微生物修復(fù)技術(shù)起源于上個(gè)世紀(jì)七十到八十年代，而它的第一次崛起是在1989年美國(guó)阿拉斯加海灣石油泄漏事件中，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于無法使用常規(guī)手段去除的殘留原油的有效處理，并使這次漏油事件在很多區(qū)域的潛在生態(tài)影響從25-35年大大縮短到了5-10年。此后，生物修復(fù)技術(shù)得到了政府環(huán)保部門的認(rèn)可，并因其具有成本相對(duì)低廉、一般不會(huì)造成二次污染等優(yōu)勢(shì)，開始被多個(gè)國(guó)家用于土壤、地下水、地表水、海灘、海洋環(huán)境污染的治理。

生物修復(fù)分為生物衰減、生物刺激和生物強(qiáng)化三種。其中，向污染場(chǎng)地中添加菌劑以加速修復(fù)的技術(shù)被稱為生物強(qiáng)化，在海外市場(chǎng)上被廣為應(yīng)用。從九十年代至二十世紀(jì)早期，北美市場(chǎng)上所出售的土壤地下水修復(fù)菌劑主要是一些土壤中的常見菌，用于在好氧條件下降解石油化合物。因?yàn)閺臉I(yè)者對(duì)污染物代謝的生化機(jī)理理解不充分，造成生物降解的過程難以監(jiān)控，又因?yàn)槲廴緢?chǎng)地的條件遠(yuǎn)比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室條件復(fù)雜，特別是隨著生物降解的進(jìn)行，場(chǎng)地中的氧氣往往被耗盡，微生物代謝無法繼續(xù)。所以，在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，微生物土壤修復(fù)技術(shù)雖有不少成功案例，但也多被質(zhì)疑。直到厭氧生物脫氯逐漸替代了好氧降解石油化合物成為了北美工業(yè)界生物強(qiáng)化技術(shù)的主流，這項(xiàng)技術(shù)才真正地在環(huán)保市場(chǎng)上站穩(wěn)了腳跟。

首先，大家對(duì)生物修復(fù)，特別是厭氧生物修復(fù)技術(shù)的典型判斷一般是這樣的：

1）慢！

2）作(zuō)！

那么這兩個(gè)判斷是否正確？

對(duì)于修復(fù)速度，微生物降解的當(dāng)然比不上土壤淋洗或者原位氧化，所以這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)不適用于城市中心商業(yè)用地的快速修復(fù)。但如果是針對(duì)化工廠停產(chǎn)搬遷所留下來的毒地，一般的環(huán)境修復(fù)工程周期為1-3年，那么生物修復(fù)完全可以在這樣的一個(gè)時(shí)間段內(nèi)獲得顯著的收效。

以北美著名的生物修復(fù)公司SiREM的項(xiàng)目為例，該公司在美國(guó)俄勒岡州的一個(gè)三氯乙烯（TCE）污染場(chǎng)地投放了KB-1?（一種去除三氯乙烯的脫氯菌劑），在六個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)了98%的降解。雖然根據(jù)場(chǎng)地性質(zhì)和污染情況的不同，降解周期會(huì)有所變化，但是我們還是能看到不少類似于這樣的成功修復(fù)的例子。

生物強(qiáng)化技術(shù)還可以和化學(xué)還原、滲透反應(yīng)墻、氣相抽提等多種方法同時(shí)使用，縮短修復(fù)工程周期。我們?cè)賮砜匆粋€(gè)來自美國(guó)懷俄明州的案例。在一個(gè)三氯乙烯泄漏場(chǎng)地，修復(fù)公司首先通過水力壓裂向土層中注射了化學(xué)改良劑和電子供體，再向場(chǎng)地中投放了KB-1?。工程開始后13個(gè)月，三氯乙烯的去除率達(dá)到了95%以上。通過向場(chǎng)地中投放三氯乙烯降解菌，該場(chǎng)地的修復(fù)過程比預(yù)期加快了10年。

向污染場(chǎng)地實(shí)施KB－1?后三氯乙烯在十三個(gè)月內(nèi)被成功降解

（圖片來源：SiREM官網(wǎng)）

另外，在混合菌劑中，降解一個(gè)有機(jī)物很多情況下都是一個(gè)團(tuán)隊(duì)作業(yè)，所以這樣的產(chǎn)品比傳統(tǒng)的單一菌株要強(qiáng)壯很多，并且可以解決菌株只能降解環(huán)境中單一污染物的問題。再次以降解氯乙烯化合物的菌劑為例，Dehaloccocoides是目前所知唯一一種能夠代謝二氯乙烯最終生成無毒產(chǎn)物乙烯的厭氧微生物，而它的生長(zhǎng)依賴于其它細(xì)菌提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，或者消耗環(huán)境中的氧氣以營(yíng)造適合厭氧菌生長(zhǎng)的條件。同樣以SiREM公司的菌劑為例，因?yàn)槭腔旌暇海@個(gè)產(chǎn)品不僅可以降解氯乙烯化合物，還可以降解氯乙烷化合物，并且在低溫條件下或者酸性地下水和土壤中也可使用。

在氯乙烯化合物的降解過程，不同的微生物各有分工，實(shí)現(xiàn)污染物的最終解毒 

大家也許要問，為什么要反復(fù)地提氯乙烯呢，它的修復(fù)很困難嗎？

氯乙烯化合物，特別是三氯乙烯（TCE），在上個(gè)世紀(jì)70-80年代常被用于干洗劑、化工合成中間品和金屬去污劑等等，是一種地下水中廣泛分布的污染物。三氯乙烯是中國(guó)地下水中最常檢出的有機(jī)污染物之一，可引起“三致”作用（致癌，致畸，致突變）。它在自然界中的天然代謝物一氯乙烯毒性最大，是一種已被證明的致癌物。即便如此，國(guó)內(nèi)三氯乙烯的用量和產(chǎn)量居高不下，儲(chǔ)存罐泄漏的事故也時(shí)有發(fā)生。氯乙烯化合物因?yàn)榈腿芙舛取⒏叻悬c(diǎn)等特性，被歸類于最難去除的污染物之一。目前國(guó)內(nèi)對(duì)氯乙烯污染場(chǎng)地主要的處理方式是氣相抽提，活性炭吸附，或者原位氧化／催化還原法。這些工程一般斥資巨大，更因?yàn)槁纫蚁┑拿芏缺人螅?jīng)常污染較深的含水土層，場(chǎng)地調(diào)查的難度較大，所以在很多的場(chǎng)地中，修復(fù)工程需要延期或者反復(fù)進(jìn)行。相較于這些方法，生物強(qiáng)化法的優(yōu)勢(shì)是成本低廉，僅為傳統(tǒng)物理化學(xué)法的30%-50%；菌劑只需一次實(shí)施，并且對(duì)土壤和地下水的化學(xué)和生物結(jié)構(gòu)影響最小。

進(jìn)一步說，厭氧菌劑相對(duì)于之前普遍于北美市場(chǎng)的好氧菌劑有什么優(yōu)勢(shì)呢？

因?yàn)榈叵滤衅毡楹趿康停褂脜捬蹙鷦┍苊饬讼蚝翆又凶⑸溲鯕獾墓ば?；同時(shí)，厭氧微生物普遍生長(zhǎng)緩慢，相對(duì)好氧微生物來說，造成土壤微生物阻塞的概率大大降低。另外，這些厭氧菌劑普遍都是從場(chǎng)地中直接富集而來，因而有效地保存的原生菌群的多樣性。這樣得來的菌群可以有效抵抗環(huán)境中各種復(fù)雜條件的沖擊，有效地進(jìn)行生物降解。

全球脫氯菌劑的主要生產(chǎn)商

氯乙烯化合物的厭氧降解微生物菌劑自二十一世紀(jì)初被商業(yè)化，現(xiàn)已在北美被普遍使用，并逐漸受到其它國(guó)家認(rèn)可。之前提到的加拿大SiREM公司的脫氯菌劑除了加拿大和美國(guó)以外，已被銷售于六個(gè)歐洲國(guó)家，兩個(gè)亞洲國(guó)家，南非和澳大利亞。這個(gè)公司的主打產(chǎn)品，KB-1?誕生于基廉獎(jiǎng)（加拿大最高科學(xué)獎(jiǎng)）獲得者多倫多大學(xué)教授Elizabeth Edwards的實(shí)驗(yàn)室，而SiREM這個(gè)十五年前只有三個(gè)人的小公司，發(fā)展到了今天二十多人的團(tuán)隊(duì)。SiREM除了培養(yǎng)和銷售KB-1?以外，更致力于新型菌群的研發(fā)。他們近期和多倫多大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的產(chǎn)品KB-1?plus可以保證菌劑在非最優(yōu)條件下依然保持降解活性，增強(qiáng)了該公司菌劑產(chǎn)品在污染場(chǎng)地中的普遍適用性。

SiREM公司的產(chǎn)品銷售地區(qū)

（圖片來源：SiREM官網(wǎng)）