水环境重金属污染修复工作问题与展望
来源/作者:中国标准物质网  日期:2016-03-28

尽管水环境重金属污染修复工作已引起社会各界的关注,重金属污染修复技术机理的研究琳琅满目,然而实际工程案例却屈指可数。不可否认,固定化、稳定化生物膜修复技术已日趋成熟,但重金属原位化学还原、生物及联合修复等技术的研发还有待加强。

我国重金属污染防治的特点是:①长期的工业化过程造成了较为复杂的重金属污染局面;②快速的城市化进程加剧了重金属污染格局的复杂性;③现代都市农业使农业生产面临多源的重金属污染威胁;④河口海岸型城市区域增加了重金属污染的生态敏感性。对于重金属污染环境再开发是我国经济发展过程中面临的重大环境挑战之一,构建科学有效的生态文明制度体系,完善污染场地环境管理框架体系尤其是基于风险的可持续性修复框架体系,不仅为解决包括重金属污染在内的重大资源环境问题奠定良好的制度基础,而且也会促进环境修复产业的健康发展。

生物修复技术相对于传统的物理化学修复技术,其优点在于成本低,无二次污染,缺点在于修复周期长、仅适用于轻度污染、应用局限较多、技术不够成熟!在国外,植物修复已得到应用,美国、加拿大的植物修复公司已经开始盈利!而我国植物修复仍处于田间试验阶段,微生物修复更是仍处于实验室研究阶段!“十二五”国家对环保越来靡视,加大了对环境修复的政策与资金支持,生物修复技术作为一种很有潜力的重金属修复技术,会逐步完善,走上实际运用的道路。对已发生重金属污染的工业场地,需要对重金属来源背景进行深人研究,加强修复工程前期调查、监测与风险评估工作,开发绿色可持续性的修复技术与设备的研发,同时适当引进国外既成熟又经济可行的生物修复技术,快速引导我国环境修复产业的健康发展,弥补透支环境红利造成的损失,实现发展与环境关系的再平衡。

微生物具有丰富俪种资源,遗传特性易于改造,与传统修复技术相比具有很大的优势,而且随着分子生物学技术手段的日益更新,微生物修复机理研究的也越来越深入,使得微生物修复成为最具有发展和应用前景的生物修复技术之一。但是,目前仍存在很多问题需要解决。国内对于微生物修复技术大多数还处于实验室研究阶段,对修复机理的研究还不够透彻,工业化应用的步伐也比较缓慢,在环境修复过程中还要面临生态安全、复合型污染、新微生物资源评价等诸多问题。

因此,微生物修复技术未来的研究方向和热点将会集中以下5个方面:①利用SEM、XAD、AFM等技术研究重金属离子与微生物细胞相互作用机制。从分子水平上阐明微生物的吸附机理,对金属和微生物之间的反应动力学和热力学作进一步地探讨;②在系统水平上研究有共代谢关系的细菌一细菌、细菌一植物之间的网络结构;③筛选高效耐重金属微生物及构建基因工程菌;④改善吸附工艺及细胞固定化等技术,开发出高效优良的微生物吸附剂;⑤综合运用各种组学对微生物修复的各个环节进行研究,实现微生物修复重金属污染的功能菌群的发现、功能基因和蛋白的鉴定、代谢机理的揭示、基因工程菌的构建以及代谢实时调控的微生物修复策略。目前在微生物与植物的协同净化作用领域已有不少研究,如果在重金属废水治理领域,能将植物治理法与微生物治理法有效地结合起来,那么处理能力将大大提高,微生物与废水不易分离的缺点也将得到有效解决,其在重金属废水治理中的有效应用,必将促进重金属废水的生物治理技术取得长足进展,其研究和发展必有广阔的前景。

【关键词】重金属 污染 废水