土壤中的微生物腐蚀与防护

微生物腐蚀与防护

摘要：本文概括介绍了微生物腐蚀的常见菌种，如硫酸盐还原菌、铁细菌等，其中主要介绍了硫酸盐还原菌的腐蚀机理。针对微生物腐蚀，目前国内外的防腐技术分为物理方法、化学方法和生物方法，文章对主要的防腐技术进行了介绍。

关键词：微生物腐蚀硫酸盐还原菌防腐技术

Abstract: This paper presents the bacteria species involved in micro-biologically influenced corrosion, such

assulfate-reducingbacteria and iron bacteria.The corrosion mechanisms by sulfate-reducing bacteria (SRB) was mainlyreviewed.Anti-corrosion techniques,including physical method,chemical method and biological method, were also introduced in thispaper.

Keywords: Micro-biologically influenced corrosion;

sulfate-reducing bacteria; anti-corrosion technique

1.前言

微生物腐蚀(Micro-biologically Influenced Corrosion，简称MIC)是指微生物引起的腐蚀或受微生物影响的腐蚀。其本质是微生物新陈代谢的产物通过影响腐蚀反应的阴极过程或阳极过程，从而影响腐蚀速率和类型。为了找到针对 MIC 的既环保又有效的防腐措施，必须首先了解腐蚀微生物的种类及作用机理，了解当今国内外防腐技术的研究现状。

2.影响腐蚀的微生物

腐蚀微生物，按照氧的需求、金属种类及腐蚀机制有不同的分类，主要包括硫酸盐还原菌、铁细菌、产酸菌、产粘泥菌和产氨菌等。Isabel Neria-González 等发现钢管的腐蚀生物膜中包括柠檬酸杆菌、肠杆菌、盐厌氧菌及脱硫弧菌等。可见，金属的腐蚀是多种细菌共同作用的结果。

2.1 硫酸盐还原菌

硫酸盐还原菌(Sulfate-reducingBacteria，简称SRB)是专性厌氧菌，它是一些能够把-

SO还原成-2S而使自身获得能量，在生理和形

态上完全不同的多种细菌的统称。SRB 可导致铁和低碳钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金、镍及镍合金、混凝土等(除钛合金外)大部分工业材料产生微生物腐蚀。表征SRB在金属表面腐蚀情况的电化学测定参数包括开路电势(Ecorr)、氧化还原电位(Eredox)、极化电阻(Rp)、电化学阻抗谱(EIS)和电化学噪声(EN)等。用于研究生物膜形成和点蚀性状的技术包括原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜检查法(SEM)、扫描探[针显微术(SPM)、能谱分析(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)等。

目前有关 SRB 致腐蚀作用的机理有阴极去极化机理、浓差电池机理、局部电池机理、代谢产物机理、沉积物下的酸腐蚀机理、阳极区固定机理等。

其中普遍被学者们接受的是阴极去极化理论，该理论认为 SRB 利用金属表面的离子还原硫酸盐，反应式如式⑴-⑺。

+-+→H OH O H 8882 ⑴

阳极：-++→e Fe Fe 8442 ⑵

阴极：[]H e H 888→+-+ ⑶

阴极去极化： []O H S H SO 222448+→+-- ⑷

阳极（腐蚀产物）：FeS S Fe →+-+22 ⑸

阴极

： ()22363OH Fe OH Fe →+-+ ⑹ 总反应式：()--++→++OH FeS OH Fe O H SO Fe 23442224 ⑺

整个过程称为阴极去极化，公式⑷代表了SRB 促进腐蚀的作用。

2.2 铁细菌

铁细菌(Iron bacteria ，简称IB)是一类生活在含有高浓度的+2Fe 池塘、湖泊、温泉等水域中，能将+2Fe 氧化成+3Fe ，并利用氧化过程中产生的能量来同化2CO 进行生长的细菌的总称。它是需氧菌，将+2Fe 氧化成+3Fe ，并使之以鞘的形式沉淀下来，同时形成大量粘液而形成结瘤。总反应式为()3224364OH Fe O O H Fe →++。由于铁细菌耗氧，而

结瘤又阻碍氧的渗入，结瘤下部常常处于缺氧状态，因而构成氧浓差电池加速腐蚀过程。铁细菌还可造成腐蚀性3FeCl 和2MnCl 的富集。

T.S.Rao 等通过 SEM 图像观察到，铁细菌形成的结瘤中有严重的点蚀和SRB 诱导的腐蚀，并含γ-32O Fe 、52PO Fe 、()3333BaFeO PO Fe FePS 和、等复合物。

2.3 其它腐蚀菌

产酸菌(Acid-producing Bacteria)能够将可溶性硫化物或氨转变为硫酸或硝酸，降低局部的pH 值从而加速金属的腐蚀。如硫氧化

菌(SOB)中的排硫杆菌和氧化硫硫杆菌可分别使pH 值降低到 4.73

± 0.36 和 1.35 ±0.32。

产粘泥菌(Slime-producing Bacteria)，又称腐生菌，是海水

中数量较多的一类细菌，常见的有气杆菌、黄杆菌、巨大芽孢菌、荧光假单孢菌和枯草芽孢杆菌等。产生一种胶状的、附着力很强的沉淀物，附着在金属或合金的表面，形成差异腐蚀电池而导致局部腐蚀。

产氨菌(Ammonium-producing Bacteria)是能产生 NH4+的细菌，该类细菌对铜和铜合金的腐蚀影响特别大，能大大提高铜合金应力腐蚀开裂的敏感性。

事实上，天然环境中并不存在单一细菌的环境。除上述菌种外，引起腐蚀的菌还包括产甲烷菌、假单胞杆菌、厚纤毛菌等，各菌种在腐蚀过程中也有着重要的相互关系。

3.防腐技术研究进展

腐蚀损坏的条件是金属材料本身、环境以及二者之间的界面反应，因而防腐措施应从以下方面入手：（1）选择耐蚀材料；（2）对腐蚀环境和介质采取措施；（3）采用涂层和电化学保护方法；（4）采用非金属材料代替金属材料。具体的防腐方法包括物理方法、化学方法和生物方法。

3.1 物理方法

利用电离射线（包括紫外线、γ射线和X射线）或超声波处理。紫外线在 260nm 波长附近有很强的辐射,恰好能为核酸所吸收，延长照射时间能杀死SRB；γ和X射线能使细菌的 DNA 链中两个胸腺嘧

啶发生共价连接，使其复制发生错误，从而致死。另外，用超声波或放射线处理也可杀死SRB。

3.2 化学方法

3.2.1 杀菌剂

目前常用的杀菌剂可分为氧化型和非氧化型两类：前者主要通过与细菌体内的代谢酶发生氧化作用，将细菌完全分解为二氧化碳和水；后者根据作用基团及作用机理，又分为季铵盐类、季磷盐类、醛类、酚类、杂环化合物类、含氰基化合物类、金属盐类和复配型。冷却水系统中SRB的控制常用氯气或者其它形式的氯离子，氯化作用能够有效的控制SRB。Henry von Rège等发现，甲醛可有效减少SRB的细胞数量。

3.2.2 缓蚀剂

稀土金属在各种腐蚀系统中具有较高作用效率。3-茴香叉胺基

-1,2,4-三唑磷酸盐(AATP)对于水溶液中的碳钢是一种较好的缓蚀剂。另外，氨基酸类绿色缓蚀剂目前也有研究。

3.3 防护涂层

防护涂层大体上分为非金属涂层和金属涂层，非金属涂层一般为耐盐耐酸的环氧漆、环氧煤沥青等；金属涂层一般热喷涂锌、铝或锌铝合金。目前，普遍采用的涂层主要有：石油沥青、聚乙烯涂层、熔结环氧涂层、煤焦油瓷漆涂层、煤焦油环氧涂层、聚氨酯涂层、富锌涂层等及复合覆盖层。我国使用的水性金属防腐涂料主要包括水性无机富锌涂料、水性环氧防腐涂料、水性丙烯酸防腐涂料和水性聚氨酯

防腐涂料四大类。

3.4 生物方法

微生物控制法是利用微生物之间的共生、竞争以及拮抗的关系来防止微生物对金属的腐蚀。有些菌可以产生类似于抗生素类的物质直接杀死SRB；或与原先存在的 SRB 竞争养分，降低SRB的数量，从而减少硫化物的产生。目前关于MIC的研究主要针对SRB，用于防治SRB腐蚀的微生物主要有脱氮硫杆菌、短芽孢杆菌、假单胞菌、化能营养型 3

Fe还原菌、反硝化细菌。

3.5 其他方法

其它防腐方法包括改变介质环境、限制营养源、采用耐腐蚀材料、电化学杀菌等。

4.国内外研究概况

最早指出微生物参与金属腐蚀的是Gaines(1910)。当时，他从地下埋设的钢管的腐蚀产物中分离出了铁嘉氏杆菌,腐蚀产物中含有大量的硫,这表明有硫酸盐还原菌的存在。荷兰学者Von.Wolzogen K ǜhr自1922年以来做了大量的工作，指出了硫酸盐还原菌在金属腐蚀中起到非常重要的作用。剑桥的Postgate系统地研究了硫酸盐还原菌的生理、生态和生化特征及营养需求，为微生物腐蚀的研究奠定了基础。60年代以来，许多学者如Booth、Iverson、Horvath等人对微生物的腐蚀机理进行了大量的研究，研究集中在硫酸盐还原菌的腐蚀破坏作用，形成了典型的硫酸盐还原菌厌氧腐蚀机理。虽然现在对厌氧菌腐蚀的机理有了一定程度的理解，但对微生物影响造成材料

的点蚀还缺乏认识。

国内微生物腐蚀的研究开展得比较晚，在50年代中科院微生物所建立了微生物腐蚀研究课题，对全国的腐蚀网站的微生物腐蚀情况进行调查，并分离和鉴定了一些硫酸盐还原菌、铁细菌的种类，并且对防腐措施做了研究。国内在这个领域的研究工作还很少，缺乏深入的研究，尤其是在不锈钢材料的微生物腐蚀方面研究更少,有待于做深入的研究和探讨。

5.结语

微生物腐蚀涉及工业生产中的各个环节，问题也越来越突出。在微生物腐蚀的过程中，通常是多种微生物共同作用，因而各种防腐措施应该综合应用，才能达到控制腐蚀的目的。随着物理、化学和生物等学科及其交叉学科的发展，关于微生物腐蚀的研究也会进一步深入发展。在防治硫酸盐还原菌腐蚀的诸多措施中，微生物方法有着独特的优势和广阔的发展前景，但对于各防腐菌种的机理研究还处于初级阶段，需要更深入的系统研究。探索、分离、提纯更高效的防腐菌种并研究其防腐机理和最佳防腐条件也是未来的研究重点。

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石油污染土壤的微生物修复原理

石油污染土壤的微生物修复一、降解石油烃类化合物的微生物种类自然界中能够降解石油烃类污染物的微生物种类有数百种，70多属，主要是细菌、真菌和藻类三大类型的生物。表1 石油烃降解微生物种属细菌真菌藻类无色杆菌属枝顶孢属双眉藻属不动杆菌属曲霉属鱼腥藻属芽孢杆菌属金色担子菌数小球藻属色杆菌属假丝酵母属衣藻属诺卡氏菌属镰刀霉属念珠藻属放线菌属青霉菌属紫球藻属 ……… 按照分子生物学和遗传学分类，可将降解石油污染物的微生物分为土著微生物和基因工程菌两大类。二、产生表面活性剂的微生物生物表面活性剂是微生物在一定培养条件下产生的一类集亲水基和疏水基于一体、具有表面活性的代谢产物。分类典型产物中性脂类甘油单脂、聚多元醇、其他蜡脂磷脂/脂肪酸磷脂酰乙醇胺糖脂糖酯、糖醇酯、糖苷含氨基酸脂类脂氨基酸、脂多肽、脂蛋白聚合型脂多糖、脂-糖-蛋白复合物特殊型全胞、膜载体、Fimbriae 生物表面活性剂优点：1较低的表面张力和界面张力；2无毒或低毒，对环境友好；3可生物降解；4极端环境（温度、pH、盐浓度）下具有很好的专一性和选择性；5不致敏、可消化、可作为化妆品和食品的添加剂；6结构多样，可用于特殊领域三、微生物降解石油的机制

1.微生物吸收疏水性有机物的机理图1 微生物吸收疏水性有机污染物的4种摄取途径微生物吸收疏水性有机物的模式有4种：1微生物吸收其附近溶解于水相中的烃类；2细胞直接与石油烃接触。这种作用可以通过改变菌毛或细胞表面的疏水性部分的改造进行调控，提高对有机物的吸附；3通过细胞直接与分散在水相中的石油烃的微米或亚微米液滴接触来吸收；4强化吸收模式，即由于细胞产生的表面活性剂或乳化剂使烃的水溶性增强，微生物表面的疏水性更强，使细胞与烃接触。丝状真菌主要通过菌丝的吸收作用摄取石油烃。 2.微生物细胞膜转运烃机理微生物对有机化合物的降解作用是由细胞酶引起，整个过程可分为3个步骤。首先化合物在微生物细胞膜表面吸附（动态平衡过程）；其次吸附在细胞膜表面的化合物进入细胞内；最后化合物进入细胞膜内与降解酶结合发生酶促反应（快速过程）。参与第1个步骤还有表面活性剂。石油进入细胞方式：非特异性接触，被动运输方式。 3.微生物降解石油的机制石油类物质+微生物+O 2+营养物质→CO 2 +H 2 O+副产物+微生物细胞生物量微生物利用石油烃类作为碳源和能源，经过一系列氧化、还原、分解、合成等生化作用，将石油污染物最终矿化为无害的无机物的过程。途径：烷烃→醇→醛→脂肪酸→β氧化乙酸盐→CO 2+H 2 O+生物量四、典型石油烃的降解途径

《土壤里地微生物》教学设计课题

《土壤里的微生物》教学设计（第1课时） “土壤里的微生物”是科版七年级下册第13章第2节的容。是上一节课容的基础上，让学生进一步认识到土壤里生物的多样性，以及它们对生物圈的平衡和稳定起着非常重要的作用，从而对本单元环境中生物的多样性具有全面的认识。同时为下一章引导学生对生物进行分类奠定基础。因此本节课的意义十分重要，是本章的重点和难点。教材分析课标对本节的要“描述细菌的主要特征以及与人类生活的关系”。本节从单细胞细菌到多细胞的真菌、从肉眼看不见的细菌到大型真菌，带领学生走进丰富多彩的微生物世界。土壤中的微生物，学生平时不易见到，细菌需要用高倍显微镜才能更好地观察到形态，细菌的结构更难观察，而初中又不要求使用高倍显微镜，教材呈现了细菌的形态结构图片，所以只能通过图片、视频引导学生观察、比较认识细菌的基本特征。学情分析七年级学生通过小学科学课和上一学期生物课的学习，对生物学科有了初步的了解，具有一定的生物基础知识和学习经验，能够通过观察图片、阅读材料、对比分析、合作讨论等方式获取有关信息。但在学习上仍以感性认识为主，好奇心强、注意力容易转移,但他们活泼好动，喜欢直观形象的事物，喜欢动手实践。有关微生物的相关知识在上学期在生态系统的组成学习过程中及学生日常生活经验中对微生物的类型和作用从总体上有了一个初步的了解，特别是在生活过程中家长或者教师从卫生角度常常提到细菌这个概念，学生对这一概念还是比较熟悉，对细菌与人类的关系也有不同程度的了解。但在生活中微生物是肉眼看不见的生物，只有用高倍或电子显微镜才能观察到，与人类的关系和对生物圈的作用又是隐性和潜在的，很少有机会引起学生的关注，容易被学生忽视和轻视，学生缺乏相应的感性知识和学习兴趣。对土壤中的微生物的类型、形态特征，生殖、营养方式、分布以及与人类生活的关系，学生比较陌生，这些是课程标准的明确要求，也是学生学习的终极目标。教材中只用文字表述，学生不容易理解，在教学中一是通过组织学生阅读教材在自主学习中从理论上了解细菌、放线菌的有关知识。二是通过播放有关细菌、放线菌形态、结构等视频资料及图片引导学生观察分析细菌和放线菌的形态、结构。三是利用小组

污染土壤微生物修复技术研究进展

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16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。人类赖以生存的耕地中土壤点位超标率高达19.4%，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。 1.1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5.9 倍, 8 聚

七年级：土壤里的微生物

初中生物新课程标准教材生物教案( 2019 — 2020学年度第二学期 ) 学校：年级：任课教师：生物教案 / 初中生物 / 七年级生物教案编订：XX文讯教育机构

土壤里的微生物教材简介:本教材主要用途为通过学习生物这门课程，可以让学生打开对世界的认识，提高自身的见识，本教学设计资料适用于初中七年级生物科目, 学习后学生能得到全面的发展和提高。本内容是按照教材的内容进行的编写，可以放心修改调整或直接进行教学使用。一、教学目标 (一)认知目标 1．介绍细菌、放线菌和真菌的形态结构、营养方式和生殖方式。 2．介绍微生物在自然界里的作用 (二)技能目标培养学生的观察能力、分析问题的能力 (三)情感目标 1．通过对微生物在生产生活中应用的学习，培养理论与实践相结合的习惯。 2．通过介绍我国人民利用微生物造福社会的事例，激发学生的民族自豪感。二、教学重点与难点 1．教学重点：微生物的形态、结构、营养方式。 2．教学难点：微生物的营养方式和生殖。

四、教学过程（一）导入一、认识细菌：引入新课，教师接着指出：细菌分布广泛，无论是空气、水、土壤还是每个人身上都有细菌生活。但它是单细胞生物，个体十分微小，所以我们用眼睛看不到，下面我们就要了解一下细菌的形态和结构特点。细菌形态①用高倍显微镜演示细菌的三种形态；②可以用显微投影仪投影放大细菌的三种形态。③播放细菌显微结构和亚显微结构的录像片段。细菌三种形态的示意图。接着教师总结出细菌的形态：单细胞个体，从形态上分为：球菌、杆菌和螺旋菌三类。（3）细菌的结构特点，让学生与前面所学过的植物细胞结构进行比较找出相同点和不同点。注意强调：细菌细胞没有成形的细胞核是细菌细胞与植物细胞在结构上的重要区别，所以细菌不属于植物范围。另外，有些细菌具有特殊结构如：①有的细菌具有鞭毛可在水中游动。②有的细菌在细胞壁外有荚膜、具有保护作用。关于芽孢，教师应该指出：能否形成芽孢是细菌总的特征，不是所有细菌都能形成芽孢。芽孢是该菌种的休眠状态，称休眠体。注意说明芽孢的形成不是细菌的繁殖方式，一个细菌只能生成一个芽孢，在适宜条件下，一个芽孢萌发形成一个菌体。芽孢对恶劣环境有很强的

《土壤里的微生物》教学设计

《土壤里的微生物》教学设计（第1课时）教材分析 “土壤里的微生物”是苏科版七年级下册第13章第2节的内容。是上一节课内容的基础上，让学生进一步认识到土壤里生物的多样性，以及它们对生物圈的平衡和稳定起着非常重要的作用，从而对本单元环境中生物的多样性具有全面的认识。同时为下一章引导学生对生物进行分类奠定基础。因此本节课的意义十分重要，是本章的重点和难点。课标对本节的要求是“描述细菌的主要特征以及与人类生活的关系”。本节从单细胞细菌到多细胞的真菌、从肉眼看不见的细菌到大型真菌，带领学生走进丰富多彩的微生物世界。土壤中的微生物，学生平时不易见到，细菌需要用高倍显微镜才能更好地观察到形态，细菌的结构更难观察，而初中又不要求使用高倍显微镜，教材呈现了细菌的形态结构图片，所以只能通过图片、视频引导学生观察、比较认识细菌的基本特征。学情分析七年级学生通过小学科学课和上一学期生物课的学习，对生物学科有了初步的了解，具有一定的生物基础知识和学习经验，能够通过观察图片、阅读材料、对比分析、合作讨论等方式获取有关信息。但在学习上仍以感性认识为主，好奇心强、注意力容易转移,但他们活泼好动，喜欢直观形象的事物，喜欢动手实践。有关微生物的相关知识在上学期在生态系统的组成学习过程中及学生日常生活经验中对微生物的类型和作用从总体上有了一个初步的了解，特别是在生活过程中家长或者教师从卫生角度常常提到细菌这个概念，学生对这一概念还是比较熟悉，对细菌与人类的关系也有不同程度的了解。但在生活中微生物是肉眼看不见的生物，只有用高倍或电子显微镜才能观察到，与人类的关系和对生物圈的作用又是隐性和潜在的，很少有机会引起学生的关注，容易被学生忽视和轻视，学生缺乏相应的感性知识和学习兴趣。对土壤中的微生物的类型、形态特征，生殖、营养方式、分布以及与人类生活的关系，学生比较陌生，这些是课程标准的明确要求，也是学生学习的终极目标。教材中只用文字表述，学生不容易理解，在教学中一是通过组织学生阅读教材在自主学习中从理论上了解细菌、放线菌的有关知识。二是通过播放有关细菌、放线菌形态、结构等视频资料及图片引导学生观察分析细菌和放线菌的形态、结构。三是利用小组合作学习并结合观察、对比的方法，引导学生主动获取知识。四是注重发掘生活资源，

土壤里的微生物

第2节土壤里的微生物一、教学目标： 1．知识目标：（1）概述土壤里主要的微生物种类。（2）说出细菌的三种形态和基本结构，并与植物细胞和动物细胞比较细胞结构的异同点。（3）说出放线菌的结构特点。（4）识别青霉和匍枝根霉，并说出它们的繁殖方式和营养方式。 2．能力目标：（1）学会培养和观察青霉、匍枝根霉。（2）探究土壤里的微生物。 3．情感态度与价值观目标：体验培养霉菌的过程，并交流成功或失败的感受。二、教学重点和教学难点：教学重点：细菌、放线菌和真菌（青霉和匍枝根霉）的主要特征。教学难点：细菌与植物细胞、动物细胞比较细胞结构的异同点。三、教学方法：观察、讨论、比较等四、教学过程：引言：土壤里除了生活着一些小动物外，还有一些我们肉眼看不见或看不清的小生物，我们通常把这些小生物叫做微生物。那么土壤里都有哪些微生物呢？（学生讨论，教师小结。）土壤里微生物主要有细菌、真菌、放线菌等，它们能分解植物的枯枝烂叶，动物的遗骸等，将土壤中的有机物分解成无机物，增加了土壤的肥力。这些微生物到底是什么形态？它们有那些特征呢？这节课就让我们一起来认识它们。一、认识细菌： 1．细菌的分布范围：细菌在生物圈中数量最多，占土壤微生物总量的70%～90%，你认为在生物圈中哪些地方会分布有细菌？学生：土壤、水里、空气，人、动物、植物体内、体表等。

教师：由此可见，细菌的分布非常广泛。 2．形态特征：（1）大小：资料：细菌的直径一般只有1um左右，电子显微镜才能观察到细菌的形态和结构。学生阅读资料，发现细菌个体十分微小。（2）形状：教师：展示图片：三种细菌人们在电子显微镜下观察到细菌，请根据图片描述细菌有哪三种形态。学生：球形、杆形、螺旋形。教师：根据它们的形态，我们可以分别称它们为：球菌、杆菌、螺旋菌。3．结构特征：不同种类的细菌虽然形态不同，但它们的基本结构却是相同的。学生看图12-5：细菌细胞的结构示意图。观察讨论：细菌有哪些结构？细菌的结构与动植物细胞的结构有何异同？ 4．生活方式：

受污染土壤的微生物修复

受污染土壤的微生物修复陈红艳,王继华 (哈尔滨师范大学生命科学与技术学院,黑龙江哈尔滨150025) 摘要:污染土壤的微生物修复技术是一项非常有应用前景的环保新技术,它既经济又无二次污染,具有其它修复技术难以比拟的优势。本文介绍了中国土壤中重金属、农药、烃类污染的现状与危害,总结了土壤污染的微生物修复技术的研究现状,重点介绍了能够降解污染物的微生物,并从土壤微生物与污染物质的相互作用入手,较为系统地综合评述了国内外污染土壤的微生物修复原理与技术。同时,结合当前土壤污染的新特点对微生物修复技术进行预测和展望,指出了需要进一步研究的领域。关键词:受污染土壤;微生物修复;修复原理;修复技术 Microbial Remediation of Polluted Soils Chen Hongyan, Wang J ihua (College of Life Science And Technology, Harbin Normal University, Harbin 150025, China) Abstract:Microbial remediation technique has been showing extensive prospects for use in polluted soils. And, it is an economical and green solution to the problem of polluted soils. This papermainly introduces the status of heavy metal pollution, pesticide pollution, petroleum pollution of soils and its harm in China. The presence of the researches on microbial remediation, and advancement in research of microbial remediation of polluted sois. A comprehensive review is p resented of current researches on and development of microbial remediation of soils contaminated with typical pollutants at home and abroad, based on interaction between soilmicroorganisms and pollutants. In the end of the paper, directed at new characteristics of the soil pollution in China, the prospects for bioremediation research is discussed and fields for futher study are recommended. Key words: polluted soils; microbial remediation; principles; techniques 前言近20年来,随着工、农业生产的迅速发展,农业污染特别是土壤受污染的程度日趋严重[ 1 ] 。这些能够对土壤造成污染的因素主要有:农药、重金属、石油等。据粗略统计,中国受重金属污染的土地达到2 000万公顷, 受农药、化学试剂污染的农田达到6 000多万公顷,污染程度达到了世界之最。农药的污染。随着农业的发展,农民使用农药的量越来越多,由此而造成的危害也越来越大。据统计,中国每年使用50多万吨农药。这些农药主要包括杀虫剂、杀菌剂和除草剂等,多是有机氯、有机磷、有机氮、有机硫农药,这些农药对土壤硝化作用呼吸作用和固氮作用均会产生暂时的或永久性的影响,因为在施用农药时,不管采取什么方式大部分农药都会落入土壤中,同时附着在作物上的那一部分农药以及漂浮在空气中的农药也会因风吹落入土壤。另外,使用浸种、拌种等施药方式更是将农药直接混入到土壤中,所以,土壤中的农药污染是相当严重的,已引起土壤生产力和农产品质量的明显下降。重金属的污染。随着工农业的迅速发展,每年有大量工业和城市垃圾作为有机肥进入农业土壤中。这些垃圾往往含有较多的重金属元素,如汞、铜、锌、镍、铅、铬等,这些金属离子作为微量元素是生物代谢所必需的,然而超过一定浓度时,便会导致土壤微生物大量下降和活性降低,尤其对土壤中有益微生物如自生固氮菌等影响更为明显。所以,重金属污染已日益

土壤中的微生物

1．土壤是微生物生长和栖息的良好基地土壤具有绝大多数微生物生活所需的各种条件，是自然界微生物生长繁殖的良好基地：其原因在于土壤舍有丰富的动植物和微生物残体，可供微生物作为碳源、氮源和能源。土壤台有大量而全面的矿质元素，供微生物生命活动所需。土壤中的水分都可满足微生物对水分的需求。不论通气条件如何，都可适宜某些微生物类群的生长。通气条件好可为好氧性微生物创造生活条件；通气条件差，处于厌氧状态时又成了厌氧性微生物发育的理想环境。土壤中的通气状况变化时，生活其问的微生物各类群之间的相对数量也起变化。土壤的pH值范围。3．5～10．0之间，多数在5.5～8．5之间，而大多数微生物的适宜生长pH也在这一范围。即使在较酸或较碱性的土壤中．也有较耐酸、喜酸或较耐碱、喜碱的微生物发育繁殖，各得其所地生活着。土壤温度变化幅度小而缓慢．夏季比空气温度低，而冬季又比空气温度高，这一特性极有利于微生物的生长。土壤的温度范围恰是中温性和低温性微生物生长的适宜范围。因此，土壤是微生物资源的巨大宝库。事实上，许多对人类有重大影响的微生物种大多是从土壤中分离获得的，如大多数产生抗生素的放线菌就是分离自土壤。 2．土壤中的微生物数量与分布土壤中微生物的类群、数量与分布，由于土壤质地发育母质、发育历史、肥力、季节、作物种埴状况、土壤深度和层次等等不同而有很大差异。lg肥沃的菜园土中常可含有108个甚至更多的微生物，而在贫瘠土壤如生荒土中仅有103～107个微生物，甚至更低。土壤微生物中细菌最多，作用强度和影响最大，放线菌和真菌类次之，藻类和原生动物等数量较少，影响也小。 (1)细菌土壤中细菌可占土壤微生物总量的70％～90％，其生物量可占土壤重量的 1/10000左右。但它们数量大，个体小，与土壤接触的表面积特别大，是土壤中最大的生命活动面，也是土壤中最活跃的生物因素．推动着土壤中的各种物质循环。细菌占土壤有机质的1％左右。土壤中的细菌大多为异养型细菌，少数为自养型细菌。土壤细菌有许多不同的生理类群，如固氮细菌、氨化细菌、纤维分解细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫酸盐还原细菌、产甲烷细菌等在土壤中都有存在。细茼在土壤中的分布方式一般是黏附于土壤团粒表面，形成菌落或菌团，也有一部分散布于土壤溶液中，且大多处于代谢活动活跃的营养体状态。但由于它们本身的特点和土壤状况不一样．其分布也很不一样。细菌积极参与着有机物的分解、腐殖质的合成和各种矿质元素的转化； (2)放线菌土壤中放线菌的数量仅次于细菌．它们以分枝丝状营养体缠绕于有机物或土粒表面，并伸是于土壤孔隙中。1g土壤中的放线菌孢子可达107～108个．占土壤微生物总数的5％～30%．在有机物含量丰富和偏碱性土壤中这个比例更高。

污染土壤的微生物修复研究进展

污染土壤的微生物修复研究进展土壤污染严重影响了土壤的生产力，是急需解决的环境问题。本文全面地介绍了土壤修复的微生物筛选与降解研究，以及污染土壤的微生物修复技术及其应用，提出了今后微生物修复研究的工作重点，强调了污染物降解基因的发掘和微生物复合修复技术开发的重要性。标签：土壤污染微生物筛选微生物修复 1简介我国土壤污染总体形势不容乐观，局部地区污染严重，目前至少有1300-1600万hm2耕地受到农药污染，约占全国耕地的10%以上，每年因重金属污染的粮食就达到1200万t，造成的直接经济损失超过200亿元人民币[1]。与大气、水体相比，污染物更难在土壤中迁移、扩散和稀释，所以土壤污染的治理尤为重要，土壤的环境修复技术也应运而生。 80年代以前，土壤的环境修复主要侧重于研究物理、化学修复理论与技术，80年代后微生物修复受到高度重视。微生物修复主要利用土壤中的土著微生物或向污染环境补充经驯化的高效微生物，在优化的环境条件下，加速分解污染物，修复被污染的土壤。微生物不仅种类繁多，数量极大，分布广泛，而且具有繁殖迅速，个体微小，比表面积大，对环境适应能力强等特点，因而在土壤的环境修复上具有巨大的发展潜力。 2土壤修复的微生物筛选与降解研究我国土壤污染类型中，重金属污染和有机物污染所占比重较大。自然界中存在能够对重金属或有机物进行降解的菌种和微生物，这些微生物大多存在于被相应污染物污染的土壤表层。因此，人们一般以污染土壤为对象，从中筛选相应的降解菌。为了获得高效镉吸附微生物，刘标等[2]从重金属污染土壤中分离筛选出4株耐镉能力较强的细菌菌株2-1、2-2、4-1、7-1，其中菌株4-1的镉吸附效果最好，并研究分析了其他常见重金属离子对菌株4-1生长的影响，结果显示培养液中加入Zn2+、Cu2+对菌株生长无明显影响，但加入100mg/L Pb2+会抑制其生长。李明顺等[3]研究了微生物对锑的代谢机制，一方面微生物能够利用体内的蛋白如ArsB转运蛋白将锑外排，另一方面微生物能够对锑进行氧化，将毒性较强的Sb（Ⅲ）转化为毒性相对较弱的Sb（Ⅴ）。为了得到高效的石油降解菌，汪杰等[4]以柴油为培养基的唯一碳源，从山东胜利油田、新疆克拉玛依油田和陕西长庆油田3处的石油污染土壤中富集纯化得到3株高效的石油烃降解菌，用这3株菌进行污染土壤的修复试验，污染土壤中石油烃降解半衰期为30d左右，为自然情况下的1/4左右。姜肸等[5]以南海

土壤修复资料

3污染土壤的微生物修复技术与应用近10多年来，微生物修复发展尤为迅猛，给污染土壤的生物修复技术带来了丰富的研究内容和发展前景。土壤微生物修复技术是在适宜条件下利用土著微生物或外源微生物的代谢活动，对土壤中污染物进行转化、降解与去除的方法。从修复场地来分，土壤微生物修复技术主要分为两类，即原位微生物修复 (in-situ bioremediation)和异位微生物修复(ex-situ bioremediation)。 3.1 污染土壤的原位微生物修复技术原位微生物修复不需将污染土壤搬离现场，直接向污染土壤投放N、P等营养物质和供氧，促进土壤中土著微生物或特异功能微生物的代谢活性，降解污染物。原位微生物修复技术主要有：生物通风法(bioventing)、生物强化法(enhanced-bioremediation)、土地耕作法(1and farming)和化学活性栅修复法fchemical activated bar)等几种。 3.1.1 生物通风法生物通风又称土壤曝气，是基于改变生物降解环境条件(如通气状况等)而设计的，是一种强迫氧化的生物降解方法。其操作原理是在污染的土壤上至少打2口井，安装鼓风机和抽空机，将空气强制注入土壤中，然后抽出土壤中的挥发性有机毒物。在通入空气时，可以加入一定量的氧气和营养液，改善土壤中降解菌的营养条件，提高土著微生物的降解活性，从而达到污染物降解的目的。丁克强等研究了通气对石油污染土壤生物修复的影响，结果表明通气可为石油烃污染土壤中的微生物提供充足的电子受体，可保持土壤pH稳定，从而促进了微生物的生物活性，强化了对石油污染物的氧化降解作用。德克萨斯研究院Agrelot等曾采用该方法修复四氯化碳污染土壤也获得了成功，修复效果则是土壤挖掘法、清洗法的5倍以上，大大降低了修复成本。但在使用此方法时，应该注意选择或调理土壤物理结构，最好是选择通透性较好的土壤结构。 3.1.2生物强化法生物强化是基于改变生物降解中微生物的活性和强度而设计的，可分为土著菌培养法和投菌法。①土著菌培养法是定期向污染土壤投加H202和营养，以满足土著降解菌的需要，提高土著微生物的代谢活性，将污染物充分矿化成C0 2和H 2 0的方法。目前，该方法在生物修复工程中实际应用较多，其原因在于：一方面是由于土著微生物降解污染物的潜力巨大，另一方面是因为接种的外源微生物在土壤中难以保持较高的活性以及工程菌的应用受到较为严格的限制。②投菌法是直接向污染土壤中接入高效降解菌，同时提供给这些微生物生长所需营养的过程。Hwang等使用3种补充的营养液与分枝杆菌属(Mycobacterium sp．)一起注入土壤中，已经取得了良好的效果。李顺鹏等在农药(如有机磷类等)污染土壤的微生物修复方面作了系列工作，也取得了明显进

从土壤中分离微生物

从土壤中分离微生物环境工程（1）班一、试验目的 1..学会土壤微生物的检测方法，了解土壤中微生物的数量和组成。 2初步掌握从土壤中分离细菌的基本技术。二、实验原理土壤是微生物生活最适宜的环境、它具有微生物所需要为一切营养物质和微生物进行生长繁殖及生存的各种条件．所以土壤中微生物的数量和种类都很多。它们参与土壤的氮、碳、硫、磷等元素的循环作用。此外，土壤中微生物的活动对土壤形成、土壤肥力和作物生产都有非常重要的作用。因此，查明土壤中微生物的数量和组成情况，对发掘土壤微生物资源和对土壤微生物实行定向控制无疑是十分必要的。三、实验器材 (—)培养基肉膏蛋白胨琼脂培养基（培养细菌）高氏一号琼脂培养基（培养放线菌）查氏培养基（培养霉菌） (二)灭菌稀释水、灭菌吸管、灭菌培养皿。 (三)土壤样品、天平、称旦纸。（四）恒温箱、气体流量计四、试验程序 1、倒平板将培养基加热融化，待冷至55—60℃时，混合均匀后倒平板； 2、制备土壤稀释液准确称取土样10g，加入装有90ml无菌水并带有玻璃珠的三角瓶中，振荡约20min，使土样与水充分混匀，将细胞分散。用一支无菌吸管从中吸取1ml土壤悬液加入装有9ml无菌水的试管中，吹吸3次，让菌液混合均匀，即成10-2稀释液；再换一支无菌吸管吸取10-2稀释液1 ml，移入装有9ml无菌水的试管中，也吹吸三次，即成l0-3稀释液；以此类推，连续稀释，制成10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、等一系列稀释菌液

3、涂布将无菌平板编上10-4、10-5、10-6号码，每一号码设置三个重复，用无菌吸管按无菌操作要求吸取10-6稀释液各1ml放入编号10-6的3个平板中，同法吸取10-5稀释液各lml放入编号10-5的3个平板中，再吸取10-4稀释液各lml放入编号10-4的3个平板中（由低浓度向高浓度时，吸管可不必更换）。再用无菌玻璃涂棒将菌液在平板上涂抹均匀，每个稀释度用一个灭菌玻璃涂棒，更换稀释度时需将玻璃涂棒灼烧灭菌。在由低浓度向高浓度涂抹时，也可以不更换涂棒。 4、培养在28℃条件下倒置培养3—5天。 5、挑菌落将培养后生长出的单个菌落分别挑取少量细胞划线接种到平板上。28℃条件下培养3—5天后，再次挑单菌落划线并培养，检查其特征是否一致，同时将细胞涂片染色后用显微镜检查是否为单一的微生物，如果发现有杂菌，需要进一步分离、纯化，直到获得纯培养。五、注意事项 1.制备混合液平板时，不要再注入培养基前让链霉素液与土壤稀释液相混。 2.制备混合液平板时，倾注的培养基温度不能太高，过高的温度会烫死微生物。六、培养过程及革兰氏染色观察成果 1.培养24h后的情况：马铃薯葡萄糖培养基长出菌种，经判断为细菌，马铃薯蔗糖培养基长出菌种，为酵母菌。其他培养基没长菌种，拍照如下

土壤微生物修复综述

土壤污染生物修复【摘要】随着工业技术不断发达，人们生活水平不断提高的今天，严重的土壤环境污染却成为发展后的代价。所以对于污染的治理的研究成为科研工作者们的主要内容。在土壤治理方面不断革新，传统的治理手段不断淘汰，随着科学技术发展，生物修复技术将大量的被应用到土壤污染修复之中。本文主要概述了生物修复土壤污染的概念及手段。【关键词】土壤污染，微生物修复，植物修复，重金属，有机化合物。 1 我国土壤污染现状就目前我国土壤的污染程度来说，在污染的总体趋势上较为严峻。据2014年国家环境保护部和国土资源部联合公布的《全国土壤污染调查公报》显示，全国土壤总的超标率为 16.1%，其中耕地土壤点位超标率高达19.4%；在调查的重污染企业用地和工业废弃地点位中，超标率分别高达 36.3%和34.9%。我国受到污染的耕地面积达到了0.1亿 hm2，受到污染的耕地面积占我国总耕地面积的1/10，可以说污染的程度相当深。其中很多的耕地受到重金属的污染，总面积达到了2000 万 hm2，占总耕地面积的1/5。其中工业“三废”污染耕地1000万hm2，污水灌溉农田面积达330多万hm2，1600万hm2耕地受到农药的污染，固体废弃物堆存占地和毁田13.3万 hm2，合计占耕地总面积的10%以上。二是土壤污染危害巨大。据估算，全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万t，造成的直接经济损失超过200亿元。由土壤污染引发的农产品安全和人体健康事件时有发生，成为影响农业生产、群众健康和社会稳定的重要因素。土壤的生态环境保护与治理已引起人们的普遍关注。 2 生物修复技术生物修复(Bioremediation)是一项清洁环境的低投资、高效益、便于应用、发展潜力较大的新兴技术，它具有成本低、操作简单、无二次污染、处理效果好且能大面积推广应用等优点，生物修复利用生物(包括植物、微生物和原生动物)的代谢功能，吸收、转化、清除或降解环境污染物，实现环境净化、生态恢复。从参与修复过程的生物类型来划分，生物修复包括微生物修复、植物修复、动物修复和联合修复等，另外还有原位生物修复技术和异位生物修复技术等。生物修复是一种较为理想的污染治理手段。对于土壤污染生物修复是很好的修复手段，主要是利用生物的自然新陈代谢功能对环境中的各种有害物质的浓度进行有效的降低，使得土壤中的污染物形成自然分解，这样的修复可以使得土壤自然的恢复到原始的状态，而这种修复方式对于土壤的整体结构不会造成损害。针对土壤污染治理来说，传统的修复技术都存在一定的弊端，不能够彻底的将土壤中的有害物质消除，使得二次污染很快的出现，对于土壤结构来说会造成更加严重的破坏。而采用生物修复技术则可以有效的对土壤中的有害物质进行彻底的清除，而且这种技术属于物理修复技术，其中不含有任何的化学成分，这样的修复技术可以有效保持土壤的完整性，不会对土壤中的分子结构造成破坏。而且这种技术的应用也较为简单，并且不需要较高费用的支持，在处理的效果上也较为突出，对环境不会造成负面影响，而且能够有效避免二次污染的出现，可以说这种修复技术在土壤污染治理上具有极大的

土壤中的微生物

土壤中的微生物文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

103～107个微生物，甚至更低。土壤微生物中细菌最多，作用强度和影响最大，放线菌和真菌类次之，藻类和原生动物等数量较少，影响也小。 (1)细菌土壤中细菌可占土壤微生物总量的70％～90％，其生物量可占土壤重量的 1/10000左右。但它们数量大，个体小，与土壤接触的表面积特别大，是土壤中最大的生命活动面，也是土壤中最活跃的生物因素．推动着土壤中的各种物质循环。细菌占土壤有机质的1％左右。土壤中的细菌大多为异养型细菌，少数为自养型细菌。土壤细菌有许多不同的生理类群，如固氮细菌、氨化细菌、纤维分解细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫酸盐还原细菌、产甲烷细菌等在土壤中都有存在。细茼在土壤中的分布方式一般是黏附于土壤团粒表面，形成菌落或菌团，也有一部分散布于土壤溶液中，且大多处于代谢活动活跃的营养体状态。但由于它们本身的特点和土壤状况不一样．其分布也很不一样。细菌积极参与着有机物的分解、腐殖质的合成和各种矿质元素的转化； (2)放线菌土壤中放线菌的数量仅次于细菌．它们以分枝丝状营养体缠绕于有机物或土粒表面，并伸是于土壤孔隙中。1g土壤中的放线菌孢子可达107～108个．占土壤微生物总数的5％～30%．在有机物含量丰富和偏碱性土壤中这个比例更高。由于单个放线菌菌丝体的生物量较单个细菌大得多．因此尽管其数量上少些，但放线菌总生物量与细菌的总生物量相当。土壤中放线菌的种类十分繁多，其中

土壤中的微生物

土壤中的微生物土壤微生物是生活在土壤中的细菌、真菌、放线菌、藻类的总称。其个体微小，一般以微米或毫微米来计算，通常1克土壤中有106～109个，其种类和数量随成土环境及其土层深度的不同而变化。它们在土壤中进行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等过程，促进土壤有机质的分解和养分的转化。土壤微生物一般以细菌数量最多，有益的细菌有固氮菌、硝化细菌和腐生细菌；有害的细菌有反硝化细菌等。土壤微生物，以细菌为最多，通常占土壤微生物总数量的70％～90％，主要是腐生性菌，少数是自养性的。细菌虽小，但由于数量多，所以生物量也高，所谓生物量，是指单位体积中，活细胞的重量。据估计，土壤中细菌的生物量，若以每亩半尺深耕作层的土壤重30万斤计，则每亩土壤的这一深度内细菌的活重为180～460斤。以土壤有机质含量为3％计算，则所含细菌的干重约为土壤有机质的1％左右，而占土壤重量的万分之三左右。由于它们个体小，数量大，与土壤接触的表面积特别大，成为土壤中最大的生命活动面，也是最活跃的生活因素，时刻不停地进行着与周围环境的物质交换。土壤类型不同，土层深度不同，季节的不同，降水量的多寡，土壤反应，耕作制度等都对细菌的分布和活动产生影响。一般来说，富含有机质的黑钙士比有机质缺乏的灰化土含有的细菌要多。表层土中的数目和种类也都比深层土中多。特别是硝化细菌、纤维分解菌和非共生固氮菌等更是随土层深度的增加而急剧减少。土壤中有机质的矿化以春秋两季最甚，因而菌数也会相应增加。土壤中含有的空气和水分是对立的，降雨量过多，碍及通气，好氧性细菌的数量会减少。土壤过酸或过碱对很多细菌的生长都是很不利的。耕作可以改善土壤中空气和水的状况，促进好氧性菌的活动，有利于有机质的分解。土壤中放线菌的数量也很大，仅次于细菌，每克土壤含有几百万到几千万的菌体和孢子，约占土壤中微生物总数的5％～30％。它们多喜欢碱性富含有机质的温暖的土壤。放线菌数量虽比细菌少，但由于体积大，比细菌大几十倍到几百倍，所以，在土壤中的生物量并不低于细菌。放线菌耐干燥能力较细菌要强，能存在于干燥的土壤乃至沙漠中，它们随土壤深度的增加而减少的速度比细菌慢，因此，深层土壤中放线菌往往比其他微生物要多。真菌主要分布在土壤的表层，由于它们喜酸性，因此，在酸性森林土壤中更多。真菌在数量上要比细菌和放线菌要少，每克土壤只含几万至几十万个，但由于其菌丝很粗，个体体积较细菌和放线菌大，所以它们的生物量也不少。土壤中真菌含有霉菌、酵母菌和担子菌等。这些真菌往往具有很强的分解能力，有不少真菌能分解许多微生物所不能分解的纤维素、木质素等物质，从而有助于改善土壤的结构，提高土壤肥力。此外，土壤中还含有藻类和原生动物。藻类具有光合色素，能通过光合作用，增加土壤中的有机物。原生动物是土壤中异养的小动物，它们吞食各种有机

污染土壤的微生物修复

污染土壤的微生物修复技术土壤污染已经成为全球性的重要环境问题之一。近20年来，随着社会经济的高速发展和高强度的人类活动，我国土壤的污染面积在不断扩大，土壤质量持续恶化加剧，危害更加严重，已经影响到全面建设小康社会和实现可持续发展的战略目标，未来15年将面临着更为严峻的挑战。在这一形势下，发展污染土壤的治理与修复技术在我国显得尤为必要而紧迫，尤其是生物修复技术。 1 土壤的微生物修复技术概述微生物修复是指利用微生物的生命代谢活动减少壤环境中有毒有害物的浓度或使其完全无害化，从而使污染了的土壤环境能够部分地或完全地恢复到原初状态的过程。是较为理想的一种治理污染的途径，具有处理费用低、对环境影响小、效率高等优点。首次记录实际使用生物修复是在1972年，于美国宾夕法尼亚州的Ambler清除管线泄露的汽油。1989年，美国阿拉斯加海域受到大面积石油污染以后才首次大规模应用生物修复技术。根据来源不同可以把起作用的微生物分为3类：土著微生物、外来微生物和基因工程菌(GEM)。目前在实际的生物修复工程中应用的大多是土著微生物，土著微生物无论在数量上还是在降解潜力上都是巨大的。当土著微生物由于种种原因不能用来作为修复污染土壤菌种时，就需要在污染的土壤中接种一些高效的外来微生物。近年来，由于生物工程技术的飞速发展，科学家利用基因工程把不同的降解基因移植到同一菌株中，创造出了具有多种降解功能的超级微生物。 2 农药污染土壤的微生物修复 2.1 农药污染土壤的生物修复背景化学农药作为保障农业丰收的重要手段，在农业生产中发挥着非常重要的作用。然而，由于人们长期的不科学用药，剧毒、高残留、难降解农药的大量使用，我们面临着不断增加的土壤农药污染的环境问题。 2001年联合国环境规划署（UNEP）通过的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》列出了12种优先控制持久性有机污染物（POPs），其中农药占了9种（艾氏剂、六氯代苯、氯丹、灭蚁灵、狄氏剂、毒杀芬、DDT、异狄氏剂、七氯）；另外，20种被列为潜在持久性有机污染物中农药也占据了大部分。鉴于农药残留的持久性、农药施用的普遍性和农药污染

土壤中微生物的分离与纯化 (2)

微生物学实验报告实验名称:土壤中微生物的分离与纯化课程名称环境微生物学实验学院环境科学与工程学院专业班级２011级环境科学(１)班学号 3１1１007３64 姓名刘迪鸿联系方式 201３年１2

月１０日实验报告土壤中微生物的分离与纯化刘迪鸿 (广东工业大学11级环科(１)班) 摘要:各种微生物生长所需条件存在差异,根据需要配制不同的培养基可以得到只含目标菌株的纯培养。关键词:选择培养基,分离,纯化一、实验目的与要求 1.明确培养基的配制原理,并通过对微生物培养基的配制,掌握配制培养基的一般方法与步骤。 2.掌握根据需要选取不同的环境以找到目标菌株的基本方法,学习分离纯化微生物的基本操作技术,进一步熟练与掌握微生物无菌操作技术,掌握微生物培养方法以及接种方法。二、实验方案 1.实验原理培养基就是人工的将多种物质按各种微生物生长的需要配制而成的一种混合营养基质,用以培养或分离各种微生物,因此,培养基质应当有微生物所能利用的营养成分(包括碳源,氮源,能源,无机盐,生长因素。)与水,根据微生物的种类与实验目的地不同,培养基也有不同的种类与配置。在土壤,水,空气及动、植物体中,不同种类的微生物绝大多数都就是混杂生活在一起,当我们希望获得某一种微生物时,就必须从混杂的微生物类群中分理它,以得到只含有这一种微生物的纯培养,这种获得纯培养的方法称为微生物的分离与纯化。为了获得某种微生物的纯培养,一般就是根据该微生物对营养,酸碱度,氧等条件的要求不同,而供给它适宜的培养条件,或加入某种抑制剂造成只利于此菌生长而抑制其她菌生长的环境,从而淘汰其她一些不需要的微生物,再用稀释涂布平板法或稀释混合平板法或平板划线分离法等分离纯化微生物,直至得到纯菌株。 2.实验材料 1)培养基与试剂牛肉膏蛋白胨培养基配方:牛肉膏２、0g,蛋白胨４、0g,氢氧化钠２、０g,琼脂6~8g,水４0０mL。

污染土壤的修复技术汇总

污染土壤的修复技术汇总几种典型的土壤污染问题 1重金属污染采矿、冶金和化工等工业排放的三废、汽车尾气以及农药和化肥的使用都是土壤重金属的重要来源。按生物化学性质土壤中的重金属可以分为两类：第一类，对作物以及人体有害的元素，如汞、镉、铅及类金属砷等，因此，必须减少这些元素的含量使其不超过环境的容量;第二类，常量下对作物和人体有益而过量时出现危险的元素，如铜、锌、铬、锰及类金属硒等，应控制其含量，使其有益作物生长和人体健康。 2石油污染石油污染是指在石油的开采、炼制、贮运、使用过程中原油和各种石油制品进入环境而造成的污染，土壤中的石油污染物多集中在20cm左右的表层。石油开采过程中产生的落地油和油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥，炼油厂含油污水处理设施产生的油泥，也是我国油田土壤石油污染的主要来源。污染土壤中石油主要成分为C15-C36的烷烃、多环芳香烃、烯烃、苯系物、酚类等，其中环境优先控制污染物多达30种。 3化肥污染化学肥料在现代化的农业生产中不仅是粮食增产的物质基础，更是农业生产资料的主体。在粮食增产中花费的贡献率在40%-60%，稳定在50%左右，但是化肥中的有毒重金属、有机物以及无机酸类等是造成土壤污染的主要来源。 4农药污染据初步统计，我国至少有l300-1600万hm2耕地受到农药污染。造成土壤农药污染的主要是有机磷和有机氯农药。据2000年国家质检总局数据，全国47.5%的蔬菜农药残留超标，因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。一、污染土壤的修复技术在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术大致可分为物理、化学和生物等三种。物理修复是指通过各种物理过程将污染物特别是有机污染物从土壤中去除或分离的技术。主要包括土壤淋洗、热吸附、蒸气浸提、微波加热和异地填埋等技术。还包括多相抽提等技术，已经应用于苯系物、多环芳烃、多氯联苯等污染土壤的修复。相对于物理修复，污染土壤的化学修复技术发展较早，主要有土壤固化-稳定化技术、淋洗技术、氧化-还原技术、化学改良、光催化降解技术、电动力学修复技术和有机质改良等。土壤生物修复技术包括植物富集、微生物修复、生物联合修复和植物固定及降解等技术。利用微生物降解作用发展的微生物修复技术是农田土壤污染修复常见的一种修复技术。进入21世纪后生物修复技术得到迅速发展，成为绿色环境修复技术之一。由于我国土壤污染面积大，污染物质种类多，污染组合类型复杂等原因，单项修复技术往往难以达到预定修复目标，多种修复技术相结合