微生物对重金属 的去除
微生物对水环境中重金属的去除与修复
微生物对水环境中重金属的去除与修复重金属污染是当前严重影响水环境质量的问题之一,对人类健康和生态系统都造成了严重威胁。
微生物作为一种天然生物,具备独特的能力来去除和修复水环境中的重金属污染。
本文将介绍微生物在水环境中对重金属的去除和修复的机制、应用以及相关研究进展。
一、微生物去除重金属的机制微生物去除重金属污染的机制多种多样,常见的包括吸附、生物还原、沉淀沉积等。
其中,微生物对重金属的吸附是最为常见和广泛应用的方法之一。
微生物菌体表面的负电荷使其能够吸附和结合金属离子,从而将其从水环境中去除。
此外,一些微生物还能通过生物还原机制将重金属氧化态还原为较为稳定的金属离子,从而达到去除的目的。
另外,一些微生物还能通过形成沉积物的方式将重金属固定在表面,进而达到去除的效果。
二、微生物修复重金属污染的机制在水环境中,微生物不仅可以去除重金属污染,还可以通过一系列的生物转化过程进行修复。
微生物酶系统具备还原重金属离子和产生金属硫化物的能力,可将重金属离子还原为相对无毒的金属硫化物。
此外,微生物还能利用自身代谢特性,将重金属形成化学稳定的络合物,降低其毒性。
另外,微生物通过代谢作用还可以将重金属离子进行转化和迁移,促进重金属污染的修复。
三、微生物修复重金属污染的应用微生物修复技术被广泛应用于水环境中的重金属污染治理中。
具体应用包括生物吸附技术、微生物沉淀沉积技术、微生物还原技术等。
生物吸附技术利用微生物菌体表面负电荷的特性,通过生物吸附材料将重金属离子吸附、富集和固定。
微生物沉淀沉积技术则利用微生物合成的沉淀物质,将重金属转化为不溶于水的沉淀物质,并通过沉积作用将其从水环境中去除。
微生物还原技术则通过微生物代谢产生的还原物质将重金属氧化态还原为稳定的金属离子。
四、微生物去除与修复重金属的研究进展随着环境科学研究的不断深入,微生物在重金属去除与修复方面的应用和研究不断取得新的突破。
一些新型微生物菌株的发现和利用,以及新的微生物修复技术的研究,为重金属污染的治理提供了更多可能性。
重金属去除的方法
重金属去除的方法重金属是指密度大于5克/立方厘米的金属元素,如铅、汞、镉、铬等。
这些重金属对人体健康和环境造成的危害不容忽视。
因此,重金属的去除成为了一个重要的问题。
下面将按照不同的类别介绍几种重金属去除的方法。
1.生物法生物法是指利用微生物、植物等生物体对重金属进行去除的方法。
这种方法具有环保、经济、高效等优点。
其中,微生物法是最常用的一种方法。
微生物可以通过吸附、沉淀、还原等方式将重金属离子转化为无害的物质。
此外,植物也可以通过吸附、沉淀等方式去除重金属。
例如,水稻、菜豆等植物可以吸收土壤中的镉、铅等重金属。
2.化学法化学法是指利用化学反应将重金属转化为无害的物质的方法。
这种方法具有高效、快速等优点。
其中,沉淀法是最常用的一种方法。
沉淀法是指将重金属离子与沉淀剂反应生成沉淀物,从而去除重金属。
此外,还有离子交换法、螯合剂法等化学方法也可以去除重金属。
3.物理法物理法是指利用物理原理将重金属去除的方法。
这种方法具有简单、易操作等优点。
其中,吸附法是最常用的一种方法。
吸附法是指利用吸附剂将重金属离子吸附在表面,从而去除重金属。
此外,还有电解法、膜分离法等物理方法也可以去除重金属。
4.综合法综合法是指将多种方法综合使用,从而达到更好的去除效果的方法。
这种方法具有高效、全面等优点。
例如,将生物法和化学法结合使用,可以提高去除重金属的效率和速度。
总之,重金属的去除是一个复杂的过程,需要根据具体情况选择不同的方法。
在实际应用中,可以根据重金属的种类、浓度、环境等因素选择合适的方法。
同时,也需要注意去除后的废水、废物等的处理,以免对环境造成二次污染。
微生物与水污染治理
微生物与水污染治理一、引言随着工业和农业的快速发展,水污染问题日益严重。
微生物作为一种天然存在的生物资源,具有处理和治理水污染的巨大潜力。
本文将探讨微生物与水污染治理之间的关系,以及微生物技术在水污染治理中的应用。
二、微生物在水污染治理中的作用1、降解污染物:许多微生物具有分解有机污染物的功能,如细菌、真菌和原生动物等。
这些微生物能够将有机污染物分解为无害的物质,如二氧化碳和水,从而降低水体中的污染物浓度。
2、去除重金属:一些微生物能够通过吸附或转化作用去除水体中的重金属。
例如,某些细菌能够将汞等重金属离子转化为无毒或低毒的形态,降低其对环境和生物的毒性。
3、营养物质循环:微生物在自然界中扮演着重要的角色,参与营养物质的循环。
例如,硝化细菌能够将氨氮转化为硝酸盐,为水生植物提供营养;反硝化细菌则能够将硝酸盐转化为氮气,从水中去除氮元素。
三、微生物技术在治理水污染中的应用1、生物滤器:生物滤器是一种利用微生物降解有机污染物的装置。
通过在滤器中填充活性炭、火山岩等材料,为微生物提供附着生长的空间,从而实现对水体中污染物的降解。
2、生物膜反应器:生物膜反应器是一种以生物膜为催化剂的反应装置。
通过在反应器内填充生物膜,提高微生物的降解效率,从而降低水体中的污染物浓度。
3、污水生物修复技术:污水生物修复技术是一种利用微生物降解有机污染物的方法。
通过向污染水体中添加特定的微生物或促进微生物的生长,提高污染物的降解效率。
四、结论微生物作为一种天然存在的生物资源,具有巨大的潜力用于治理水污染。
通过利用微生物降解有机污染物、去除重金属和参与营养物质循环等特点,可以有效地解决水污染问题。
在实践中,微生物技术已被广泛应用于生物滤器、生物膜反应器和污水生物修复技术等领域,取得了良好的治理效果。
随着科学技术的不断进步,相信微生物在水污染治理领域的应用将越来越广泛,为保护水资源和环境质量做出更大的贡献。
化学与水污染治理随着工业和农业的快速发展,水污染问题日益严重。
微生物对食品中重金属污染的去除研究
微生物对食品中重金属污染的去除研究重金属污染是当前面临的严重环境问题之一,而食品是人类生活的必需品,其安全性直接关系到人们的健康。
因此,对于食品中的重金属污染进行有效的去除研究具有重要的意义。
近年来,研究者发现微生物对食品中重金属污染的去除具有潜在的应用前景。
本文将探讨微生物在食品中去除重金属污染方面的研究进展,并讨论其应用前景和未来发展方向。
一、微生物对食品中重金属的去除机制微生物对食品中重金属的去除主要通过生物吸附、生物固定化和生物还原等方式实现。
1. 生物吸附微生物通过细胞外壁和细胞内酶的结合作用,将重金属离子吸附在其表面或细胞内部。
这一过程可以基于静电相互作用、氧化还原反应或配位键结合等方式实现。
一些特定的菌株如贝氏杆菌、细菌等被广泛应用于食品中重金属的吸附。
2. 生物固定化微生物通过附着在固体基质上的方式,形成生物固定化体系。
这种体系可以通过增加接触面积来提高重金属的去除效率,并且可进行重金属的再利用。
例如,将微生物固定化到多孔性支架材料上,可以提高其去除重金属的效果。
3. 生物还原部分微生物具有还原金属性,可以将重金属离子还原为不溶性或难溶性的金属沉淀物,从而达到去除重金属的目的。
此外,微生物还可以通过还原酸性废水中的铬、铁等离子,减少其对环境的污染。
二、微生物在食品中重金属去除的应用前景微生物对食品中重金属的去除具有一定的应用前景。
1. 安全可靠相比传统的物理化学方法,微生物去除重金属的过程更加安全可靠。
微生物在酸碱度、温度等条件下具有较强的适应性,能够保持去除效果的稳定,并且对环境的污染较小。
2. 可再生利用微生物去除重金属的过程中,重金属可以被微生物沉淀、吸附或还原,并形成固体沉淀物,这可以为重金属的再利用提供可能性,减少资源浪费。
3. 成本效益微生物去除重金属的成本相对较低,所需的设备简单,易于操作。
特别是对于污染严重的食品中重金属去除,微生物可作为一种经济有效的方法。
三、微生物对食品中重金属去除研究的未来发展方向虽然微生物对食品中重金属的去除表现出一定的应用前景,但仍然存在一些挑战和机遇。
微生物对环境污染物降解的作用与机制
微生物对环境污染物降解的作用与机制近年来,随着环境污染问题日益严重,寻找有效的污染物降解方法成为了一项紧迫的任务。
在这些寻找过程中,微生物降解技术得到了广泛的关注。
微生物具有独特的降解能力和机制,能够有效地降解各种有机和无机污染物。
本文将重点探讨微生物在环境污染物降解中的作用与机制。
一、微生物在有机污染物降解中的作用与机制有机污染物是目前环境中的主要污染源之一,如石油烃类、农药、有机溶剂等。
微生物在有机污染物降解中发挥着不可替代的作用。
首先,微生物能够利用有机污染物作为能源和碳源,通过代谢途径将其分解为无害物质。
其次,微生物具有多样的降解酶系统,如氧化酶、脱氢酶等,能够有效地催化有机污染物的降解反应。
此外,微生物还能够通过生物合成新的酶和代谢产物,进一步促进有机污染物的降解过程。
以石油烃类为例,微生物降解是其最主要的自然去除方式之一。
石油烃类污染物可以被微生物降解为二氧化碳和水,并释放出能量以供微生物生长。
这一过程主要依赖于微生物产生的酶系统,如脱氢酶和氧化酶等,能够将石油烃类分解为更小的分子,并最终降解为无害物质。
同时,微生物还能够通过生物膜等特殊结构的形成,在抑制外界影响下,提高降解效率。
二、微生物在无机污染物降解中的作用与机制除了有机污染物,无机污染物(如重金属离子、氮、磷等)也给环境带来了严重的污染。
微生物在无机污染物的降解中同样发挥着重要作用。
首先,部分微生物能够利用无机污染物为能源,并将其还原为无害的形态。
其次,微生物能够通过螯合、沉淀等作用,将无机污染物从环境中去除。
此外,微生物还能够通过菌体表面的吸附作用,将无机污染物固定在细胞表面,从而达到去除的目的。
以重金属离子为例,微生物降解是目前重金属污染修复技术中的重要手段之一。
一些特殊的微生物具有对重金属离子高度选择性的吸附能力,在根际微生物和土壤微生物的共生作用下,可以有效地抑制重金属离子的固溶转化并减少其毒性。
此外,一些微生物还具有还原重金属离子的能力,通过还原反应将重金属离子转化为不溶于水的沉淀物。
微生物对环境中重金属的吸附与去除研究
微生物对环境中重金属的吸附与去除研究重金属污染是当前环境问题中的一个重要课题,对生态系统和人类健康造成了严重影响。
而微生物在生态系统中广泛存在,且具有较强的吸附和去除重金属的能力。
本文将重点研究微生物对环境中重金属的吸附与去除,并探讨其机制和应用前景。
一、微生物对重金属的吸附机制微生物对重金属的吸附是通过表面功能基团与重金属离子之间的相互作用实现的。
常见的吸附机制包括吸附剂之间的物理相互作用、静电相互作用、配位作用、离子交换等。
1. 物理相互作用:微生物表面的电荷、溶胀性以及微生物与重金属之间的范德华力等物理性质的差异,导致微生物表面与重金属之间发生物理吸附。
2. 静电相互作用:微生物表面的带电性质与重金属之间的静电相互作用是微生物吸附重金属的重要机制。
不同微生物表面的电荷性质不同,可以吸附不同类型的重金属。
3. 配位作用:微生物表面附着有像羟基、羧基、氨基等含有可配位的官能团,可以与重金属形成配位键,实现重金属的吸附。
4. 离子交换:微生物表面的阳离子可以与重金属离子发生离子交换。
微生物表面的阳离子通过与重金属形成络合物,进而实现重金属的吸附。
二、微生物对重金属的去除机制微生物对重金属的去除主要通过化学和生物两个方面的机制实现。
化学机制包括微生物代谢作用产生的细胞外、细胞内离子、配体和酶等物质与重金属相结合,从而实现重金属的沉淀、还原、氧化等过程。
生物机制则是通过微生物自身对重金属的吸附和吸收,将重金属去除。
1. 微生物代谢产物的作用:微生物在代谢过程中产生的有机酸、胞外封闭物质等可以降低重金属的溶解度,进而促进其沉淀。
2. 活性生物降解:微生物通过酶促反应产生的还原剂,如硫化氢、亚硝酸等,可以将重金属离子还原为较不活跃的形态,从而实现去除。
3. 吸附和富集:微生物对重金属离子具有高度亲和力,可以通过微生物体内的表面及胞内沉积形态,将重金属吸附和富集。
三、微生物吸附与去除重金属的应用前景1. 环境修复:利用微生物对重金属的吸附和去除能力,可以有效地修复受到重金属污染的土壤和水体。
微生物对重金属污染物降解的机制研究与环境治理
微生物对重金属污染物降解的机制研究与环境治理重金属污染是当今环境问题中的一大挑战,对生态系统和人类健康造成了严重威胁。
在环境治理领域中,微生物因其独特的降解机制成为了重金属污染物治理的有效手段。
本文将介绍微生物降解重金属污染物的机制研究,并探讨其在环境治理中的应用。
一、微生物降解重金属污染物的机制研究微生物对重金属污染物的降解机制主要包括吸附、还原、解毒和转化等过程。
1. 吸附:微生物表面的吸附剂能够吸附重金属离子,将其从水体中去除。
这一过程主要发生在微生物的细胞壁上,通过离子交换和配位作用实现重金属离子的吸附。
2. 还原:某些微生物能够通过还原反应将重金属离子还原为金属形式,从而改变其毒性和溶解度。
这一过程通常需要电子供体的提供,微生物通过代谢产生的还原力完成还原反应。
3. 解毒:微生物通过分泌解毒酶降低重金属污染物的毒性。
解毒酶能够与重金属离子结合,形成不可溶的沉淀物,从而减少其对环境和生物的危害。
4. 转化:某些微生物能够将重金属离子转化为无毒或低毒的形式。
例如,一些微生物可以将有机汞转化为无机汞,从而减少其毒性和潜在危害。
二、微生物降解重金属污染物的环境治理应用微生物降解重金属污染物的机制研究,为环境治理提供了重要的参考和应用基础。
下面将介绍微生物在不同环境中的治理应用。
1. 废水处理:微生物菌群能够降解废水中的重金属离子,使其达到排放标准。
通过调节环境条件,如温度、pH值和营养物浓度等,可以提高微生物降解重金属污染物的效率。
2. 土壤修复:微生物在土壤中的活动可以降解土壤中的重金属污染物,从而减轻其对植物生长的抑制作用。
通过添加特定菌剂或改变土壤环境,可以增强微生物对重金属的修复能力。
3. 植物共生:某些微生物与植物根系形成共生关系,促进了植物对重金属污染物的吸收和积累。
这一方式被广泛应用于重金属污染地区的植物修复工程中。
4. 生物矿化:微生物能够将重金属离子转化为可溶性沉积物,从而降低其在环境中的迁移和转化。
微生物群落对环境重金属的耐受性研究
微生物群落对环境重金属的耐受性研究随着人类工业和农业的发展,环境污染已经成为全球关注的焦点问题。
其中,重金属污染是一种常见的污染形式,它不仅对人类健康构成威胁,而且对土壤、水体和大气等自然环境产生了极大的影响。
解决重金属污染问题已成为环境保护领域的重要任务之一。
但是,重金属的清除成本高昂,且难以彻底清除,因此,寻找一种生物技术来解决重金属污染问题成为了重要的研究方向之一。
而微生物群落在这一领域有着巨大的潜力,本文将简要介绍微生物群落对环境重金属的耐受性研究进展。
一、微生物群落的定义微生物指的是生长在土壤、水、大气等环境中的生物体,包括细菌、真菌、病毒、甚至原生动物等。
微生物群落是指共同生活在特定环境中的微生物种群。
微生物群落与环境之间相互作用,共同维持着生态系统的平衡,因此对环境污染的监测,微生物是非常重要的指标生物。
此外,微生物群落还具有多样性、适应性强等特点,在清除环境重金属污染方面有着广泛的应用前景。
二、微生物群落对环境重金属的耐受性重金属离子是一种有毒物质,在微生物生长和代谢过程中,会影响其正常功能,甚至导致其死亡。
但是,一些微生物群落对重金属具有一定的抵抗性,这种情况被称为微生物群落对重金属的“耐受性”。
a. 影响微生物对重金属的耐受性因素微生物群落对重金属的耐受性不仅与其自身特性有关,而且还受到环境因素的影响。
以下是影响微生物对重金属的耐受性因素。
1. 菌株特性:一些微生物物种天生对重金属的耐受性较高,例如铜绿假单胞菌、酸硫杆菌,这主要是因为它们自身有一些可以清除重金属离子的酶。
2. pH 值:pH 值是微生物生长过程中非常重要的因素之一,当 pH 值较低时,重金属的毒性会更大,此时微生物对重金属的耐受性会降低。
3. 重金属浓度:在重金属浓度较高的环境下,微生物群落对重金属的耐受性会weaker。
因此,在重金属污染地区,微生物种群会出现变化或消失。
4. 温度:当温度过高或过低时,微生物会失去对重金属的耐受力。
去除重金属污染的技术与方法
去除重金属污染的技术与方法为了保护环境,人们不断寻找方法和技术去除各类污染物,而重金属污染是其中一个绕不开的话题。
重金属污染对人类健康和自然环境都有着严重影响,因此如何去除重金属污染成为了环保研究的重要课题之一。
本文将就去除重金属污染的技术和方法进行探讨。
一、物理方法1. 吸附法吸附法是一种非常常用的去除重金属污染的物理方法。
这种方法是利用吸附剂对废水中的重金属离子进行吸附,最后将吸附剂与废水分离,将重金属与吸附剂一同进行处置。
吸附剂既可以是天然材料如活性炭、沸石等,也可以是人造材料如树脂等。
吸附法具有无二次污染、操作简单等优点,但吸附剂的寿命较短,需要不断更换。
2. 沉淀法沉淀法是指将重金属离子在废水中转化成易于沉淀的化合物,如碳酸盐、氢氧化物等,并通过重力沉淀的方法将其从废水中去除。
沉淀法适用于废水中重金属离子浓度较高、水质稳定情况下使用。
沉淀法存在着废水中沉淀剂需多次循环使用、降低水质等问题,需要根据实际情况加以使用。
二、化学方法1. 氧化还原法氧化还原法是指利用化学氧化剂或还原剂将重金属化合物转化为其他化合物,从而去除重金属污染的方法。
常见的氧化剂包括双氧水、高锰酸盐等,还原剂则可以是二氧化硫等。
氧化还原法具有操作简单、去除效果好的优点,但氧化剂和还原剂也可能对环境带来污染。
2. 配位沉淀法配位沉淀法是指将废水中的重金属离子通过加入适当的配位剂,形成配合物,再将其一同沉淀和去除的方法。
配位沉淀法不易受废水水质影响、去除效果好,但配位剂使用量需要控制好。
三、生物方法1. 生物吸附法生物吸附法是指利用生物体内的吸附剂去除废水中的重金属离子。
常见的吸附剂包括细胞壁、菌丝等。
生物吸附法具有操作简单、去除效率高、无化学物品污染等优点,但也需要关注生物的生长环境、生命周期等问题。
2. 生物还原法生物还原法是指利用微生物将重金属离子还原成易于沉淀的形态,从而去除重金属污染的方法。
比如用铁还原菌处理含铬废水等。
微生物对土壤中重金属的修复与去除
微生物对土壤中重金属的修复与去除随着工业化和城市化的发展,土壤中重金属的污染日益严重,给生态环境和人类健康带来了巨大的威胁。
微生物在土壤中发挥着重要的作用,其对重金属的修复和去除具有显著的潜力。
本文将探讨微生物在土壤中修复和去除重金属的机制和应用。
一、微生物修复重金属的机制1. 吸附:微生物通过胞外聚合物、菌丝等结构物质,吸附重金属离子,从而降低土壤中重金属的可溶性,减少其对环境和生物的毒性。
2. 螯合:微生物表面的功能基团可以与重金属形成络合物,将重金属离子固定在微生物体内或表面,阻止其进一步释放到土壤环境中。
3. 沉淀:某些微生物能分泌胞外多糖和氧化还原酶等物质,与重金属形成沉淀物,从而减轻土壤中重金属的毒性。
4. 生物转化:部分微生物能通过还原、氧化反应改变重金属的化学形态,使其从有机态转变为无机态或反之,从而降低其对环境的危害。
二、微生物修复重金属的应用1. 微生物肥料的应用:利用微生物修复土壤中重金属的能力,研发出微生物肥料,可添加到受重金属污染的土壤中,通过微生物的作用降低土壤中重金属含量,提高土壤质量。
2. 微生物菌剂的使用:某些菌株能够耐受高浓度的重金属离子,通过菌剂的喷洒或施加到种植宿主上,将其引入受重金属污染的土壤中,进行修复。
3. 合成微生物群的应用:通过筛选和组合具有不同功能的微生物,形成合成微生物群,利用其协同作用,提高土壤中重金属的修复效果。
4. 基因工程应用:通过基因工程技术,改造微生物的基因,使其具有更高的重金属修复能力,提高修复效率和效果。
三、微生物去除重金属的机制1. 吸附:微生物通过复杂的细胞壁和胞外物质结构,吸附重金属离子,并将其转移至微生物体内。
2. 沉淀:某些微生物能分泌特定物质,与重金属形成沉淀物,沉降到底泥中,从而将重金属从土壤中去除。
3. 离子交换:微生物体内的离子通道和离子交换物质能与土壤中的重金属发生离子交换,实现重金属的去除。
4. 同化代谢:部分微生物可以通过同化代谢将重金属离子转化为无毒或低毒的物质,从而实现去除。
微生物对水质中重金属的吸附与去除
微生物对水质中重金属的吸附与去除重金属污染是当前全球面临的一大环境问题。
重金属通过工业废水、农业污染等途径进入水体,对人类健康和生态系统造成严重威胁。
然而,微生物作为一类广泛存在于自然界的微小生物体,具有较强的生物吸附能力,被广泛应用于水质中重金属的吸附与去除,具有重要的环境意义。
一、微生物的吸附机制微生物通过其细胞表面的各种功能基团实现对重金属的吸附。
其中,胞外聚合物如多糖、蛋白质和脂质等是微生物吸附金属离子的重要物质基础。
多糖和蛋白质通过其官能基与重金属之间的化学键结合,形成稳定的络合物。
此外,微生物表面的胞外酶和微生物自身的酶也参与了吸附过程,通过酶解重金属络合物,进一步增强了吸附效果。
二、微生物的吸附特性微生物的吸附特性包括亲和性、选择性和容量性。
亲和性是指微生物对重金属的吸附能力,受到微生物表面功能基团种类和数量的影响。
选择性指微生物对不同重金属的吸附能力存在差异,不同的微生物对不同种类的重金属表现出不同的亲和性。
容量性是指微生物对重金属的吸附量,与微生物的生长状态、环境条件等相关。
三、微生物的应用微生物在水质中重金属去除方面的应用主要包括生物吸附和生物沉淀两种方式。
生物吸附是指微生物细胞表面的胞外聚合物吸附金属离子,实现重金属的去除。
生物沉淀是指微生物通过吸附重金属形成沉淀物,从而将重金属从水体中去除。
这两种方式都可以通过调控微生物的生长条件、改变废水中的pH值和温度等因素来提高其吸附和去除效果。
四、微生物对重金属的去除效果与应用前景微生物对重金属的吸附和去除效果受到多种因素的影响,包括微生物菌株的选择、废水中重金属浓度和溶液pH值等。
不同的微生物菌株对不同种类的重金属表现出不同的去除效果。
目前,已有许多微生物被广泛研究用于水质中重金属的去除,如蓝绿藻、酵母菌等。
微生物在水质中重金属去除方面具有较高的效果和应用前景。
总结:微生物作为一类具有重金属吸附能力的微小生物体,通过细胞表面功能基团和酶等实现对重金属的吸附。
微生物与环境中的重金属污染
微生物与环境中的重金属污染重金属污染是当代环境面临的严重问题之一。
重金属对环境和人类健康产生严重影响,因此需要寻找有效的治理方法。
微生物在解决重金属污染方面具有独特的优势,并被广泛应用。
本文将探讨微生物在环境中处理重金属污染方面的重要作用,并介绍一些相关的应用案例。
一、微生物的种类及其在重金属污染处理中的作用微生物是一类非常复杂的生物体,包括细菌、真菌和藻类等。
在重金属污染处理中,微生物可以发挥以下作用:1. 重金属吸附:许多微生物具有吸附重金属离子的能力,可以通过吸附将重金属离子从水体或土壤中去除。
这是一种相对简单而有效的处理方法。
2. 生物还原:某些特殊的微生物具有还原重金属离子的能力,将其还原为元素状态,从而减少对环境的污染。
生物还原在处理重金属污染土壤中具有很高的应用潜力。
3. 生物沉淀:有些微生物可以通过产生沉淀物的方式将重金属转化为不溶性沉淀物,从而使重金属固定在土壤或水体中,减少其活性和毒性。
二、微生物在重金属污染处理中的应用案例1. 铜污染处理:某研究团队利用微生物的吸附能力,成功将废水中的铜离子降低到合理的安全标准。
通过添加具有吸附铜离子的微生物到废水中,可以快速、高效地去除铜离子。
2. 镉污染治理:一些微生物具有生物还原镉离子的能力。
通过培养这些微生物并将其添加到受镉污染的土壤中,可以将镉离子还原为不活性状态,有效治理镉污染。
3. 铅污染修复:使用一种特殊的微生物,可以实现生物沉淀铅污染土壤,从而减少铅污染的影响。
这种方法成本低廉且环境友好。
三、微生物在重金属污染治理中的优势和挑战微生物在重金属污染治理中具有多种优势,包括资源丰富、操作简便、成本较低等。
此外,微生物的应用还可以减少二次污染的风险,对环境和生态系统造成的影响比传统方法更小。
然而,微生物在重金属污染治理中也面临着一些挑战。
首先,不同种类的微生物对于不同的重金属有不同的处理效果,选择合适的微生物对治理效果至关重要。
微生物对土壤重金属污染的生物修复研究
微生物对土壤重金属污染的生物修复研究重金属污染是当下全球面临的一大环境问题,严重影响土壤生态系统的稳定性和可持续性发展。
传统的土壤修复方法存在着成本高、效果慢等问题。
而微生物修复技术因其高效、可持续的特点,逐渐成为解决土壤重金属污染的热门研究方向。
本文将介绍微生物对土壤重金属污染的生物修复研究进展,包括微生物筛选、应用方式和作用机制。
一、微生物筛选微生物在重金属污染土壤修复中起到关键作用,因此必须进行适当的微生物筛选。
一般而言,优良的微生物菌株需满足以下条件:对重金属抗性强、降解能力强、生长速度快、生态环境兼容等。
常见的微生物菌株有细菌、真菌和藻类等。
细菌如铜绿假单胞菌、硫酸盐还原菌等,真菌如木霉菌、拟青霉菌等,藻类如链状蓝绿藻等均被广泛应用于土壤修复研究中。
二、应用方式微生物修复技术可采用多种应用方式,包括原位修复和外源修复。
原位修复是指将微生物菌株直接施加于污染土壤,通过微生物自身的代谢活性降解土壤中的污染物。
外源修复是将微生物菌株培养繁殖后制成菌剂,然后施加在土壤中进行修复。
两种应用方式各有优劣,选择合适的应用方式需要根据具体情况进行判断。
三、作用机制微生物修复土壤重金属污染的作用机制主要包括化学转化、生物吸附和生物浸提等。
微生物通过酵素的产生和分泌,能够将重金属离子转化为络合物、沉淀物或相对稳定的化合物,从而减少其对土壤环境和生物体的毒性。
微生物菌株表面的菌体、胞外多聚物等物质具有吸附重金属的能力,通过吸附作用,降低土壤中重金属的有效性。
此外,微生物菌株能够通过根系吸收和迁移重金属,达到了生物浸提的效果。
以铜绿假单胞菌为例,它具有铜离子还原酶和铜螯合酶,能够将土壤中的污染物铜离子还原成氢氧化铜或铜螯合物,进而沉淀或吸附在土壤中。
此外,该菌株菌体表面的胞外多聚物具有显著的吸附能力,能够吸附土壤中的重金属离子,使其形成不溶性沉淀物。
通过这些作用机制,铜绿假单胞菌能够有效修复铜污染的土壤。
综上所述,微生物对土壤重金属污染的生物修复研究已取得了显著的进展。
微生物去除重金属离子吸附流程
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处理污水中重金属的方法有
处理污水中重金属的方法有处理污水中重金属的方法主要包括物理方法、化学方法和生物方法。
以下将详细介绍这些方法,并列举一些常见的处理技术。
物理方法是通过物理手段将重金属从污水中分离出来。
常见的物理方法包括沉淀、过滤和膜分离。
沉淀是将污水中的重金属以固体形式沉淀下来,主要依靠重金属与沉淀剂之间的化学反应。
一般使用的沉淀剂包括硫化物、氢氧化物和碳酸盐等。
过滤是通过过滤介质将污水中的重金属颗粒截留下来。
常用的过滤介质有沙子、石英砂、活性炭等。
膜分离是利用半透膜将重金属离子从污水中分离出来。
常用的膜分离方法包括超滤、纳滤和反渗透等。
化学方法是利用化学反应将重金属离子转化为无害的物质。
常用的化学方法有沉淀法、络合法和氧化还原法。
沉淀法是通过添加沉淀剂将重金属离子转化为固体沉淀物,从而将其从污水中去除。
络合法是利用金属络合剂将重金属离子与络合剂形成络合物,从而改变其溶解性,使其易于去除。
氧化还原法是利用氧化剂将重金属离子氧化为无害的物质或固体沉淀物,从而使其沉淀下来。
生物方法是利用生物生长、代谢和吸附作用等生物作用将重金属从污水中去除。
常见的生物方法包括活性污泥法、生物膜法和植物吸收法。
活性污泥法是利用污泥中的微生物对重金属进行生物吸附和生物还原等作用,将其从污水中去除。
生物膜法是利用生物膜上的微生物对重金属进行吸附和生物降解等作用,将其从污水中去除。
植物吸收法是利用植物根系对重金属进行吸收和富集,将其从污水中去除。
常用的植物包括铜皮藓、铜绿镶锈藻等。
除了以上具体的处理方法,还有一些综合治理技术可以应用于处理污水中的重金属污染。
例如,物化生一体化技术将物理、化学和生物方法结合起来,通过多个步骤对重金属进行去除和降解。
此外,还有电化学法、光催化法和吸附剂等新型技术可以应用于重金属污水处理中。
综上所述,处理污水中重金属的方法较为丰富,包括物理方法、化学方法和生物方法等多种技术。
根据具体情况,可以选择合适的处理方法或组合多种方法以提高处理效果。
微生物诱导碳酸盐沉淀去除重金属及生物脱氮特性研究
微生物诱导碳酸盐沉淀去除重金属及生物脱氮特性研究微生物诱导碳酸盐沉淀去除重金属及生物脱氮特性研究摘要:本研究旨在探究微生物诱导碳酸盐沉淀技术在去除重金属及生物脱氮过程中的应用和效果。
实验中采用微生物培养方法将特定菌株与碳酸盐源结合,并通过模拟实验评估其在重金属去除和生物脱氮方面的性能。
结果表明,该技术具有潜力用于处理含重金属废水和生物脱氮。
1. 引言重金属污染和氮污染是当前环境问题的两个主要方面。
传统处理技术如化学沉淀和生化法已被广泛应用,但存在成本高、操作复杂等问题。
近年来,微生物诱导碳酸盐沉淀技术逐渐受到关注。
该技术以微生物为催化剂,通过代谢活性可使碳酸盐沉淀产生,并与重金属形成沉淀,达到去除重金属的目的。
同时,这一过程还可以为脱氮提供碳源。
2. 实验方法2.1 微生物培养选取经过前期筛选的特定菌株,使用合适培养基培养至指定生长期。
2.2 微生物诱导碳酸盐沉淀将培养好的微生物与碳酸盐源进行接种,控制温度、pH值等条件,培养一段时间。
2.3 实验过程分别将含重金属废水和含氮废水样品与经过培养的微生物进行接触反应,同时设置对照组。
3. 结果与分析3.1 微生物诱导碳酸盐沉淀对重金属去除效果经过一定时间的培养,微生物诱导碳酸盐沉淀技术对重金属去除效果显著。
实验结果表明,在一定温度、pH范围内,微生物通过代谢排除产生的CO2使碳酸盐沉淀,进而与重金属离子形成稳定沉淀。
与对照组相比,该技术能够去除约90%以上的重金属离子。
3.2 微生物诱导碳酸盐沉淀对生物脱氮效果微生物诱导碳酸盐沉淀技术在生物脱氮方面也表现出良好的效果。
通过实验数据分析发现,该技术在摄氏25至30度、中性到微碱性条件下,可以有效利用产生的碳酸盐为反硝化作用提供碳源,从而提高脱氮效果。
与对照组相比,该技术可以将废水中氨氮浓度降低60%以上。
4. 讨论与展望本研究通过模拟实验探究了微生物诱导碳酸盐沉淀技术在去除重金属和生物脱氮方面的应用和效果。
微生物处理重金属
近年来由于工业的迅速发展,人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤环境,引起严重的环境污染。
环境中的重金属具有长期性和非移动性等特性,对生物和人类产生了不利影响。
一、重金属污染的来源重金属污染的来源主要来源于采矿和冶炼,化石燃料的燃烧,工业排放的废气、废水、废渣等。
重金属随"三废"排放到环境中所造成的污染称为重金属污染。
排放重金属的行业和企业就是重金属污染源。
目前已有的除去重金属的技术为:1.场外修复方法:将土壤进行转移,再进行金属离子的去除。
缺点是花费高,过程较复杂,设备及技术要求高。
2.生物修复:利用生物对环境中的污染物进行降解,花费较少,对技术及设备要求不高,因而愈来愈受到人们的关注。
这主要指微生物修复技术,降低重金属的毒性,或积累在菌体内使之得到固定,但不能将重金属降解而去除。
(一)水体中的重金属污染1.自然状态水体中重金属的含量取决于土壤、岩石的相互作用,含量很低,无危害。
2.人为因素工业废水、未经适当处理的生活污水、污染土壤和废弃物堆置场受流水作用、富含重金属的大气沉降物的输入等。
3.污染物排放源集中在大、中城市。
4.危害途径直接饮水、食用被污水灌溉过的蔬菜粮食等。
水体重金属污染的传统处理方法包括:化学沉淀法、离子交换法、活性炭及硅胶吸附法、电化学法及膜分离法等。
但对于较低浓度的重金属离子废水处理效果不明显,操作费用和原材料成本相对较高,且存在二次污染,对大面积水域更受限制。
近年来,生物修复技术得到了广泛应用,取得了较理想的结果。
而生物修复重金属污染国内外研究较少,有湿地水环境中采集的生物膜吸附铅、镉的特性、微生物吸附剂对重金属的吸附特性,氧化亚铁硫杆菌对污泥中重金属生物淋滤的效果等。
其实微生物吸附重金属的材料来源广泛,包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体,它们个体微小,却与人类生活密切相关。
镉的去除方法
镉的去除方法镉是一种有毒重金属,对人体和环境都具有严重的危害。
因此,如何有效地去除镉成为了一项重要的研究课题。
本文将介绍几种常见的镉去除方法,并对其优缺点进行分析。
一、生物吸附法生物吸附法是利用微生物或植物吸附镉离子的特性来去除水体中的镉。
微生物通常通过细胞壁上的功能基团与镉离子发生络合反应,从而达到去除的效果。
植物则利用根部的吸附能力将镉离子从水中吸附到植物体内。
优点:生物吸附法具有去除效果好、操作简单、成本低等优点。
同时,该方法对水体中其他成分的影响较小,不会引起二次污染。
缺点:生物吸附法需要耗费较长的时间才能达到去除效果,并且在实际应用中需要选择适合的微生物或植物种类。
此外,该方法对水体中的温度、pH值等环境条件有一定要求。
二、化学沉淀法化学沉淀法是利用化学反应将镉离子与沉淀剂反应生成不溶性的沉淀物,并通过沉淀物的沉淀作用将镉离子从水中去除。
优点:化学沉淀法去除效果显著,处理速度快,适用于镉浓度较高的水体。
缺点:化学沉淀法需要添加沉淀剂,而沉淀剂本身可能对环境造成污染。
此外,在反应过程中产生的大量沉淀物需要进一步处理,否则可能导致二次污染。
三、电化学法电化学法是利用电解反应将镉离子还原为金属镉,并通过电解槽的分离作用将金属镉从水中去除。
优点:电化学法去除效率高,可以将镉离子转化为金属镉,从而达到完全去除的效果。
同时,该方法对水体中的其他成分影响较小。
缺点:电化学法需要耗费较高的能量,对电解槽的材料和结构有一定要求。
此外,在实际应用中需要处理电极上可能产生的气体。
四、离子交换法离子交换法是利用具有特定功能基团的材料吸附水中的镉离子,并通过再生处理将吸附的镉离子去除。
优点:离子交换法去除效果好,可重复使用吸附材料,减少了处理成本。
缺点:离子交换法需要周期性地进行再生处理,同时再生过程中可能产生的废液也需要进行处理。
此外,离子交换法对水体中的其他成分具有一定的选择性,可能会引起一些副作用。
镉的去除方法有生物吸附法、化学沉淀法、电化学法和离子交换法等。
乳酸菌吸附法
乳酸菌吸附法
乳酸菌具有吸附并清除重金属的特性,通过菌体表面吸附和体内蓄积作用,可以有效清除食品中有毒重金属。
有大量关于清除重金属活性乳酸菌的筛选、清除机制和应用方面的研究,乳酸菌作为潜在的重金属生物清除剂具有较高的研究与应用价值。
除此之外,乳酸菌还有益于维护肠道微生态平衡、防止因菌群失调引起腹泻,且对于防治食品、水中污染有重要的应用价值。
对于大多数厌氧发酵类型有机物,乳酸菌都能产生强酸性的代谢产物,如乳酸、甲酸、乙酸等,这些酸性的产物不仅能使发酵体系的pH值下降,还能破坏其细胞壁或细胞膜,从而有效地将目标有机物吸附和清除。
在具体应用上,利用乳酸菌吸附法去除重金属的过程通常包括以下步骤:
1. 筛选和培养具有重金属吸附能力的乳酸菌;
2. 将重金属溶液与乳酸菌混合;
3. 通过吸附作用,重金属离子被吸附到乳酸菌表面或被吸收到菌体内;
4. 通过离心或过滤等方法将吸附了重金属的乳酸菌从溶液中分离出来;
5. 对分离出来的乳酸菌进行重金属的提取和回收。
需要注意的是,乳酸菌吸附法在实际应用中可能受到多种因素的影响,如重金属离子的浓度、pH值、吸附时间等。
因此,在实际操作中需要根据具体情况进行调整和控制。
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微生物处理重金属废水的常规研究进展2010-8-23 来源:谷腾水网点击:37 重金属废水的常规处理方法主要包括:化学沉淀法、离子交换法、蒸发浓缩法、电解法、活性炭和硅胶吸附法和膜分离法等,但这些方法存在去除不彻底、费用昂贵、产生有毒污泥或其他废料等缺点。
因此,人们一直致力于研究与开发高效环保型的重金属废水处理技术和工艺。
微生物处理法是利用细菌、真菌(酵母)、藻类等生物材料及其生命代谢活动去除和(或)积累废水中的重金属,并通过一定的方法使金属离子从微生物体内释放出来,从而降低废水中重金属离子的浓度。
近年来,国际上在微生物处理重金属废水的研究中取得了较多成果,该技术在投资、运行、操作管理和金属回收、废水回用等方面优越于传统的治理方法,展现出广阔的应用前景。
我国在微生物处理废水重金属这方面的研究尚处于起步阶段,因此,本文就微生物处理重金属废水的机理及其影响因素做一概述,以期促进国内该领域的研究。
1微生物处理重金属废水的机理1.1微生物对重金属的吸附作用微生物的吸附作用是指利用某些微生物本身的化学成分和结构特性来吸附废水中的重金属离子,通过固液两相分离达到去除废水中的重金属离子的目的。
生物吸附剂为自然界中丰富的生物资源,如藻类、地衣、真菌和细菌等。
微生物结构的复杂性以及同一微生物和不同金属间亲和力的差别决定了微生物吸附金属的机理非常复杂,至今尚未得到统一认识。
根据被吸附重金属离子在微生物细胞中的分布,一般将微生物对金属离子的吸附分为胞外吸附、细胞表面吸附和胞内吸附。
1.1.1胞外吸附一些微生物可以分泌多聚糖,糖蛋白,脂多糖,可溶性氨基酸等胞外聚合物质(extracellularpolymericsubstances,EPS),EPS具有络合或沉淀金属离子作用。
如蓝细菌能分泌多糖等胞外聚合物,一些白腐真菌可以分泌柠檬酸(金属螯合剂)或草酸(与金属形成草酸盐沉淀)。
Suh等研究发现,当茁芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)分泌EPS时,Pb2 便积累于整个细胞的表面,且随着细胞的存活时间增长,EPS的分泌量增多,积累于细胞表面的Pb2 水平就越高,从最初的56.9上升到215.6mg/g(干重);当把细胞分泌的EPS提取出来后,Pb2 便会渗透到细胞内,但Pb2 的积累量显著减少(最高量仅为35.8mg/g干重)。
1.1.2细胞表面吸附细胞表面吸附是指金属离子通过与细胞表面,特别是细胞壁组分(蛋白质、多糖、脂类等)中的化学基团(如羧基、羟基、磷酰基、酰胺基、硫酸脂基、氨基、巯基等)的相互作用,吸附到细胞表面。
如将酵母细胞壁上氨基,羧基,羟基等化学基团进行封闭,则会减少其对Cu2 的吸收量,表明这些基团在结合Cu2 方面具有重要的作用,这也间接证明了细胞壁上蛋白质和糖类在生物吸附中的作用。
金属离子被细胞表面吸附的机制包括离子交换、表面络合、物理吸附(如范德华力、静电作用)、氧化还原或无机微沉淀等。
不同的微生物对不同金属的吸附作用机制不同(表1)。
Kratochvil等认为,离子交换是许多非活性真菌和藻类吸附金属离子的主要机理,主要是细胞表面的羧基,其次是硫酸脂基和氨基在生物吸附中发挥了重要作用。
Davis等也认为离子交换是褐藻吸附金属离子的主要机制,特别是以前被认为的物理和化学的结合机制都可以用离子交换来解释。
细胞表面功能基团中的氮、氧、硫、磷等原子,可以作为配位原子与金属离子配位络合。
例如Zn、Pb可以与产黄青霉(P.chrysogenum)表面的磷酰基和羧基形成络合物,溶液中的阴离子(EDTA、SO42-、Cl-、PO33-等)可以与细胞竞争重金属阳离子,形成络合物,从而降低产黄青霉对Zn、Pb的吸附量,这也间接地说明细胞表面对金属离子的吸附确实存在络合机制。
关于氧化还原和无机微沉淀的机制也有少量报道。
如Lin采用X 射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)以及光电子能谱(XPS)技术,研究了废弃酵母吸附Au3 的过程,发现还原性糖(细胞壁肽聚糖层的多糖水解产物)半缩醛基团中的自由醛基,可以作为电子供体,将Au3 原位还原为Au0。
1.1.3胞内吸附与转化一些金属离子能透过细胞膜,进入细胞内。
金属离子进入细胞后,微生物可通过区域化作用(compartmentalization)将其分布于代谢不活跃的区域(如液泡),或将金属离子与热稳定蛋白结合,转变成为低毒的形式。
如活酵母吸收的Sr、Co离子积累于液泡中,而Cd 和Cu离子位于酵母的可溶性部分(solublefraction);同时液泡缺陷型酵母对Zn、Mn、Co、Ni离子的敏感性增加,吸附量降低;但其对Cu和Cd离子的吸附与野生型则没有明显的区别。
Vijver认为细胞的区域化作用主要有两种类型:形成明显的包含体和重金属与热稳定蛋白结合,后者主要指金属硫蛋白(metallothioneins,简称MT)。
金属硫蛋白的分子量低(2000~10000kDa),富含半胱氨酸,可被金属Cd、Cu、Hg、Co、Zn等诱导,并与这些金属结合。
此外,谷胱甘肽(GSH)、植物凝集素(phytochelatins)和不稳定硫化物(labilesulfide)也具有储备、调节和解毒胞内金属离子作用。
GSH是典型的低分子量硫醇,富含半胱氨酸残基和组氨酸残基,是对金属离子有高度的亲和力的肽链,因此具备金属解毒功能。
目前,利用生物工程技术,在微生物细胞内表达金属结合蛋白或金属结合肽,从而制备全细胞工具(wholecelltools)来分离废水中重金属方面的研究日益受到关注。
1.2微生物对重金属的沉淀作用微生物对重金属离子的沉淀作用,一般认为是由于微生物对金属离子的异化还原作用或是由于微生物自身新陈代谢的结果。
一方面,一些微生物可分泌特异的氧化还原酶,催化一些变价金属元素发生氧化还原反应,或者其代谢产物或细胞自身的某些还原物直接将毒性强的氧化态的金属离子还原为无毒性或低毒性的离子;另一方面,一些微生物的代谢产物(硫离子、磷酸根离子)与金属离子发生沉淀反应,使有毒有害的金属元素转化为无毒或低毒金属沉淀物(表2)。
1.2.1还原作用一些微生物在其生长代谢过程中,可分泌特异的氧化还原酶,催化一些变价金属元素发生氧化还原反应,使金属离子的溶解度或毒性降低(表2)。
例如,许多好氧和厌氧微生物能将如Cr6 还原为Cr3 ,在好氧条件下,Cr6 的生物还原作用主要受可溶性酶催化,但嗜麦芽假单胞菌(Pseudomonasmaltophilia)O-2和巨大芽孢杆菌TKW3除外,其催化Cr6 还原为Cr3 的酶为膜结合还原酶。
近年来,分别已从恶臭假单胞菌MK1和大肠杆菌纯化了ChrR和YieF两种可溶性Cr6 还原酶,其中ChrR催化一个电子转运,形成中间产物Cr5 和(或)Cr4 ,进一步转运两个电子,形成Cr3 ;而YieF转运四个电子,直接将Cr6 还原为Cr3 。
研究者也已从巨大芽孢杆菌TKW3中分离出膜结合的Cr6 还原酶,但对其还原动力学过程还不清楚。
在厌氧条件下,可溶性酶和膜结合还原酶均可催化Cr6 还原为Cr3 ,Cr6 作为电子转运链中的电子受体,且细胞色素(如细胞色素a和细胞色素b)参与此氧化还原过程。
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另外,一些微生物的代谢产物或细胞自身的某些还原物将毒性强的氧化态的金属离子还原为无毒性或低毒性的离子。
例如,在硫酸盐还原菌体系中,Fe2 和S2-产物能间接地将Cr6 还原为Cr3 。
一些Fe(III)同化微生物(如Geobactermetallireducens)可将U(VI)还原为U(IV),使U的溶解度降低,从而可达到去除废水中U的目的。
1.2.2金属硫化物沉淀在pH值为中性、一定的基质浓度和厌氧条件下,硫酸还原菌(SRB)能将硫酸根离子还原成硫离子,S2-与废水中的的Zn2 ,Cd2 ,Pb2 ,Cu2 等发生沉淀反应,形成不溶性的金属硫化物,从而实现废水的净化处理。
SRB广泛分布于自然界,典型的代表有脱硫弧菌(Desulfovibrio),脱硫微菌(Desulfomicrobium),脱硫杆菌(Desulfobacter),脱硫八叠菌(Desulfosarcina),脱硫肠菌(Desulfotomaculum),热脱硫杆菌(Thermodesulfobacterium),古球菌(Archaeoglobus)等。
SRB能在厌氧条件下将金属离子转化为硫化物沉淀,这对处理高浓度重金属废水有着非常重要的意义,而且利用共生的混合SRB菌株要比单一SRB菌株处理含重金属废水更有效率。
然而,通常低浓度(20~200μm)的Cd2 、Zn2 、Ni2 等会对SRB产生毒害作用,从而限制了SRB的广泛应用。
通过基因过程手段,可将SRB中的硫酸还原酶转移到其他环境菌中,使转化菌具有形成金属硫化物沉淀的能力。
在这方面的首次努力的是将肠沙门氏菌(Salmonellaenterica)体内的硫酸盐还原酶基因在大肠杆菌体内表达,表达后的大肠杆菌DH5α能够比控制在好氧或厌氧条件下的普通大肠杆菌产生更多的金属硫化物沉淀,且重组菌在厌氧条件下对高浓度水平(200mmol/L)Cd2 的去除率达到98%。
1.2.3金属磷酸盐沉淀磷酸盐是合成核酸、A TP等重要生物分子所必需,通常生命体并不释放过量的磷酸盐。
然而微生物可通过两条途径释放无机磷酸盐:一些柠檬酸杆菌能分泌酸性磷酸酶,催化2-磷酸甘油水解,释放无机磷酸盐,从而在细胞表面积累大量的磷酸盐,并与废水中的金属发生沉淀反应,形成金属磷酸盐沉淀。
酸性磷酸酶催化的过程是与外膜和胞外的脂多糖(LPS)相偶联的,因为金属磷酸盐矿物的启动是从LPS中的磷酸基团的核晶过程开始的,随着有机磷不断被酸性磷酸酶水解,释放出无机磷酸盐,金属磷酸盐晶体不断增大。
Finlay等研究发现,将柠檬酸菌细胞固定于生物膜反应器通过化学耦合可以去除>90%的金属U(以HUO2PO4形式沉淀);一些细菌释放无机磷酸盐并不依赖有机磷酸盐供体,而是加速细菌体内的磷酸盐循环,如约氏不动杆菌(Acinetobacterjohnsonii)。
在好氧条件下,细菌不断合成多磷酸盐,并作为其生长代谢的能源物质;在厌氧条件下,多磷酸盐被降解产生A TP,同时产生金属磷酸盐的沉淀。
而且,一些金属离子(如Cd、UO22 )能促进多磷酸盐的降解,产生更多的无机Pi。
如通过控制大肠杆菌(E.coli)体内编码多磷酸盐激酶(polyphosphatekinase,ppk)和多磷酸盐酶(polyphosphatase,ppx)的基因的共同表达,能降低细胞内多磷酸盐的水平和促进磷酸盐的分泌,从而增加大肠杆菌对金属的耐性。