微生物对油污地石油的降解作用及影响因素

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环境微生物对石油污染的修复效果及其机制研究论文素材

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环境微生物对石油污染的修复效果及其机制研究论文素材引言:随着全球能源需求的增加,石油作为一种主要能源资源被广泛开采和利用。

然而,石油的开采、运输和加工过程中常常会导致环境污染。

石油污染对环境和生态系统的破坏是巨大的,因此石油污染的修复成为了一个重要的研究领域。

近年来,环境微生物修复石油污染逐渐受到关注,并取得了许多重要的研究进展。

本文将介绍环境微生物对石油污染的修复效果以及可能的机制。

一、环境微生物对石油污染的修复效果1. 微生物降解石油烃类物质石油污染主要包括多环芳烃(PAHs)、石油烃、酚类等有机物。

环境微生物通过分解和代谢这些有机物,将其转化为无害的底物和气体。

细菌、真菌和放线菌等微生物在这个过程中起到了关键作用。

一些细菌,如假单胞杆菌属、变形杆菌属等被证实具有良好的降解能力。

此外,真菌如白木霉属、革兰氏阳性菌等也被广泛应用于石油污染的修复中。

2. 微生物在污染源控制中的应用除了在石油污染的降解过程中起到作用外,环境微生物还可以通过控制污染源来减轻石油污染的影响。

例如,通过微生物修复技术减少或遏制石油泄漏,阻止其进一步扩散。

微生物阻挡系统和微生物固化剂是常用的应用方法。

3. 微生物对石油污染的生态修复生态修复是指通过调节微生物群落、植物和土壤等因素来恢复自然生态系统。

环境微生物在生态修复中起到重要的作用,通过改善土壤和水体环境来促进石油污染物的自然降解。

例如,通过引入有益微生物和植物来恢复石油污染土壤的生态功能,以实现石油污染的有效修复。

二、环境微生物修复石油污染的机制1. 微生物降解途径的调控环境微生物通过一系列酶的产生和调控来降解石油污染物。

例如,一些菌株通过表达脱氧酶、加氢酶、加氧酶等酶类来将石油烃类物质分解为可被微生物代谢的底物。

此外,微生物降解还受到温度、pH值、氧气浓度和营养物质等因素的影响。

2. 协同作用与相互作用环境微生物之间存在着复杂的协同作用和相互作用关系。

不同种类的微生物通过分泌代谢物、相互合作或竞争等方式,共同参与石油污染的修复过程。

石油好氧降解反应

石油好氧降解反应

石油好氧降解反应石油是一种重要的化石能源,但其泄漏和污染对环境造成严重的影响。

为了有效应对石油污染问题,研究人员致力于寻找环境友好、高效的治理方法。

好氧降解是一种石油降解的生物修复方法,它依赖于一系列微生物的参与,通过将石油分解成无害的产物,实现对污染物的降解和清理。

本文将深入探讨石油好氧降解的反应机理、影响因素以及在环境治理中的应用。

一、石油好氧降解的反应机理1.石油分解过程好氧降解是指在充氧环境中,微生物利用氧气作为电子受体,对石油中的有机污染物进行氧化降解的过程。

具体而言,微生物通过代谢途径,将石油中的有机化合物分解为水、二氧化碳和其他无害物质。

这个过程包括以下关键步骤:•利用氧化酶:微生物首先利用氧化酶将石油中的有机化合物氧化成含氧化合物,如醇、酮等。

•酮醇代谢途径:酮醇代谢途径是将氧化产物进一步降解为更简单的物质,最终生成水和二氧化碳。

2.微生物参与石油好氧降解的关键在于微生物的参与。

不同类型的微生物在降解过程中起到了不同的作用,包括细菌、真菌和藻类等。

它们具有各自特定的代谢途径和酶系统,通过协同作用实现对石油的降解。

3.酶的作用在好氧降解的过程中,多种酶发挥着关键作用。

氧化酶、过氧化物酶和羟基化酶等酶能够催化石油分子的氧化反应,将其转化为更容易降解的中间产物,为后续的代谢过程提供能量。

二、石油好氧降解的影响因素1.温度温度是影响好氧降解的重要因素。

一般而言,较高的温度有助于提高微生物的代谢速率,促进好氧降解的进行。

但过高的温度可能对微生物产生不利影响,因此需要在适宜的温度范围内操作。

2.湿度湿度直接影响着微生物的活性。

过低或过高的湿度都可能限制微生物的生长和代谢,影响好氧降解的效果。

适度的湿度有助于提供水分,维持微生物的正常功能。

3.PH值微生物对环境PH值非常敏感。

一般而言,微生物在中性或近中性的环境中活性较高,而在酸性或碱性环境中活性可能受到限制。

因此,维持适宜的PH 值对好氧降解的进行至关重要。

微生物在石油污染领域的应用与发展

微生物在石油污染领域的应用与发展

微生物在石油污染领域的应用与发展石油资源的开发和利用是现代社会经济发展的重要支撑,但是在石油开采、储运和加工过程中,也会产生大量的污染物,给环境和人类健康带来不良影响。

针对这种情况,一种新型的治理技术——微生物技术逐渐崭露头角,并在不断发展中取得越来越大的成功。

一、微生物治理石油污染的原理及优势微生物治理石油污染是利用微生物在石油环境中的生长、代谢和变化作用,将有害石油污染物转化为无害物质,从而降低石油污染物对环境的危害。

而且微生物治理具有用微量化学试剂进行治理所无法实现的一些优势:1.可降解性强:微生物能够通过吸附、降解、转化等方式对不同种类和类别的石油污染物进行处理,具有较强的降解能力。

2.节省成本:对于基于化学治理技术的石油污染治理方法而言,高昂的化学试剂价格和昂贵的设备运行费用往往使得大面积污染场地的治理经济成本过高,而微生物治理技术不仅设备成本相对低廉,而且不会产生二次污染。

3.其效果稳定性好:微生物在原有环境中生长繁殖适应性强,且适用范围广,不易受环境污染物和气候等因素的影响,与环境长久稳定关系良好。

二、微生物治理技术的种类常用的微生物治理技术主要包括:1. 生物增强法:该方法基于引入特定微生物菌株,加速石油污染环境中污染物的降解。

生物增强法的优势体现在其增加污染物降解速度,提高生物活性,减少了建设期和维护成本等多个方面。

2. 生物修复法:该方法基于引入一定的菌群,使生物群落达到生态功能的恢复水平。

生物修复法通过创造优势微生物,最终达到生物群落再生、重新构建健康的环境的效果。

3. 生物吸附法:与化学吸附法相似,该方法通过微生物生命活动产生或者自身细胞表面含有特定化学基团,实现对石油污染物的吸附、去除和转化等处理。

三、微生物治理技术的应用前景当前,微生物治理技术在石油污染治理领域得到了广泛应用,并且不断发展壮大。

1、在石油勘探开采阶段,可以通过降低或消除石油污染物的深入渗透,保护生物活动区域的生态改善,增强石油采集井的产能,让石油勘探更加安全和可靠。

微生物对环境污染物降解的作用与机制

微生物对环境污染物降解的作用与机制

微生物对环境污染物降解的作用与机制近年来,随着环境污染问题日益严重,寻找有效的污染物降解方法成为了一项紧迫的任务。

在这些寻找过程中,微生物降解技术得到了广泛的关注。

微生物具有独特的降解能力和机制,能够有效地降解各种有机和无机污染物。

本文将重点探讨微生物在环境污染物降解中的作用与机制。

一、微生物在有机污染物降解中的作用与机制有机污染物是目前环境中的主要污染源之一,如石油烃类、农药、有机溶剂等。

微生物在有机污染物降解中发挥着不可替代的作用。

首先,微生物能够利用有机污染物作为能源和碳源,通过代谢途径将其分解为无害物质。

其次,微生物具有多样的降解酶系统,如氧化酶、脱氢酶等,能够有效地催化有机污染物的降解反应。

此外,微生物还能够通过生物合成新的酶和代谢产物,进一步促进有机污染物的降解过程。

以石油烃类为例,微生物降解是其最主要的自然去除方式之一。

石油烃类污染物可以被微生物降解为二氧化碳和水,并释放出能量以供微生物生长。

这一过程主要依赖于微生物产生的酶系统,如脱氢酶和氧化酶等,能够将石油烃类分解为更小的分子,并最终降解为无害物质。

同时,微生物还能够通过生物膜等特殊结构的形成,在抑制外界影响下,提高降解效率。

二、微生物在无机污染物降解中的作用与机制除了有机污染物,无机污染物(如重金属离子、氮、磷等)也给环境带来了严重的污染。

微生物在无机污染物的降解中同样发挥着重要作用。

首先,部分微生物能够利用无机污染物为能源,并将其还原为无害的形态。

其次,微生物能够通过螯合、沉淀等作用,将无机污染物从环境中去除。

此外,微生物还能够通过菌体表面的吸附作用,将无机污染物固定在细胞表面,从而达到去除的目的。

以重金属离子为例,微生物降解是目前重金属污染修复技术中的重要手段之一。

一些特殊的微生物具有对重金属离子高度选择性的吸附能力,在根际微生物和土壤微生物的共生作用下,可以有效地抑制重金属离子的固溶转化并减少其毒性。

此外,一些微生物还具有还原重金属离子的能力,通过还原反应将重金属离子转化为不溶于水的沉淀物。

微生物与石油污染治理

微生物与石油污染治理

能降解石油的菌的代表
1、烃降解菌:可通过自身代谢作 用产生分解酶,裂解重质烃类和石 蜡;还可代谢产生表面活性剂等 有利于驱油的产物。
2、发酵菌:具有热稳定酶的 工业潜力。由于大多数油田具 有高温特征,分离到的嗜热发 酵菌比嗜温发酵菌要多得多。
代表性菌株有微球 菌 、节杆菌 、红 球菌 和盐杆菌等
2、生物泥浆法
将污染土壤和液体混合起来形 成泥浆,引入反应器进行处理
微生物治理石油污染研究进展分析
最初研究较多的主要是微生物对有机 污染物的好氧降解,但由于一般的好 氧降解对四环以上PAHs 的降解效果 不显著,部分研究者提出了微生物的 厌氧降解和共代谢处理等修复方法,
且逐渐成为该领域的研究重点。
微生物治理石油污染的展望
随石油工业的发展,石油污染不断扩大。 对于石油污染的治理应更多地采用低成 本、无污染、高效率的生物治理技术。
在石油污染的治理过程中,一方面要进一步完善生物 修复技术;另一方面,要注意传统方法与微生物修复 方法相结合,使环境修复过程成为一个有机整体。
Thanks!
石油污染物微生物降解的具体措施
A
原位生物修复法
投菌法
生物培养法
生物通气法
B
异位生物修复法
土壤堆腐法
生物泥浆法
原位生物修复法
N、P等营 养成分、 氧、H2O2
外源的污 染降解菌
1、投菌法
空气
微生物所 2、生物培养法
需要的营 养物质
挥发性的有
毒有机物 3、生物通气法
异位生物修复法
1、土壤堆肥法
将污染物与一些容易分解的 有机物混合在一起,并加入 N、P等其他无机营养物质
代表菌有乙酰乙基 拟盐杆菌,

原油生物降解的控制因素及表征参数

原油生物降解的控制因素及表征参数

原油生物降解的控制因素及表征参数原油是一种重要的化石能源资源,但是原油的泄漏和污染给环境带来了严重的影响。

由于原油在自然界中分布广泛,原油生物降解已成为修复原油污染环境的主要手段之一。

原油生物降解的效果受到许多因素的影响,需要针对性地进行控制和表征。

本文将重点探讨原油生物降解的控制因素及表征参数。

一、控制因素1. 温度温度是影响原油生物降解的重要因素之一。

适宜的温度可以促进微生物的代谢活动和降解酶的产生,从而加速原油的降解速度。

较高的温度有利于提高降解速率,但是过高的温度可能会破坏一些微生物的细胞结构,影响降解效果。

在实际应用中需要根据环境条件选择合适的降解温度。

2. 湿度湿度是影响微生物降解活性的关键因素。

适度的湿度有利于微生物的生长和代谢,提高降解效率。

但是过高或过低的湿度都会对微生物降解活性造成负面影响,因此需要在实际应用中进行合理调控。

3. 氧气氧气是微生物降解原油的必需物质。

足够的氧气可以促进微生物的代谢活动,从而提高降解效率。

缺氧环境下微生物的降解效率会受到限制,甚至会导致产生大量有害物质,因此需要保证降解环境中的氧气供应充足。

4. 微生物菌种微生物菌种是影响原油生物降解效果的关键因素。

不同的微生物对原油的降解能力不同,选择适宜的微生物菌种是保证降解效果的关键。

常见的原油降解菌种有假单胞菌、石油芽孢杆菌、泥土芽孢杆菌等,可以根据具体污染情况选择合适的菌种进行应用。

二、表征参数1. 降解速率降解速率是评价微生物降解效果的重要参数之一。

通过监测原油降解的速率可以评估不同菌种、不同环境条件下降解效果的好坏,从而为实际应用提供参考依据。

2. 生物量微生物的生物量是影响降解效率的重要参数之一。

通过监测降解环境中微生物的生物量可以了解微生物的生长状况,评估降解效果的好坏,并根据需要进行微生物的添加或调控。

3. 降解产物降解产物是评价降解效果的重要标志之一。

通过分析降解产物可以了解降解过程中有机物的降解情况,评估降解效果的好坏,并对降解产物进行合理的处置。

微生物在油污处理中的应用

微生物在油污处理中的应用

微生物在油污处理中的应用随着工业化的进步和人类活动的增加,油污污染问题日益突出。

石油和其它石油衍生物泄漏或释放到土壤和水体中,不仅对环境造成了危害,还对生态系统和人类健康产生了严重影响。

为了解决这一难题,科学家们逐渐发现微生物在油污处理中发挥重要作用。

本文将介绍微生物在油污处理中的应用技术以及相关研究进展。

1. 微生物降解油污的机制微生物降解油污的机制主要包括生物降解和生物转化两个方面。

其中,生物降解是指微生物通过吸附、胞外酶分解和胞内代谢等途径,将油污中的化合物转化为无害物质。

而生物转化则是指通过微生物代谢产物的进一步代谢,将油污中的有机物转化为二氧化碳和水等无害物质。

2. 微生物在土壤中的应用微生物在土壤中应用于油污处理的方法主要包括生物增强、生物堆肥和生物富集等。

生物增强是指向土壤中添加适当数量的特定微生物菌剂,通过增加降解菌的数量,加速油污的降解速度。

生物堆肥则是指将油污与堆肥材料混合,通过微生物的代谢作用,将油污中的有机物降解分解为肥料。

生物富集则是通过选择适应性强的菌株,培养它们在含油土壤中大量繁殖,从而增加土壤降解能力。

3. 微生物在水体中的应用微生物在水体中的应用主要包括生物吸附和生物降解两个方面。

生物吸附是指微生物通过对油污中的造污物质进行吸附作用,将其从水体中去除。

生物降解则是通过微生物酶的作用,分解油污中的有机物质为无害物质,从而净化水体。

4. 微生物在工业中的应用微生物在工业中的应用主要体现在两个方面:生物修复和生物处理。

生物修复是指利用微生物来修复或恢复受到油污污染的环境,如土壤、水体和废弃物等。

生物处理则是指利用微生物来处理废弃物和污水,将其中的油污降解分解为无害物质,以实现资源的回收和环境的保护。

5. 微生物在油污处理中的进展与挑战虽然微生物在油污处理中表现出良好的应用前景,但在实际应用过程中仍然存在一些挑战。

首先,微生物降解油污的速度和效率还有待进一步提高。

其次,微生物菌剂的选取和培养技术需要更加精细化和标准化。

微生物在地下油污染修复中的应用研究

微生物在地下油污染修复中的应用研究

微生物在地下油污染修复中的应用研究地下油污染是当前环境保护领域的一大难题,给人们的生活和自然环境带来了巨大的风险和威胁。

传统的土壤修复方法需要大量的人力和物力成本,并且可能导致二次污染。

而微生物技术作为一种新兴的修复方法,具有操作简便、经济高效、无二次污染等优点,在地下油污染修复中得到了广泛的应用和研究。

一、微生物在地下油污染修复中的作用机制微生物在地下油污染修复中起到了至关重要的作用。

首先,微生物能够利用油污染物做为能源和有机碳的来源,在生长过程中降低了有机污染物的浓度。

其次,一些微生物具有产生代谢产物或酶的能力,可以将油污染物转化为无毒或低毒的物质。

最后,微生物还能够与油污染物相互作用,降低其迁移和转化的速度,减少对环境的危害。

二、微生物修复技术常见的应用方式微生物修复技术可以通过不同的方式应用于地下油污染的修复中。

常见的应用方式包括:1. 原位生物修复:将适量的微生物直接喷洒或注入到受污染土壤或地下水中,利用微生物的降解能力来修复油污染物。

2. 通气生物堆场技术:通过在受污染土壤表面通入空气,促进微生物的生长和活性,加速油污染物的降解。

3. 生物增强生物修复:在原位生物修复的基础上,添加外源营养物质和微生物菌剂,增强微生物的降解能力。

4. 封闭式生物反应器:将污染土壤或地下水与微生物菌群隔绝开来,构建封闭的生物反应器进行修复。

三、微生物修复技术的应用案例微生物修复技术在地下油污染修复中已经取得了一定的成果。

以某石油化工厂的地下油污染修复为例,通过将具有降解石油烃的微生物菌种注入到受污染区域,经过一段时间的修复,石油烃的浓度有了明显的降低,地下水的质量也得到了有效的改善。

四、微生物修复技术面临的挑战和发展方向虽然微生物修复技术在地下油污染修复中有着广阔的应用前景,但仍然面临一些挑战和问题。

首先,微生物修复的效果不稳定,往往受到环境因素的影响。

其次,修复周期较长,需要耐心和持续的投入。

此外,微生物修复技术在大规模应用方面仍然存在一定的难度和挑战。

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微生物对油污地石油的降解作用及影响因素作者:于洋邹莉孙婷婷郭静张国权任清政唐庆明来源:《安徽农业科学》2014年第16期摘要生物降解有机物可能成为净化土壤和水资源的一种有效方式。

生物降解手段的成本与焚化、贮存或土壤清洗相比要低。

重点探讨了微生物对油污地石油降解的机理,分析了影响微生物降解的相关因素,包括营养物质和化合物、氧气、水、温度、核酸等,还探讨了油污地降解过程中植物的作用及生物降解微生物的作用,以期为油污地的治理提供基础理论依据。

关键词油污地;土壤微生物;石油降解;非生物因子中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)16-05198-03生物修复(Bioremediation)又称为生物恢复,是指利用生物特别是微生物的代谢潜能消除或减少污染地区有害物质浓度的技术。

石油是一种含有多种烃类(正烷烃、支链烷烃、芳烃、脂环烃)及少量其他有机物(硫化物、氮化物、烷烃酸类等)的复杂混合物,石油类物质主要污染土壤及其土壤环境,并且随着人们对石油及其产品需求的增加,石油对土壤污染的情况逐年严重。

同其他环境介质与污染物类型相比,土壤同石油污染物之间具有更强的亲和能力,增加了降解的难度和费用。

所以,要通过生物因素降解石油、改善石油这种顽固性必须考虑诸多因素,如表面活性剂、营养物质和化合物、氧气、水、温度、核酸、植物的作用、生物降解微生物等。

近些年,有关生物降解石油的研究资料越来越多,如在低温的南北极和高山地区石油烃的多种成分的生物降解已被报道,且被认为是当地适寒微生物降解的结果。

由于研究涉及到植物、土壤微生物的各种生理生化功能,因此受到人们的关注,已成为研究的热点。

该研究就此领域内的研究进展加以归纳,以期在未来的研究中提供借鉴。

1 土壤微生物对油污地的降解作用土壤微生物在土壤生态系统中扮演着重要的角色。

主要表现为,土壤微生物分别特征及群落结构影响着土壤肥力及健康状况,在土壤的物质循环、能量循环、生物转化等方面有着不可替代的作用。

它们参与的主要的生态化学过程包括:土壤中动植物残体的分解、污染物及大分子化合物的降解、化学元素的转化及土壤养分的循环等。

在油污地土壤中土壤微生物作为分解者在油污地土壤的修复中已经得到广泛的应用。

2 影响土壤微生物降解的非生物因子的作用2.1 营养物质和化合物氮磷等营养元素是微生物生长不可缺少的,尤其是海水中氮和磷是限制微生物降解烃类的最重要因素[1]。

Atlas[2]、Leahy等[3]认为微生物降解多环芳香烃主要受限于两种因素,这两种因素常常导致生物降解效率低于期望值。

一个因素在于化合物生物可利用率低,另一个是生物降解污染土壤的因素是氮和磷的利用,这是增加微生物菌落的大小所必需的。

他们还认为细胞菌落结构的变化既取决于生物的降解过程同时又取决于营养成分的添加。

氮磷溶液作为营养元素能够被植物的根表面所吸收,在根部深层区域能够有效地提高养分的运输、激活降解石油的微生物,并且提供微生物到土壤微孔的通道[4]。

基于这些机理,在还原性营养物质条件及7 ℃下,受燃料污染的极地土壤中最广泛的多环芳香烃的降解可达到39%[5]。

由于营养物质是十分容易溶于水的,又可作为电子受体,因此,找到这样一个降解石油烃的微生物群落就成为可能,只要它在接连涨落潮之间的沼泽处,能接触到石油且检测其周围有相当浓度的硫酸盐[6]。

如果减少营养物质的使用,那么会使植物降解烃所获益的效果失效[7]。

但是,营养物质的添加必须做到适时,否则,营养物质的添加在有机物(多环芳香烃和石油烃)降解的晚期反而起到了副作用[8]。

2.2 氧气及水富集群落的成分组成可能受氧气的影响且比温度、接种生物降解微生物的影响要大。

研究发现在干燥的土壤中,石油烃的浓度并没有减少;因此研究者们认为含水量和有氧呼吸是土壤生物降解的主要原因,同时坚持含水量和通风的良好程度是多环芳香烃降解的关键因素[9]。

总的来说,在短期内,合理地保持湿度被认为比增加植物扎根深度效果好;在长期降解石油污染土壤的这方面,不同的灌溉方式起到了不同的灌溉效果,不同的灌溉深度有助于衡量用水和营养物的灌溉深度。

对于灌溉深度,频繁地、少量地灌溉水和融入其中的养分除可灌溉土壤次表面外,在促进石油烃污染的降解过程中也起着十分重要的作用[10]。

在植物根系的生长过程中,石油烃的降解和灌溉的水平要保持一致,合理的地下灌溉比地表灌溉更为有效[11]。

不同的电子受体在无氧降解有机物的过程中可与氧气发生交换作用。

在含硫酸盐污染地区,硫酸盐可作为最终的电子受体,在生物降解中起到积极的作用。

硫酸盐的还原导致培养基上硫酸根的富集,这种现象致使芳香烃的降解受阻。

其他向微生物提供电子的有机化合物(如丙酮、脂肪酸、葡萄糖等)的存在也抑制甲苯和氧化二甲苯的生物降解且这些化合物在一定浓度下可造成对微生物的毒害。

使用表面活性剂有助于对亲水性差的污染物质的降解。

烷烃、芳香烃、多环芳烃是石油的重要组分,这类物质的水溶性较低且难被微生物降解。

一些降解石油的微生物能产生表面活性物质,使这些烃类乳化从而促进细胞吸收[12]。

使用生物表面活性剂可增加多环芳烃的溶解度但这对微生物是有害的。

2.3 温度(低温)低温主要影响不易溶的大分子多环芳烃的降解。

在有氧条件下,低温严格地限制多环芳烃的生物降解。

多环芳烃的降解和脱氮作用在低温条件中联系紧密,但这种降解仅限于萘、2.甲基萘。

Risgaard等在试验中发现生物降解90 d后,20 ℃有氧培养基从20%到52%至88%的多环芳烃被降解;在7 ℃、有氧条件下,石油污染土壤中最广泛的多环芳烃的降解达到53%;各种土质的培养基降解萘和2-甲基萘的温度条件都在7 ℃[13]。

事实说明,低温制约多环芳烃的生物降解,主要是通过影响多环芳烃生物利用率的作用效果。

从微生物角度来讲,石油烃在低温环境中(包括高山环境)的生物降解是本地适寒微生物能够降解污染物的结果[14]。

2.4 核酸最近的研究表明,有7种基因型的表达参与n.链烷或其他碳氢化合物的降解(alkB, alkB1, alkB2,xylE,ndoB,nidA, alkM),许多这样的基因在质粒上携带,它们在污染物中被检测为一个相当高的比例,远远高于普通的土壤,说明这些生物机体富集在土壤中来寻找污染物[15]。

研究者们还发现污染的程度与基因型的数量呈相当显著的正相关;有机质含量与石油烃的含量部分相关,与土壤干燥质量水平呈相当程度的负相关;石油烃的含量和从革兰氏阳性菌提取的基因类型( alkB1,alkB2,nidA)没有太多的相关性[16]。

另外,异化基因编码的烷烃单氧酶(alkB)、萘的双加氧酶和苯磷二酚.2,3.双加氧酶,它们被用来估计细胞中参加石油烃降解的表达数[17]。

因此,降解系统降解长期存在的石油烃的本质,就是通过增加细胞内烷基异化基因的数量来实现的。

不同的土壤中处于优势地位的群落几乎都包含16S rRNA的部分片段,但从未出现包含相同核酸基因间隔的情况。

此外,尚未探明在一般土壤加工细胞群落中16S核酸DNA成分的变化,但存在针对特定植物带有选择性的效果,这种效果是作用在特异性异化基因的表达[18]。

3 植物的作用植物在水体和土壤生物修复中也可起到重要的作用。

植物可直接吸收污染物质,通过转化和输送,以非植物性毒素的形式进行积累。

另一方面,植物通过向土壤中分泌营养物质(单糖、氨基酸、脂肪族化合物、芳香烃等)和酶以及传递氧气到根部来刺激根系周围微生物生长,并改变土壤的生化活性,从而加速土壤的生物修复作用。

植物对石油高污染淤泥所发挥的修补作用可作为植物灌溉、施肥深度的依据,并且植物影响下的加工细胞对十六烷和菲的矿化比无植物状态下处理的效果好。

然而,不是所有的植物都能参与降解污染土壤中的石油烃。

例如,酥油草(Festuca arundinacea)能有效地加强基因(ndoB, alkB, xylE)的表达;对比之下,苜蓿(Trifolium hirtum)在根际土壤中就减少了分解基因的表达和萘的矿化的程度。

但对苜蓿的研究又同时发现,植物特殊性相互作用在植物降解过程中是重要的[19]。

植物对微生物多样性的影响基于土壤的营养状态和土生微生物群落。

进一步说明,植物的存在能够有效改善土壤的物理结构并增加微生物群落数量。

通过改变功能微生物群落的成分,植物降解系统有效地增强了根际土壤的异化潜力。

这种改变并未证实与16S DNA有关,而是与降解石油烃的特殊功能基因类型有关。

高等植物降解石油污染地主要受两个因素的制约:植物扎根的程度以及在发生生物修补过程中微生物寄宿点营养的分布。

在植物根的作用下,石油等有机物的降解得到进一步的增强,这是因为微生物的新陈代谢和根际联合代谢污染物的水平都得到了提高的结果。

4 生物降解微生物的作用生物降解微生物的作用是处理因芳香烃污染的水体在地上和地下都可进行的无氧和有氧作用。

由于这类微生物长期适应污染的环境并做出了相应的反应,致使它防御外界环境的机制得到了进化,从而使其能够在这种不良的条件下生存。

在寒冷地带只要周围的温度符合它生长的温度域,适寒微生物就能发挥其降解烃的作用;在路栖和水生生态环境中,微生物在多环芳烃的降解中充当着极其重要的角色[20]。

早期降解过程中,从土壤中接种的生物群落结构与用营养素激活的土壤中的结构十分相近,这期间同时出现了最大降解率。

因此,土生土长的菌落改变了接种菌落的独立性。

晚期降解过程中,大部分降解多环芳烃微生物和石油烃的降解率有着联系,尤其是存在更多不易降解多环芳烃这样的条件下。

有科学家认为在根际或一般性土壤中,有两种机制可提升异化作用的效果:一种是通过增强诸多微生物的活力来提高异化作用的活力;第二种就是因根际效应增加微生物数量的同时迅速扩增特定微生物的群落。

如果这种说法成立,那么污染降解的细胞群落和土壤降解污染物的潜力在植物降解的过程中明显增加。

对长时间的适应能力,最重要的因素可能在于存在少量活跃的微生物,它们最初是生活在沉积层中,在这种活跃的微生物群体中,因其分布的不同存在着异质性。

通过对核酸的基因间隔分析,发现富集导致一部分细胞群落占据支配地位,如Acidovorax、Bordetella、Pseudomonas、Sphingomonas、Variovorax 5个属。

嗜温的多环芳烃降解者在土壤中相当广泛地存在。

相反地,耐寒的多环芳烃降解者的分布并不广泛,它们需要长时间去富集。

木馏油污染的土壤中革兰氏阴性菌在生物降解过程中占据主导地位。

而且,众多类型的细胞之间产生相互作用,这种作用的机制是复杂的。

并且存在一种媒介环境,它存在于生物修复的过程中,能够影响微生物菌落的降解能力。

说明在对微生物菌落的改变方面,生物降解的过程充当极其重要的选择因素。

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