土壤中重金属的生物修复技术
微生物对土壤中的重金属污染的修复
微生物对土壤中的重金属污染的修复重金属污染是当代环境问题之一，它对土壤和生态系统带来严重的影响。
然而，微生物具有独特的能力，可以修复土壤中的重金属污染。
本文将探讨微生物在土壤修复中的作用和应用。
一、微生物的重金属耐受性微生物是一类极小的生物体，其中包括细菌、真菌、放线菌等。
它们能够耐受和富集土壤中的重金属物质，这是由于它们的特殊代谢途径和生理机制。
例如，一些微生物能够通过降低细胞膜渗透性、产生金属离子螯合剂和金属还原等方式将重金属离子固定或转化为无毒或较少毒性的形式。
二、微生物的重金属移除作用微生物在重金属修复中起着重要的作用。
首先，它们能够将土壤中的重金属物质与土壤颗粒结合，从而减少其可溶性和可迁移性。
其次，微生物还可以通过吸附、螯合和沉淀等方式将重金属离子从土壤中移除。
这些机制能够显著降低土壤中的重金属浓度，从而减少对生态系统的毒害。
三、微生物的重金属还原和转化作用微生物在重金属修复中还能够发挥还原和转化作用。
一些微生物能够通过代谢活动，将重金属离子还原为金属元素或相对无毒的形式。
同时，微生物还能够将重金属离子转化为难溶性的氧化物、碳酸盐和磷酸盐等，从而减少其可迁移性。
这些转化过程有助于修复受重金属污染的土壤，并降低对环境的危害。
四、微生物修复的应用技术微生物修复技术是一种有效的重金属修复方法。
以下是几种常用的微生物修复技术：1. 微生物植物共生技术：利用植物根系与根际微生物的协同作用，修复受重金属污染的土壤。
植物通过根系分泌物质吸附和沉淀重金属离子，同时根际微生物通过降解重金属物质来修复土壤。
2. 微生物菌剂技术：选用具有重金属耐受性和转化能力的微生物制备菌剂，通过施加菌剂来修复受重金属污染的土壤。
这种方法具有操作简单、扩大应用范围的优点。
3. 微生物原位修复技术：将具有修复能力的微生物定向引入受重金属污染的土壤中，利用其对重金属的吸附、转化和还原等作用来修复土壤污染。
五、微生物修复技术的优势和挑战微生物修复技术具有许多优势，例如操作相对简单、环境友好、成本较低等。
重金属污染土壤修复技术与效果评价研究
重金属污染土壤修复技术与效果评价研究重金属污染的危害已经成为了全球性的环境问题。
重金属的积累在土壤中会对农作物生长和人类健康造成潜在的风险。
因此，研究和探索有效的土壤修复技术对于解决这一问题至关重要。
一、重金属污染土壤修复技术1. 生物修复技术：利用植物、微生物和土壤动物等生物资源，通过生物吸附、生物浸泡、生物交换等方式减少土壤中重金属的含量。
根据生物修复的特点，可以进一步细分为植物修复、微生物修复和动物修复等技术。
植物修复技术：适用于轻污染和中度污染土壤。
通过选择耐重金属的植物，使其吸收并富集土壤中的重金属，将其转移到植物体内的地下部分，使土壤中的重金属含量减少。
常见的植物修复技术有植物吸附、植物蓄积和植物菌根等。
微生物修复技术：通过应用适合的微生物处理土壤，使微生物对重金属进行固定或转化，从而减少土壤中重金属的含量。
常见的微生物修复技术有菌株修复、生物酶修复和微生物育苗等。
动物修复技术：通过引入适宜的土壤寄生动物，如蚯蚓，促进土壤中重金属的迁移和转化，降低土壤中重金属的毒性。
这种技术通常应用于有机废物处理，以提高土壤生态系统的稳定性和土壤质量。
2. 物理修复技术：通过物理方法处理土壤，改善土壤结构和环境，从而减少土壤中重金属的迁移和积累。
常见的物理修复技术有土壤剖面改良、土壤诱导透析和土壤覆盖等。
土壤剖面改良：通过改变土壤的物理结构，防止重金属的垂直迁移，减少其对地下水的污染。
这包括深耕、多翻耕、插秧、开沟等操作。
土壤诱导透析：利用电场、渗滤和透析等功能，通过透析草酸、螯合剂等溶解土壤中的重金属，降低重金属的含量。
这种技术通常应用于中度至重度污染的土壤。
土壤覆盖：通过覆盖物，如膜、草坪、植物固定剂等，隔离土壤和大气、水等环境，减少土壤中重金属的积累。
这种技术通常应用于轻度至中度污染的土壤。
二、重金属污染土壤修复效果评价方法正确的评价方法可以客观地反映土壤修复的实际效果，为进一步的修复工作提供科学依据。
农田土壤重金属污染修复技术最新研究进展
农田土壤重金属污染修复技术最新研究进展农田土壤重金属污染修复技术是解决农田土壤中重金属污染问题的重要手段。
随着农业生产和工业化进程的加快，农田土壤重金属污染问题日益突出，给农田生产和人类健康带来了严重威胁。
研究和发展一种高效、经济、环境友好的农田土壤重金属污染修复技术至关重要。
本文将介绍农田土壤重金属污染修复技术的最新研究进展。
一、物理修复技术物理修复技术主要包括土壤剥离、堆积覆盖和土壤修复机械处理等方法。
研究发现，土壤剥离能有效地去除表层污染土壤，减少植物吸收重金属的机会。
堆积覆盖则是将清洁土壤覆盖在受污染土壤上，起到隔离和稳定重金属的作用。
土壤修复机械处理则是利用机械设备将受污染土壤进行翻耕、破碎等处理，增加土壤通气性和改善土壤结构。
这些物理修复技术已得到广泛应用，并取得了一定的治理效果。
生物修复技术是利用植物、微生物等生物资源，修复农田土壤中的重金属污染。
植物修复技术是通过选择适应重金属污染环境的植物，生长于受污染土壤中，通过吸收、累积和转运重金属，并固定在植物体内，起到修复土壤的效果。
微生物修复技术则是通过利用土壤中存在的微生物，将其应用于土壤重金属污染的修复中。
这些生物修复技术具有低成本、环境友好等优势，并已被广泛应用于农田土壤重金属污染修复中。
化学修复技术是利用化学物质对农田土壤中的重金属进行修复。
常用的化学修复技术包括添加固化剂、络合剂、还原剂等方法。
添加固化剂可促进土壤中重金属的固化，并形成难溶化合物。
络合剂则是通过与重金属形成络合物，降低重金属的毒性。
还原剂则是将重金属从高价态还原为低价态，减少重金属的毒性。
这些化学修复技术虽然具有一定效果，但其成本较高，对环境影响较大，并不是最理想的修复技术。
农田土壤重金属污染修复技术的研究已取得了一定的进展，物理修复技术、生物修复技术和化学修复技术均在不同程度上应用于农田土壤重金属污染的修复中。
目前仍存在一些问题需要解决，如如何提高修复效率、降低修复成本、减少环境污染等。
重金属污染土壤的微生物修复技术
重金属污染土壤的微生物修复技术重金属是指密度大于5克/厘米³、原子质量较大、化学性质相对固定的金属元素，如汞、铅、镉等。
大量的重金属污染土壤会对环境和人类健康造成极大威胁。
土壤中的重金属主要来源于工业排放、农药、化肥和矿渣等，这些物质大多是全球性的污染源。
如何有效地治理重金属污染土壤是今天科学界的重要研究课题，微生物修复技术为解决该问题提供了一种新途径。
微生物是指细菌、真菌、原生动物、病毒等单细胞或多细胞的微小生物，它们具有分解、转化、去除重金属和筛选/激活细胞因子等功能。
微生物修复技术是指人类利用微生物的这些功能，通过生物化学途径处理、降解、转化或去除污染物质的一种方法。
针对重金属污染土壤，微生物修复技术主要有以下几种形式：一、植物-微生物协同修复技术植物-微生物协同修复技术是指将适应重金属污染的植物种植在污染土壤中，在根系部位添加特定微生物，协同修复重金属污染土壤。
植物的根系和微生物污染土壤中的重金属元素反应，将重金属元素吸收到植物根系中，再通过植物与微生物相互作用、去除或稳定重金属元素。
世界上已经有很多对植物-微生物协同修复技术进行的研究和应用，其中反应最为明显的是超微镉芥（Thlaspi caerulescens），它能够在高浓度重金属污染土壤中使其种子发芽和茎叶生长，并且吸收大量的重金属元素，植物根系产生的有机物可以使重金属元素发生还原，微生物则可促进这一作用。
二、生物富集污染物技术生物富集污染物技术是指通过微生物的代谢活动，选择有强化学亲和力的特定微生物，将其加入到污染土壤中，使其富集组成有机物的重金属元素。
微生物修复技术的富集作用可以大大提高重金属污染土壤中有机物的浓度，进而进一步降解重金属污染物。
目前，这种微生物修复技术已经在污染土壤中得到了广泛应用，其中一个例子就是使用硫氧化菌来消除羟基氯苯的污染。
三、模拟显微环境修复技术模拟显微环境修复技术是指将特定微生物加入到重金属污染土壤中，通过制造适于微生物呼吸代谢的氧气和微生物的饲料，形成模拟显微环境，创造一种抵御重金属污染的新生态。
重金属污染土壤的修复技术
重金属污染土壤的修复技术近年来，随着工业的迅速发展和城市化进程的不断加快，重金属污染已成为困扰全球发展的重要环境问题。
重金属污染土壤的修复技术成为了当前环保领域研究的热点之一。
本文将介绍重金属污染的危害、常见的修复技术及其优缺点以及最新的研究进展。
一、重金属污染的危害重金属污染土壤的主要来源是锌、铜、铅、汞等金属元素含量较高的废水和废气排放，以及某些农药和化肥的长期施用。
沉积在土壤中的重金属随着时间的推移，会从根部吸收到作物中，造成农作物中重金属元素的积累。
被污染的农作物不仅会影响农产品的质量和安全，还会导致重金属元素沉淀在土壤中，对整个生态系统造成现实和长期的影响。
重金属污染土壤的主要危害有以下几点：1.影响作物生长发育重金属溶解在土壤中，会阻碍果蔬等植物的正常生长和发育，有些重金属甚至会进入作物的内部，残留在植物的肉质部分里，影响食品的安全性和质量。
2.污染土壤重金属难以被土壤生物分解和降解，长期积累在土壤中。
这些重金属会降低土壤肥力，破坏土壤结构和微生物群落的平衡。
3.危害生态环境重金属污染通过食物链逐渐加重，直接影响到生物体内的重金属含量以及接下来的世代。
具体来说，重金属物质通过某些生物体如鱼类、贝类等进入人体，长期摄入后会导致严重的慢性重金属中毒。
二、常见的重金属污染土壤修复技术1.生物修复技术生物修复是指利用植物、微生物等生物体修复重金属污染土壤的技术。
这种方法通过植物吸收土壤中的重金属离子，并通过细胞分裂、根系释放等方式将污染物质转化为其他物质。
具体措施包括微生物修复、植物修复等方法。
优点：生物修复具有操作简单、使用成本低等优点，且对环境无二次污染。
缺点：生物修复周期长，效果不确定；大规模修复难度较大，难以掌控。
2.化学修复技术化学修复技术是利用一些化学试剂来修复重金属污染土壤。
它可以通过加入无机物、有机物和酸碱等化学试剂的方法，改变土壤中重金属离子的状态和形态，从而达到清除重金属污染的目的。
土壤重金属修复方法
土壤重金属修复方法一、引言随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染成为当今世界面临的严重环境问题之一。
重金属在土壤中的积累和富集不仅对农作物生长和人体健康造成威胁，还会对生态系统造成严重破坏。
因此，寻找有效的土壤重金属修复方法显得尤为重要。
二、物理修复方法1.土壤剥离法土壤剥离法是一种通过剥离污染土壤表层来减少重金属含量的方法。
该方法适用于重金属浓度较高的土壤，通过剥离表层土壤，可以将重金属含量较高的土壤去除，从而降低土壤的重金属污染程度。
2.土壤盖覆法土壤盖覆法是一种通过在重金属污染土壤表面覆盖一层清洁土壤或隔离层来减少重金属迁移的方法。
这种方法可以有效地减少重金属的接触和迁移，降低其对植物和地下水的污染风险。
三、化学修复方法1.石灰调整法石灰调整法是一种通过加入石灰或石灰石等物质来调整土壤pH值的方法。
重金属在土壤中的活动性与pH值密切相关，通过调整土壤pH值可以改变重金属的形态和迁移能力，从而减少其对植物和环境的影响。
2.螯合剂修复法螯合剂修复法是一种通过添加螯合剂来与土壤中的重金属形成稳定的络合物，使重金属离子转化为难溶于水的沉淀物的方法。
螯合剂可以与重金属离子发生化学反应，形成难溶性的络合物，从而减少重金属的毒性和迁移能力。
四、生物修复方法1.植物修复法植物修复法是一种通过植物的吸收、富集和转运作用来减少土壤中重金属含量的方法。
某些植物具有较强的重金属耐受性和吸收能力，可以通过植物的根系吸收土壤中的重金属，并将其富集在地上部分或根际区，从而减少土壤中的重金属含量。
2.微生物修复法微生物修复法是一种通过微生物的代谢作用来降解或转化土壤中的重金属的方法。
某些微生物具有降解重金属的能力，可以将重金属离子还原为难溶性的沉淀物，或将其转化为较低毒性的形态，从而减少其对土壤和生态系统的影响。
五、综合修复方法综合修复方法是指将多种修复技术综合应用于土壤重金属修复的方法。
通过综合使用物理、化学和生物修复方法，可以更加全面、高效地修复土壤重金属污染。
重金属污染土壤的生物修复技术
重金属污染土壤的生物修复技术在地球上，有一种非常重要的自然资源，那就是土壤。
土壤是生命的基础，它是植物生长和发育的根基，是微生物和动物生活的场所，同时也是人类粮食和原料的来源。
但是，随着城市化和工业化的发展，很多土地受到重金属污染，给土壤生态环境带来严重威胁。
如何治理重金属污染土壤，成为一个紧迫的问题。
生物修复技术是当前研究的热点之一，能够利用一些细菌、真菌或植物等生物体，将重金属离子转化为无害的物质或固定化。
一、重金属污染土壤的成因重金属是人体和动物所需要的微量营养元素之一，但过量摄入会对生命体造成危害。
随着现代工业的发展，许多化学工厂和电厂排出的废水中含有重金属物质，这些物质经过一段时间的累积最终被排放到土壤中，导致土壤受到严重的重金属污染。
此外，行业排放、生活废弃物和农业活动也是造成土壤重金属污染的主要原因之一。
二、生物修复技术的应用生物修复技术是一种基于生物体代谢特性的治理方法，其原理是将活体或其代谢物添加到污染土壤中，利用微生物、植物和真菌等生物体，对重金属进行降解、吸附、转化或固定化，从而达到治理重金属污染的目的。
在生物修复技术中，主要应用的生物体包括：土壤细菌、真菌、高等植物等。
1. 土壤细菌土壤细菌是一种微生物体，他们可以在各种环境中生存并能够对重金属进行吸附和转化。
在土壤中引入一些具有重金属抗性的细菌，如酸中铅杆菌、放线菌等，可以通过细菌抗性及其腐殖物、鞭毛、膜等物质对重金属进行微生物脱色技术和颗粒吸附技术，降低了重金属在土壤中的浓度。
2. 真菌真菌是一类广泛存在于自然界中的真核微生物，它们利用固有的抗性、吸附性等特点，可以将重金属转化为低毒、低残余性的化合物，从而在土壤修复中发挥积极作用。
目前，利用真菌修复污染土壤的方法主要有养殖方法和原位修复两种，而植物生物修复技术则是目前应用最广泛的重金属污染土壤修复方法。
3. 高等植物植物农田配置是把具有重金属抗性的植物种植在受污染的土壤上，通过植物对土壤中的重金属进行吸收、固定、还原等过程，降低重金属含量，同时改善土壤环境，提高土壤质量。
微生物对重金属污染土壤的修复机制
微生物对重金属污染土壤的修复机制重金属污染土壤是全球面临的一个严重环境问题。
重金属的大量排放来自于工业废水、废弃物和农药的使用等。
这些重金属污染物具有毒性，对土壤生态系统和人类健康造成了严重的威胁。
微生物修复技术是一种环境友好的、有效的修复重金属污染土壤的方法。
微生物通过吸附、螯合、还原、转运等机制来降低土壤重金属污染物的生物有效性，并加速土壤中重金属的迁移、分布和转化，最终达到修复土壤的目的。
微生物修复重金属污染土壤的机制主要包括以下几个方面：1. 吸附作用微生物通过菌体表面和菌泥颗粒的吸附作用，可以吸附和富集土壤中的重金属离子。
微生物修复过程中，微生物通过其菌体胞壁上的特定功能结构，如羧基、羟基、胺基等，与重金属之间形成化学键，从而吸附和迁移重金属离子。
此外，菌体表面带有一定的负电荷，可以吸附带正电荷的重金属离子。
2. 螯合作用微生物分泌的胞外多糖、有机酸和蛋白质等物质具有很强的螯合能力，能与重金属离子结合形成络合物。
这些络合物可以减少重金属的生物有效性，降低其对土壤生态系统的毒性。
3. 还原作用一些特定的微生物具有还原重金属的能力，能够将重金属离子转化为较为稳定的金属或其他形态。
例如，一些硫酸还原菌可以利用有机物作为电子供体，将重金属离子还原为金属或硫化物。
这样一来，重金属离子在土壤中的毒性得以降低，同时也减少了其生物有效性。
4. 转运作用微生物在修复过程中还起到了重要的转运作用。
它们通过活跃的代谢活动和膜传递系统，促进重金属在土壤中的迁移和分布。
微生物根际和菌根系统可以增强土壤团聚体结构，改善土壤物理性质，促进重金属的分散和迁移。
除了以上几个主要机制外，微生物修复重金属污染土壤还有一些次要的机制。
例如，一些细菌和真菌可以产生金属螯合物，与重金属形成络合物，从而减少重金属的生物有效性。
另外，微生物也可以分解土壤中的有机物和重金属络合物，从而降低其对土壤的毒性。
在微生物修复技术中，合理选择适当的微生物菌种非常重要。
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1 土壤中重金属污染的概况
我国部分地区土壤重金属污染已相当严 重，如沈阳的张士灌区在过去20 多年的 污灌中， 污灌面积达2.5×107m2， 其中 有3.3×106 m2 土壤含镉5～7 mg/kg， 镉污染十分严重。
1 土壤中重金属污染的概况
污染来源主要是通过大气沉降、污水灌 溉、固体废弃物排放以及农药和化肥的 施用等途径进入土壤。
中国土壤重金属污染物主要来源于污水 灌溉，工业废渣、城市垃圾、工业废弃 物堆放及大气沉降。
2土壤中重金属污染的生物修复
污染土壤修复是指利用物理、化学和生 物的方法转移、吸收、降解和转化土壤 中的污染物，使其浓度降低到可接受水 平，或将有毒有害的污染物转化为无害 的物质。以阻断污染物进入食物链，防 止对人体健康造成危害，促进土地资源 的保护与可持续发展。
2土壤中重金属污染的生物修复
植物吸收又称植物提取、植物萃取， 是利用耐受并能积累重金属的植物吸收 土壤环境中的金属离子，将它们输送并 贮存在植物体的地上部分，通过种植和 收割植物而去除土壤中的重金属。
2土壤中重金属污染的生物修复
这些能够大量吸收并累积重金属的植物 称为超富集植物，其对某种重金属的累 积量是普通植物的10～500 倍以上。通 常超富集植物被要求具有生物量大、生 长快和抗病虫害能力强等特点，以及具 备对多种重金属较强的富集能力。
2土壤中重金属污染的生物修复
第一阶段是重金属在细胞表面吸附， 即 微生物吸着阶段，主要是指重金属离子 与生物体细胞壁表面的一些基团如COOH、- OH、- NH2、- SH、- PO43- 等 通过络合、螯合、离子交换、静电吸附、 共价吸附以及无机微沉淀等作用中的一 种或几种相结合的过程。
2土壤中重金属污染的生物修复
微生物修复
微生物修复的机理：受到重金属污染的土 壤，往往富集多种耐重金属的真菌和细菌，微 生物可通过多种作用方式影响土壤重金属的毒 性。
例如：1kg毛霉和根霉粉未可净化含 10mg/L锌、pH=7的废水5 000 L。根霉菌对铀 的吸附量可高达200 mg／g；黄青霉不但对铀 有较强的吸附能力，对铅的吸附能力也不差； 而霉菌对铅也有良好的吸附性能。
2土壤中重金属污染的生物修复
植物挥发是利用植物去除环境中部 分挥发污染物的方法，即植物将污染物 吸收于体内后又将其转化为气态物质而 释放到大气中。
2土壤中重金属污染的生物修以减轻环境危害。
植物挥发只适用于具有挥发性的金属污 染物，应用范围较小。同时该方法只是 将污染物从土壤转移到大气，对环境仍 有一定影响。
2土壤中重金属污染的生物修复
现在土壤中重金属污染的生物修 复技术主要包括： 1 植物修复 2 微生物修复
2土壤中重金属污染的生物修复
1 植物修复
它是一种利用自然界中超积累植物或 者遗传工程培育植物系统及其根际微生 物群落来移去、 挥发或稳定土壤环境中 的重金属污染物，或降低重金属的毒性， 以期达到清除污染、 修复或治理土壤为 目的的一种新兴绿色生物技术。
2土壤中重金属污染的生物修复
微生物对土壤中重金属活性的影响主要 体现在以下两个方面：一是生物吸附； 二是生物转化。
2土壤中重金属污染的生物修复
对重金属的生物吸附，细胞表面载有负 电荷， 且存在氨基、羧基、羟基、醛基、 硫酸根等多种官能团， 可通过静电吸附 和络合作用固定重金属离子。
微生物吸附重金属的机制十分复杂，研 究表明它们对金属的作用可分为微生物 吸着和微生物累积两个不同的生物化学 阶段。
2土壤中重金属污染的生物修复
2土壤中重金属污染的生物修复
植物固定，是指植物通过某种生化 过程使污染基质中金属的流动性降低， 生物可利用性下降，从而减轻有毒金属 对植物的毒性。
2土壤中重金属污染的生物修复
这类植物主要通过保护土壤不受侵蚀， 减少土壤渗漏来防止污染物的流失，并 通过在根部累积和沉淀，或通过根系吸 收重金属来增加对污染物的固定。其根 系分泌的粘胶状物质可与Pb、Cu 和Cd 等金属离子竞争性结合，使其在植物根 外沉淀，同时也影响其在土壤中的迁移 性。
土壤中重金属污染的生物修复
郑金宝 环境工程
主要内容
1 土壤中重金属污染的概况 2 土壤中重金属污染的生物修复
（植物修复和微生物修复） 3 展望与前景
1 土壤中重金属污染的概况
土壤重金属污染是指土壤中较高含量的 重金属对生物产生毒害作用，并造成生 态环境质量恶化的现象。
1 土壤中重金属污染的概况
2土壤中重金属污染的生物修复
2土壤中重金属污染的生物修复
传统的土壤污染治理方法主要有： 基于机械物理或物理化学原理的工程措 施，如客土换土法、隔离法、清洗法、 热处理法、电化学法等。 基于污染物土壤地球化学行为的改良措 施，如添加改良剂、抑制剂降低土壤污 染物的水溶性、扩散性和生物有效性。
2土壤中重金属污染的生物修复
我国土壤污染总体形势相当严峻， 据统 计，目前全国遭受不同程度污染的耕地 面积已接近 2000 万hm2， 约占耕地面 积的1/ 5，每年因重金属污染的粮食达 1200万t。我国许多地方的部分农田土壤 中重金属含量较高， 污染严重，主要包 括有Cd、 Hg、 Cr、Pb、Cu、Zn等重金 属的污染。
生物修复技术有许多方面的优点： 可以使污染物完全从环境中去除，处理时间短，
对周围环境影响较小， 并且投资少，不会产生二次污 染。 主要通过两种途径来达到对土壤中重金属的净化作用: （1） 通过生物作用改变重金属在土壤中的化学形态， 使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性 和生物可利用性。 （2） 通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化 与固定作用。
上述方法自身存在很大的局限性，都未 能成为较为理想的土壤重金属污染治理 措施。近年来，重金属污染生物修复技 术正在兴起。
2土壤中重金属污染的生物修复
生物修复是指利用特定的生物(植物、微 生物或原生动物) 吸收、转化、清除或降 解环境污染物，实现环境净化、生态效 应恢复的生物措施。
2土壤中重金属污染的生物修复