污染土壤微生物修复技术研究进展
固定化微生物技术修复PAHs污染土壤的研究进展
固定化微生物技术修复PAHs污染土壤的研究进展一、本文概述随着工业化和城市化进程的加快,多环芳烃(PAHs)污染问题日益严重,对生态环境和人类健康构成严重威胁。
固定化微生物技术作为一种新兴的土壤修复技术,以其高效、环保、可持续的特点,逐渐成为PAHs污染土壤修复领域的研究热点。
本文旨在综述固定化微生物技术在修复PAHs污染土壤方面的研究进展,包括固定化微生物技术的原理、固定化材料的选择与制备、修复效果的影响因素以及实际应用案例等。
通过对相关文献的梳理和评价,以期为固定化微生物技术在PAHs污染土壤修复领域的进一步应用提供理论支持和实践指导。
二、固定化微生物技术概述固定化微生物技术,作为一种新兴的土壤修复技术,近年来在环境科学领域受到了广泛的关注。
该技术通过将游离的微生物细胞或酶固定在特定的载体上,形成固定化微生物,使其能够保持一定的生物活性,并在特定的环境条件下进行高效、稳定的生物催化或生物降解。
固定化微生物技术不仅提高了微生物的抵抗力和稳定性,还有效地解决了游离微生物难以在复杂环境中存活和发挥作用的问题。
固定化微生物技术的核心在于选择合适的固定化方法和载体。
常见的固定化方法包括吸附法、包埋法、交联法和共价结合法等。
载体材料则多种多样,如硅胶、海藻酸钠、活性炭、聚氨酯泡沫等。
这些材料的选择直接影响了固定化微生物的活性、稳定性和对污染物的降解效率。
在PAHs(多环芳烃)污染土壤的修复中,固定化微生物技术展现出了巨大的潜力。
PAHs是一类持久性有机污染物,对生态环境和人类健康构成严重威胁。
通过固定化微生物技术,可以有效地将能够降解PAHs的微生物固定在土壤中,提高其在污染环境中的存活率和降解效率。
这些固定化微生物能够利用PAHs作为碳源和能源,通过生物降解过程将PAHs转化为无害或低毒的物质,从而实现对污染土壤的原位修复。
固定化微生物技术还具有操作简便、成本低廉、环境友好等优点。
与传统的物理和化学修复方法相比,固定化微生物技术不需要引入外部能源和化学试剂,减少了二次污染的风险。
土壤污染防治与修复技术研究
土壤污染防治与修复技术研究随着工业化和城市化进程的加速,土壤污染问题日益突出,对人类健康和生态环境造成了严重威胁。
为了保护土壤资源、保障人民群众的身体健康以及促进可持续发展,土壤污染防治与修复技术的研究变得尤为重要。
本文将从土壤污染的现状入手,介绍相关防治与修复技术的研究进展与应用前景。
一、土壤污染的现状目前,土壤污染种类繁多,主要分为重金属污染、有机污染、农药污染等。
这些污染物在土壤中积累,不仅影响作物生长和品质,还会通过食物链进入人体,对健康造成潜在威胁。
据统计,全球范围内,超过3亿公顷的农田受到不同程度的污染,土壤污染已成为全球性的环境问题。
二、土壤污染防治技术研究进展1.污染源控制技术污染源控制是土壤污染防治的首要任务。
通过加强废水处理、工业排放控制以及农药农化品的安全使用等措施,减少有害物质对土壤的直接输入,达到预防土壤污染的目的。
2.生物修复技术生物修复技术利用微生物、植物和动物等生物体的代谢活动,将污染物转化为无害物质或稳定在土壤中,以达到修复土壤环境的目的。
比如利用微生物菌剂对土壤进行生物修复,可以降解有机污染物,减少土壤中的重金属含量。
3.物理修复技术物理修复技术主要依靠土壤中的物理性质变化来修复污染土壤,如电动修复技术、热解技术等。
这些技术可以有效地改变土壤中污染物的迁移和转化规律,提高土壤的环境质量。
4.化学修复技术化学修复技术是指利用化学方法对土壤中的有害物质进行去除或转化。
常见的化学修复技术包括土壤酸碱调整、氧化还原修复和吸附剂修复等。
这些技术在修复重金属污染和农药残留等方面具有较高的效果。
三、修复技术的应用前景与挑战土壤污染防治与修复技术的研究取得了一定的进展,但仍存在一系列挑战。
首先,修复技术的可行性和适用性有待进一步验证。
不同地区的土壤污染类型和程度各异,需要根据具体情况选择适宜的修复方法。
其次,修复技术的经济性和可持续性需要加强研究。
目前一些高效修复技术的成本较高,还需要进一步优化和降低成本。
土壤污染微生物修复原理及技术进展
土壤污染微生物修复原理及技术进展摘要:近年来随着我国工农业的快速发展,土壤污染问题也越来越突出,关于污染土壤的修复治理也成为越来越受到学者的研究热点。
文章介绍了有机污染土壤和重金属污染土壤的微生物修复原理及相关技术和应用,分析了现阶段存在的问题并提出展望。
关键词:土壤污染;微生物修复;重金属;有机污染1.引言土壤是人类生存与发展的最基本环境要素,与人类生产生活密切相关。
近四十年来,随着我国工农业的迅速发展,工业、农业生产以及生活垃圾中各种污染物直接或间接进入土壤,超过土壤的自净能力,造成土壤污染[1]。
土壤污染会直接污染地下水和影响植物生长进而导致环境和农副产品问题越来越严重,危害人类身体健康。
为保障人类获得充足且安全的食品和生活环境,高效经济环境友好型的土壤污染修复技术已成为当今农业、生态和环境科学领域研究的热点[2]。
微生物修复技术因具有环保、高效以及对环境影响较小等优势而被广泛应用且具有广阔的前景[3]。
本文对我国主要土壤污染类型的微生物修复原理和技术进展进行综述,为以后更深入的应用提供参考。
2.污染土壤微生物修复原理2.1有机污染土壤的微生物修复土壤有机污染物具有庞大的衍生体系,在土壤中长期滞留而不被分解,且具有潜在的致癌性和致畸性,按有机物种类主要划分为多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)两类有机污染物。
土壤中大部分的有机污染物可以被微生物降解、转化,从而达到修复的目的。
常见的降解有机污染物的微生物细菌主要有假单胞菌、芽胞杆菌、黄杆菌、产碱菌、不动杆菌等;真菌主要有曲霉菌、青霉菌、根霉菌、木霉菌等;放线菌主要有诺卡氏菌、链霉菌等[4]。
土壤中大部分有机污染物通过微生物分解的胞外酶或通过被微生物吸收至细胞内由胞内酶降解。
有机污染物被微生物降解转化途径主要有氧化作用、还原作用、水解作用和基团转移作用等。
2.2重金属污染土壤的微生物修复土壤中的重金属污染物有一定的毒性和致癌性,直接或间接威胁人类身体健康。
土壤污染的微生物修复
引言概述:土壤污染是当前全球面临的一项重大环境问题,由于人类活动以及工业化进程的加速推进,土壤中的污染物质不断增加,对生态系统和人类健康产生了严重影响。
传统的土壤修复方法主要依赖于物理化学处理,以去除或稀释污染物质。
这些方法存在成本高、效率低等问题。
近年来,发展起来的一种新兴技术——土壤微生物修复技术,开始受到广泛关注。
本文将重点探讨土壤污染的微生物修复技术,探讨其原理、应用和前景。
正文内容:1.微生物修复技术的基本原理1.1微生物降解机制1.2微生物促进污染物转化的作用1.3微生物修复技术的优势2.微生物修复技术的应用范围2.1石油污染土壤的修复2.1.1原位微生物增殖技术2.1.2微生物代谢产物的应用2.2有机污染物修复2.2.1微生物吸附技术2.2.2微生物降解技术2.3重金属污染土壤的修复2.3.1微生物吸附技术2.3.2微生物沉淀技术3.微生物修复技术的关键因素3.1适宜的微生物菌株选择3.2适宜的环境条件3.3适宜的修复流程和操作方式4.微生物修复技术的挑战与进展4.1微生物菌株选择与改良4.2修复效率与速度的提升4.3创新修复技术的研究5.微生物修复技术的前景与应用前景5.1可持续发展与环境友好5.2经济效益与社会效益5.3与其他修复技术的结合应用总结:土壤污染的微生物修复技术作为一种新兴的治理方法,具有许多优势和应用前景。
通过降解和转化污染物质,微生物修复技术可以有效地恢复土壤的生态系统功能,并减轻对人类健康产生的影响。
微生物修复技术仍面临一些挑战,例如微生物菌株选择与改良、修复效率与速度提升等。
未来,通过不断的研究和创新,微生物修复技术有望在土壤污染治理领域发挥更大的作用,为实现可持续发展和环境友好目标做出贡献。
微生物菌剂用于农田土壤改良的研究进展
微生物菌剂用于农田土壤改良的研究进展摘要:微生物菌剂可以调控土壤微生态平衡和改善农产品品质,也是提升农田土壤肥力和改良土壤理化性质的重要方式。
本文总结了微生物菌剂在农田土壤改良中发挥的作用,指出了微生物菌剂应用中存在的主要问题,提出了将来进一步研究的方向,为保障农产品安全和微生物菌剂高效利用提供参考。
关键词:微生物菌剂;土壤改良;农产品安全;高效利用近年来,微生物菌剂在农业生产中的应用逐渐成为国内外的研究热点。
微生物菌剂可以改良农田土壤质量,提高肥料的利用率,改善农产品品质和提高农产品产量,对有机绿色农业的发展具有重要意义[1]。
微生物菌剂包含各种有益的功能微生物,是具有特定功能的有机肥料。
现阶段,微生物菌剂较多应用于经济作物种植中,在粮食作物种植中的应用相对较少。
科学施用微生物菌剂可以使农作物高产,提高土壤肥力,还能够保护生态环境,促进农业绿色可持续发展。
1微生物菌剂在农田土壤改良中的作用1.1提升土壤肥力微生物菌剂施入农田土壤中后,可以增加土壤有机质的含量,有机质经过矿化和腐殖化后形成了腐殖酸,能够增加土壤的团粒结构数量,有助于土壤节水保肥,提升水土保持能力和土壤肥力[2]。
微生物菌剂能够改良农田土壤的理化性质,提高农田土壤中阳离子交换量和土壤孔隙度,施用微生物菌剂还能够降低土壤容重。
微生物菌剂添加到土壤中后,其中含有的有益功能性微生物,可以有效活化钾、磷等养分元素,从而进一步增加了土壤的肥力[3]。
微生物菌剂可以提高细菌对碳源的利用率,显著增加农田土壤中真菌、细菌和放线菌等菌群的数量,改善土壤微生物生存的营养物质条件,提高微生物的多样性。
微生物菌剂还能够增加土壤根际微生物的丰度,改善微生物的群落结构,提升土壤酶活性和微生物的多样性。
施用微生物菌剂可以增强土壤中微生物利用碳源的能力,保持土壤微生物的较高活性,微生物菌剂还可以促进土壤中脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶等多种酶类的活性[4]。
1.2缓解连作障碍,促进植物生长农田土壤连作障碍会导致土传病害的发生,影响农作物的产量和品质。
土壤污染修复技术研究进展
土壤污染修复技术研究进展土壤是地球上一个至关重要的自然资源,它为植物提供营养物质,储存水分,维持生物多样性,并且在水循环和碳循环中具有关键作用。
然而,随着人类活动的快速发展,土壤遭受到了严重的污染。
土壤污染对生态系统的健康和人类健康造成了严重的威胁。
因此,研究和开发土壤污染修复技术成为人们的迫切需求。
土壤污染修复技术是通过一系列方法和工程措施来清除或减少土壤中污染物的浓度和毒性,从而恢复土壤的健康和生产力。
现代土壤污染修复技术可以分为物理方法、化学方法和生物方法三大类。
物理方法是通过物理处理来清除土壤中的污染物。
常用的物理方法包括渗透抽提、原位热处理和原位气体提取。
渗透抽提是通过水或其他溶剂将污染物从土壤中抽出。
原位热处理利用热能将污染物挥发或破坏。
原位气体提取则是利用气体将污染物抽取并气化。
物理方法能够快速清除土壤中的污染物,但对土壤结构和生物活性有一定的影响。
化学方法通过添加化学物质来清除土壤中的污染物。
化学方法通常包括氧化还原、酸化碱化和配位沉淀等处理。
氧化还原反应是通过加入氧化剂或还原剂来改变污染物的化学性质,从而实现清除的目的。
酸化碱化则是通过改变土壤的pH值来改变污染物的溶解度,促进其去除。
配位沉淀利用添加配位剂使得污染物生成稳定的沉淀,并将其从土壤中分离出来。
化学方法特别适用于重金属和有机污染物的修复,但需要谨慎使用,以免引入新的环境问题。
生物方法是利用土壤中的微生物和植物来清除污染物。
生物方法包括生物降解、生物吸附和植物修复等。
生物降解是通过土壤中的微生物将污染物转化为无害物质。
生物吸附则是利用微生物表面的活性物质吸附污染物。
植物修复则是通过植物的吸收、转运和降解作用来清除土壤中的污染物。
生物方法具有环境友好、成本低廉等优点,但由于受到环境因素的限制,修复效果不稳定。
除了这三大类方法之外,还有一些新兴的土壤污染修复技术获得了广泛的关注和研究。
其中包括电化学修复技术、超声波修复技术和纳米材料修复技术等。
石油污染土壤微生物修复研究进展
环境保护与循环经济石油污染土壤微生物修复研究进展付保荣I 刘述凤I 鄢雨朦I 张润洁I 郭宏伟**2收稿日期:2020-11-08;修订日期:2021-03-15。
作者简介:付保荣,女,1965年生,教授,主要从事环境生物学、污染生态及流域生态环境安全等方面的研究工作。
*通讯作者:郭宏伟,女,1976年生,高级工程师,主要从事土壤、地下水污染防治和生态保护的监督管理,土壤、地下水污染防治科研课题研究,建设用地土壤污染状况调查,污染地块管理及修复工作,E-mail : ****************。
基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFC1801205 )。
(1.辽宁大学环境学院,辽宁沈阳110000; 2.鞍山市生态环境事务服务中心,辽宁鞍山114000)摘 要:土壤中石油类物质达到一定浓度不但会对土壤的原有生态系统造成破坏,而且会对人体机能带来一定影响。
采用微生物修复石油污染土壤是一种安全高效的治理技术,主要包括生物强化技术、生物刺激技术、生物通风技术、固定化微生物技 术以及植物-微生物联合修复技术。
微生物修复技术优点在于投资小、见效快、能耗低、无二次污染产生,属于环境友好型治理技术。
微生物修复技术在实际应用中存在一些不足,如风险的不确定性。
重点对国内外微生物修复技术的研究成果以及研究进展进行梳理,并对未来发展进行了展望O关键词:石油类污染;污染土壤;高效降解菌;微生物修复Abstract : Reaching a certain concentration of petroleum substances in the soil will not only damage the original e-cological system of the soil, but also have a certain impact on human functions. The use of microorganisms to re mediate petroleum - c ontaminated soil is a safe and efficient treatment technology , which mainly includes : bio-enhancement technology , bio -stimulation technology , bio -ventilation technology , immobilized microorganism technology , and pl a nt-microbe joint remediation technology. The microbial remediation technology has the advan tages of low investment , quick results , low energy consumption , and no secondary pollution. It is an environmen tally friendly treatment technology. However , microbial remediation technology has some shortcomings in practical applications , such as the uncertainty of risk. This article focuses on the research results and research progress of microbial remediation technology at home and abroad , and prospects for future development.Key words : petroleum pollution ; contaminated soil; efficient degrading bacteria; microbial repair中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1674-1021(2021)03-0054-071引言石油在勘探、开采、运输、提炼、存储、使用等过程中会因为管理不当或发生突发事故等导致石油污 染,对环境造成既长远又严重的危害。
固定化微生物技术修复PAHs污染土壤的研究进展
固定化微生物技术修复PAHs污染土 壤的研究进展
基本内容
固定化微生物技术修复多环芳烃(PAHs)污染土壤的研究进展
多环芳烃(PAHs)是一种具有致癌性和基因毒性的有机污染物,在环境中广 泛存在并严重危害人类健康。土壤是PAHs的重要污染源之一,因此,修复PAHs污 染土壤具有重要意义。近年来,固定化微生物技术作为一种新型的污染修复技术, 在PAHs污染土壤修复方面展示了良好的应用前景。本次演示将介绍固定化微生物 技术修复PAHs污染土壤的研究进展。
在过去的几十年里,微生物修复技术得到了广泛。尤其是近年来,随着基因 组学、生物信息学和生物工程学的快速发展,微生物修复技术取得了显著进展。 其中,基因工程、生物传感器、植物修复和微生物联合应用等方面是研究的前沿 和热点。然而,这些技术在应用过程中仍存在一定的问题和局限性。例如,基因 工程菌的稳定性、生物传感器的灵敏度、植物修复的效率以及微生物联合应用的 效果等都需要进一步优化和提升。
研究现状
微生物修复技术按作用方式可分为接种微生物、促进微生物和生物反应器三 大类。接种微生物是通过向污染土壤中添加具有分解污染物能力的微生物,促进 其生长繁殖,从而实现污染物降解。促进微生物则是通过向土壤中添加营养物质, 改善土壤环境,促进土著微生物对污染物的降解。
生物反应器是将污染土壤置于生物反应器中,通过微生物的作用实现污染物 降解,同时对降解产物进行回收和利用。这些方法在重金属、有机物和复合污染 土壤修复方面均取得了显著成果。
污染土壤生物修复技术的研究内容和进展
污染土壤生物修复技术的研究内容和进展污染土壤生物修复技术指的是利用生物学原理和方法修复受到污染的土壤,通过生物活动改变有机污染物和无机污染物的化学形态和生物毒性,从而实现土壤的恢复和修复。
这种修复技术相对于传统的物理和化学修复技术来说,具有效果持久、成本低、对环境影响小等优势。
污染土壤生物修复技术的研究内容主要包括以下几个方面:1. 土壤微生物群落研究:研究土壤中的微生物种类、数量和分布情况,了解不同污染物对土壤微生物群落的影响,寻找潜在的微生物修复剂。
2. 微生物代谢途径研究:研究土壤中微生物菌株对污染物的降解途径和代谢产物,探究微生物在修复过程中的作用机制。
3. 生物修复剂的筛选和改良:通过对不同土壤样品中的微生物进行分离和鉴定,筛选出具有高效降解能力的微生物菌株,并通过基因工程技术或者改良培养条件来提高修复剂的降解效率。
4. 降解途径的生物改良:通过导入外源基因或者改变土壤环境因素,改变微生物代谢途径和降解途径,提高对目标污染物的降解效率。
5. 人工修复技术的研究:通过植物种植、土壤堆肥等人工方式修复受污染的土壤,研究植物对污染物的吸收和富集作用,以及与土壤微生物相互作用对修复效果的影响。
进展方面,污染土壤生物修复技术在过去几十年取得了显著的进展。
以下是几个重要的研究成果:1. 微生物菌株的筛选与改造:研究者通过筛选分离出了一系列具有高效降解能力的微生物菌株,如石油降解菌、重金属还原菌等。
并通过基因工程技术和重组DNA技术改造菌株,使其在降解过程中能够产生更多有效的降解酶,提高降解效率。
2. 核酸测序技术的应用:随着核酸测序技术的进步,研究者能够快速地获取土壤微生物群落的信息,对土壤微生物多样性和功能基因进行深入研究。
这种技术的应用,为修复剂的筛选和改良提供了更加准确和高效的手段。
3. 植物修复技术的研究:研究者发现一些植物对于一些有机污染物和重金属具有较强的吸收和富集能力,如铁芥、拟南芥等。
设施重金属污染土壤微生物修复技术研究进展
设施重金属污染土壤微生物修复技术研究进展近几十年来,由于人类工业、城市化以及农业活动的发展,土壤中含有大量的重金属污染物,严重威胁着生态环境和人类的健康。
微生物修复技术是一种对土壤进行修复的有效方法,该技术具有高效、环保和低成本等优点。
本文将着重探讨微生物修复技术在设施重金属污染土壤中的研究进展。
一、微生物修复技术的概述微生物修复技术指利用细菌、真菌、放线菌等微生物对土壤中的有机污染物以及重金属污染物进行处置,使其转化为无害的物质或尽量降低危害性。
其中,微生物在其中具有重要作用,可以分解、转化和稳定土壤中的污染物。
微生物修复技术相较于其它技术,如化学修复和物理修复等,则具有高效、环保和低成本等优点。
二、设施重金属污染土壤的特点设施重金属污染土壤多见于工业区、城市化之地以及农田地。
这些土壤中所含的重金属元素,主要来源于废水排放、汽车尾气排放、化工厂以及电子厂等工业生产活动。
其特点主要表现在:1、土壤中重金属元素的含量高且分布不均匀,如高温、高压、高酸碱等极端环境的建设会导致土壤中重金属元素的增加;2、土壤中微生物数量减少,微生物生长条件恶劣,自身毒性较大,甚至能够抑制剩余微生物的生长繁殖;3、土壤和水体之间的物质交换差异大,容易导致重金属元素的渗透和迁移。
1. 菌肥修复法菌肥修复法是一种将微生物与有机废物混合,使其在土壤中迅速生长、繁殖,然后在充分分解有机废物的同时,将土壤中的重金属元素转化为无害的物质,同时提高土壤肥力和改善土质结构。
这种方法能够迅速、高效地修复重金属污染土壤,而且具有低成本和易于操作等优点。
目前,自动控制和质量监测技术的进步,已经能够实现这种技术的自动化生产。
2. 细菌种类丰富化技术细菌种类丰富化技术是将抗重金属的细菌导入重金属污染土壤,使其能够在含重金属元素的土壤中生长,减少重金属元素的危害性。
一些细菌能够摄取土壤中的重金属元素,然后将其转化为磷酸钙、钙钞或锰氧化物等物质,从而减少土壤中有害的重金属元素的含量。
多环芳烃污染土壤的微生物修复
微生物修复多环芳烃污染土壤的研究进展摘要:多环芳烃是一类具有致癌、致畸、致突变性质的持久性有机污染物,主要来源于煤、石油等燃料的不完全燃烧,易吸附于固体颗粒表面和有机腐殖质,化学结构稳定,能长期存在于自然环境,给人类健康和生态环境带来很大的危害。
微生物对多环芳烃的降解是去除土壤中多环芳烃的主要途径,其降解机理为:土壤微生物在代谢活动过程中能够产生酶来实现对土壤中多环芳烃的降解,细菌主要通过产生双加氧酶来催化多环芳烃的加氧反应,而真菌可以通过分泌木质素降解酶系或单加氧酶来氧化多环芳烃,两种途径均是首先通过降低多环芳烃的稳定性,使之容易被进一步降解。
文章简要介绍了降解多环芳烃的微生物,对多环芳烃的微生物降解机制进行了综述,讨论了影响微生物修复过程的因素,列举了常见的微生物修复技术,展望了今后的研究趋势。
关键词:多环芳烃;土壤污染;微生物降解;降解机理;微生物修复1引言多环芳烃( Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs) 是指由2 个或2 个以上的苯环按一定顺序排列组成的碳氢化合物,具有强烈致癌、致畸和致突变特性。
土壤中的PAHs以4 ~6 环的PAHs 为主[1]。
化石燃料的燃烧是PAHs 的主要来源。
由于人类对化石产品的不断开发利用,PAHs 持续向环境中排放,高温过程形成的PAHs 大都排放到大气中,随着大气环流、大洋环流等循环而不断扩散,空气、土壤及水体甚至南极、高山冰川等都受到PAHs 的污染。
PAHs 和其他固体颗粒物等结合在一起,通过干、湿沉降转入湖泊、海洋,最终主要在沉积物、有机物质和生物体中累积,对人类健康和整个生态系统构成威胁[2]。
我国是一个PAHs 污染特别严重的国家,也是PAHs 排放量大的国家。
据估算,中国PAHs 的年排放总量超过25 000 t,城市平均排放密度为158 kg·km-2,局部乡村地区排放密度高达479 kg·km-2[3]。
微生物生物技术在土壤污染修复中的应用研究
微生物生物技术在土壤污染修复中的应用研究随着人类工业和农业的发展,土壤污染问题日益突出。
土壤污染不仅严重影响农作物的生长和人类健康,还对生态系统造成了巨大威胁。
为了解决这一问题,科学家们积极探索新的土壤修复技术。
其中微生物生物技术被广泛应用于土壤污染修复中,其独特的优势和高效的修复效果受到了广泛关注。
本文将探讨微生物生物技术在土壤污染修复中的应用研究,总结其目前取得的进展和挑战。
一、微生物生物技术的基本原理及优势微生物生物技术是利用微生物的生物学特性和代谢能力来改变或修复环境的技术手段。
在土壤污染修复中,微生物可通过多种途径来降解或转化污染物,包括生物降解、生物转化、生物固化、生物吸附等。
相较于传统的物理和化学修复方法,微生物生物技术具有以下优势:1. 高效性:微生物具有高特异性和高效率的功能,能够选择性地降解或转化特定的污染物,从而提高修复效果。
2. 环境友好型:微生物修复过程不需要使用大量的化学药剂,不会产生进一步的环境污染,符合可持续发展的要求。
3. 经济性:相比于传统的修复方法,微生物生物技术可以通过利用自然界已存在的微生物资源,降低修复成本。
4. 局部修复:微生物生物技术具有定向修复的特点,可以针对性地进行局部修复,减少对周边环境的干扰。
二、微生物生物技术在土壤污染修复中的应用案例1. 生物降解:通过利用土壤中存在的细菌、真菌等微生物的降解能力,对有机污染物进行分解和降解。
例如,使用特定菌株对石油类污染物进行降解,使其转化为无毒或低毒的物质。
2. 生物转化:通过微生物的代谢过程将污染物转化为无毒或低毒的化合物。
例如,利用硫酸还原菌将重金属污染物转化为不溶性的硫化物,减少其毒性和迁移性。
3. 生物固化:利用微生物产生的胞外多糖等物质来固化重金属等污染物,减少其迁移和生物有效性。
例如,利用细菌产生的胞外多糖来吸附和固定铅离子。
4. 生物吸附:利用微生物表面的吸附剂(如菌丝、胞外多糖)对污染物进行吸附。
多氯联苯污染土壤原位修复技术研究进展
在分析实验结果的基础上,可以得出以下结论:Fenton试剂化学修复技术在 多氯联苯污染土壤治理中具有较好的应用效果。通过添加适量的Fenton试剂,可 以有效促进PCBs在土壤中的降解,降低污染物对环境和人类健康的威胁。然而, 考虑到Fenton试剂存在铁离子氧化和二次污染等问题,今后需进一步研究优化修 复条件和配方,以实现更高效、安全和环保的土壤修复。
植物修复多氯联苯的研究方法主要包括实验设计和数据分析。在实验设计方 面,研究人员通过设置不同的实验组和对照组,研究不同植物品种、生长条件和 污染物浓度对多氯联苯降解的影响。在数据分析方面,利用统计方法和计算机技 术,对实验数据进行处理和解析,以评估植物修复多氯联苯的效果和机制。
目前,植物修复多氯联苯的研究已取得了一系列成果。研究人员发现了多种 能够高效降解多氯联苯的植物品种,例如向日葵、油菜和印度芥蓝等。此外,还 揭示了多氯联苯的微生物转化机制,以及植物与根际微生物的相互作用规律。这 些成果为植物修复多氯联苯提供了重要的理论支撑和实践指导。
总之,针对多氯联苯污染土壤问题,植物微生物联合田间原位修复方法提供 了一种有效、可行的解决方案。在未来,我们期待更多科研工作者和环保人士这 一问题,共同努力,将植物微生物联合修复技术推广应用到更多受污染地区,为 全球环境保护和可持续发展做出积极贡献。
多氯联苯(PCBs)是一种常见的有机污染物,由于其稳定性高、难降解和毒 性大等特点,对环境和人类健康造成了严重威胁。在土壤中,PCBs可以通过多种 途径如直接排放、废弃物填埋和大气沉降等进入,对土壤生态系统产生严重影响。 因此,寻求有效的修复技术成为解决PCBs污染土壤问题的关键。本次演示将重点 探讨Fenton试剂在多氯联苯污染土壤修复中的应用及效果。
此外,修复技术的经济性和可行性也是限制其广泛应用的重要因素。因此, 需要进一步降低修复成本,同时提高修复设备的耐用性和可靠性。
微生物灌浆加固土体研究进展
微生物灌浆加固土体研究进展微生物灌浆加固土体是一种新型的土壤加固方法,通过向土体中注入特定的微生物溶液,改善土壤结构,提高土壤强度和稳定性。
该技术具有环保、高效、可持续等优点,在土壤修复、土地利用、土木工程等领域具有广泛的应用前景。
本文将对微生物灌浆加固土体的研究进展进行综述,着重介绍微生物种类、灌浆加固技术的发展历程、研究现状及应用前景,以期为相关领域的研究提供参考。
微生物灌浆加固土体中涉及的微生物种类繁多,不同种类的微生物具有不同的特点和应用范围。
其中,细菌、真菌和原生生物是常见的微生物种类。
细菌是微生物灌浆加固土体中最重要的微生物之一。
常见的用于灌浆加固的细菌有芽孢杆菌、荧光假单胞菌等。
这些细菌具有分解有机物质、产生黏聚物质、促进土壤团聚体形成等特点,对改善土壤结构和提高土壤稳定性有重要作用。
真菌也是微生物灌浆加固土体中常见的微生物之一。
常见的用于灌浆加固的真菌有丝核菌、木霉等。
真菌可以分解植物残体,促进土壤团聚体的形成,提高土壤的物理性质和抗侵蚀性能。
原生生物是微生物灌浆加固土体中另一种重要的微生物。
常见的用于灌浆加固的原生生物有藻类、原生动物等。
原生生物可以改善土壤的生物活性和养分循环,促进土壤团聚体的形成,提高土壤的稳定性和抗侵蚀性。
灌浆加固技术最早可以追溯到20世纪初,当时主要应用于土木工程中的地基加固。
随着技术的发展,灌浆加固技术逐渐应用于土壤修复、土地利用等领域。
传统的灌浆加固技术主要依靠化学材料作为固化剂,但是随着环保意识的提高和对可持续发展的需求,人们开始探索微生物灌浆加固土体的方法。
近年来,微生物灌浆加固土体的研究取得了显著的进展。
研究方法主要包括室内实验、现场试验和数值模拟等。
通过这些方法,研究者们已经成功地探究了微生物灌浆加固土体的机理、影响因素和效果等。
在研究成果方面,微生物灌浆加固土体可以显著提高土壤的强度和稳定性,改善土壤的结构和物理性质。
同时,该技术还可以增加土壤的有机质含量,促进土壤养分循环,减少土壤侵蚀等。
微生物生态与环境污染防治技术与应用研究进展
微生物生态与环境污染防治技术与应用研究进展微生物生态与环境污染防治技术是一门研究微生物在环境中的作用及其应用于环境污染控制的学科。
随着人类经济的快速发展和工业化进程的加速,环境污染问题日益严重。
而微生物作为一类重要的生物体,在环境净化中发挥着重要作用。
本文将从微生物在环境污染防治中的应用、研究进展以及未来发展趋势三个方面来探讨微生物生态与环境污染防治技术。
一、微生物在环境污染防治中的应用微生物在环境污染防治中的应用可分为两大类,即微生物降解与微生物修复。
微生物降解是指利用微生物的代谢能力,将有机物或无机物转化为无害的物质的过程。
常见的微生物降解过程包括生物脱硫、生物除臭、生物除铁等。
而微生物修复则是指通过微生物的吸附、解离、化学转化等方式来修复和恢复环境的能力。
例如,利用微生物修复油污染土壤、水体等。
二、微生物生态与环境污染防治技术的研究进展随着对微生物生态与环境污染防治技术研究的深入,人们对微生物的数量、多样性和功能进行了更全面和深入的研究,从而推动了微生物生态学的发展。
在环境污染防治技术方面,研究人员正在探索更高效、环保的微生物降解和修复方法,以更好地适应现代工业与农业发展的需要。
例如,利用生物技术和分子生物学手段研究微生物对有机污染物的降解机制、微生物菌株的筛选与改良,已经成为当前微生物生态与环境污染防治技术领域的研究热点。
此外,利用微生物固氮、细菌降解重金属等技术也在环境污染防治方面取得了重要突破。
三、微生物生态与环境污染防治技术的未来发展趋势随着环境污染问题的日益严重和社会对生态环境保护意识的增强,微生物生态与环境污染防治技术将会在未来发展中发挥更为重要的作用。
一方面,基于微生物的新材料和新技术将会不断涌现,丰富和拓宽微生物环境污染防治技术的应用领域。
例如,在土壤修复、水污染控制等方面,新型微生物菌剂和生态环境材料将会得到更广泛的应用。
另一方面,多学科交叉研究将会成为微生物生态与环境污染防治技术发展的重要方向。
污染土壤修复技术研究现状与趋势
污染土壤修复技术研究现状与趋势一、本文概述随着工业化、城市化的快速发展,我国面临的土壤污染问题日益严峻,污染土壤修复技术的研发和应用已成为环境保护领域的重要课题。
本文旨在全面综述国内外污染土壤修复技术的研究现状与发展趋势,以期为相关领域的研究者、政策制定者和从业人员提供参考和借鉴。
本文首先回顾了污染土壤修复技术的起源和发展历程,阐述了土壤污染的定义、分类及其危害。
在此基础上,重点介绍了目前国内外在污染土壤修复领域的主要研究内容和成果,包括物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术、联合修复技术等,同时分析了各种技术的优缺点及适用范围。
本文还探讨了污染土壤修复技术的发展趋势,包括技术创新、多学科交叉融合、智能化和绿色化等方向。
结合我国土壤污染现状及政策导向,对污染土壤修复技术的发展前景进行了展望,提出了相应的建议和思考。
通过本文的综述和分析,期望能够为推动污染土壤修复技术的进步和发展,以及我国土壤环境保护工作的深入开展提供有益的参考和启示。
二、污染土壤修复技术研究现状污染土壤修复技术一直是环境科学与工程领域的研究热点。
随着工业化和城市化的快速发展,土壤污染问题日益严重,对生态安全和人类健康构成了严重威胁。
因此,针对不同类型的污染土壤,研究者们已经开发出多种修复技术,并在实际应用中取得了一定的效果。
目前,污染土壤修复技术主要分为物理修复、化学修复和生物修复三大类。
物理修复技术主要包括换土法、电热修复和土壤淋洗等。
这些方法通常适用于重金属和放射性物质污染的土壤。
化学修复技术则包括化学淋洗、化学氧化和化学还原等,这些方法对于有机物和重金属污染的土壤具有较好的修复效果。
生物修复技术则利用微生物、植物和动物等生物体的代谢活动来降解或转化污染物,包括生物降解、植物修复和微生物修复等。
近年来,随着科学技术的不断进步,污染土壤修复技术也在不断创新和发展。
例如,纳米技术在土壤修复中的应用逐渐受到关注,纳米材料具有独特的物理化学性质,可以提高污染物的去除效率和修复效果。
《2024年石油污染土壤的修复技术研究现状及展望》范文
《石油污染土壤的修复技术研究现状及展望》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展,石油污染已成为土壤环境面临的严重问题之一。
石油污染土壤不仅对生态环境造成巨大威胁,也对人类健康产生潜在的危害。
因此,研究石油污染土壤的修复技术显得尤为重要。
本文旨在分析当前石油污染土壤修复技术的现状,并展望其未来发展。
二、石油污染土壤的现状及危害石油污染土壤主要来源于石油泄漏、油品倾倒、管道破裂等人为活动。
这些活动导致大量石油进入土壤环境,造成土壤的物理、化学和生物性质的改变,严重影响土壤的生态功能和农业生产。
石油污染物在土壤中难以降解,长期积累可能导致地下水污染、生物多样性减少以及农作物质量下降等一系列问题。
三、石油污染土壤修复技术研究现状目前,针对石油污染土壤的修复技术主要分为物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术三大类。
1. 物理修复技术:包括换土法、热解吸法等。
换土法是通过移除受污染土壤并更换清洁土壤的方式达到修复目的。
热解吸法则是通过加热使土壤中的石油污染物挥发,再收集处理。
这些方法虽能有效去除污染物,但成本较高,且可能对环境造成二次破坏。
2. 化学修复技术:主要包括化学氧化法、溶剂浸提法等。
化学氧化法利用氧化剂将有机污染物转化为无害或低害物质。
溶剂浸提法则是利用有机溶剂提取土壤中的石油污染物。
这些方法效果显著,但可能引入新的化学物质,需谨慎使用。
3. 生物修复技术:包括微生物修复、植物修复等。
微生物修复是利用微生物的代谢活动分解石油污染物。
植物修复则是利用植物及其根际微生物共同作用,吸收、转化或降解土壤中的石油污染物。
生物修复技术成本低、环保性好,是当前研究的热点。
四、石油污染土壤修复技术的研究进展近年来,随着科学技术的进步,越来越多的新技术被应用到石油污染土壤的修复中。
例如,纳米材料的应用、基因工程菌的开发以及复合修复技术的出现等,都为石油污染土壤的修复提供了新的可能。
此外,人工智能和大数据技术也被引入到修复过程的监测和评估中,提高了修复效率。
植物-_微生物联合修复石油烃污染土壤研究进展
基金项目:四川长宁天然气开发有限公司项目(20220621 23);油气田应用化学四川省重点实验室开放基金项目(YQKF202107)。
通讯作者:谢贵林,2005年毕业于中国石油大学(华东)应用物理专业,现在四川长宁天然气开发有限责任公司从事地面建设工作。
通信地址:成都市成华区猛追湾横街99号世茂大厦,610051。
E mail:xglin@petrochina.com.cn。
DOI:10.3969/j.issn.1005 3158.2024.02.001植物微生物联合修复石油烃污染土壤研究进展谢贵林1 金文辉1 黄涛1 曹文波1 周烁名1 汪墨轩1 汪钰翠2 王兵2 任宏洋2(1.四川长宁天然气开发有限责任公司;2.西南石油大学化学化工学院)摘 要 石油烃污染引发了严重的土壤污染问题,在各种修复技术当中,植物 微生物联合修复技术以成本低、修复效果好、二次污染少等优点得到广泛重视。
文章以植物 微生物联合修复技术为中心,阐述了内生菌 植物联合修复和植物 根际微生物联合修复两种典型的联合修复技术的原理以及最新的应用进展,并总结了当前植物微生物联合修复技术研究的不足,以期为石油烃污染土壤的生物修复提供参考。
关键词 石油烃污染;土壤;植物微生物联合修复技术;内生菌;根际微生物中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1005 3158(2024)02 0001 06犃犚犲狏犻犲狑狅狀狋犺犲犘狉狅犵狉犲狊狊狅犳犘犾犪狀狋 犿犻犮狉狅犫犻狅狋犪犆狅犿犫犻狀犪狋犻狅狀犻狀犚犲狆犪犻狉犻狀犵犘犲狋狉狅犾犲狌犿犎狔犱狉狅犮犪狉犫狅狀犆狅狀狋犪犿犻狀犪狋犲犱犛狅犻犾XieGuilin1 JinWenhui1 HuangTao1 CaoWenbo1 ZhouShuoming1 WangMoxuan1WangYucui2 WangBing2 RenHongyang2(1.犛犻犮犺狌犪狀犆犺犪狀犵狀犻狀犵犖犪狋狌狉犪犾犌犪狊犇犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋犆狅.,犔狋犱.;2.犆狅犾犾犲犵犲狅犳犆犺犲犿犻狊狋狉狔犪狀犱犆犺犲犿犻犮犪犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵,犛狅狌狋犺狑犲狊狋犘犲狋狉狅犾犲狌犿犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔)犃犅犛犜犚犃犆犜 Petroleumhydrocarboncontaminationhasledtoseveresoilpollutionissues.Amongvariousremediationtechniques,theplant microbecombinedremediationtechnologyhasgarneredwidespreadattentionduetoitsadvantagessuchaslowcost,effectiveremediation,andminimalsecondarypollution.Centeredontheplant microbecombinedremediationtechnology,thisarticleelaboratesontheprinciplesandrecentadvancementsintwotypicalcombinedremediationtechniques:endophyticbacteria plantcombinedremediationandplant rhizospheremicrobecombinedremediation.Furthermore,itsummarizesthecurrentdeficienciesinresearchonplant microbecombinedremediationtechnology,aimingtoprovideareferenceforthebioremediationofpetroleumhydrocarbon contaminatedsoil.犓犈犢犠犗犚犇犛 petroleumhydrocarbon contaminated;soil;plant microbialremediation;endophytes;rhizospheremicroorganisms0 引 言在石油开采、运输以及加工过程中引发了众多环境污染问题,其中的土壤污染问题引起了社会的广泛关注[1]。
污染土壤微生物修复技术的研究进展
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生物修复石油污染土壤的研究进展
生物修复石油污染土壤的研究进展石油是目前世界上最重要的化石燃料之一,它的广泛使用给人们的生活带来了极大的便利,但同时也带来了严重的环境问题。
石油的开采、运输和使用过程中,不可避免地会对土壤和水体造成污染,而石油污染土壤的修复一直以来都是环境领域的一大难题。
石油在土壤中的存在会导致植被死亡、土壤结构破坏、微生物活性下降,严重影响土壤的生态功能。
对石油污染土壤进行修复,是维护生态平衡和人类健康的重要举措。
随着生物技术的不断发展,生物修复技术已成为石油污染土壤修复的主要手段之一。
本文将对生物修复石油污染土壤的研究进展进行综述,以期为相关领域的科研人员和工程技术人员提供参考。
一、生物修复技术的原理及分类生物修复是指利用微生物、植物或其代谢产物对受污染土壤进行修复的技术手段。
其原理是通过生物体吸收、降解或转化污染物,最终将其转化为无害的产物,从而实现土壤的净化和修复。
根据修复过程中生物体的不同作用方式,生物修复技术可以分为生物富集技术、生物降解技术和植物修复技术。
生物富集技术是通过引入特定的微生物或酶类来促进土壤中的污染物浓缩,从而实现有机物的富集和分离。
这种技术通常用于重金属等难降解有机物的修复,将目标污染物从土壤中转移至生物体内,再采用其他方法进行处理。
生物降解技术是利用微生物对有机污染物进行降解或转化,将有机物降解为不具有毒性或具有较弱毒性的物质,从而减轻土壤的污染程度。
这种技术对石油类化合物污染的土壤修复效果显著,成为当前生物修复技术中应用最为广泛的手段之一。
二、主要石油污染土壤的修复生物1. 石油降解细菌石油降解细菌是目前研究最为深入的一类微生物。
这些微生物具有较强的石油降解能力,能够分解石油中的烃类物质,将其转化为二氧化碳和水。
常见的石油降解细菌包括假单胞菌属、绿脓球菌属、放线菌属等。
这些微生物通过分泌代谢产物、生长并降解污染物,可以有效减轻土壤的石油污染程度。
2. 植物植物修复技术是一种绿色、环保的修复手段,被广泛应用于石油污染土壤的修复。
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污染土壤微生物修复技术研究进展课程论文摘要针对2014年4月环境环保部公布的首次全国土壤污染状况调查结果,撰写我国最严重的耕地污染中主要污染物镉、砷、滴滴涕和多环芳烃的微生物修复研究进展。
关键词土壤污染;微生物修复;重金属污染;有机物污染2005年4月至2013年12月我国开展的首次全国土壤污染状况调查结果显示全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。
全国土壤总的超标率为%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为%、%、%和%。
人类赖以生存的耕地中土壤点位超标率高达%,迫在眉睫的主要污染物为镉、砷、滴滴涕和多环芳烃[1]。
微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群,在适宜环境条件下,促进或强化微生物代谢功能,从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术,它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和生力军[2]。
由于我国土壤调查结果显示在农田耕地中重金属污染物镉、镍、砷、有机污染物滴滴涕和多环芳烃超标最严重,对这些污染物的治理已经迫在眉睫。
所以,本文重点阐述针对这5种污染物的微生物修复技术研究进展。
1、重金属污染土壤微生物修复研究进展{土壤微生物种类繁多、数量庞大,是土壤的活性有机胶体,比表面大、带电荷和代谢活动旺盛,在重金属污染物的土壤生物地球化学循环过程中起到了积极作用。
微生物可以对土壤中重金属进行固定、移动或转化,改变它们在土壤中的环境化学行为,可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性,从而达到生物修复的目的[3]。
因此,重金属污染土壤的微生物修复原理主要包括生物富集 (如生物积累、吸附作用)、生物转化(如生物氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解)、生物固定(如与S2-的共沉淀)、生物滤除(如细菌的淋滤作用)等作用方式。
镉污染将具有重金属吸附能力的天然蛋白或人工合成肽展示在微生物细胞表面,可以提高微生物对重金属的吸附能力。
Kuro da等[4]改造了微生物表面蛋白使得当酵母金属硫蛋白( YMT )串联体在酵母表面展示表达后,4 聚体对重金属吸附能力提高倍, 8 聚体吸附能力提高了倍。
目前已经成功实现细胞表面展示金属硫蛋白、植物鳌合素等。
Bae 等[5]将植物鳌合素( ECs)与INP 的N 端和C 端融合,在莫拉菌表面展示,使得重组菌株对 Cd2+、 Hg+等重金属的吸附能力提高了10 倍。
詹绍君[6]施用高量猪粪(Z4)或石灰十低量猪粪(Z2)能显著降低小麦对镉的吸收,使籽粒的镉浓度降至国家食品镉污染限量标准以下。
砷污染微生物对砷的固定修复依据重金属污染土壤的微生物修复原理中的生物富集中的专性吸附原理:存在于微生物表面的多种极性官能团能够通过与重金属,包括砷离子发生定量化合反应(如离子交换、配位结合或络合等) 而达到固定重金属的目的。
Takeuchi等[7]研究发现,生长在含有5mg/L As (V)的培养基中的Marinomonas communis,其吸附砷可达2 290mg/kg(干重)。
在对水体砷污染研究中,廖敏[8]用菌藻共生体去除废水中砷的研究表明,菌藻共生体能够很好地吸附砷,积累砷可以达 g / kg(干重),对于无营养源的含As(Ⅲ)、As(Ⅴ)的废水砷吸附率达80%以上;对于含营养源的含砷的废水As(Ⅲ)和As(Ⅴ)吸附分别在50% 和 70% 以上。
微生物对砷的转化修复砷转化为无毒或毒性很小的物质后挥发掉来进行土壤中砷污染的去除。
无机砷化物在微生物的作用下,可以被转化为毒性较低的一甲砷酸(盐)(MMAA 或 MMA)、二甲基砷酸(盐)( DMAA或DMA)和三甲基砷氧(TMAO)以及无毒的芳香族化合物砷胆碱(AsC)和砷甜菜碱(AsB)。
吴剑等[9]分离到了1株芽孢杆菌属的细菌,能将DMAA 转为气态砷。
而气态甲基胂的毒性比砷酸盐或 As2O3小得多,而且如果产生的甲基胂数量比较大,还可以通过覆盖薄膜的方式回收砷。
—微生物-根系互作对土壤砷污染的影响微生物在根际微生态系统中,对养分、重金属的转化吸收和植物的生长有其独特影响。
有研究发现,在砷超富集植物蜈蚣草根际施用砷酸还原菌(Ts1、Ts33、Ts37、Ts41 和 PSQ22)能够显著促进蜈蚣草的生长,与对照相比,加 Ts1、Ts33、Ts37 处理的效果尤其明显,蜈蚣草羽叶干重增加了148%~153% . 同时,蜈蚣草羽叶中砷浓度也显著升高,与对照相比增加了 6% ~ 44% ,其中施用 Ts33 的蜈蚣草羽叶中砷的浓度是对照(886. 47 mg/kg)的 144% 。
同时有研究发现接种 AM 菌根能促进蜈蚣草对砷的富集,接种处理能够降低玉米根和地上部分中总砷的浓度等[10]。
同时,宋红波等[11]研究了不同环境条件对砷污染土壤生物挥发的影响,结果表明施加生物有机肥能促进砷的生物挥发。
砷污染微生物修复的分子生物学机制高浓度的砷对微生物具有毒害效应,砷污染土壤中微生物数量呈现下降趋势,并且有研究显示,砷污染土壤中的微生物数量与砷浓度呈显著负相关。
微生物对砷氧化过程常被认为是一种解毒机制,近年来,对砷氧化酶和相关编码基因的研究也已取得了一定的成绩。
在微生物体内广泛地存在 As(Ⅴ)的还原,主要有 2 种形式:①非特异性地由细胞内的谷胱甘肽(GSH)以非酶促反应形式还原;②通过砷酸盐还原酶,以 GSH 作为电子源,通过酶促反应特异性地还原. 后者是微生物体内 As(V)的主要还原形式。
As(Ⅲ)的甲基化也是微生物对环境中砷的一种重要的解毒机制。
研究者从细Rhodopseudomonas palustris 中克隆了位arsRM 操纵子上的砷甲基化相关基因 arsM,整合到砷敏感的 E. coli 基因组中后,发现 ArsM 能赋予As(Ⅲ)敏感菌株砷抗性。
具体说来,微生物修复/去除土壤中的砷的反应机理大致包括: 1.将 As( III) 氧化成为 As( V),从而降低其毒性2.细胞壁吸附固定3.通过生成铁锰氧化物而将砷吸附固定在铁锰氧化物中[12]。
2、有机物污染土壤微生物修复研究进展滴滴涕污染土壤修复进展有机氯农药六六六(HCH)、滴滴涕(DDT)均属于高残留、生物富集性很强的持久性有机污染物(POPs),它们可以通过食物链传递污染整个生态环境,进而危害人类健康[13]。
滴滴涕主要通过筛选降解菌株进行降解。
赵煜坤等[14]以盆钵试验的方式研究六六六高效降解菌株BHC-A和滴滴涕高效降解菌株wax对六六六、滴滴涕污染土壤的生物修复效果和降解菌在土壤中的数量变化。
研究结果表明: BHC-A和wax能够对水稻田土壤中残留的六六六和滴滴涕农药残留起到很好的修复作用,降解效果分别达到了98. 93%和97. 85%,且农药残留的降解速度与土壤中高效降解微生物的数量呈正相关。
随着土壤中六六六、滴滴涕农药残留量的降低,高效降解菌株BHC-A和wax最终在土壤中消失,降解菌的喷施不会长时间影响土壤中土著微生物的数量平衡。
多环芳烃污染土壤修复进展]多环芳烃 (PAHs) 是一类持久性有机污染物,具有较高致癌、致畸、致突变性,对生态环境安全和人类健康造成较大的威胁,因此大多数国家都已将其列为优先控制污染物。
有研究发现,在厌氧条件下,特定功能微生物可将部分 2 环和 3 环的 PAHs 作为唯一碳源或能源,并将其完全降解或矿化,并指出自然界厌氧环境中特定的微生物菌株或菌群对降解PAHs 具有巨大的修复潜力[15]。
邹德勋等[16]发现污染土壤中PAHs降解菌和微生物总量呈正相关,并随着PAHs降解菌数量的增加,土壤中PAHs降解率也随之提高。
可见,土壤中PAHs降解速率主要决定于PAHs的降解菌数量。
3、总结从目前来看,微生物修复是最具发展和应用前景的生物修复技术,人们在微生物材料、降解途径以及修复技术研发等方面取得了一定的研究进展,并展示了一些成功的修复案例。
但是针对复杂的污染土壤生态系统,每种微生物修复技术不仅要克服自身原有的不足,而且还需要进一步认识和解决在修复过程中出现的新现象和新问题。
如:引入外源微生物的条件与原则问题;生物修复过程中微生物的适应性机制与影响因素的研究问题;有机污染物降解过程中的次生污染物问题等。
还有,今后还需在以下几个方面展开深入研究:如,继续筛选和驯化新的降解菌株;进一步解析典型污染物降解基因的结构、功能与调控机制,阐明降解过程的分子生物学机理;解决复合污染土壤的修复问题;利用土地翻耕、农艺措施、添加物质、高效微生物、植物修复、季节更替等创造现场的修复条件,构建出一套合理可行的污染土壤田间修复工程技术等等[17]。
总之,相信随着科学的发展,大规模利用微生物降解土壤污染物、治理环境污染不久将会成为现实[18]。
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