土壤重金属污染微生物修复技术简述
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。
利用微生物菌株的生物修复技术处理土壤重金属污染

利用微生物菌株的生物修复技术处理土壤重金属污染随着工业化进程的加快,土壤重金属污染问题日益严重。
传统的土壤修复方法如物理方法和化学方法存在着成本高、操作复杂、对环境造成二次污染等问题。
而利用微生物菌株的生物修复技术成为一种有效和环保的处理土壤重金属污染的方法。
一、微生物菌株的选择在微生物菌株的选择上,需要考虑到其对重金属的耐受性和抗性能力。
有些微生物菌株能够耐受高浓度的重金属,并能够通过吸附、沉淀、还原等方式将重金属固定于菌体上或转化成无毒的形态。
此外,选择具有细胞表面富含胞外聚合物的菌株也可以增强对重金属的吸附能力。
二、微生物菌株的应用在利用微生物菌株进行生物修复时,需要将菌株添加到受污染的土壤中,并提供适宜的环境条件来促进微生物的生长和活性。
常见的环境因素包括温度、pH值、氧气浓度等。
通过调节这些因素,可以最大限度地提高微生物菌株对重金属的降解效率。
三、微生物菌株的作用机制微生物菌株在生物修复过程中起到了重要的作用。
它们可以通过多种途径去除土壤中的重金属,如生物吸附、生物还原、生物沉淀等。
其中,生物吸附是微生物菌株最常见的降解重金属的方式,通过其细胞表面的胞外聚合物吸附重金属离子使其固定在菌体表面。
另外,一些菌株还可以利用自身酶的活性,将重金属从有机化合物中解离出来,使其转化为无毒或微毒的形态。
四、微生物菌株的优势与挑战利用微生物菌株进行生物修复具有以下优势:环境友好,不会产生二次污染;修复效果可持续,不易产生抗性;操作简单,成本低。
然而,微生物菌株的生物修复技术也面临一些挑战,如菌株选择的合理性、修复过程的可控性以及修复效果的实际性等问题,需要进一步研究和改进。
总结起来,利用微生物菌株的生物修复技术是一种有效和环保的处理土壤重金属污染的方法。
通过选择适宜的微生物菌株,提供适宜的生长环境,发挥微生物菌株的作用机制,可以实现对土壤重金属的生物修复。
然而,微生物菌株的生物修复技术还需要进一步完善和应用,以提高修复效率和可行性。
重金属污染土壤的植物微生物联合修复

重金属污染土壤的植物微生物联合修复作者:杨晓琼来源:《山西农经》 2017年第5期土壤重金属污染(Heavy metal pollution of thesoil)是指由于人类活动,致使微量金属元素在土壤中的含量超过背景值,过量沉积而引起的含量过高,并由其或其化合物造成的污染。
本文主要介绍了微生物———植物联合修复重金属污染土壤的技术。
1 植物修复、微生物修复以及植物———微生物联合修复技术植物修复是指直接利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害的过程。
具有成本低、原位修复不破坏生态环境、符合可持续发展治理污染的模式等优点,引起人们关注。
土壤微生物修复是指利用自然存在的土著微生物或人工驯化的功能微生物,在适宜环境条件下,通过自身代谢降低土壤中有害污染物或将其降解成无害物质的生物修复技术。
因其具有高效、低成本、不产生二次污染等优势,受到人们关注,已成为治理土壤污染修复的重要组成部分。
但是单纯植物修复及单纯微生物修复又有一定限制,如:目前发现的能用于植物修复的具有超富集能力的植物种类少,其生物量较小积累重金属量有限,积累速率有限等;微生物修复中大多数自然存在的微生物的重金属还原能力有限,微生物对生存环境有一定要求,且大多数微生物只能通过将强毒性的重金属元素转化为弱毒性的重金属元素来降低重金属污染程度,并非完全去除土壤中重金属。
而植物———微生物联合修复技术能在很大程度上弥补单纯植物和单纯微生物修复重金属污染的缺憾。
植物———微生物联合修复技术是利用土壤———植物———微生物复合体系,植物修复技术和微生物修复技术联合使用相互促进,共同降低土壤污染物、缓解环境污染的一种新兴生物修复技术。
2 植物———微生物修复技术的研究罗巧玉等介绍了丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)真菌与宿主植物互惠共生体在重金属污染土壤生物修复作用中的最新研究进展,如能增强植物对Zn、Pb、Cu、As 和Cd 等重金属的胁迫耐受及吸收量。
重金属污染的微生物修复技术

重金属污染的微生物修复技术重金属污染的微生物修复技术 1 重金属污染的微生物修复原理许多重金属是生命必需的物质或元素,但是当它们在环境中的浓度超过了限度就成了毒物,微生物可对它们进行固定、移动或转化,改变它们在土壤中的环境化学行为,从而达到生物修复的目的。
重金属污染的微生物修复原理主要包括生物吸附和生物转化。
1.1 微生物对重金属离子的生物吸附细胞壁带有负电荷而使整个细菌表面呈现阴离子特性,通过细菌细胞中均聚物或杂聚物上的羰基或磷酰基等阴离子作用可以增加金属离子的吸附。
此外,细胞壁中的分子结构也具有活性,可以将金属螯合在细胞表面。
细菌可以通过细胞表面的络合作用而阻止某些重金属进入细胞内部敏感区域,而对于那些细胞化学反应需要的金属则可以通过细胞壁运输到原生质中特定位点。
真菌对重金属的吸附方式主要有2 种:一是细胞壁上的活性基团(如琉基、羧基、羟基等)与重金属离子发生定量化合反应(如离子交换、配位结合或络合等)而达到吸收的目的;二是物理性吸附或形成无机沉淀而将重金属污染物沉积在自身细胞壁上。
细胞通过螯合作用吸附重金属已被证明和真菌细胞壁结构有关,如细胞壁的多孔结构使其活性化学配位体在细胞表面合理排列并易于和金属离子结合。
此外,胞壁多糖可提供氨基、羧基、羟基、醛基以及硫酸根等官能团,它们对金属离子有着较强的络合能力。
1.2 微生物对重金属的生物转化作用微生物对重金属进行生物转化主要作用机理包括微生物对重金属的生物氧化和还原、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转化重金属,改变其毒性,从而形成某些微生物对重金属的解毒机制。
细菌对 Hg 的抗性归结于它所含的2 种诱导酶:Hg 还原酶和有机 Hg 裂解酶,其机制是通过Hg-还原酶将有机的Hg2+化合物转化成低毒性挥发态Hg。
微生物也可通过改变重金属的氧化还原状态,使重金属化合价发生变化,改变重金属的稳定性。
微生物能氧化土壤中多种重金属元素,某些自养细菌如硫-铁杆菌类(Thiobacillus ferrobacillus)能氧化As、Cu、Mo 和 Fe 等,假单孢杆菌属(Pseudomonas)能使As、Fe 和Mn 等发生生物氧化,降低这些重金属元素的活性。
环境微生物论文《土壤重金属污染的微生物修复技术》

土壤重金属污染的微生物修复技术农业资源与环境111班罗赛云【1131240125】【摘要】土壤是农业生产的基础,是人类最基本的生产资料和劳动对象,也是人类世代相传的生存条件和生产条件,是我们的生命线。
然而,土壤污染已成为世界性问题,我国土壤污染总体形势也相当严峻;随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加,我国土壤重金属污染日益严重。
目前,土壤污染的修复方法中以生物修复效果较好,其中微生物修复在土壤污染净化、修复中显示出的作用越来越重要。
该文以土壤污染中的重金属污染为切入点,分析了我国土壤的重金属污染,综述了微生物修复土壤重金属污染的研究进展,讨论了微生物在土壤重金属污染修复中的前景。
【关键词】土壤重金属污染微生物修复原理微生物修复技术一.引言土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属加入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于其自然背景含量,并造成生态破坏和环境质量恶化的现象。
重金属不能为土壤微生物分解,而易于积累、转化为毒性更大的甲基化合物,甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积,严重危害人体健康。
根据农业部环保监测系统对全国24个省市,320个严重污染区约548万公顷土壤调查发现,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,对全国粮食调查发现,重金属Pb,Cd,Hg,As超标率占10%。
重金属污染物在土壤中移动性差,滞留时间长,大多数微生物不能使之降解。
并可经水,植物等介质最终危害人类健康。
二.土壤重金属污染状况污染土壤环境的重金属主要是指生物毒性显著的镉、汞、铅以及类金属砷,其次是指毒性一般的重金属铜、铬、镍、锌、钴、锡等,当前最引起人类关注的是汞、镉、铅、铬、砷等。
我国农田土壤重金属污染现象已经十分严重,近10%的耕地和多数城市近郊农田土壤都受到了不同程度的污染。
调查表明工矿企业的污水排放、污水灌溉、污泥、垃圾肥料、畜禽粪便以及化肥的大量使用是土壤重金属污染的来源。
重金属污染土壤的微生物修复技术

重金属污染土壤的微生物修复技术重金属是指密度大于5克/厘米³、原子质量较大、化学性质相对固定的金属元素,如汞、铅、镉等。
大量的重金属污染土壤会对环境和人类健康造成极大威胁。
土壤中的重金属主要来源于工业排放、农药、化肥和矿渣等,这些物质大多是全球性的污染源。
如何有效地治理重金属污染土壤是今天科学界的重要研究课题,微生物修复技术为解决该问题提供了一种新途径。
微生物是指细菌、真菌、原生动物、病毒等单细胞或多细胞的微小生物,它们具有分解、转化、去除重金属和筛选/激活细胞因子等功能。
微生物修复技术是指人类利用微生物的这些功能,通过生物化学途径处理、降解、转化或去除污染物质的一种方法。
针对重金属污染土壤,微生物修复技术主要有以下几种形式:一、植物-微生物协同修复技术植物-微生物协同修复技术是指将适应重金属污染的植物种植在污染土壤中,在根系部位添加特定微生物,协同修复重金属污染土壤。
植物的根系和微生物污染土壤中的重金属元素反应,将重金属元素吸收到植物根系中,再通过植物与微生物相互作用、去除或稳定重金属元素。
世界上已经有很多对植物-微生物协同修复技术进行的研究和应用,其中反应最为明显的是超微镉芥(Thlaspi caerulescens),它能够在高浓度重金属污染土壤中使其种子发芽和茎叶生长,并且吸收大量的重金属元素,植物根系产生的有机物可以使重金属元素发生还原,微生物则可促进这一作用。
二、生物富集污染物技术生物富集污染物技术是指通过微生物的代谢活动,选择有强化学亲和力的特定微生物,将其加入到污染土壤中,使其富集组成有机物的重金属元素。
微生物修复技术的富集作用可以大大提高重金属污染土壤中有机物的浓度,进而进一步降解重金属污染物。
目前,这种微生物修复技术已经在污染土壤中得到了广泛应用,其中一个例子就是使用硫氧化菌来消除羟基氯苯的污染。
三、模拟显微环境修复技术模拟显微环境修复技术是指将特定微生物加入到重金属污染土壤中,通过制造适于微生物呼吸代谢的氧气和微生物的饲料,形成模拟显微环境,创造一种抵御重金属污染的新生态。
重金属污染土壤修复技术
重金属污染土壤修复技术重金属污染土壤修复技术土壤重金属污染是指土壤中某些重金属元素如铅、镉、汞、铬等的含量超过了土壤环境背景值或土壤环境质量标准,导致土壤环境质量下降,生态系统功能受损,对人类健康和农业生产构成威胁。
随着工业化和城市化的快速发展,土壤重金属污染问题日益严重。
因此,研究和开发有效的重金属污染土壤修复技术具有重要意义。
一、重金属污染土壤修复技术概述重金属污染土壤修复技术是指通过物理、化学或生物等方法,将土壤中的重金属元素去除或稳定化,使其达到安全水平,以恢复土壤生态功能和农业生产能力。
这些技术可以根据其作用原理和应用方式的不同,大致分为物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。
1.1 物理修复技术物理修复技术主要包括土壤挖掘、土壤置换、土壤淋洗等方法。
这些方法通过物理作用将土壤中的重金属元素去除或迁移到其他介质中,从而达到修复土壤的目的。
物理修复技术的优点是处理速度快,效果明显,但缺点是成本高,且可能对土壤结构和生态环境造成破坏。
1.2 化学修复技术化学修复技术主要包括土壤固化稳定化、土壤化学淋洗、土壤氧化还原等方法。
这些方法通过化学反应将土壤中的重金属元素转化为低毒性或不溶性形态,从而降低其生物可利用性。
化学修复技术的优点是处理效果好,适用范围广,但缺点是可能产生二次污染,且成本较高。
1.3 生物修复技术生物修复技术主要包括植物修复、微生物修复等方法。
这些方法利用生物体的代谢作用,将土壤中的重金属元素吸收、转化或固定,从而达到修复土壤的目的。
生物修复技术的优点是环境友好,成本相对较低,但缺点是处理周期长,且受环境条件影响较大。
二、重金属污染土壤修复技术的应用重金属污染土壤修复技术的应用需要根据污染程度、土壤类型、气候条件等因素综合考虑,选择合适的修复技术或技术组合。
以下是一些常见的重金属污染土壤修复技术的应用案例。
2.1 物理修复技术的应用在一些重金属污染严重的城市工业区,土壤挖掘和置换是一种常用的修复方法。
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。
土壤重金属污染微生物修复技术简述
土壤重金属污染微生物修复技术简述文章从土壤重金属污染的现状入手,简要介绍了目前主要的土壤重金属污染修复技术,并对微生物修复技术的优缺点、特征、机理、研究方法及如何提高微生物修复技术的效率等方面进行了综述,为今后的土壤重金属污染微生物修复提供了参考。
标签:土壤;重金属污染;微生物修复技术引言随着科学技术的快速发展,重金属产品在社会中得到了广泛的应用,但由于重金属产品使用后的不当处理,导致重金属污染物不断进入环境中,污染物的数量不断累积,对人们赖以生存的环境造成了严重污染。
我们常见的重金属污染物主要有镉、铅、汞、镉、钡、银、铜、锌、镍等,这些重金属污染物不仅能在环境中能长时间滞留,而且难于降解、且毒性较大,能不断地通过水、土壤、大气等介质进入动植物体内,再由食物链进入人体,对人体健康造成极大地危害。
1 土壤重金属污染修复的方法目前,主要的土壤重金属污染修复技术有物理修复、化学修复和生物修复。
其中物理修复的方法有客土工程、电修复法、电热修复、热处理法和土壤淋洗法;化学修复的方法有土壤稳定化法、光催化降解法和改良法;生物修复的方法有植物修复、动物修复和微生物修复。
2 微生物修复技术的原理土壤重金属污染微生物修复技术是利用土壤环境中的微生物(如藻类、细菌、真菌等)对重金属污染物进行吸收、沉淀、氧化和还原等作用,来降低重金属在土壤中的毒性。
3 微生物修复技术的优缺点3.1 微生物修复技术的优点对比传统的物理、化学修复技术,运用生物修复技术对重金属污染的土壤进行修复,生成的产物不会破坏植物的生长环境,同时生物修复技术还具有成本低、效率高、不会产生二次污染、操作简单和适用范围广等特点。
对比微生物修复技术和动植物修复技术,微生物具有个体微小、比表面积大、繁殖快、代谢能力强、种类多、分布广、适应性强、容易培养等特点。
3.2 微生物修复技术的局限性微生物修复技术的局限性主要体现在以下几个方面:(1)微生物在遗传的过程中容易发生变异,稳定性较差,需要多次重复操作才能将土壤中重金属污染物去除干净。
《2024年我国农田土壤重金属污染现状·来源及修复技术研究综述》范文
《我国农田土壤重金属污染现状·来源及修复技术研究综述》篇一我国农田土壤重金属污染现状、来源及修复技术研究综述一、引言随着工业化和城市化的快速发展,我国农田土壤面临着日益严重的重金属污染问题。
重金属污染不仅影响土壤质量和生态环境,还会对农作物生长及人类健康造成潜在的危害。
因此,对我国农田土壤重金属污染的现状、来源及修复技术进行综述研究,具有重要的理论和实践意义。
二、我国农田土壤重金属污染现状我国农田土壤重金属污染问题日益严重,主要表现为土壤中镉、汞、铅、铬等重金属元素含量超标。
这些重金属元素主要来源于工业排放、农业活动、生活垃圾等。
由于历史原因和地域差异,我国不同地区的农田土壤重金属污染状况存在较大差异。
例如,某些老工业区由于长期接受工业“三废”的排放,农田土壤重金属污染尤为严重。
此外,由于缺乏有效的土壤环境保护措施,农田土壤重金属污染问题日益突出,已成为制约我国农业可持续发展的重要因素之一。
三、农田土壤重金属污染的来源农田土壤重金属污染的来源主要包括以下几个方面:1. 工业排放:工业生产过程中产生的废水、废气、废渣等含有大量重金属元素,这些污染物未经处理或处理不当直接排放到环境中,导致周边农田土壤重金属含量超标。
2. 农业活动:不合理的农业活动也是农田土壤重金属污染的重要来源。
例如,过量使用化肥、农药等农业投入品,以及不科学的灌溉方式等,都可能导致土壤中重金属元素含量升高。
3. 生活垃圾:城市生活垃圾中含有大量的重金属元素,这些垃圾若未经妥善处理而随意堆放或填埋,其中的重金属元素会通过雨水冲刷、地下水渗透等方式进入土壤,造成农田土壤重金属污染。
四、农田土壤重金属污染修复技术研究针对农田土壤重金属污染问题,国内外学者进行了大量的研究,提出了一系列修复技术。
这些技术主要包括物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术等。
1. 物理修复技术:物理修复技术主要包括排土换土、客土覆盖等。
这些技术通过将受污染的土壤移除或覆盖新土来降低土壤中重金属元素的含量。
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土壤重金属污染微生物修复技术简述
文章从土壤重金属污染的现状入手,简要介绍了目前主要的土壤重金属污染修复技术,并对微生物修复技术的优缺点、特征、机理、研究方法及如何提高微生物修复技术的效率等方面进行了综述,为今后的土壤重金属污染微生物修复提供了参考。
标签:土壤;重金属污染;微生物修复技术
引言
随着科学技术的快速发展,重金属产品在社会中得到了广泛的应用,但由于重金属产品使用后的不当处理,导致重金属污染物不断进入环境中,污染物的数量不断累积,对人们赖以生存的环境造成了严重污染。
我们常见的重金属污染物主要有镉、铅、汞、镉、钡、银、铜、锌、镍等,这些重金属污染物不仅能在环境中能长时间滞留,而且难于降解、且毒性较大,能不断地通过水、土壤、大气等介质进入动植物体内,再由食物链进入人体,对人体健康造成极大地危害。
1 土壤重金属污染修复的方法
目前,主要的土壤重金属污染修复技术有物理修复、化学修复和生物修复。
其中物理修复的方法有客土工程、电修复法、电热修复、热处理法和土壤淋洗法;化学修复的方法有土壤稳定化法、光催化降解法和改良法;生物修复的方法有植物修复、动物修复和微生物修复。
2 微生物修复技术的原理
土壤重金属污染微生物修复技术是利用土壤环境中的微生物(如藻类、细菌、真菌等)对重金属污染物进行吸收、沉淀、氧化和还原等作用,来降低重金属在土壤中的毒性。
3 微生物修复技术的优缺点
3.1 微生物修复技术的优点
对比传统的物理、化学修复技术,运用生物修复技术对重金属污染的土壤进行修复,生成的产物不会破坏植物的生长环境,同时生物修复技术还具有成本低、效率高、不会产生二次污染、操作简单和适用范围广等特点。
对比微生物修复技术和动植物修复技术,微生物具有个体微小、比表面积大、繁殖快、代谢能力强、种类多、分布广、适应性强、容易培养等特点。
3.2 微生物修复技术的局限性
微生物修复技术的局限性主要体现在以下几个方面:(1)微生物在遗传的过程中容易发生变异,稳定性较差,需要多次重复操作才能将土壤中重金属污染物去除干净。
(2)微生物对重金属污染物的吸附等作用具有一定的容量限制,也会和土壤中的土著菌株为生存展开激烈竞争。
(3)微生物对不同的环境其适应性有很大的差异。
4 微生物修复技术的方法
微生物对土壤重金属污染物活性的影响主要体现在以下几个方面:(1)溶解作用;(2)生物吸附作用;(3)氧化还原作用;(4)菌根真菌与土壤重金属的生物有效性影响。
4.1 微生物对重金属离子的溶解
该方法是指土壤中的微生物能够有效的利用营养和能源,在土壤滤沥过程中通过其自身的各种代谢活动不断产生多种低分子量的有机酸来络合并溶解重金属离子。
4.2 微生物对重金属离子的生物吸附
该方法是指微生物可通过其细胞表面所带的电荷吸附重金属离子,也可以通过微生物来主动吸收重金属离子来获取其生长所需的营养元素,从而不断地将土壤中的重金属离子富集在细胞表面或内部。
4.3 微生物对重金属离子的氧化还原
该方法是指微生物通过氧化还原作用在土壤中能使某些重金属元素的价态发生改变,而呈现出低价离子化合物,从而使土壤中重金属离子的溶解度加大,活性和毒性减低。
4.4 菌根真菌与土壤重金属的生物有效性影响
菌根真菌与植物根系共生作用能促进植物对营养养分的吸收和植物生长。
菌根真菌能借助代谢活动产生的有机酸来活化土壤中的重金属离子,并通过离子交换、分泌有机配体、激素等形式来间接作用,促进植物对重金属的吸收。
5 提高微生物修复技术效率的方法
5.1 生物刺激和生物强化
生物刺激法主体是土著菌,通过调节菌的生长环境促进菌在污染土壤中降解能力;生物强化法主体是人为投入有高效降解能力的菌或菌群,菌浓度可认为控制,降解能力强。
5.2 固定化微生物技术
该方法是通过某种载体将微生物固定,从而屏蔽外界不利因素和抑制土著菌与微生物恶性竞争的侵害,为土壤环境中微生物的生长提供了适宜的环境,提高对重金属污染物的降解率。
5.3 微生物-植物联用
该方法是利用微生物和植物的互利作用。
植物为微生物提供生存所需要的场所,通过转移氧气使根区的好氧作用能正常进行,而且根部区域产生的分泌物质能不断地刺激微生物的降解作用;同时微生物可将重金属污染物转换成植物可吸收利用的状态,从而不断减低了污染物的毒性。
5.4 电动-微生物联用
该方法是通过将电动修复技术和生物修复技术结合起来,利用电动效应来加速土壤污染环境中重金属污染物和微生物运动,不断地向土壤注入营养物质、活性微生物或利用电极反应、电流热效应为重金属污染物的降解创造条件。
6 结束语
随着土壤重金属污染问题的日益加重,我国今后必将在土壤重金属污染修复领域加大投入,而相比传统的物理、化学修复技术和动植物修复技术,微生物修复技术以其自身的优越性,也必将引起人们的高度重视,而目前仍然有许多问题有待解决。
例如微生物修复中菌株的筛选、土壤环境引起微生物的变异作用、微生物对土壤修复机理的研究、促进联合修复技术的效率、建立完善的重金属污染土壤修复指标体系等。
因此,我们只有在修复技术上不断地突破和创新,才能使土壤的重金属污染问题得到有效解决。
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作者简介:张博(1991,10-),男,硕士研究生,地质工程专业,主要研究方向为环境修复工程。