李德昊

引言

生態(tài)修復是以生態(tài)學原理為基礎(chǔ)，運用生物修復和各種物理修復，化學修復以及多種工程技術(shù)手段，進行優(yōu)化組合，從而達到最佳效果和最低耗費的環(huán)境污染綜合修復方法。生態(tài)修復技術(shù)是以生態(tài)修復理論為研究基礎(chǔ)，對于不同特點的退化具體環(huán)境進行研究，最終找到適用于當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境修復以及可持續(xù)發(fā)展的一種技術(shù)模式。

生態(tài)修復技術(shù)應(yīng)用較早，但在二十世紀末才開始比較系統(tǒng)的進行歸納整理，并在生態(tài)工程領(lǐng)域中對其進行探討。如土壤重金屬污染的生態(tài)修復在我國的發(fā)展歷程，串麗敏等將其分為四個階段：第一階段主要通過填埋、刮土、復土等物理修復為主的措施治理退化土壤；第二階段主要技術(shù)研究向土地資源的穩(wěn)定利用以及相關(guān)的基本環(huán)境工程的配套物理修復轉(zhuǎn)變；第三階段主要通過土地復墾技術(shù)，選用先鋒植物和耐性植物以達到恢復土壤特性的目的，以物理、化學和生物恢復等技術(shù)為主；第四階段也就是21世紀以后的修復技術(shù)，包括植物修復、動物修復、微生物修復、固化穩(wěn)定化技術(shù)、土壤氣提、氧化還原技術(shù)、熱脫附淋洗以及化學萃取技術(shù)等多種方法，尤其以植物修復作為研發(fā)的應(yīng)用重點。

一、生態(tài)修復技術(shù)

生態(tài)修復技術(shù)可分為單項修復技術(shù)及復合修復技術(shù)。單項修復技術(shù)可分為化學修復技術(shù)、物理修復技術(shù)、植物修復技術(shù)、微生物修復技術(shù)。復合修復技術(shù)為多個單項修復技術(shù)的綜合應(yīng)用。

（一）化學修復技術(shù)

化學修復技術(shù)是指通過使用化學試劑與土壤中污染物發(fā)生反應(yīng)，從而把土壤中的污染物進行分離轉(zhuǎn)化，最后降解成為低毒物質(zhì)或無毒物質(zhì)。典型的化學修復技術(shù)包括氧化還原技術(shù)、化學淋洗技術(shù)、溶劑浸提技術(shù)、使用改良劑或抑制劑以及離子拮抗技術(shù)等，主要應(yīng)用于污染土壤的生態(tài)修復中中和以及去除有毒物質(zhì)，通過強制去除或固定污染物的方法，達到對生態(tài)環(huán)境的修復。如曹心德等應(yīng)用化學鈍化修復方法，向土壤中添加穩(wěn)定化劑后，通過一系列反應(yīng)，降低污染物的生物有效性和可遷移性從而進

行修復。

這種方法的優(yōu)點在于低投入、高效率、修復速度快、操作方法簡單等，主要用于修復大面積的土壤污染。但是該方法的缺點包括化學藥劑的使用會破壞土壤結(jié)構(gòu)，以及引起二次污染并導致已被穩(wěn)定的污染物被再度活化的可能等。

（二）物理修復技術(shù)

物理修復技術(shù)主要是使用物理手段，利用土壤理化性質(zhì)與重金屬的特性不同，對土壤中的重金屬進行分離和固定，從而實現(xiàn)清潔土壤中污染物并減小污染物的環(huán)境風險和健康風險的目的。物理修復技術(shù)包括去表土法、客土法、深耕翻土法、換土法、熱解吸法、玻璃化技術(shù)以及電動修復等多種技術(shù)手段。如黃銘洪提出在對礦區(qū)土地的物理修復中，可以通過粉碎、壓實、剝離、分級、排放等技術(shù)改進礦區(qū)退化土地的物理特性。

物理修復技術(shù)優(yōu)點是其使用方法相對方便靈活，并且修復周期較短，主要應(yīng)用在處理重金屬污染，尤其是在被重金屬污染的土壤修復的過程中廣泛應(yīng)用。需要注意的是物理修復技術(shù)需要的工程量較大，使用成本比較高。

（三）植物修復技術(shù)

植物修復技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的生態(tài)修復技術(shù)，主要應(yīng)用于由于重金屬污染和有機物污染造成的土壤污染。植物修復技術(shù)是應(yīng)用某種特定的植物對某些污染物的忍耐和超量積累吸收富集土壤中特定的污染元素，將植物收獲之后進行處理，最后從土體中去除該種重金屬完成生態(tài)修復。植物修復技術(shù)主要包括植物萃取技術(shù)、根際過濾技術(shù)、植物固化技術(shù)。如韋朝陽、陳同斌通過超富集植物的萃取技術(shù)清除土壤重金屬污染，對被污染的土壤進行修復。該技術(shù)還廣泛應(yīng)用于退化環(huán)境的生態(tài)修復中。如王薇在河流廊道與生態(tài)修復中把植物修復技術(shù)應(yīng)用于河流廊道的生態(tài)修復上。張飲江采用通過水生植物進行濱水帶生態(tài)修復的方法。

植物修復技術(shù)與物理及化學修復技術(shù)相比，主要有以下五方面優(yōu)點。一是成本低，用植物修復法比物理、化學處理法的費用低。二是植物修復污染土壤的過程可以在不破壞土壤生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上增加土壤有機質(zhì)含量，從而能更好地使土壤結(jié)構(gòu)和肥力得到保持。三是可以同時對污染土壤及其周邊污染水體進行修復。四是集中處理收獲物可有效避免二次污染。五是植物修復幾乎沒有什么環(huán)境擾動更有利于土壤的固定。但是植物修復技術(shù)還有很多不足，如植物對重金屬污染物的修復多適用于修復中等污染程度的土壤，單種植物一般只能修復特定重金屬污染的土壤而無法處理多種金屬復合污染造成的土壤污染，同時有可能造成土壤中的其他重金屬活化，超富集植物個體偏小，生長速度較慢，修復土壤周期過長，不能對污染土壤進行快速修復。

（四）微生物修復技術(shù)

該技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于多種污染修復中，其原理主要是運用微生物對環(huán)境中的有機污染物質(zhì)進行降解和轉(zhuǎn)化從而達到對生態(tài)環(huán)境的修復。微生物修復中主要是應(yīng)用細菌、真菌、原生動物等三大類微生物。如多環(huán)芳類物質(zhì)造成的土壤污染主要采用微生物降解的方法進行修復。董哲仁等利用培育的生物及培養(yǎng)接種的微生物生命活動，轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移及降解水中的污染物，最后達到恢復水體的結(jié)果。李清波等人則通過真菌和藻類使用，對土地中的農(nóng)藥除草劑主要成分阿特拉津進行降解。

微生物修復技術(shù)具有快速、安全、費用低廉的優(yōu)點，缺點是有機污染物的生物修復過程中可能會存在不同程度的次生代謝產(chǎn)物，其中部分代謝產(chǎn)物有比其母體污染物更大的毒性，反而會使土壤增強生態(tài)毒性。

二、復合生態(tài)修復技術(shù)

生態(tài)修復的過程很復雜，往往無法通過某一種的修復技術(shù)完成對整個生態(tài)系統(tǒng)的修復，而復合修復技術(shù)就是通過對不同修復技術(shù)特點的分析，進行不同修復技術(shù)的有效組合，從而形成一個全新的更好的生態(tài)修復技術(shù)。

宋旭等利用物理-生態(tài)修復技術(shù)，運用培育的植物和微生物以及水生動物的生命活動轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)化及降解污染物，最終凈化水體。秦伯強根據(jù)湖泊具體特點和微囊藻水華的生理生態(tài)特性，采取多種生態(tài)修復技術(shù)相結(jié)合的手段控制和去除水源地區(qū)域水體中的藍藻。李春暉提出物理修復、化學修復、微生物修復等多項修復技術(shù)結(jié)合對城市濕地進行生態(tài)修復。這些方法都是結(jié)合植物修復與微生物修復的復合修復技術(shù)的優(yōu)秀應(yīng)用。

三、發(fā)展與展望

生態(tài)修復技術(shù)是用于解決當前生態(tài)威脅問題的主要手段。我國的生態(tài)修復技術(shù)在研究上取得了不錯的進展，并且有希望發(fā)揮出更加重要的作用。然而在這個過程中還存在以下幾方面的不足。

（一）植物修復技術(shù)存在問題亟待解決

雖然植物修復技術(shù)具有成本低、較好的綜合生態(tài)效益等特點，但是這項技術(shù)在理論的構(gòu)建、修復機理、技術(shù)上仍有許多困惑亟待解決。同時據(jù)目前得到的實驗表明，植物修復技術(shù)所需的時間為一年以上甚至十多年，過長的周期嚴重的限制了這項技術(shù)應(yīng)用在更多方面的發(fā)展，這方面的研究也需要加強。目前國內(nèi)外對于植物修復的研究，重點多在植物對重金屬的富集能力上，但對收獲物的處理上研究的并不深入，如何使這些不能回收利用的收獲物避免二次污染的問題仍待解決。

（二）科學研究向應(yīng)用方面以及商業(yè)化的轉(zhuǎn)化

很多研究發(fā)現(xiàn)及成果雖然在實驗室的模擬實驗中有所收獲，但是還沒有驗證其應(yīng)用在復雜條件下的實際效果，還有就是科學研究如何加快向應(yīng)用方面以及商業(yè)化的轉(zhuǎn)化也是一道難題。

（三）各學科知識交叉綜合地運用

如何將各學科的知識交叉綜合地運用生態(tài)修復技術(shù)中，尤其是對分子生物學、環(huán)境工程學、基因工程等方面的理論方法研究，從而不斷創(chuàng)造新的生態(tài)修復技術(shù)。目前這方面的研究工作剛剛起步，植物修復中對于基因技術(shù)應(yīng)用已成為該領(lǐng)域研究中的關(guān)鍵課題，未來有可能獲得革命性的突破，但是轉(zhuǎn)基因技術(shù)的運用也可能會威脅當?shù)厣锶郝?，甚至轉(zhuǎn)基因植物與野生植物的雜交不能使后代保留某些轉(zhuǎn)基因植物的特征。因此，仍需加強對于篩選有價值基因、降低轉(zhuǎn)基因植物對周圍環(huán)境的影響、調(diào)控轉(zhuǎn)基因植物的遺傳性能等方面的深入研究。

（四）現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)化組合與創(chuàng)新

在對于綜合技術(shù)的研究過程中，根據(jù)不同的修復技術(shù)在修復周期、成本及副作用等方面所存在的差異，如何把現(xiàn)有的技術(shù)進行更有效的優(yōu)化組合或者總結(jié)出更新更有效的修復技術(shù)。如某些物理或者化學方法與植物修復進行結(jié)合。綜合應(yīng)用電化法和土壤淋洗法以及植物提取法各自的優(yōu)缺點和適用范圍，應(yīng)用在修復污染土壤的過程中，也許會獲得更理想的處理效果。

（作者單位：成都理工大學旅游與城鄉(xiāng)規(guī)劃學院）