微生物处理重金属污染
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。
利用微生物降解重金属污染物的研究
利用微生物降解重金属污染物的研究在当今社会中,环境污染问题已经成为人们普遍关注的话题。
其中,重金属污染被认为是严重危害环境和人类健康的问题之一。
然而,通过研究发现,微生物在降解重金属污染物方面具有巨大的潜力。
本文将探讨利用微生物降解重金属污染物的研究进展,以及其在环境治理中的应用前景。
一、微生物降解重金属污染物的原理微生物对重金属污染物的降解主要依赖于其代谢活性和抗重金属能力。
微生物在代谢途径中会利用金属离子作为能源或电子受体,通过与金属之间的相互作用进行还原或氧化反应,将重金属离子还原为其原始形态或将其转化为无毒的物质。
此外,微生物还通过细胞表面的吸附作用或胞内金属沉积等方式来抑制重金属离子的毒性。
二、已知的微生物降解重金属污染物能力微生物降解重金属污染物的能力在不同的微生物菌株中存在差异。
以耐重金属微生物为例,硫酸还原菌属可将重金属离子以硫化物形式沉淀,降低其毒性。
而某些细菌则能够利用重金属离子作为电子受体,通过还原反应将其还原为无毒物质。
此外,一些真菌和藻类也被发现具有对重金属污染物较高的耐受能力和降解能力。
三、微生物降解重金属污染物的影响因素微生物降解重金属污染物的效果受到许多因素的影响。
其中,环境因素如重金属浓度、pH值、温度等对微生物活性和降解效果具有重要影响。
此外,微生物菌株的选择和培养条件对降解效果也起着至关重要的作用。
因此,在利用微生物降解重金属污染物时,需要综合考虑这些影响因素,优化实验条件,以提高降解效果。
四、微生物降解重金属污染物的应用前景利用微生物降解重金属污染物在环境治理中具有广阔的应用前景。
首先,微生物降解具有效果明显、成本低廉的特点,相较于传统的物理化学处理方法更加可行。
其次,微生物降解还能在原地进行,避免了在处理过程中产生的二次污染问题。
此外,微生物降解技术还可以与其他环境治理技术相结合,形成综合治理的方案。
综上所述,微生物降解重金属污染物是一种有效的环境治理技术。
微生物对环境中重金属的吸附及生物降解
微生物对环境中重金属的吸附及生物降解在我们生活的环境中,很多地方都存在重金属等有害物质的污染,导致土壤、水体等环境受到严重影响,甚至危及人类健康。
然而,我们会发现,一些微生物却具备对这些有害物质的吸附和降解能力,这成为了环境治理领域的一项重要研究方向。
一、微生物在重金属吸附方面的应用重金属的吸附过程是指重金属离子与吸附材料(如土壤、纳米纤维素等)间的吸附作用,而微生物则是这种吸附材料的一种,在重金属污染环境治理中也被广泛运用。
在微生物的体内,有一些微生物菌株已经被证明具备吸附重金属的能力,例如铜绿假单胞菌、重链菌等。
它们通过吸附重金属离子,将它们从环境中移除,从而达到治理环境污染的目的。
除了这些细菌外,还有一些微生物可以利用其特殊的结构吸附重金属,例如藻类等,它们通过细胞壁对重金属的吸附能力较强,被广泛运用于水体环境中的治理。
此外,还有一些微生物可以在某些环境条件下产生某种化学物质,使重金属产生沉淀作用,达到环境治理的效果。
二、微生物在重金属生物降解方面的应用除了吸附,微生物还具备对重金属的生物降解功能,这是指微生物通过其酶的作用,将重金属离子转化为可吸附或可溶性的物质,减少重金属对环境的危害,促进环境治理的效果。
目前,已经发现了一些微生物可以在自然环境中生长,同时还能进行重金属的生物降解。
例如一些能产生硫酸的细菌,可以加速重金属的溶解和转化,从而起到生物去除污染的作用。
另外,一些外泌物(extracellular compounds)也能促进重金属的生物降解。
这些物质包括胞外聚合物、蛋白质、多糖等,在微生物生命周期的不同阶段产生,能够吸附排放到环境中的重金属,并通过生物降解降低其危害程度。
三、微生物在环境治理方面的前景微生物在环境治理方面的应用前景非常广阔。
随着环境污染问题日益严峻,人类需要更为有效的治理方法,而微生物治理则成为了一种越来越受到重视的方法。
与传统的物理化学处理方法相比,微生物治理在技术、成本和效果方面具备很大的优势。
微生物技术在重金属污染物处理中的应用
微生物技术在重金属污染物处理中的应用重金属污染已成为世界上一个严重的环境问题。
高浓度的重金属污染物能够对人体和环境造成严重的损害,如癌症、贫血、肝脏和肾脏疾病等。
因此,开发一种有效的处理重金属污染的方法是至关重要的。
微生物技术作为一种绿色环境保护技术,近年来逐渐受到人们的重视。
在重金属污染物处理中,微生物技术起到了重要作用。
微生物技术在重金属污染物处理中的原理微生物技术处理重金属污染物的原理是利用微生物的多样性和代谢机制来转化和去除重金属污染物。
通常,微生物处理重金属污染物主要分为氧化还原、螯合、共沉淀、吸附和微生物群落重建等过程。
首先,微生物通过氧化还原反应将重金属污染物从无机态转化为无毒的有机物。
举例说,硫酸还原菌能够利用有机物还原硫酸盐,产生硫化物沉淀物,使污染物形成不溶性沉淀物,从而有效去除重金属污染物。
其次,一些微生物能够分泌螯合剂,以吸附重金属离子,使其进入微生物体内。
同时,通过螯合阴离子、阳离子和有机酸等重金属离子,能够有效地降低重金属的毒性。
再者,微生物整合和共沉淀作用是通过微生物的吸附、沉积和共沉淀作用来去除重金属污染物。
微生物从水中吸收并沉积重金属污染物,导致其沉淀,从而达到去污效果。
最后,微生物群落重建是微生物技术在重金属污染物处理中的另一种方法。
通过选择适合的微生物菌株调节和优化微生物群落,加速微生物的代谢、吸附和转化重金属离子,有效去除重金属污染物。
微生物技术在重金属污染物处理中有广泛的应用。
下面系统地分析几种典型应用。
1. 生物富集技术生物富集技术是利用微生物对重金属的吸附、浓缩、沉积和螯合作用,采用生物工程手段和化学分析技术完善技术开发和利用的方法。
分离和富集重金属污染物。
生物富集技术的基本思想是利用微生物作用对污染水体中的重金属进行富集,达到有效去除污染的目的。
2. 微生物修复技术微生物修复技术是将特定的微生物根据处理污染负荷量和处理污染负荷时间来选定并品种,以去除污染物,达到污染物显著减少的目的。
微生物降解技术处理重金属污染废水的研究
微生物降解技术处理重金属污染废水的研究一、引言随着工业化进程的加速,大量的重金属污染物被排放到环境中,给生态环境和人类健康带来了严重威胁。
传统的重金属废水处理方法通常采用物理化学方法,但存在着成本高、副产物多、处理效果差等问题。
近年来,微生物降解技术作为一种新型的废水处理方法,在重金属废水处理领域受到了广泛关注。
二、微生物降解技术的原理微生物降解技术是利用微生物对重金属污染物的生物降解能力进行废水处理的一种方法。
这种技术主要通过微生物吸附、蓄积、还原、氧化等作用,将重金属污染物转化为无毒或低毒的形式,从而实现了废水的净化。
三、微生物降解技术的分类根据微生物的种类和作用方式,微生物降解技术可以分为生物吸附、生物还原、生物沉淀和生物转化等几种类型。
其中,生物吸附是指通过微生物表面的吸附剂(如菌体、胞外多糖等)将重金属离子从废水中吸附下来的过程;生物还原是指微生物利用自身的新陈代谢过程将重金属离子还原成金属颗粒的过程;生物沉淀是指微生物通过产生沉淀剂(如硫化物、磷酸盐等)将重金属离子与沉淀反应产生沉淀物的过程;生物转化是指微生物通过代谢作用将重金属离子转化为无毒或低毒的化合物的过程。
四、微生物降解技术的应用微生物降解技术在重金属废水处理中具有广泛的应用前景。
一方面,它可以作为传统废水处理方法的附加手段,提高处理效果。
另一方面,它还可以作为独立的废水处理技术,用于处理重金属废水中难以去除的污染物。
目前,利用微生物降解技术处理重金属废水已经取得了一定的成果,但仍然存在一些挑战,如微生物的选种、培养条件的优化、工程应用的可行性等。
五、微生物降解技术的优势和展望微生物降解技术相对于传统的物理化学方法,具有成本低、资源可再生、环境友好等优势。
未来,随着生物技术的不断发展,微生物降解技术有望在重金属废水处理领域得到更广泛的应用。
例如,可以通过优化微生物降解菌株的筛选和培养技术,提高处理效果;同时结合其他治理手段,如电化学技术、纳米材料应用等,进一步推动微生物降解技术的研究和应用。
微生物吸附技术在重金属污染治理中的应用
微生物吸附技术在重金属污染治理中的应用重金属污染是目前全球环境领域的一个严重问题,由于其在环境中的积累和毒性效应,对人类健康和生态系统产生了巨大的威胁。
因此,研究和应用高效、环境友好的治理技术对于减轻重金属污染的影响具有重要意义。
微生物吸附技术作为一种生物修复的方法,因其具有高效、经济可行、具备环境容忍性等优点,在重金属污染治理中得到了广泛的应用。
一、微生物吸附技术的原理微生物吸附技术是通过微生物体或其代谢产物与重金属离子间的物理、化学作用,将重金属从溶液中转移至微生物体表面或内部,实现对重金属的吸附和去除。
其原理主要包括两个方面:一是微生物表面的功能基团参与重金属离子的吸附,如羧基、羟基、磷酸基等与重金属形成络合物;二是微生物体内的生物反应参与了重金属的还原、氧化、沉淀等过程。
二、微生物吸附技术的优势1. 高效性:微生物具有较大的比表面积和生物吸附能力,能够迅速将重金属吸附到自身表面,从而加速重金属的去除速度。
2. 经济可行性:微生物吸附技术相对于传统的物理化学方法具有成本更低的优势,微生物可以利用廉价的废弃物作为培养基,且操作简便。
3. 环境友好:微生物吸附是一种无二次污染的处理方法,对环境没有进一步的负面影响,而且微生物可以在合适的条件下自行降解或转化。
4. 广泛适用性:微生物吸附技术对于各种重金属污染物有较好的适应性,能够同时处理多种重金属离子的混合污染。
三、微生物吸附技术的应用案例1. 微生物修复土壤重金属污染:通过培养适宜的微生物菌种,可以利用植物根系与微生物协同作用的方式,达到修复土壤重金属污染的目的。
菌根真菌和一些细菌可以与植物根系共生,使根系更具吸附重金属离子的能力。
2. 微生物吸附水体重金属污染:在水处理中,通过培养适宜的微生物菌群,在水体中引入微生物体系进行“自净”过程,以实现水体中重金属离子的吸附和去除。
此外,一些微生物也可以生产出特殊的胞外多聚物质,具有较强的重金属吸附能力。
微生物对环境中重金属污染的修复与控制
微生物对环境中重金属污染的修复与控制在环境科学领域,重金属污染一直是一个严重的问题。
重金属元素的累积和释放对环境和人类健康带来了巨大的风险。
然而,微生物修复和控制技术已经被证明是一种有效的方法,可以降低或去除环境中的重金属污染物。
本文将介绍微生物在环境中对重金属污染的修复和控制方法,并对其应用潜力进行讨论。
一、微生物修复重金属污染的机制微生物在修复重金属污染中发挥着重要的作用,其主要通过以下机制来降低重金属的污染程度:1. 吸附:微生物体表面的生物膜可以吸附并固定重金属离子,减少其在环境中的浓度。
2. 螯合:微生物细胞内的代谢产物,如胞外多糖、蛋白质等,可以与重金属形成络合物,降低其毒性。
3. 沉淀:某些微生物可以通过沉淀作用将溶解态的重金属转化成不溶态的沉淀物,从而使其在环境中沉降。
4. 活化:部分微生物具有还原性能,可以将重金属离子还原成固体金属,或将重金属沉淀还原成可溶性离子,从而降低其对环境的危害。
二、常见的微生物修复技术1. 微生物菌株筛选:通过对不同环境中采集的微生物进行分离培养和筛选,可以得到具有吸附、螯合、沉淀等重金属修复能力的微生物菌株,如产生胞外多糖的酵母菌、铁还原菌等。
2. 植物-微生物共生修复技术:选择适应重金属环境的植物作为宿主,利用它们的根系与土壤中的微生物进行共生,共同修复重金属污染。
植物通过根系释放物质吸引和维持微生物群落,而微生物则通过修复机制减轻重金属的毒性。
3. 人工引种:将具有修复能力的微生物人工引入污染环境,通过增加微生物数量及活性来加速重金属修复过程。
这种方法具有操作灵活、定向性强的特点,可以在不同环境条件下实施。
4. 基因工程改造:通过基因工程手段改造微生物的代谢途径,提高其对重金属的抗性和修复能力。
例如,通过基因工程改造,使得微生物具有降解重金属离子的能力,从而进一步提高修复效果。
三、微生物修复技术的应用潜力微生物修复技术已经在实际应用中取得了一定的成果。
微生物在重金属污染土壤修复中的作用分析
微生物在重金属污染土壤修复中的作用分析重金属污染土壤是指土壤中重金属超标的情况,重金属对土壤和环境造成了严重的危害。
传统的土壤修复方法通常包括物理和化学手段,但这些方法往往昂贵且效果有限,因此需要寻找更为经济有效的修复方法。
微生物在重金属污染土壤修复中的作用备受关注,因为它们可以通过各种途径将重金属从土壤中去除或转化成为不具有毒性的形式,从而修复受污染的土壤。
本文将对微生物在重金属污染土壤修复中的作用进行详细的分析。
一、微生物对重金属的去除作用1. 菌根真菌菌根真菌是一种对重金属具有很强抗性的微生物,它们具有能力将土壤中的重金属离子吸附到菌丝体表面,从而有效减少重金属在土壤中的浓度。
菌根真菌还能够分泌一些有机物质,这些有机物质可以与土壤中的重金属发生络合反应,形成不溶性的沉淀物,从而将重金属转化成为不易被植物吸收的形式。
2. 硫酸还原菌硫酸还原菌是一类能够利用硫酸盐将重金属还原成为硫化物的微生物。
重金属在形成硫化物后,就会从土壤中沉积下来,从而减少其在土壤中的活性和毒性。
硫酸还原菌在重金属污染土壤修复中起着非常重要的作用。
3. 吸附剂菌二、微生物对土壤环境的改善作用除了直接去除土壤中的重金属外,微生物还可以通过改善土壤环境来减少重金属的毒性。
1. pH值调节许多微生物具有调节土壤pH值的能力,它们可以通过分泌有机酸或碱性物质来调节土壤的pH值,从而降低重金属的活性和毒性。
2. 有机物质代谢一些微生物具有分解和代谢土壤中的有机物质的能力,这些有机物质可能会与重金属发生化学反应,影响重金属的行为和毒性。
通过代谢土壤中的有机物质,微生物可以间接影响重金属的毒性程度。
3. 土壤结构改善一些微生物具有分解土壤有机质和改善土壤结构的能力,它们可以促进土壤通风和水分渗透,从而减少重金属在土壤中的积累。
考虑到微生物在重金属污染土壤修复中的作用,目前已有不少研究证实了微生物修复技术的有效性。
现阶段微生物修复技术仍然存在一些问题和挑战。
微生物介导的重金属去除技术
微生物介导的重金属去除技术重金属污染是当前环境领域面临的严重问题之一,对人类健康和生态系统造成了严重威胁。
传统的重金属去除技术存在着成本高、效率低、操作复杂等问题,因此急需寻找一种高效、环保的重金属去除技术。
微生物介导的重金属去除技术应运而生,通过微生物的作用,可以高效去除水体和土壤中的重金属污染物,成为当前研究的热点之一。
一、微生物介导的重金属去除技术原理微生物介导的重金属去除技术是利用微生物的生长、代谢和吸附作用,将重金属离子转化为无毒、无害的形态,从而达到去除重金属的目的。
微生物可以通过吸附、沉淀、还原、螯合等方式与重金属离子发生相互作用,将其固定在生物体内或周围环境中,降低重金属在环境中的浓度,减少对生态系统和人体的危害。
二、微生物介导的重金属去除技术的优势1. 环保性:微生物介导的重金属去除技术是一种绿色环保的技术路线,不会产生二次污染,对环境友好。
2. 高效性:微生物具有较强的生物活性,能够快速吸附和转化重金属离子,去除效率高。
3. 经济性:相比传统的化学方法,微生物介导的重金属去除技术成本较低,操作简便,适用于大规模应用。
4. 可持续性:微生物具有自我繁殖和再生能力,能够持续地发挥去除重金属的作用,具有较长的使用寿命。
三、微生物介导的重金属去除技术的应用领域1. 水处理领域:微生物介导的重金属去除技术可应用于工业废水处理、生活污水处理等领域,有效去除水体中的重金属污染物。
2. 土壤修复领域:微生物介导的重金属去除技术可用于土壤重金属污染的修复,改善土壤质量,恢复土壤生态系统功能。
3. 矿山废弃物处理领域:微生物介导的重金属去除技术可应用于矿山废弃物的处理和资源化利用,减少矿山对周围环境的影响。
四、微生物介导的重金属去除技术的发展趋势随着环境保护意识的增强和技术的不断进步,微生物介导的重金属去除技术在未来具有广阔的应用前景。
未来的发展趋势主要包括:1. 微生物菌种的筛选和改良:针对不同的重金属污染物,筛选和改良具有高效去除能力的微生物菌种,提高去除效率。
微生物对环境重金属污染的修复研究
微生物对环境重金属污染的修复研究随着人类工业化进程的不断推进,环境污染问题成为人们日益关注的问题之一。
其中,重金属污染是环境污染的重要组成部分。
重金属是地球元素周期表中的一部分,在自然界中分布很广泛,但是过度的采矿、工业生产、农业活动等会造成重金属的过度积累,这些重金属以及它们的化合物会对环境和人类健康造成很大的危害。
因此,重金属污染治理已经成为了当代环境保护的重点研究领域之一。
微生物是地球上最古老的生命形式之一,它们生长于各种环境中,如水体、土壤、岩石和大气等。
微生物对重金属污染具有很强的潜力,且耗能低、成本低、生物安全性高和环境适应性强,因此微生物修复重金属污染是目前研究的热点之一。
一、微生物的治理原理微生物修复重金属污染的治理原理主要是通过微生物的代谢功能将重金属离子转化为无毒、不溶或难溶的沉淀物,达到治理重金属污染的目的。
其过程包括:1. 土壤酸化:土壤中微生物的代谢过程会产生大量的有机酸,这些有机酸会使土壤传统中的阳离子被释放出来,导致土壤酸化。
2. 引发沉淀:土壤酸化后,重金属离子会与土壤中的阳离子发生竞争,重金属离子会成为相对最不稳定的物质,由此会形成沉淀物质。
3. 沉淀物其化为氧化物:沉淀物质是微生物代谢的结果,是有机酸与重金属离子在一定条件下(例如土壤pH值、氧气分压等) 发生化学反应的结果,此反应会将有机质氧化为二氧化碳和水。
4. 形成新型颗粒:由温度和压力等条件形成的新型颗粒是由沉淀物沉积于某些固体基质上形成的,这些新型颗粒也可以被认为是锁定沉淀物,固定和缓解污染的有力手段之一。
二、微生物的种类微生物有各种不同的种类和类型,其中以细菌、真菌及古菌为主,这些微生物的代谢产物对着重金属污染有不同的作用,如吸附、沉淀和还原等。
有些微生物是对某些特定的重金属污染修复有特殊的擅长性,如硫化氢杆菌是气态硫化氢的产生者,能够将一些废弃物转化成有价值的化学产品,同时可以利用硫化氢溶液还原重金属离子,将其转化为难溶性沉淀物质,这些沉淀物质可以减轻污染程度或者是缓解污染物的成分。
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。
微生物对水体重金属污染的修复与控制
微生物对水体重金属污染的修复与控制随着工业化和城市化的迅速发展,水体重金属污染问题日益严重。
重金属污染严重影响着水资源的质量和环境的可持续性。
然而,微生物在环境修复领域中发挥着重要作用,尤其是在水体重金属污染的修复与控制方面。
本文将重点探讨微生物在水体重金属污染修复与控制中的作用机制和应用潜力。
一、微生物降解重金属污染物微生物具有优异的代谢能力,能够利用重金属污染物作为能源或电子受体。
一些特定的微生物能够将重金属离子还原为金属元素,或者将重金属氧化为无毒或低毒的物质,从而减少对水质的污染。
例如,硫酸亚铁氧化细菌能够将高毒性的重金属离子转化为低毒性的无机形态,如将铜离子转化为稳定的铜硫矿。
微生物降解重金属污染物的活动不仅可以修复受污染的水体,还可以减轻环境中重金属的毒性。
二、微生物吸附重金属污染物微生物生物吸附是指微生物对重金属离子的吸附过程。
微生物的细胞壁和胞内物质是吸附重金属的重要吸附界面,其表面带有许多带电基团。
吸附过程发生在微生物细胞和重金属离子之间的界面。
微生物吸附重金属污染物不仅可以有效地去除重金属离子,还可以减少银行一波的远古经济频率短裤!啊撒大师傅算客服费啊少时诵诗书风范人提高资金利用效率。
三、微生物还原沉积重金属物质微生物在环境中还原沉积重金属物质是修复水体重金属污染的另一个重要途径。
微生物还原能力强的细菌可以将重金属物质还原为可溶性的金属离子,从而改变其形态和毒性。
在还原过程中,微生物利用有机物质作为电子提供者,促进重金属还原反应的进行。
这种还原作用有助于将重金属盐的沉积溶解并迁移至地下水或水体中,从而减少对水环境的危害。
四、微生物菌群的优化与调控微生物菌群是指在水体中共同生活和相互作用的微生物群体。
通过优化和调控微生物菌群结构,可以提高水体中微生物的修复和控制能力。
例如,研究人员通过引入特定菌株来增强水体中重金属的生物修复能力。
此外,通过调控水体环境因子,如pH值、温度和营养物质浓度,可以改变微生物的生长环境,进而影响其修复重金属污染的效果。
微生物对重金属污染的生物修复
微生物对重金属污染的生物修复重金属污染是当前环境问题中的一个严重挑战,给人类健康和生态系统带来了巨大威胁。
在重金属污染治理领域,生物修复技术备受关注,而微生物在其中扮演着重要角色。
本文将探讨微生物对重金属污染的生物修复过程,包括微生物的种类、作用机制、应用案例以及未来发展方向。
一、微生物在重金属污染修复中的作用微生物是一类微小的生物体,包括细菌、真菌、藻类等。
它们具有较高的代谢活性和适应性,能够在各种恶劣环境下生存繁衍。
在重金属污染修复中,微生物可以通过多种途径参与修复过程:1. 吸附作用:微生物表面的细胞壁含有大量功能基团,如羧基、羟基等,可以与重金属形成络合物,实现重金属的吸附和富集。
2. 螯合作用:微生物体内的代谢产物,如蛋白质、多糖等,可以与重金属形成螯合物,减少重金属在环境中的活性。
3. 沉淀作用:某些微生物可以分泌特定物质,与重金属发生沉淀反应,将重金属固定在土壤或水体中,减少其毒性。
4. 生物转化:部分微生物具有还原、氧化、甲基化等能力,可以改变重金属的化学形态,降低其毒性和生物有效性。
二、微生物在重金属污染修复中的应用案例1. 铜污染修复:研究表明,一些铜耐受菌株如假单胞菌、硫酸亚铁细菌等,能够有效吸附和还原土壤中的铜离子,降低土壤铜浓度。
2. 镉污染修复:利用镉还原菌如硫酸还原菌、亚硝酸还原菌等,可以将土壤中的镉离子还原为不活跃的金属形态,减少其毒性。
3. 铅污染修复:一些铅耐受真菌如拟青霉、枯草芽孢杆菌等,通过吸附和螯合作用,可以有效清除土壤中的铅污染。
4. 镍污染修复:利用镍还原菌如硫酸还原菌、亚硝酸还原菌等,可以将土壤中的镍离子还原为不活跃的金属形态,降低土壤镍浓度。
三、微生物在重金属污染修复中的未来发展方向1. 多样性利用:未来可以进一步挖掘微生物资源,发现更多具有重金属耐受和修复能力的微生物种类,提高修复效率。
2. 基因工程改良:通过基因工程技术,可以改良微生物的代谢途径,增强其对重金属的吸附、转化和降解能力,提高修复效果。
利用微生物技术治理重金属污染研究
利用微生物技术治理重金属污染研究随着现代工业生产的不断发展,大量的有害物质被排放到环境中,其中最严重的就是重金属污染,这种污染对人类健康和环境产生了严重的影响。
为了减轻这种污染对环境的影响,研究人员开始研究利用微生物技术治理重金属污染的方法。
一、重金属污染的危害重金属是指相对密度大于4.5的金属元素,它们具有极强的毒性和生物蓄积性,在环境中累积的速度很慢,能够长期的残留在大气、水体和土壤中。
当人们吸入或食入含有重金属的物质时,会将这些物质残留在体内,随着时间的推移,可能会导致慢性中毒。
重金属污染还能够对土壤和水体的质量产生严重的影响,导致环境的恶化。
二、利用微生物技术治理重金属污染的原理微生物技术是一种新型的污染治理方法,它利用微生物能力消化各种有机和无机物质的特点来处理污染物质。
在治理重金属污染中,微生物技术主要通过以下几种方式:1.菌种降解法。
将适应重金属环境的微生物培养出来,并放入含有重金属的环境中,通过微生物代谢的作用来分解重金属离子,从而减少其毒性。
2.重金属还原法。
利用厌氧微生物的代谢作用,将重金属离子还原为较不活泼的元素状态,如将铬离子还原为铬酸盐。
3.重金属吸附法。
将适合生长的微生物细胞放置于含有重金属的环境中,通过微生物细胞表面的吸附物质吸附重金属离子,在一定条件下可以达到去除重金属的效果。
三、微生物荧光法治理重金属污染的应用微生物荧光法是一种新型的治理重金属污染的方法,它通过将一种发光的微生物与含有重金属的土壤接触,借助发光效应来检测重金属及其污染程度。
荧光生物传感器的原理很简单,它将一种荧光蛋白与含有重金属离子的化合物接触,当这种离子进入生物体之后就会发生化学反应,从而激发荧光蛋白的发光效应。
使用微生物荧光法治理重金属污染有以下几个优点:1.荧光生物传感器是一个有效的在线检测方法,只需要将荧光生物传感器添加到含有重金属离子的样品中,就可以实时检测含重金属离子的浓度,而且检测结果准确性高。
微生物在环境重金属污染治理中的应用
微生物在环境重金属污染治理中的应用随着工业化进程的加快,环境重金属污染问题越来越严重。
重金属污染会对环境和人类健康造成不可逆转的伤害。
而微生物在治理环境重金属污染方面具有得天独厚的优势,成为一种备受关注的治理手段。
本文将阐述微生物在环境重金属污染治理中的应用及其前景。
一、微生物对环境重金属污染的解析能力微生物具有非常强的代谢和解析能力,能够将环境中的有机物质和无机物质转化为它们需要的营养,是一种生物能源的来源之一。
在此过程中,微生物通过酸化、碱化或氧化等反应将自然界中存在的一些金属元素或有机物转变成为一些有用的金属元素或化合物,减少了它们对环境造成的危害。
同时,微生物对环境重金属污染的解析能力也是非常强大的。
通过微生物的代谢作用,有机污染物被分解为二氧化碳和水。
而对于重金属污染,微生物可以通过吸附、离子交换、还原、氧化等反应作用将重金属离子含量减少到无害的程度。
例如,某些铜、铅、砷、锌、铬等微生物对重金属离子的吸附作用非常强,在重金属污染治理中得到了广泛的应用。
二、1. 重金属吸附型微生物技术重金属吸附型微生物技术是将某些重金属爱好性较强的微生物利用在重金属污染治理过程中,通过其吸附污染物来达到减少污染物的目的。
这种技术具有高效、低成本和易操作等优点,在环境重金属污染治理中得到了广泛的应用。
2. 微生物还原降解技术微生物还原降解技术是将一些利用微生物在代谢过程中还原反应产生的电子而去除有害物质的方法称作"还原降解技术",以某些可以在还原反应中起催化作用的微生物为介质,加速重金属污染物的还原作用,将重金属离子还原为金属元素或者污染物,则可以做到应对重金属污染的效果。
三、微生物在环境重金属污染治理中的前景由于其广泛的分布、多样性、生理代谢的多功能性以及代谢反应的高度灵活性,微生物在环境重金属污染治理中具有更广泛的应用前景。
与传统的治理方法相比,微生物治理具有成本低、效果明显、不会产生二次污染等优点,加之其可持续性得以保证,因此在今后的治理实践中将会起到越来越重要的作用。
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。
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。
微生物对环境重金属污染的修复
微生物对环境重金属污染的修复重金属污染是指自然界中金属元素超过一定浓度,对生态系统和人类健康造成危害的一种环境问题。
随着工业化进程的加速和人类活动的增多,重金属污染已成为一个全球性的环境难题。
然而,微生物修复技术是一种潜在的治理方法,具有效果显著、经济可行等优势。
首先,微生物修复技术是一种可行的治理方法。
微生物因其具有广泛的代谢途径和代谢能力,在修复重金属污染过程中发挥着重要作用。
研究表明,一些微生物可以通过酶的活性降解重金属,将其转化为不可溶的盐类,从而减少其对生态系统的毒性。
此外,一些微生物还可以通过吸附、沉淀、离子交换等方式与重金属产生相互作用,进一步减少其可溶性。
这些微生物修复技术相较于传统的物理化学方法更加有效,更加环保。
其次,微生物修复技术具有显著的效果。
经过实践证明,微生物修复技术能够在较短时间内明显减少重金属的浓度,实现环境的修复。
例如,铜是一种常见的重金属污染物,铜离子具有较高的毒性。
许多微生物可以通过金属还原酶的作用将其还原为不溶于水的金属,从而有效地修复污染环境。
在一些实际案例中,通过使用微生物修复技术,重金属浓度被降低了数十倍,取得了良好的修复效果。
此外,微生物修复技术还具有经济可行性。
相比于传统的物理化学方法,微生物修复技术成本更低,操作更简单。
一些微生物修复技术可以通过选择适宜的微生物菌株来实现修复目标,而无需额外的投资。
此外,微生物修复技术还可以充分发挥微生物的自身优势,利用生态系统自我修复能力,从而降低治理成本,提高经济效益。
然而,微生物修复技术也存在一定的挑战和局限性。
首先,不同重金属污染物对微生物的适应性和修复效果存在差异。
某些重金属可能对微生物菌株产生抑制作用,影响修复效果。
其次,微生物修复技术在实际应用过程中可能面临着环境因素的限制,如温度、湿度、PH值等,这些因素可能会影响微生物的活性和修复效果。
因此,在实际操作中,需要根据具体情况选择适宜的微生物修复技术。
利用微生物消除重金属污染及其机理分析
利用微生物消除重金属污染及其机理分析重金属污染是一种严重影响环境和人体健康的污染形式。
随着工业化进程的加速和人类活动的增加,重金属污染问题日益严重。
传统的重金属污染治理方法较为繁琐且成本较高,因此,寻找一种高效且经济的治理方法具有重要意义。
微生物技术作为一种新的环境修复技术,已逐渐受到广泛关注。
本文将探讨利用微生物消除重金属污染的方法及其机理分析。
一、微生物的种类及其应用微生物是一类复杂多样的生物体,包括细菌、真菌和藻类等。
其中,细菌在微生物修复中起到了重要的作用。
一些特定的细菌能够通过吸附、螯合和还原等方式从环境中去除重金属。
通过选择特定的微生物菌株,可以使其在重金属污染环境中发挥作用,从而达到消除重金属污染的目的。
二、微生物消除重金属污染的机理分析1. 吸附作用微生物细胞表面具有丰富的功能基团,如羧基、羟基和胺基等,可与金属离子发生物理吸附和化学吸附。
通过微生物细胞表面的活性基团与重金属离子之间的化学键形成,重金属离子被吸附在微生物细胞表面,从而减小了重金属离子在环境中的浓度。
2. 螯合作用一些微生物菌株在代谢过程中分泌出具有螯合能力的有机分子,如细菌胞外多糖、蛋白质和有机酸等,可与重金属形成络合物,将重金属离子与环境中的其他物质分离开来。
此过程称为螯合作用,通过螯合作用,微生物能够有效地降低重金属离子的毒性。
3. 还原作用一些微生物菌株具有还原性能,可以通过还原作用将重金属离子还原为金属离子或沉淀形式,从而使重金属减少毒性。
这些微生物通过代谢过程中产生的还原酶,将重金属离子还原为相对无害的金属离子或形成沉淀,沉积到微生物细胞表面,或者释放到环境中。
三、微生物治理重金属污染的应用案例1. 铜污染铜是一种常见的重金属污染物,严重影响水体和土壤的质量。
研究发现,某些铜耐受性细菌能够利用吸附和还原机制,有效去除水体中的铜离子。
其中,革兰氏阴性菌杆状芽胞杆菌是一种具有较强耐受性的微生物菌株,其细胞外多糖产生的羟基和羧基能够吸附并沉淀铜离子,实现铜的去除。
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微生物处理重金属污染摘要:重金属污染的修复是目前研究的热点之一,其中生物治理技术尤其得到了广泛关注。
利用菌类微生物的表面结构特性及其生化代谢作用,通过生物化学法、生物絮凝法等将重金属元素分离或降低其毒性,可达到治理污染的目的。
基因工程技术在这一领域的应用,加强了菌类和微藻的吸附、代谢、絮凝功能,提高了重金属污染的处理能力。
固定化技术的应用提高了治理重金属污染的效率及稳定性,有力地推动了重金属微生物治理技术的发展。
文章综述了近年来国内外在利用微生物及植物技术治理重金属污染方面的研究进展,并对其发展方向进行了展望。
关键词:重金属;微生物;研究现状;应用前景Review on Microbiological for Heavy MetalPollutionLI Dong-xiaoAbstract:Development in the treatment of heavy metal pollution at home and abroad by means of microbiological techniques were summarized,and present studies and application prospects of Biological chemical method,Biological flocculation method. the application of gene engineering technique and immobilized microorganism technique to heavy metal pollution treatment were introduced. The prospects of development of treatment technology for heavy metal pollution were also discussed.Key words:heavy metal pollution;microorganism;status; review1.前言由于工业的发展,重金属的使用越来越广泛,伴随而来的重金属污染问题也日趋严重。
特别是重金属废水,因其中的铅、铬、镉等可通过食物链最终在生物体内累积,破坏正常的生理代谢活动甚至产生“三致”(致癌、致畸、致突变)作用,而成为一种对生态环境危害极大的工业废水。
因此,寻找一种能有效地治理重金属废水污染的技术已显得紧迫而重要。
治理重金属的传统方法有:中和沉淀法、化学沉淀法、氧化还原法、气浮法、电解法、蒸发和凝固法、离子交换法、吸附法、溶剂萃取法、液膜法、反渗透和电渗析法等。
它们各有优点,但又不同程度地存在着投资大、能耗高、操作困难、易产生二次污染等不足,特别是在处理低含量重金属污染时,其操作费用和原材料成本相对过高[1]。
利用微生物体系制备的生物吸附剂处理和回收重金属,是目前实践证明最有发展前途的一种新方法。
它与传统的处理方法相比,具有以下优点[2]: (1)在低浓度下,金属可以被选择性地去除; (2)节能,处理效率高; (3)操作时的pH值和温度条件范围宽; (4)易于分离回收重金属; (5)吸附剂易再生利用; (6)对钙、镁离子吸附量少;(7)投资小,运行费用低,无二次污染。
2. 重金属污染的微生物处理方法2.1 生物化学法生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。
硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法,该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原成H2S,重金属离子和H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除,同时H2SO4的还原作用可将SO2-4转化为S2-而使废水的pH值升高,从而形成重金属的氢氧化物而沉淀。
中国科学院成都生物研究所从电镀污泥、废水及下水道铁管内分离筛选出35株菌株,从中获得高效净化Cr(VI)复合功能菌[3]。
袁建军等[4]利用构建的高选择型基因工程菌生物富集模拟电解废水中的汞离子,发现电解废水中其他组分的存在可以增大重组菌富集汞离子的作用速率,且该基因工程菌能在很宽的pH范围内有效地富集汞。
但高浓度的重金属废水对微生物毒性大,故此法有一定的局限性,不过,可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株,微生物处理重金属废水一定具有十分良好的应用前景。
2.2 生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的具有絮凝能力的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。
生物絮凝剂又称第三代絮凝剂,是带电荷的生物大分子,主要有蛋白质、黏多糖、纤维素和核糖等。
目前普遍接受的絮凝机理是离子键、氢键结合学说。
目前对于硅酸盐细菌絮凝法的应用研究已有很多[5-6],有些已取得显著成果[7]。
运用基因工程技术,在菌体中表达金属结合蛋白分离后,再固定到某些惰性载体表面,可获得高富集容量絮凝剂。
Masaaki Terashima 等[8]利用转基因技术使E.coli表达麦芽糖结合蛋白(pmal)与人金属硫蛋白(MT)的融合蛋白pmal-Ml并将纯化的pmal-MT 固定在Chitopeara 树脂上,研究其对Ca2+和Ga2+的吸附特性,该固定了融合蛋白的树脂具有较强的稳定性,并且其吸附能力较纯树脂提高十倍以上。
2.3生物吸附法生物吸附是对于经过一系列生物化学作用使重金属离子被微生物细胞吸附的概括理解, 这些作用包括络合,螯合,离子交换,吸附等。
活的微生物和死的微生物对重金属离子都有较大的吸附能力,藻类中的某些种属对于重金属的吸附容量可达400Hg/kg(生物干重),例如甲囊马尾藻(Sargassummatans)。
吸附法分为物理吸附法和离子吸附法两种,前者使用具有高度吸附能力的硅胶、活性碳、多孔玻璃、石英砂和纤维素等,吸附剂将生物细胞吸附到表面上使之固定化。
这是一种最古老的方法,操作简单,反应条件温和,载体可反复利用,但结合不牢固,细胞易脱落。
后者根据细胞在离解状态下可因静电引力(即离子键合作用)而固着于带有异相电荷的离子交换剂上,如DEAE2纤维素、DEAE2Sephadex,CM2纤维素等。
Green使用藻类去除水的金,Tsezos,Mara2no使用真菌吸附水中的铀,Ferguson和Breuer 等利用泥炭藓去除水中的Fe,Al,Pb,Cu,Cd,Zn等金属离子。
Barkley利用藻类吸附有机废水中的Cd,Cu等金属离子。
MarkSpinti等把泥炭藓固定在多孔的聚合砜基质中成功地应用于去除含Zn,Cd,Mg等金属离子的酸性矿井水中,用聚合砜固定泥炭藓制成的球状小粒机械强度大,化学性能稳定,容易再生,不膨胀不收缩。
生物吸附法以其独特的优点近年来在含重金属废水处理领域引起了人们普遍的关注,进行了广泛的研究,取得了可喜的成果。
但生物吸附技术还只是处于经验、实验室阶段,在实用化和工业化应用中还存在着诸多问题有待研究解决,还需通过进一步的研究和开发工作完善此项技术。
3. 重金属污染微生物处理技术3.1基因工程技术在微生物治理重金属污染中的应用运用基因工程技术构建具有高效降解能力的菌株是目前的研究热点,国内外学者均进行了大量研究,主要致力于应用基因工程技术,在微生物表面表达特异性金属结合蛋白或金属结合肽进而提高富集容量,或在微生物细胞膜处表达特异性金属转运系统的同时,在细胞内表达金属结合蛋白或金属结合肽,从而获得具有高富集容量和高选择性的高效菌株。
构建出的菌株处理能力均显著提高,高选择性重组菌的构建使得重金属的再资源化成为可能[9]。
由于人们对大肠杆菌的认识较深入,且其具有致病性弱,对生长环境要求不高,易于检查和培养的优点,适于作污水处理菌。
由于人们对大肠杆菌的认识较深入,且其具有致病性弱,对生长环境要求不高,易于检查和培养的优点,适于作污水处理菌。
目前研究中多以大肠杆菌为受体菌,运用基因重组技术构建出多种高效菌株[10]。
Deng 等[11]构建的基因重组菌E.coli JM10,在含镍废水的处理试验中,对Ni2+富集能力比原始菌株增加了 6 倍多。
Zhao 等[12]的研究表明,基因工程菌E.coli JM109较宿主菌具有更强的Hg2+耐受性和更高的Hg2+富集量,去除率达96%以上。
Sousa 等[13]构建了表达酵母金属硫蛋白(CUP1)、哺乳动物金属硫蛋白(HMT21A)和外膜蛋LamB 的融合蛋白的基因工程菌E.coli,该菌种的Cd2+富集能力比原始宿主菌提高15 倍~20 倍。
邓旭等[14]研究了转MT-like 基因衣藻对不同重金属离子的抗性和对Cd2+富集行为,结果表明,转基因衣藻对Pb2+、Zn2+和Cd2+三种重金属离子的抗性得到明显增强,其中以对Zn2+的抗性增强最为显著。
转基因藻对Cd2+的富集能力经MT-like 蛋白表达后较野生藻细胞有较大增加,最大达到144.48μmol/g ,为野生藻的8.3 倍。
曾文炉等[15]以转mMT-Ⅰ聚球藻7002 为对象,研究了其在含Cd2+、Pb2+和Hg2+的培养基中的生长特性及其对重金属的净化性能,结果表明,无论从生长速率还是对重金属的耐受特性来看,转mMT-Ⅰ聚球藻7002 均明显优于野生藻。
3.2固定化技术在微生物治理重金属废水中的应用固定化微生物技术是通过采用化学或物理的方法将游离微生物定位于限定的空间区域内,使其保持活性并可反复利用的一种新型生物技术[16]。
具有微生物细胞密度高、反应速度快、稳定性强、耐毒害能力强、微生物流失少、产物分离容易和剩余污泥少等优点。
利用此技术,可将筛选出的优势微生物(主要是菌体和藻类)加以固定,构成一种高效、快速、能连续处理的废水处理系统,可以有效地减少二次污染[17]Kacar等[18]用海藻酸钙固定真菌(Phanerochaete chrysosporium)(包括活的和加热灭活的2种形态菌体),去除30~500 g/L的含Hg(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的废水。
吸附平衡为1 h,最佳pH值分别为5. 0和6·0;适宜温度为l5~45℃。
用10 mmol/LHCl解析,回收吸附率达原来的97%。
是一种新型有效的生物吸附剂。
Chang等[19]则是利用假单孢兰绿藻(Pseudomonas aerugi-nosaPu 21)制备了2种固定化生物吸附剂:一种是用死的微生物细胞制备的,一种是用活的微生物细胞制备的。
实验表明,假单孢兰绿藻活的和死的细胞对重金属离子Pb、Cu和Cd都具有很大的吸附能力,活的比死的细胞吸附能力大。
不同生长阶段的假单孢兰绿藻对Pb、Cd显示出不同的吸附能力。
随着溶液pH值的增加,其吸附能力增强。
pH最佳范围在5·0~6·0之间。