农药污染土壤的微生物修复探究

    邵进红

    随着科技的发展，为了有效减少病虫害，提高粮食产量，我国的农药使用量正在逐年增加。但由于施药技术落后，残余农药进入土壤，导致土地污染严重。所以，对土壤农药污染的修复极为重要，所以微生物修复技术逐渐成为人们的重点研究对象。

    一、微生物修复农药污染土壤的意义

    根据我国环境检测部门的研究数据显示，我国的农药使用量平均为每年130万吨以上，有一千万公顷以上的耕地受到农药污染。所以不难发现，我国的土壤污染问题已经到了不得不控制的局面。而且，农药污染的范围大，类型多，利用传统的药物修复或换土修复很难达到预期目的，并且所耗成本过大。这时微生物修复的优点就充分的体现出来。微生物修复可以将农药污染进行降解和转化，使之分解为二氧化碳和水等无毒成分。同时，部分微生物还可以以分解物作为能源，促进自身的生长于繁殖。此外，还有一些微生物可以在与其他有机物产生反应的时候，同时降解农药残留，达到降解土壤农药污染的目的。据美国科学家研究表明，利用微生物技术修复土壤所需要的投资相较于传统物理化学修复要减少三分之一到五分之一，所以微生物修复技术是廉价且安全有效的修复手段，对保护耕地，促进土地资源健康持续发展有着不可忽视的作用。

    二、农药污染土壤的微生物修复的方法

    農药污染土壤的微生物修复技术主要包括原位修复和异位修复两种方式。将两种修复方法有机结合，可以优势互补，获得更好的修复效果。

    1、原位修复

    原位修复就是在污染源原地对土壤进行修复的过程。利用这种方法修复土地，主要是通过土著微生物或人为引进的外源微生物的吸收、吸附、沉淀以及转化的作用，改变土壤中农药污染物的化学特性，使其在土中迁移或转化，从而达到降低土壤中毒性的作用。同时，有些微生物可以将污染通过降解变为无害物质，甚至可以将其转化，来增加土壤的养分。原位修复技术主要可以分为生物强化法、生物通风法、土地耕作法及化学活性栅修复法四种。

    生物强化法。生物强化法主要分为土著菌培养法和投菌法两种。其原理是通过培养能够对抗污染物的微生物的活性来达到修复土壤的目的。土著菌培养就是要加强土壤中已有微生物的活性，从而将污染物充分矿化为二氧化碳和水;而投菌法则是先培养出一批对某种污染物有高效降解能力的菌种，将其投入土壤中，来达到降解污染物的作用。

    生物通风法。它是通过增加被污染土壤中的氧气含量，以此来加强其中原有微生物的活性，加快其对农药污染物的吞噬。其实，生物通风法更多的是针对可挥发类污染物而产生的，对修复矿物油类农药有着很大的作用。

    土地耕作法。在原位修复中，主要式通过对土地在原位进行翻耕，来增加氧气等微生物所需的营养物质，来提高微生物修复的活力，对农药污染进行分解。并且在异位修复中也存在这种修复方法。主要表现为将受污染的土地移到其他未污染土地上，进行耕作，利用微污染土地中的微生物对其进行转化和分解。

    化学活性栅修复法。化学栅是一种既能透水又具有较强的吸附和沉淀污染物能力的固体材料。能够用于去除有机污染物的是吸附栅，其材料一般有活性炭、泥炭、树脂、有机表面活性剂和高分子合成材料等。土壤的化学栅修复法是把吸附栅放到污染土地的含水层中，通过活性栅的吸附作用，使污染物进入活性栅中，以此来减少土地中的农药残留，达到对污染物净化和阻拦的目的，防止其扩散破坏其他土壤。化学栅在近十年来开始受到人们的重视，并成为应用于土壤污染防治的新方法。不过在化学栅的实际应用中存在化学栅的老化以及化学栅模型的精度有待进一步提高等问题，因而受到了一定限制。

    2、异位修复

    异位修复的主要方式就是将受污染的土地进行迁离后修复。其主要方法有制床法、堆制法和泥浆生物反应器法。

    制床法。基本方法是将受污染的土壤厚铺在有石子和沙粒的平台上，加入营养液和水并定期翻动，并对渗滤液回灌，以此来达到清楚污染物的目的。

    堆制法。这种方法是将传统的堆肥与微生物修复相结合而产生的。它是主要是运用微生物的降解能力，促进农药污染物向腐殖质不断转化，以此作为消除污染的手段。主要方法是将粪肥、稻草等堆置在土里，并通过翻动增加氧气，促进其发酵来达到修复土壤的目的。

    泥浆生物反应器法。要使用这种方法首先就要向受污染土壤中加水，使其成为泥浆，让后把它与微生物一其放入反应器中，通过其在反应器中的混合使其中的污染物被吸附和消除，从而达到了降解污染物的目的。降解微生物可以是原来就存在于土壤的微生物，也可以是接种的微生物。在进行修复的过程中，工作人员要严格把控其内部条件，及时对泥浆进行处理。处理过后的泥浆经要进行脱水，并把这种水继续加工修复，以使其中的污染物得到消除，能够做到循环使用。

    三、农药污染土壤的微生物修复的发展方向

    1、培养新型微生物

    研究人员应在对已有可修复污染的微生物进行强化培养的同时，也要继续培养和研究新的修复类微生物，针对农药污染的不同类型进行微生物的细化培养。以此来研究出更多种类的修复微生物，对不同农药污染都能够有效复原，保障我国微生物修复技术的不断发展。

    2、促进微生物与其他修复工程有机结合

    由于土壤农药污染中存在很多不可控因素，所以其需要对其采用多种形式的修复手段，发展微生物修复与其他现场修复工程的嫁接和移植技术，以达彻底修复之目的，在对农药污染土壤的修复起到一定的积极作用。

    3、实现微生物技术的工程化应用

    在对微生物修复的研究中，由于干扰因素较少，实验室内的研究效果大都是理想的。但将其应用到实地，经常不能达到预期的效果，甚至有时会造成对土地的二次污染。因此，微生物修复技术的工程化应用必须融合环境、生物等各类知识，进行因地制宜的污染土壤修复工作，并设计出针对性强、效率高、成本小的微生物修复设备，以促进微生物修复技术的工程化应用的真正有效的实行。

    （作者单位：274200山东省成武县南鲁集镇人民政府）