.成都理工大学生态环境学院，四川 成都 610059;2.成都理工大学国家环境保护水土污染协同控制与联合修复重点实验室，四川 成都 610059;3.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059)

随着社会经济的不断发展，我国地下水有机污染问题日益加剧。地下水作为重要的饮用水源，其质量的持续下降引起了人们的广泛关注。地下水有机污染物主要来源于人们的生产活动，包括城市垃圾填埋、石化工业企业、农业化学品施用等。大量研究表明，工业及城市废水的不当排放、农业化学品的施用、石油或煤气等燃料储罐的泄漏以及其它的一些自然因素是造成地下水有机污染日趋严重的主要原因。根据溶解于水的难易程度，有机污染物可分为溶解相液体(Aqueous Plase Liquid,APL)和非水相液体(Non-Aqueous Phase Liquid，NAPL)。

针对地下水中有机污染物的去除，传统的修复技术通常包括垃圾填埋场的挖掘和处置、泵送以及热处理等方法。这些技术不仅处理费用高昂，而且对地下环境的扰动较大。相比之下，地下水原位修复技术具有污染物去除效率高、修复周期短、二次污染易于控制等优点，无需对地下水抽提处理，可显著降低修复过程对环境的扰动。越来越多的原位修复技术被用于修复受有机物污染的地下水，包括地下水原位生物修复技术、地下水原位化学氧化修复技术、地下水可渗透反应屏障技术等。地下水原位生物修复技术主要利用自然微生物的活性来对地下水中各类污染物进行去除，其在处理、管理方面显示出明显的优势，而且成本相对较低，具有更好的应用前景。

地下水原位生物修复是一种经济的、能有效减少有机污染物含量的方法，它是利用从特定污染地区分离出的土著微生物或者从其他污染地区分离出的外来微生物对地下水中各类污染物进行原位修复的过程。在理想情况下，天然存在的微生物会将有机化合物降解为二氧化碳(CO)和水(HO)。在此过程中，生物降解的速度往往取决于现有的化学和物理条件。在地下水有机污染修复工程中，生物修复技术包括异位和原位两种修复方式。其中，异位生物修复技术是指将地下污水直接抽取到地面，借助一系列水处理的技术进行净化后再回注到地下的技术。该方法操作困难且可控性差，设备长时间的运行会导致高能源的投入，同时对环境的扰动也较大，这引发了人们对地下水有机污染原位生物修复技术的广泛关注。与外来微生物相比，土著微生物具有更强的活性和更高的存活率。到目前为止，生物修复技术已被证实能有效去除石油烃、卤代烃、多环芳烃(PAH)、农药等多种有机污染物，并能促进微生物的生长，加速地下水有机污染物的生物降解。

本文系统总结了近年来地下水有机污染原位生物修复技术相关的研究进展，梳理了影响原位生物修复技术的重要因素，综述了地下水循环井技术强化生物修复技术在处理地下水有机污染方面的应用，并对今后原位生物修复技术的研究和应用进行了展望，以期为原位生物修复技术处理有机污染地下水工程应用提供参考。

1 地下水原位生物修复技术

原位生物修复技术是指微生物在自然条件或工程条件下，将有机污染物代谢为无机物质(如二氧化碳、甲烷、水或无机盐等)的一种生物过程。其中，内在或自然衰减是常见的修复技术，即仅在自然条件下发生的代谢过程。自然衰减是一种无人为干扰、低成本的修复过程，仅适用于污染物具有生物可降解性或污染物、电子受体和微生物充分混合以使生物降解速度合适的情况。强化地下水有机污染原位生物修复的方法主要包括：生物刺激法、生物强化法、微生物-植物联合修复法以及地下水循环井(GCW)强化原位生物修复法等。

1.1 生物刺激法

在地下水原位生物降解过程中，含水层原位生物修复途径通常有生物刺激法和原位曝气两种，生物刺激法主要通过向含水层注入无机营养物质或电子受体来刺激微生物的生长，改善氧化还原条件和提高生物利用度，从而促使污染物的降解。如果环境条件不适合进行生物修复过程(如缺少电子受体、营养物质、适当的细菌)，可采用生物刺激来提高生物修复效率。如可通过添加可生物降解的可溶性或固体基质(如乳酸、堆肥)，在还原脱氯工艺下增强氯化溶剂[如三氯乙烯(TCE)]的生物降解。自然衰减监测技术通常受到电子受体浓度或所需营养物质的限制，通过提供营养物质、电子受体、氧气(O)等刺激微生物生长，往往是加速自然衰减过程的有效途径。微生物所需要的营养物质主要包括碳素、氮素、水、无机盐和生长素。

需氧生物代谢过程中O是主要的电子受体，地下水中有机污染物的好氧原位生物修复常常受到溶解氧(DO)浓度低的限制。各种修复技术(生物通风、空气喷注/生物处理、液体输送系统等)以及投加化学药剂[如过氧化氢(HO)、臭氧(O)等]等，均能向地下水中添加O或氧源。此外，释氧化合物(ORC)和氧微泡等也被广泛用于增加地下水中DO。

另外，原位曝气也是一种经济高效的污染含水层修复方法，通过刺激土著微生物生长，能有效处理包气带中的有机污染物。该技术主要通过向含水层的饱和区注入含氧空气来刺激微生物生长，以修复地下水中的挥发性有机化合物(VOCs)和可生物降解的有机污染物。特别是对于石油烃类污染的地下水，强化好氧生物修复是较为有效的去除机制。有研究者对污染带下的含水层施以低速率注入空气，发现相对较近的井距下注入的空气增加了含水层中的DO，从而促进了好氧微生物对石油烃类污染物的降解；Chen等在某汽油泄漏现场应用了生物注气法，使空气注入到烟羽中部附近的地下，对自然产生的微生物进行生物刺激，实现了地下水有机污染的生物降解。此外，使用曝气处理塘法可以将人工曝气方式与开挖水塘相结合，进而对地下水中有机污染物进行生物修复；Jechalke等将椰子纤维和聚丙烯纤维作为载体研发了生物膜，并使用新型曝气技术以强化生物降解，有效地去除了地下水中的苯、甲基叔丁基醚等有机污染物。

在环境修复领域，可控缓释材料在解决地下水原位修复的长期有效性方面具有广泛的应用前景。在修复过程中，该材料为微生物提供了碳源(用于厌氧微生物刺激的电子供体)、氧源(用于好氧微生物刺激的电子受体)。目前对于释氧化合物(过氧化钙、过氧化镁等)已有部分研究，其释放的氧气能刺激有氧细菌的生长，从而降解石油碳氢化合物等有机污染物。修复过程中所添加的底物可为刺激微生物生长提供电子供体，以增强污染物的还原生物降解。Liang等开发了一种由植物油、甘蔗糖蜜和表面活性剂组成的缓释材料，以持续供应基质并形成TCE还原脱氯的原位生物屏障。

在地下水有机污染修复过程中，还可通过安装生物渗透性反应屏障或投加可控缓释材料，实现污染含水层的修复，这是一种被动的、原位的、修复成本低、效率高的方法，生物载体可作为底物释放的源，释放的材料能提高生物修复的效率。若有机物降解的同时依靠吸附和生物作用，则可延长生物屏障的寿命，并减少对屏障材料再生的需要。而生物屏障的停留时间相对较短，从几个小时到几天不等，这取决于地下水流量、屏障厚度和结构(连续或漏斗和门)等。此外，地下水温度相对恒定，但较低(8～12℃)，因此在低温条件应重点关注去除机制的发生时间。Gibert等使用生物可渗透性反应屏障(包括曝气室和非曝气室)来去除地下水中的各种有机污染物，取得了良好的修复效果。在此过程中，为了维持好氧状态，增加污染物降解潜力，缩短修复时间，有机污染物的降解主要发生在曝气室内。

1.2 生物强化法

另一种含水层原位生物修复方法是通过添加具有特殊代谢能力的微生物来净化受污含水层，微生物这种代谢能力可以通过浓缩或基因操作来获得。有研究者以土著微生物群落和活性污泥菌种来源作为强化生物修复法，探究1，2-二氯乙烷(DCA)在不同氧化还原条件下的生物降解效率，结果表明：在好氧微生态系统区，DCA可作为原生底物被土著微生物群落完全降解，且不需添加可替代的初级底物来增强DCA的生物降解；在厌氧条件下，微生物的厌氧过程加强了对DCA的脱氯效果，这主要归因于初级底物和驯化污泥的添加提高了微生物的活性。同时，厌氧还原脱氯工艺是一种可行的污染物处理方法，不会造成有毒副产物的积累，具有生物产量低、电子受体利用率高等优点，并且在实际地下水有机污染原位生物修复中，厌氧生物降解比好氧生物降解占有更大的比重。此外，能控制释放微生物的可控缓释材料也被用于污染物的修复。已有试验将含苯系物(BTEX)降解菌的悬浮液与聚乙烯醇(PVA)和海藻酸溶液按比例混合制备可控缓释材料，结果显示该材料能有效促进BTEX的生物降解。

硝基苯(NB)降解菌NB1是NB污染地下水的主要土著微生物，该菌能在好氧条件下以NB为唯一的碳氮营养源。有研究者通过对现场实际情况的探究发现，原位生物修复可以用于处理地下水NB污染，处理过程中可采用空气喷射与生物强化相结合的方式，通过空气喷射与生物强化相结合的原位生物修复技术，可以去除地下水中约89.56%的NB，且生物多样性变化不大。另一项研究表明，通过封闭双极系统(1个提取井和2个注入井)进行生物刺激和生物强化的结合，可增强原位生物修复的效果。此外，生物刺激可通过往含水层中添加营养物质或注入过氧化氢来实现，将从污染地下水中分离出的烃降解微生物酶生菌再注入其中，可实现生物强化/再接种。

1.3 微生物-植物联合修复法

对于地下水有机污染的生物修复，还可以利用微生物-植物联合修复法，通过引入适应污染物的外来或培养微生物，联合植物或根区微生物来进行修复。植物可以提供一个合适的环境，通过保持对微生物代谢有利的最佳条件，从而提高污染根区生物降解的速度。植物可以吸收、固定或迁移污染物，并将其转化为无毒物质。有机污染物通过与植物根区之间的相互作用，可直接被根所降解。在此过程中，根区间氧的转移也有所增加。微生物-植物联合修复技术可用于石油烃的去除。Yadav等利用植物辅助生物修复，通过完全混合批处理试验，研究了植物在营养供应、电子感应和微生物工程生物修复中的功能，结果表明微生物与植物联合修复能有效提高污染物的去除效率。但他们并没有研究植物对BTEX吸收的定量关系以及污染物去除的时间规律。在受BTEX污染的地下水中，有研究者以水培的方式在湿地中观区种植美人蕉，整个试验过程中，他们测量了BTEX化合物甲苯在根际水中的残留浓度以及蒸发蒸腾损失的水分，证实了植物修复法的有效性，并与未种植植物的砾石层相比，发现甲苯的去除时间明显缩短25%。

1.4 GCW强化原位生物修复技术

GCW修复技术源于利用井内抽提去除污染物的想法，其设置有两个或两个以上过滤段，用封隔器进行隔离，在运行过程中，受污染的地下水从其中一个过滤段进入井内，从另一过滤段流出，以此实现地下水的循环流动。与自然流动相比，GCW修复技术提高了对污染物的捕获程度。

GCW修复技术与原位生物修复技术相耦合也能用于含水层中有机污染的修复。在此过程中，地下水的循环流动将电子受体/供体、功能性微生物、营养物带入受污染的含水层，并强化含水层中的好氧或厌氧生物降解。同时，在GCW修复过程中，还会形成一个水力梯度来驱使地下水流发生垂直或水平循环，带动地下水中有机污染物汇聚到井中，通过设置生物强化反应器进一步去除污染物。GCW强化原位生物修复技术经过专门设计和配置，提供加速的需氧、增强的厌氧或顺序性厌氧/好氧反应，可在需氧或厌氧条件下加速地下水中有机污染物的自然生物降解，详细的机理如图1所示。

图1 GCW强化原位生物修复地下水有机污染的机理Fig.1 Enhanced in situ bioremediation for groundwater organic pollution by GCW

GCW强化原位生物修复技术可以将目标污染物选择性地保留在生物反应器中，这有助于选择和富集专门能够降解这些化合物的微生物。该生物反应器可以用作淹没式循环系统中的小型碳罐，而无需将地下水提取出地面。有研究者发现在修复苯胺污染的地下水时，单一的曝气过程对含水层中苯胺的去除效果甚微，将微生物引入到GCW中形成的生物膜可极大地改善苯胺的修复。Goltz等采用原位生物修复和井内气提两种技术，可降低污染源区地下水中TCE的浓度，该系统将TCE浓度从污染源区地下水中的平均约3 000 μg/L降低到离开处理区地下水中的约250 μg/L，其中气提井将污染源区地下水中TCE浓度降低了95%以上，两个生物修复井降低了约60%。在GCW系统处理含氯与不含氯地下水有机污染时，单独采用GCW结合气提技术的去除效果不佳，而与生物修复技术相结合可有效提高污染物的去除效率。此外，还可以使用小型生物活性炭(BAC)反应器进行强化修复。已有研究发现，BAC反应器比其他附着的生长系统具有更高的生物降解水平和更高的比增长率。

GCW修复技术为传统地下水修复开辟了新的思路，使其不再局限于复杂、难以控制的地层介质污染的修复，而是创造了井内空间，为其他水处理功能组件提供了地下安装空间。同时，GCW修复技术中的生物降解主要发生在井内，易于监测和控制，并且可以方便地更换带有生物膜的载体，有助于提高修复效率。因此，将GCW与原位生物修复技术耦合的针对地下水有机污染的修复具有广阔的应用前景。

2 地下水原位生物修复技术的主要影响因素

地下水原位生物修复受多种因素的影响，主要有:①污染物的性质，包括污染物的来源、浓度、溶解度、毒性、迁移、吸附、分散和挥发性；②地下水的化学、物理和微生物学性质；③污染场地土壤的化学及机械特性；④污染物的生物降解性以及微生物群落；⑤营养物质来源和电子受体的存在；⑥水和土壤环境标准的局限性；⑦污染场地的水文地质条件；⑧污染物的检测、测定和监测。其中，电子受体、营养物质、微生物种类和环境因素为地下水原位生物、修复技术的主要影响因素。

2.1 电子受体

多数情况下，缺乏合适的电子给体或受体是污染物在环境中持续存在的主要原因。由外部补充的电子给体或受体往往难以控制，且使用的化学添加物寿命有限，同时也存在污染物的残留或其他不利的影响。有机化合物如石油烃类的自然衰减往往受到可用电子受体(EAs)浓度的限制，因此EAs经常被注入含水层以刺激生物降解。已有研究表明，好氧微生物降解有机污染物最常见的终端电子受体是O，其次是硝酸盐、Fe(Ⅲ)、硫酸盐和CO。但O的水溶性较低(在5℃时约为12 mg/L)，通常会导致地下水中有机污染区域处于缺氧状态，使O作为电子受体的有效性大大降低。

厌氧微生物可以利用其他电子受体[如硫酸盐、硝酸盐或Fe(Ⅲ)]降解烃类化合物。实际修复工程中，往往加入多种电子受体来刺激微生物的修复以增强修复效果。例如：在加州海豹滩的一个石油污染含水层中，硝酸盐和硫酸盐的联合注入加速了污染物的去除，使原位厌氧生物降解BTEX化合物的能力得到了增强。这一结果说明，与单电子受体的注射相比，多电子受体的联合注射具有增加总电子受体容量和刺激BTEX化合物加速降解的双重优势。

此外，生物电化学系统(BESs)能以低电压输出电流，以非常精确的方式提供或提取电子。将电解技术运用于GCW中可有效促进原位生物降解，实现电子受体/供体的实时供应。目前该领域的研究主要集中在脱氮和脱烃两个方面，由于微生物代谢和电极平衡的相互作用，以及BESs中电场产生的物理迁移，取得了很好的修复效果。随着电化学修复在实际受污染场地中的应用，有关电解联合GCW(EGCW)修复技术的应用也逐渐展开。有研究者通过生物修复和电动力学技术(EK)的联用，实现了对有机污染地下水的修复。与传统GCW强化生物修复技术相比，EGCW修复技术在电子受体/供体的电解供应方面更加可控，显著地提高了对地下水中有机污染物的去除效率。实际工程修复应用中，电极活性、功能微生物丰度、含氯副产物的产生等均能影响EGCW的修复效率。

2.2 营养物质

好氧原位生物修复为微生物的生长提供了必要的氧气和营养物质，以便有效地降解地下水中有机污染物。向地下水中注入碳底物是刺激微生物活动的有效策略，这是通过改变终端电子接受条件，以促进地下水中污染物的厌氧还原。有研究者通过向GCW中注入硝酸盐和营养物质(硫酸盐、磷酸盐)，对原油污染含水层源区进行生物修复，试验结果表明：该GCW系统可成功地应用于原油含砾含水层的修复，不仅几乎完全降解了溶解的碳氢化合物，而且不会出现严重的堵塞问题。作为一种原位生物刺激技术，适当加入溶解有机质(DOM)可促进地下水中残留农药的降解。

γ

-多聚谷氨酸

(γ

-PGA)由于黏度低、分子量及溶解度较高，可作为一种潜在的原生基质补充物，而且它还具有良好的生物相容性、环境可接受性和生物可降解性等特点，在氯化乙烯还原脱氯过程中可作为营养物质。花生壳是一种农业残渣，不仅具有微生物活动所必需的氮源，而且有丰富的可利用性。有研究者选择花生壳作为有机高分子材料(POM)，发现在厌氧条件下发酵产生的挥发性脂肪酸(VFAs)可作TCE还原脱氯的电子给体。

2.3 生物种类

地下水中有机污染物的降解效果会因生物种类的不同而不同。微生物群落驱动着地下水生态系统，是生物地球化学循环中关键的组成部分。微生物修复主要是利用细菌、真菌、放线菌和蚯蚓等微生物群落。微生物脱氯是目前具有广泛应用前景的地下水氯代溶剂原位修复方法之一。对于还原脱氯RD微生物，有研究者分离出几株能够将RD和生长(代谢RD)结合起来的细菌。这些微生物在降解过程中需要的电子给体、内在动力学、脱氯终点和对底物抑制的抗性等各不相同。一些菌株对于电子供体具有限制性，如脱卤杆菌和脱卤球菌只能利用H，而其他菌株(脱卤螺菌、脱硫杆菌)则选择其他电子供体。将嗜冷性假单胞菌AN-1生物膜置于GCW井内生物反应器中，拟对苯胺污染含水层进行原位修复，结果发现嗜冷性假单胞菌AN-1生物膜在GCW处理过程中具有较高的苯胺降解效率，该系统为低挥发性污染物的原位生物修复提供了一种新的环保技术。

2.4 环境因素

在好氧条件下，大部分微生物可以降解地下水中有机污染物。而厌氧条件下，地下水中的有机污染物只有特定的微生物可降解。地下水的pH值和温度等环境因素对地下水中有机污染物的生物降解有显著的影响。有研究者在有氧条件下，以温度为变量，探究了微生物对含水层沉积物中碳氢化合物的降解速率，结果发现温度较高的处理组能取得更好的去除效果，这说明微生物的活性(异养生物和烃类降解物)随着温度升高而增强。在低温地区地下水中碳氢化合物的内在生物修复通常以厌氧过程为主，相比之下，厌氧条件下的矿化/生物降解速率往往比有氧条件下更慢。

地下水环境pH值是影响细菌活性的重要因素，过高或过低的pH值都不利于细菌的生长和活性。因此，在原位生物修复综合体系中适当调节pH值，可为细菌的生长创造最佳条件。有学者研究了淤泥质细砂分层厌氧含水层中1，2-二氯乙烷(1，2-DCA)和氯乙烯(VC)的原位修复，结果表明从碱性到中性pH值的实质性转变产生了更有利于微生物活性和生物降解过程的条件。由于现阶段试验研究的范围有限，在实际场地修复中复杂的环境因素对原位生物修复效果的影响还需要进一步探讨。

3 原位生物强化修复技术的应用现状

利用原位生物修复技术治理地下水有机污染具有操作简单、成本低、污染物去除效率高等优点，并在此过程中地下水中有机污染物大部分能被降解，且二次污染较少。细菌、真菌和微藻等是修复过程中发挥关键作用的微生物，它们需要营养元素(碳、氮等)、电子受体(氧、硝酸盐、硫酸盐、铁、锰和CO等)以及适宜的生长环境条件(温度、pH值、盐度、抑制剂等)。原位生物修复领域主要研究微生物、污染物、营养物质和电子受体/供体之间的特定生化过程和相互作用的环境条件。可控缓释材料强化、可渗透性生物屏障强化、GCW强化和生物电井强化是原位生物修复技术主要的强化手段,近几年来这些原位生物强化技术在地下水有机污染修复中的应用部分研究进展，见表1。

表1 原位生物强化技术在地下水有机污染修复中的应用研究进展Table 1 Application research of in situ bioremediation technology in groundwater organic pollution

3.1 可控缓释材料(CRMs)强化

可控缓释材料(CRMs)在原位生物修复中可连续提供底物，提高污染物的去除效率，并在较长时间内保持厌氧脱氯。有研究发现，可连续补碳的缓释多胶基质能有效去除TCE，试验结果还表明，强化原位厌氧生物修复是一种具有前景的地下水污染修复手段。基于反应剂的功效，用于形成CRMs活性组分的材料大致可分为3类：提供厌氧微生物刺激的电子供体碳源、提供好氧微生物刺激的电子受体氧源和参与氧化还原反应的电子受体氧化剂。如果将具有生物降解功能的活性组分直接注入地下水中，会存在快速释放的缺点，不能满足地下水有机污染强化生物修复的需求。因此，使用CRMs来延长反应时间是非常必要的。还值得注意的是，优化结合剂的材料配比也能增强地下水中有机污染物的生物修复潜力。

3.2 生物可渗透性反应屏障(PRB)强化

生物可渗透性反应屏障(PRB)可作为一种被动的原位生物修复技术强化手段，它通过允许地下水自由流过含有活性物质的地下屏障，导致地下水中污染物降解，最常用的活性物质是零价铁(ZVI)。有研究者将含有锯末和泥炭的两种固体有机材料应用于PRB，间歇试验和流通柱试验结果表明：相比木屑，以泥炭作填料更能促进TCE的还原脱氯过程。虽然现有试验研究和现场试验已证明原位生物修复技术在地下水有机污染修复方面的有效性。然而，在实际处理过程中，该技术也会受到生物利用度、污染物与微生物间的接触以及污染物在环境中可被微生物利用的比例等多种条件的限制。

3.3 地下水循环井(GCW)强化

原位生物修复过程中，由于含水层和土壤特性的变化，地下水环境中微生物所需的营养物质、电子受(供)体等无法及时补充，导致原位生物修复动力学过程非常缓慢，而与GCW修复技术联合使用可以解决这一难题。GCW修复技术通过水流循环可带动人为注入到地层中的生物菌群和营养物质到达污染区域，加快污染物降解速度。

GCW强化为低挥发性有机污染物的原位生物修复提供了一种新型的环境友好型技术，尤其适用于从地下水中去除可生物降解的污染物(如碳氢化合物、苯酚、农药等)，而无需将地下水泵送到地面。已有研究表明，含苯胺(AN)的无机盐培养基中生长的生物膜表现出对高浓度AN的耐受性，AN-1生物膜在GCW处理过程中具有较高的AN降解效率。有研究者发现，还原脱氯降解TCE时，

γ

-PGA可作为主碳源，这时不需要控制pH值或添加缓冲剂，地下水pH值仍保持中性且无明显变化。在一定区域内，利用GCW水循环可提高地下水中DO含量，以强化原位好氧微生物降解。在原位生物修复过程中，GCW修复技术将投入的电子受体/供体、功能性微生物和/或营养物传递到受污染的含水层，从而强化含水层中的好氧或厌氧生物降解，这种耦合过程已成功地应用于含水层中氯代溶剂的原位降解。同时，GCW修复技术不需要泵水到地表进行处理，能保护含水层的地质构造和微生物的群落结构，对地下水环境的扰动较小。但是，无法根据污染物的转化和衰减灵活地控制注入化学物质的种类(电子受体或供体)和浓度是常规GCW修复技术普遍存在的问题。电解地下水循环井(简称EGCW)是将电化学与循环井技术耦合，其可用于强化地下含水层中氯化溶剂的原位生物降解。GCW强化原位生物修复技术示意图如图2所示。

图2 GCW强化原位生物修复技术示意图Fig.2 GCW enhanced in situ bioremediation technology

3.4 生物电井(BES)强化

生物电井(BES)是基于生物修复法与电解法的结合，近年来已得到广泛应用。已有研究表明，利用生物电井能去除地下水中苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)的混合物。另有研究使用BES对碳氢化合物污染的地下水进行原位修复，实验装置由粒状石墨阳极和不锈钢网阴极组成，并以聚乙烯网物理分隔，便于保持水力连续性。与其他修复技术相比，BES由于垂直设计，其易于适应现有地下水井的布置。此外，该装置也易于内部再循环，增加了其经济可持续性。BES是目前较为先进的原位生物修复技术，对不同污染物具有较高的去除效率，有较好的应用潜力。

大量研究表明，电解修复可与GCW相结合，从而促进好氧生物对TCE的降解。特别地，含水层中固有的有机碳可以作为TCE生物降解的生长基质。EGCW技术能方便且可控地将电子受体(O)和供体(H)按处理方式输送到含水层，这一过程也为电解法在地下水生物修复中的应用提供了启示。

4 结论与展望

针对地下水有机污染的原位生物修复技术，目前主要有生物刺激、生物强化和植物修复3种方法。这些方法虽能取得良好的修复效果，但会受制于营养物质、电子受体、微生物活性等因素。GCW是一种原位修复技术，其与微生物的结合应用近年来也成为了关注的热点。在未来，需重点关注以下问题的研究。

(1) 开展强化生物降解复合污染修复效果研究。目前的大多数研究局限于单一微生物对一种或一类有机污染物的去除，实际地下水环境中往往同时存在多种有机污染物。未来应致力于微生物与其他修复技术的联合应用，以实现多种微生物同时对混合有机污染物的同步去除。

(2) 开发强化生物修复材料研究。针对循环井单一水力循环对污染物的修复效率较低、修复周期长的问题，应开发高效降解菌剂、微生物专性刺激缓释材料、难降解有机污染物靶向识别强化修复材料，进一步优化GCW强化原位生物修复技术，同时应加强该技术与其他技术的联用，如地下水有机污染多重去除机制耦合技术、生物刺激导向的长效缓释材料(释O、释营养)等，进一步提高GCW修复技术对地下水中有机污染物的去除效率。

(3) 开展实际场地规模的地下水有机污染修复研究。目前关于GCW强化原位生物修复地下水中有机污染物的研究多停留于实验理论阶段，而真实的地下水环境更加复杂，该修复技术在实际受污场地的应用研究有待进一步加强。