微生物在环境污染修复原理及技术中的应用

微生物在环境污染修复原理及技术中的应用

生物修复技术就是利用生物分解有毒有害物质的能力处理土壤、水源中的污染物，净化环境。随着环境保护问题日益突出，各国对于各种环境污染修复方法的研究进一步深入，大量的实验研究证明，使用微生物处理净化有害物质是可以运用于大面积污染物治理的有效方法。生物修复的方法有许多，根据修复环境，生物修复技术可分为土壤生物修复、地下水生物修复、沉积物生物修复和海洋生物修复等。

一、微生物修复技术在水环境污染中的应用

1.1海洋污染的微生物修复

目前，以微生物为主要处理技术的原位生物修复技术在石油污染物的治理方而效果显著，通过培养和筛选过程，在受到石油烃组分氏期污染的区域中讲微生物菌株进行选育和基因改良，然后再将它们投放到受污染的海域，进行石油烃的微生物降解和修复。同时，微生物降解是去除多环芳烃的主要途径，海洋中的多环芳烃通过微生物产最终代谢为酚和醇，代谢产生的内酮酸和乙酸等物质一方面叫一以被微生物利用合成细胞成分，一方面也可以氧化成一氧化碳和水。

1.2河流湖泊污染的微生物修复

对于浅水湖泊，在水中加入营养盐，用曝气法混合，底泥中的有机污染物叫一作为碳源被微生物利用，使污染的湖泊得以修复。利用微生物生态修复剂进行富营养化人上湖水质的修复取得了显著的成效，水体中Chla, COD,TP浓度在经过处理之后有明显的下降。

1.3废水污染的微生物修复

目前，废水污染的微生物修复主要是对重金属离子和有机污染物的修复。微生物治理水体重金属主要表现为微生物对重金属离子的吸附作用。微生物吸附剂主要来源于一此细菌、真菌、酵母及藻类生物。如黑根霉吸附Cr6+，藤黄球菌吸附Cu2+，金黄素链霉菌通过和Au3+进行离子交换降低其毒性等。

1.4水体底泥污染的微生物修复

微生物修复技术能够有效去除多环芳烃的污染，水体中高等水生植物可提供微生物生氏所需的碳源和能源，使根系周围好氧菌数量增多，使得水溶性差的芳香烃在根系旁迅速降解，因此使用微生物和水生植物的生态系统修复水体效果更显著。采用固定化微生物技术净化黑臭水体和底泥，底泥厚度降低80%以上，底泥COD去除率达到93 %、上清液COD去除率达到70%、上清液NH3-N去除率达到95 %，水体生物相种类和数量显著增长。

二、农药污染土壤的生物修复技术

微生物修复技术是利用微生物的生命代谢活动对有机农药的降解作用使受污染土壤恢复到健康状态。

微生物降解农药有2种方式:一是微生物直接作用于农药，以农药成分作为唯一的碳源或氮源、磷源，通过酶促反应降解农药;另一种是将农药与其它有机质进行共代谢。微生物修复与植物修复不同，通常一种微生物能降解多种农药，如假单胞杆菌可降解DDT、艾氏剂、毒杀酚和敌敌畏等另外，微生物也可通过改变土壤的环境理化特征降

低农药有效性，从而间接起到修复污染土壤的作用。

三、海洋石油污染生物修复技术

自然界中，由于海底溢油和浸润作用，每年有大量的石油溶进海洋，而这些石油主要是被海洋中存在的微生物所分解代谢，并形成了一些专以石油为碳源的微生物群，这些微生物群遍布海洋和陆地。在石油污染长期侵蚀的地区生长的专嗜石油微生物群比其他地区多出若干倍，这些自然的微生物群通过驯化或诱导可以用来治理石油污染。海洋污染生物修复技术由此发展而来。

3.1微生物降解石油原理

微生物对石油烃类的降解实际是一种生物氧化过程。其主要代谢途径有如下几种:①将石油烃分解为CO2和H20;②将石油烃转化为微生物的生命物质，如蛋白质、核酸、氨基酸和多糖等;③将石油烃转化为其他物质，如各种醇、苯酚、醛、脂肪酸等。

3.2石油降解微生物

能够降解石油的微生物有200多种，分属70多个属，其中细菌40个属。所发现的石油降解菌中革兰氏阴性菌的种类和数量比革兰氏阳性菌的多。海洋中能够降解石油的微生物还有霉菌和海洋酵母菌。

一些石油降解菌以石油烃为唯一碳源生长,属于“专一性烃型”细菌，如食碱菌属(Alca-nivo rax)只能利用饱和烷烃及支链烷烃生长而不能利用任何糖或者氨基酸做为碳源;解环菌属(Cycloclasticus)只能利用芳香烃(茶、菲、葱);而嗜油菌属(Oleiphilus)和油螺旋菌属( Oleispira )只能利用脂肪族烃、烷醇及链烷酸酯。

另外还有一些“非专一性烃型”细菌，如降解菲、苯并叮咙的弧菌属(Vibrio )、假交替单胞菌属(Pseudoalterom onas )、海洋单胞菌属(M arino -moms)和盐单胞菌属(Halamo nas)等，降解茶的葡萄球菌属(Staphylococcus )，降解二甲基菲的鞘氨醇单胞菌属(Sphingom onas)和降解烷烃的地芽抱杆菌属(Geabacillus )。

影响石油生物降解的因素取决于油的化学组成、微生物的种类和数量以及环境参数，如温度、营养盐、陆源污染物、盐度、海流、氧含量等。

四、展望

积极开发生物修复工程应用技术，生物修复技术的开发应用还需要进行大量的研究工作，包括:①环境污染大田修复的标准建立。应组织有关部门开展研究，建立针对不同污染物、不同污染介质、不同生态与环境条件下适合我国国情的污染物的修复标准;②对技术应用的可行性进行研究;③对技术应用的效果及其环境影响进行评价和研究。