污染土壤的微生物修复研究进展

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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

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。

微生物在土壤污染修复中的应用研究

微生物在土壤污染修复中的应用研究

微生物在土壤污染修复中的应用研究土壤污染是目前全球所关注的一个重要环境问题,严重影响人类的健康和生态系统的稳定。

针对土壤污染修复的方法中,微生物修复技术因其高效、经济、环境友好等特点,成为了研究的热点。

本文将探讨微生物在土壤污染修复中的应用研究,并着重讨论其机制及存在的问题。

一、微生物修复技术的背景微生物修复技术利用微生物代谢能力和活动特性来恢复受污染土壤的功能。

与传统土壤修复技术相比,微生物修复技术具有更好的效果和可持续性。

在微生物修复过程中,微生物通过降解有机物、吸附重金属离子、还原酸性土壤等方式来修复受污染土壤。

二、微生物修复技术的应用领域微生物修复技术广泛应用于土壤重金属污染、有机污染和农药残留等领域。

在土壤重金属污染修复中,一些细菌和真菌能够将重金属离子还原成不易溶解的形态,从而减少其对环境的危害。

在有机污染修复中,微生物可以降解有机物,如石油烃类和农药等。

此外,微生物修复技术还可以应用于农业土壤改良和植物生长促进等领域。

三、微生物修复技术的机制微生物修复技术的机制复杂多样。

例如,菌根真菌通过与植物根系共生,提供对抗污染物的生物防御机制,增加土壤的保育能力。

此外,一些细菌和真菌能够分泌酶类,降解污染物为无害的物质。

微生物修复技术可以通过多种机制协同作用,有效减轻土壤污染导致的环境问题。

四、微生物修复技术的研究进展随着对土壤污染修复技术需求的增长,微生物修复技术得到了广泛的研究和应用。

研究者们通过筛选出具有高降解水平和耐受性的微生物菌株,并对其在土壤修复中的效果进行了评估。

此外,一些基因工程技术也被应用于微生物修复技术的研究中。

然而,目前微生物修复技术还存在一些问题,例如修复效果不稳定、修复周期较长和成本较高等。

五、微生物修复技术的前景尽管微生物修复技术仍然面临一些挑战和问题,但其在土壤污染修复中的应用前景依然广阔。

微生物修复技术具有独特的优势,如能适应多种环境、能够修复多种污染物等。

随着对环境保护需求的增长和新技术的发展,相信微生物修复技术将得到进一步的优化和改进。

微生物对土壤中的有机污染物的修复研究

微生物对土壤中的有机污染物的修复研究

微生物对土壤中的有机污染物的修复研究随着工业化和城市化的不断推进,土壤污染问题日益严重,其中有机污染物是主要的污染来源之一。

有机污染物的积累对土壤质量和生态环境造成了严重威胁,因此,寻找高效、经济且环境友好的修复方法成为当务之急。

微生物修复作为一种生物修复技术,在修复有机污染土壤中展示出巨大的潜力。

微生物具有较高的代谢能力和适应性,能够通过降解有机污染物将其转化为无害或低毒的物质,从而达到修复土壤的目的。

在微生物修复过程中,选择合适的微生物菌株是至关重要的。

一方面,微生物菌株应当具有对目标污染物具有高效降解能力的特性。

另一方面,菌株应当具有较高的适应性和生存能力,能够在复杂的土壤环境中生长繁殖。

当前研究表明,厌氧菌和好氧菌的联合应用能够提高修复效果。

厌氧菌可以在低氧环境中降解难降解的有机污染物,而好氧菌则更适合在氧气充足的环境中降解有机污染物。

除了微生物菌株的选择外,修复过程中的环境因素也是需要关注的。

土壤温度、土壤酸碱度、湿度以及氧气供应都会对微生物菌株的生长和代谢产生影响。

因此,在微生物修复过程中,需要对这些环境因素进行监测和调节,以确保微生物活动的最佳状态。

此外,多种修复技术的组合也是提高修复效果的重要手段。

例如,生物堆肥技术可以通过微生物分解有机污染物,同时还能促进土壤的肥力提高。

而植物修复技术则可以通过植物的吸收、转运和分解能力来修复土壤中的有机污染物。

通过综合运用这些修复技术,能够发挥各自的优势,以达到更好的修复效果。

此外,在微生物修复工程中需要对修复效果进行评估。

通常采用野外监测、室内模拟实验和分子生物学技术来评估修复效果和微生物的活性。

这些评估手段可以帮助研究人员监测修复过程中的微生物生长情况,监测有机污染物的降解程度,为修复工程提供科学依据。

综上所述,微生物修复是一种高效、经济且环境友好的有机污染物修复方法。

在微生物修复过程中,正确选择菌株、关注环境因素、采用多种修复技术的组合,并对修复效果进行评估,将能够取得卓越的修复效果,有助于解决土壤有机污染问题,保护生态环境的健康。

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

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。

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

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。

土壤污染治理技术研究与应用案例

土壤污染治理技术研究与应用案例

土壤污染治理技术研究与应用案例土壤污染是当前全球面临的重要环境问题之一,对人类健康和生态系统稳定造成了严重威胁。

为了解决土壤污染问题,科学家们不断探索和研究各种治理技术,并在实际应用中取得了一定的成果。

本文将介绍一些土壤污染治理技术的研究进展和应用案例。

一、生物修复技术生物修复技术是利用微生物、植物和动物等生物体的代谢活动来修复污染土壤的一种方法。

其中,微生物修复是一种常见的技术手段。

通过添加特定的微生物菌种,可以分解、转化或吸附土壤中的有害物质,从而降低土壤污染程度。

例如,国内某研究团队在某工业废弃场进行了微生物修复试验。

他们通过添加一种特殊的细菌,成功降解了土壤中的有机污染物,使土壤恢复了一定的生态功能。

二、物理修复技术物理修复技术主要是利用物理手段对土壤进行处理,以达到去除或减少污染物的目的。

常见的物理修复技术包括热解、超声波和电动力场等。

热解技术是通过加热土壤,使污染物蒸发或分解,从而达到治理的效果。

超声波技术则是利用超声波的震荡作用,使污染物颗粒分散,增加其与土壤颗粒的接触面积,加速污染物的迁移和分解。

电动力场技术则是利用电场的作用力,推动污染物的运移和迁移,达到去除的效果。

这些物理修复技术在实际应用中取得了一定的成效,为土壤污染治理提供了新的思路和方法。

三、化学修复技术化学修复技术是利用化学物质对土壤中的污染物进行处理的一种方法。

常见的化学修复技术包括化学氧化、还原和沉淀等。

化学氧化技术通过添加氧化剂,使污染物发生氧化反应,从而降解或转化为无害物质。

化学还原技术则是通过添加还原剂,使污染物发生还原反应,降低其毒性和迁移性。

化学沉淀技术则是通过添加沉淀剂,使污染物与沉淀剂发生反应,形成沉淀物,从而去除污染物。

这些化学修复技术在实际应用中被广泛使用,取得了一定的治理效果。

四、综合修复技术综合修复技术是将多种修复技术相结合,形成一套完整的治理方案,以提高治理效果。

例如,某地区的土壤受到重金属污染,研究人员采用了生物修复、物理修复和化学修复相结合的方法进行治理。

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

技术的发展前景广阔,但仍面临诸多挑 战。未来研究应深入探讨微生物修复机理,加强微生物与物理、化学等修复手段 的结合,同时注重开发高效、稳定的微生物修复技术,提高实际应用中的效果和 稳定性。此外,加强实验室与实际应用的衔接,开展更多工程实例验证,有助于 推动石油污染土壤微生物修复技术的实际应用与发展。
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。

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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
10个采样点采集到的样品为研究材料,以石油降解率为筛选依据,筛选了6株对石油烃有降解能力的细菌,降解特性分析表明,所筛选6株菌的烷烃降解率均在40%以上,多环芳烃降解率均在70%以上。

3污染土壤的微生物修复技术
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,即原位微生物修复和异位微生物修复。

3.1原位修复技术
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、生物强化法、土地耕作法等。

3.1.1生物通风法
生物通风法又称土壤曝气法,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力法。

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[6]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的稳定,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。

由于生物通风法需要打井,在选用此法时需要对污染场地进行考察。

杨乐巍等[7]通过测定现场土壤的空气有效渗透率,气-液相对渗透曲线,土壤平均含水量等参数来评价污染的土壤是否适合用生物通气法来进行修复。

张峰等[8]针对目前生物通风技术在国内外的研究进展,提出在现场应用研究以及描述生物通风过程的数学模型方面需要进一步的研究。

3.1.2生物强化法
生物强化法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。

生物强化法通常用来修复被油类污染的土壤,Grazyna A. Plaza等[9]发现加入从被石油污染的土壤中筛选出的菌种可以增加多环芳烃污染物的去除率。

现有研究表明改善微生物作用环境,如温度、营养元素、pH值、盐度等也可以加快污染物质的去除。

刘海华等[9]针对柴油污染土壤的生物修复问题,对具有降解柴油能力的微生物菌种进行了采集及驯化,并分别就底物浓度、温度及初始pH值对驯化后微生物菌种的柴油降解能力进行了相关实验研究,得到了微生物生长的最佳条件是温度为30℃、底物浓度为0.0015-0.003 μg/ml及pH 值等于7。

近年来,表面活性剂也越来越多地应用于被石油污染的土壤修复[10]。

3.1.3土地耕作法
土地耕作法也称农耕法,是以就地污染土壤作为接种物的好氧生物过程。

土地耕作法相比其他处理方法,如填埋、焚烧、洗脱等,有对土壤结构体破坏较小、实用有效等特点,应用范围较广。

一般情况下,土地耕作修复法只能适用于30cm 的耕层土壤,而对于30cm以下的土壤则用特殊的设备。

3.2异位修复技术
异位微生物修复是把污染土壤挖出,进行集中生物降解的方法,主要包括预制床法、堆制法及泥浆生物反应器法。

由于异位微生物修复的工程量十分巨大,其严重影响了修复技术的应用。

目前,国内预制床法和泥浆生物反应器法大多处于实验室研究阶段。

堆制法是利用传统的堆肥方法,将污染土壤与有机废弃物质(如木屑、秸稈、树叶等)、粪便等混合起来,使用机械或压气系统充氧,同时加入石灰以调节pH值,经过一段时间依靠堆肥过程中微生物作用来降解土壤中有机污染物。

国内外学者均在积极研究堆制修复的原理、工艺、条件、影响因素、降解效果等,并己将此工艺应用到污染土壤的修复。

黄丹莲等[11]采用接种白腐菌堆制法对模拟Pb污染土壤进行了生物修复,发现接种白腐菌堆制法能有效地修复Pb污染土壤,降低Pb的生物有效性,减小Pb对土壤微生物的抑制,改善土壤中微生物效应。

污染土壤经接种白腐菌堆制法修复后,土壤中Pb主要以残留态和铁锰氧化物结合态存在。

孙东平等[12]采用高效石油降解菌复合堆制法来处理2种油污土壤样品,结果表明这种堆制方式对油污土壤的修复作用十分明显,扣除其他因素的影响,生物修复的去除率分别为42.9%和44.3%。

4污染土壤的微生物修復展望
目前人们在微生物的筛选及降解条件优化、修复工艺研发等方面已经取得了一定的研究进展,但是还需进一步认识和解决在修复过程中出现的新现象和新问题,如污染物的土壤修复过程与生态/健康风险等。

今后我们需在以下几个方面展开深入研究:首先应建立与污染土壤修复相关标准,保证修复技术的公众认可与推广实施。

其次我们仍要继续筛选和驯化新的降解菌株,重点研究微生物降解机理,解析微生物降解污染物的基因结构、功能与调控机制,重组构建污染物降解关键酶和功能优化的基因工程菌等;进一步加强微生物修复的复合化或组合式修复技术研发。

最后我们要逐步将实验室范围的微生物修复应用到实际中。

参考文献
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