微生物修复技术逐渐成为整个环境修复过程中的核心。
图片来源：广州市环境保护局网站
从“看得见”的大气污染和水污染，扩展到“看不见”的土壤污染，微生物修复技术正逐渐成为整个环境修复过程中的核心。
■本报实习生 赵广立
2012年年底，一项由河南省地矿局地质环境调查院承担的石油污染土壤修复技术研究项目成功结题。经过微生物修复试验，河南省濮阳市40余亩石油污染区石油污染物降解率达85%，含盐量降低85%，治理后的土地基本恢复耕地功能。
微生物修复是一项复杂的系统工程，业内专家称，我国的微生物修复水平还处于发展的初级阶段，技术在实际应用中仍然存在许多的“不确定性”。
中国科学院环境生物技术重点实验室（筹）副主任、中国科学院生态环境研究中心研究员庄国强表示，从“看得见”的大气污染和水污染，扩展到“看不见”的土壤污染，微生物修复技术正逐渐成为整个环境修复过程中的核心。
从治理到修复
“近年来，国内针对环境微生物的研究的队伍不断壮大，特别是近十年，是个热点。”中科院微生物所副所长、微生物所学术委员会副主任刘双江接受《中国科学报》采访时说，尽管我国在微生物修复技术的应用水平还处在初级阶段，但已经显现出巨大的发展潜力。
刘双江介绍说，微生物修复技术在应对石油、化工、重金属、农药等对土壤的污染方面，有着不可比拟的优越性。“一般来讲土壤污染浓度较低，给微生物创造一个‘宜居’环境，使微生物在高活性状态下降解污染物，达到彻底清除污染物、修复污染环境的效果。生物修复一般被认为是不产生二次污染的环境修复技术，比物理化学方法具有优越性。”
对此，庄国强也持同样看法：“传统的物理化学手段，只能算作‘治理’。微生物最终的代谢产物是二氧化碳和水，不会引起二次污染，才算真正实现了‘修复’。”
庄国强研究团队在天津大港油田开展了高盐碱的石油污染土地的微生物修复与治理技术的研究，并成功实现生态恢复示范工程的建设。
上述专家们同时指出，现阶段微生物修复技术常常与其他修复技术联用发挥作用。比如生化修复技术、植物—微生物修复技术、动物—微生物修复技术等，都非常值得深入研究和推广，具有很大的前景。
北京建工环境修复有限责任公司技术总监马骏在接受《中国科学报》采访时介绍，在实际的污染场地修复项目中，微生物技术作为重要的手段，常与常规理化修复方法“打组合拳”。
“实际地下水或土壤污染场地中，有的地方污染物浓度含量高，但大部分污染物浓度较低。理化方法先把污染物浓度高的地方降下来，然后通过注射生物制剂和药剂，改善土著菌的生存环境以提高它们的活性，从而达到利用微生物降解污染物的目的。”马骏说。
注射的生物制剂和药剂，主要含有一些粒径适度的铁粉、微生物所需的碳源及养分等。马骏指出，相较于物化修复方式中大量“炮灰”试剂的浪费，生物方法成本则更低。
如何“对症下药”
然而，据马骏介绍，在他们开展的20余项污染场地修复项目中，仅有3个项目重点利用了微生物修复手段。他坦言，微生物修复技术的推广仍面临一系列待解的难题。
“土壤和地下水的修复在我国属于新兴产业，无论是技术储备、技术设备的可获得性或者现场实施硬件都还是比较缺乏的，是一个从无到有的阶段。”马骏说。
微生物修复作为业界众所周知的一剂好“药方”，为何“对症下药”却难以推广呢？
“各方对微生物的修复周期要有一定宽容。”马骏说，“借助微生物修复相比其他手段，成本更低，但是需要的时间周期更长。”
刘双江长期从事污染环境微生物修复技术的基础研究，研究方向着重于污染物的微生物代谢、降解机理。他指出：“利用微生物修复技术治理环境污染，必须得给它时间。”尽管有的污染物的微生物降解速度比较快，但要治理一个被污染了的环境，“至少是要以年为单位计算的”。
据环保部2006 ~2010年组织开展的土壤污染调查结果显示，在珠三角、长三角、环渤海等发达地区，污染严重的区域，依靠自然恢复需要几十年甚至上百年，而通过种植植物和微生物投放等的增强型原位修复，也需要至少数年的时间。
不仅如此，马骏提出，微生物修复技术在实际项目的开展中，还存在许多“不确定性”。
“许多物化的修复方法，如热解析、热脱附等，修复的可预测性很强，而微生物修复的不确定性非常大。”马骏说，由于微生物种群对生存环境的敏感，以及人为对微生物种群生长条件的控制中的不确定性因素，往往导致微生物修复方法在实际环境中的表现，与前期开展的小试甚至中试的结果有巨大差异。
复杂的系统工程
“不止我们遇到这样的问题，从国外的修复案例来看，也存在这个情况，往往修复结果和预想的不一样。”马骏表示，环境修复本身就是一个复杂的“大工程”，采用微生物修复手段则更为复杂。
马骏所在的北京建工环境修复有限责任公司，目前正与一些有实力的科研院所开展深入的合作，进行污染场地调查与评价、土壤修复技术研发及课题攻关等科研。
“我们的合作不是简单地拿到专利，而是致力于将技术推广到现场，形成成套的技术体系和设备，最终形成产业化。”马骏说。
庄国强表示，在美欧等发达国家和地区，污染土壤修复已是非常巨大的一个产业，他们的市值也到了一个惊人的数量。
早在1980年，美国环保署专门针对“棕色地块”的管理通过“超级基金法案”，超级基金初始资本数以十几亿美元计。2012年，美国纽约州一项汞精炼场地超级基金场地的修复花费，就达到930万美元之巨。
“和污水处理相比，土壤和地下水的污染修复的产业化还远远不够深入。”庄国强说，由于我国对污水处理有严格的法制规范，污水处理的市场化也已非常成熟。“相应的政策法规的健全，将有利于推动污染场地修复产业逐步趋向成熟。”
边修复边反馈
环境修复企业作为环境问题的“执行者”，与环境问题的“提出者”——污染责任方、受益方、受害方等，有着最密切、最深入的对接。
“他们是实际面对问题的人，我们要很深入地了解他们的需求。”马骏认为，企业正是以底层设计的实施者的角色，参与到环境修复的产业化中，从而在政策制定层面上“发声”。
“从实际出发，最终要以解决问题为准。”马骏说，政府作为相关政策法规的制定者，在决策层面宏观把握；大学、科研院所作为政府“智囊”，帮助政策的制定和顶层设计；企业作为直接参与到实际污染治理的“排头兵”，对问题解决的状况进行及时反馈。
“中国环境领域的企业研发能力相对薄弱，而有些科学家在环境修复领域开展的研究工作在国际上甚至处于领先。”庄国强不无感叹地说。
他表示：“在环境产业，如何让无‘微’不至的微生物更多地发挥作用，如何将已有的研究成果更快地转移转化，这是大家共同肩负的责任。”
《中国科学报》 (2013-02-20 第5版 生物周刊)
