土壤地下水污染生物修复技术

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土壤地下水污染生物修复技术

什么是生物修复

生物修复是指用微生物修复被污染的土壤和地下水。微生物是天然地存活在环境中的非常微小的生物体，比如细菌。对某些种类的微生物而言，污染物就是它们的食物和能量之源，生物修复所做的就是促进和鼓励这些微生物扩张它的种群。生物修复适用的污染物有石油、石油类产品、化学溶剂和农药。

生物修复的工作原理

有些微生物吃下并消化污染物，通常将其转化成少量的水和无害气体（比如二氧化碳、乙烯）。如果那些“有用”的微生物在土壤和地下水里的数量不足，就要通过一个叫做“生物添加”的过程来增补。为了保证生物修复切实有效，正确的温度、营养素和食物都不可缺少。恰当的环境条件将使“有用”的微生物得以生长繁殖，进而吃掉更多污染物。如果环境条件不适宜，微生物会生长得过于缓慢或是死亡，导致污染得不到修复。这时就需要增加“修正措施”来完善环境条件。从糖蜜、植物油这类“居家用品”，到空气和产生氧气的化学物质，都是修正措施可能包含的要素。诸多添加物通常用泵送往地下，运输通道就是土壤和地下水原位修复井。

在土壤中，生物修复所必需的条件不可能一直具备。在有些场地，过于寒冷的气候会使微生物无法活跃；土壤若过于致密，也会使添加物不能均匀地在地下扩散。对这样的场地，环保局可能要把土壤挖出，在垫子上或容器里进行异位修复。土壤会被加热、搅拌或与添加物混合，以改善它的环境条件。

微生物吸收油、氧气和营养元素，释放水和气体

有时，土壤的混合会导致污染物在被微生物吃掉之前就挥发出来。为防止污染空气，土壤混合要在特别的容器或设施里进行，化学物质挥发出的蒸气可以被收集并处理。

为了修复被污染的场地内地下水，井壁上会被钻孔，以便能把一部分地下水泵到地上容器里。在被泵回地下水之前，这些水就会与添加物混合。这些富含添加物的水将为微生物修复那些仍在地面之下的地下水提供适宜的条件。地下水也可以被泵入一个“生物反应器”进行异位修复。在生物反应器里，地下水、微生物和添加物混合在一起接受处理。根据场地情况不同，处理过的水可能泵回地下，可能排入地表水，也可能进入污水系统。

生物修复要花多久

微生物修复一个场地，可能只要几个月，也可能要好几年，这取决于好几个因素。以下几种情况会延长修复时间：

污染物浓度高，或者污染物位于难以触及的区域（比如岩石断层和致密的土壤里）

温度、营养素、微生物种群等条件需要加以改善

需要异位修复

注射菜油以改善生物修复的环境条件

生物修复有没有危险

生物修复依靠的是天然存在于土壤和地下水中的微生物。这些微生物对场地上和周边社区的人们没有威胁。一旦污染物和为生物修复创造的环境条件消失，之前添加的修复用微生物就会死亡。为促进微生物增长而添加的化学物质也是安全的。举例来说，促进微生物生长的营养素就是通常用于草坪和花园的那些，而且添加的量也仅仅满足促进微生物生长而已。为了确保处理措施有效并评估进度，土壤和地下水样品会定期接受检测。

生物修复对我有什么影响

生物修复经常是在地下进行，不会对场地和周边社区造成破坏。与其他修复方法相比，生物修复进行时，被污染的土壤和地下水呆在场地里，大大减少了卡车运输量。当然，修复所在地区的住户和商家可能会听到一些噪音，它来自泵、混合器，以及为了创造和改进条件，启动生物修复所用到的各种设备。而且，当有必要进行异位生物修复时，挖掘和抽水也是需要的。

青睐生物修复的理由

微生物修复的优势在于运用了自然作用来修复场地。它不像许多修复方法那样需要大量设备、工人或能源，所以更便宜。另一个优势是它可以在场地内修复土壤和地下水，因此挖掘、抽水和运到异地处理都不是必需的。微生物能把有害化学物质转化成少量的水和气体，即使有废物产生也只是很少的一点。生物修复成功地修复了许多污染场地，而且已经成为可选技术，遍布全美的100多个超级基金场地正在使用它。

案例

在位于新泽西州的Iceland Coin洗衣店超级基金场地里，微生物正在修复被干洗溶剂污染的地下水。为了改善微生物所需的环境，一些修正措施正在被添加。含菜油和小苏打的溶液已被注入一处被污染的地下水中。细菌也被添加，以扩大微生物种群。修复区域约1800英尺（合548.64米）长（合548.64米）、500英尺（合152.4米）宽、地下40英尺（合12.192米）深。初步试验表明，生物修复生效了，污染物浓度正在降低。目标是把污染物浓度从10到10几个ppb降到1个ppb以下。