微生物处理重金属污染
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。
利用微生物降解重金属污染物的研究

利用微生物降解重金属污染物的研究在当今社会中,环境污染问题已经成为人们普遍关注的话题。
其中,重金属污染被认为是严重危害环境和人类健康的问题之一。
然而,通过研究发现,微生物在降解重金属污染物方面具有巨大的潜力。
本文将探讨利用微生物降解重金属污染物的研究进展,以及其在环境治理中的应用前景。
一、微生物降解重金属污染物的原理微生物对重金属污染物的降解主要依赖于其代谢活性和抗重金属能力。
微生物在代谢途径中会利用金属离子作为能源或电子受体,通过与金属之间的相互作用进行还原或氧化反应,将重金属离子还原为其原始形态或将其转化为无毒的物质。
此外,微生物还通过细胞表面的吸附作用或胞内金属沉积等方式来抑制重金属离子的毒性。
二、已知的微生物降解重金属污染物能力微生物降解重金属污染物的能力在不同的微生物菌株中存在差异。
以耐重金属微生物为例,硫酸还原菌属可将重金属离子以硫化物形式沉淀,降低其毒性。
而某些细菌则能够利用重金属离子作为电子受体,通过还原反应将其还原为无毒物质。
此外,一些真菌和藻类也被发现具有对重金属污染物较高的耐受能力和降解能力。
三、微生物降解重金属污染物的影响因素微生物降解重金属污染物的效果受到许多因素的影响。
其中,环境因素如重金属浓度、pH值、温度等对微生物活性和降解效果具有重要影响。
此外,微生物菌株的选择和培养条件对降解效果也起着至关重要的作用。
因此,在利用微生物降解重金属污染物时,需要综合考虑这些影响因素,优化实验条件,以提高降解效果。
四、微生物降解重金属污染物的应用前景利用微生物降解重金属污染物在环境治理中具有广阔的应用前景。
首先,微生物降解具有效果明显、成本低廉的特点,相较于传统的物理化学处理方法更加可行。
其次,微生物降解还能在原地进行,避免了在处理过程中产生的二次污染问题。
此外,微生物降解技术还可以与其他环境治理技术相结合,形成综合治理的方案。
综上所述,微生物降解重金属污染物是一种有效的环境治理技术。
微生物对环境中重金属的吸附及生物降解

微生物对环境中重金属的吸附及生物降解在我们生活的环境中,很多地方都存在重金属等有害物质的污染,导致土壤、水体等环境受到严重影响,甚至危及人类健康。
然而,我们会发现,一些微生物却具备对这些有害物质的吸附和降解能力,这成为了环境治理领域的一项重要研究方向。
一、微生物在重金属吸附方面的应用重金属的吸附过程是指重金属离子与吸附材料(如土壤、纳米纤维素等)间的吸附作用,而微生物则是这种吸附材料的一种,在重金属污染环境治理中也被广泛运用。
在微生物的体内,有一些微生物菌株已经被证明具备吸附重金属的能力,例如铜绿假单胞菌、重链菌等。
它们通过吸附重金属离子,将它们从环境中移除,从而达到治理环境污染的目的。
除了这些细菌外,还有一些微生物可以利用其特殊的结构吸附重金属,例如藻类等,它们通过细胞壁对重金属的吸附能力较强,被广泛运用于水体环境中的治理。
此外,还有一些微生物可以在某些环境条件下产生某种化学物质,使重金属产生沉淀作用,达到环境治理的效果。
二、微生物在重金属生物降解方面的应用除了吸附,微生物还具备对重金属的生物降解功能,这是指微生物通过其酶的作用,将重金属离子转化为可吸附或可溶性的物质,减少重金属对环境的危害,促进环境治理的效果。
目前,已经发现了一些微生物可以在自然环境中生长,同时还能进行重金属的生物降解。
例如一些能产生硫酸的细菌,可以加速重金属的溶解和转化,从而起到生物去除污染的作用。
另外,一些外泌物(extracellular compounds)也能促进重金属的生物降解。
这些物质包括胞外聚合物、蛋白质、多糖等,在微生物生命周期的不同阶段产生,能够吸附排放到环境中的重金属,并通过生物降解降低其危害程度。
三、微生物在环境治理方面的前景微生物在环境治理方面的应用前景非常广阔。
随着环境污染问题日益严峻,人类需要更为有效的治理方法,而微生物治理则成为了一种越来越受到重视的方法。
与传统的物理化学处理方法相比,微生物治理在技术、成本和效果方面具备很大的优势。
微生物技术在重金属污染物处理中的应用

微生物技术在重金属污染物处理中的应用重金属污染已成为世界上一个严重的环境问题。
高浓度的重金属污染物能够对人体和环境造成严重的损害,如癌症、贫血、肝脏和肾脏疾病等。
因此,开发一种有效的处理重金属污染的方法是至关重要的。
微生物技术作为一种绿色环境保护技术,近年来逐渐受到人们的重视。
在重金属污染物处理中,微生物技术起到了重要作用。
微生物技术在重金属污染物处理中的原理微生物技术处理重金属污染物的原理是利用微生物的多样性和代谢机制来转化和去除重金属污染物。
通常,微生物处理重金属污染物主要分为氧化还原、螯合、共沉淀、吸附和微生物群落重建等过程。
首先,微生物通过氧化还原反应将重金属污染物从无机态转化为无毒的有机物。
举例说,硫酸还原菌能够利用有机物还原硫酸盐,产生硫化物沉淀物,使污染物形成不溶性沉淀物,从而有效去除重金属污染物。
其次,一些微生物能够分泌螯合剂,以吸附重金属离子,使其进入微生物体内。
同时,通过螯合阴离子、阳离子和有机酸等重金属离子,能够有效地降低重金属的毒性。
再者,微生物整合和共沉淀作用是通过微生物的吸附、沉积和共沉淀作用来去除重金属污染物。
微生物从水中吸收并沉积重金属污染物,导致其沉淀,从而达到去污效果。
最后,微生物群落重建是微生物技术在重金属污染物处理中的另一种方法。
通过选择适合的微生物菌株调节和优化微生物群落,加速微生物的代谢、吸附和转化重金属离子,有效去除重金属污染物。
微生物技术在重金属污染物处理中有广泛的应用。
下面系统地分析几种典型应用。
1. 生物富集技术生物富集技术是利用微生物对重金属的吸附、浓缩、沉积和螯合作用,采用生物工程手段和化学分析技术完善技术开发和利用的方法。
分离和富集重金属污染物。
生物富集技术的基本思想是利用微生物作用对污染水体中的重金属进行富集,达到有效去除污染的目的。
2. 微生物修复技术微生物修复技术是将特定的微生物根据处理污染负荷量和处理污染负荷时间来选定并品种,以去除污染物,达到污染物显著减少的目的。
微生物降解技术处理重金属污染废水的研究

微生物降解技术处理重金属污染废水的研究一、引言随着工业化进程的加速,大量的重金属污染物被排放到环境中,给生态环境和人类健康带来了严重威胁。
传统的重金属废水处理方法通常采用物理化学方法,但存在着成本高、副产物多、处理效果差等问题。
近年来,微生物降解技术作为一种新型的废水处理方法,在重金属废水处理领域受到了广泛关注。
二、微生物降解技术的原理微生物降解技术是利用微生物对重金属污染物的生物降解能力进行废水处理的一种方法。
这种技术主要通过微生物吸附、蓄积、还原、氧化等作用,将重金属污染物转化为无毒或低毒的形式,从而实现了废水的净化。
三、微生物降解技术的分类根据微生物的种类和作用方式,微生物降解技术可以分为生物吸附、生物还原、生物沉淀和生物转化等几种类型。
其中,生物吸附是指通过微生物表面的吸附剂(如菌体、胞外多糖等)将重金属离子从废水中吸附下来的过程;生物还原是指微生物利用自身的新陈代谢过程将重金属离子还原成金属颗粒的过程;生物沉淀是指微生物通过产生沉淀剂(如硫化物、磷酸盐等)将重金属离子与沉淀反应产生沉淀物的过程;生物转化是指微生物通过代谢作用将重金属离子转化为无毒或低毒的化合物的过程。
四、微生物降解技术的应用微生物降解技术在重金属废水处理中具有广泛的应用前景。
一方面,它可以作为传统废水处理方法的附加手段,提高处理效果。
另一方面,它还可以作为独立的废水处理技术,用于处理重金属废水中难以去除的污染物。
目前,利用微生物降解技术处理重金属废水已经取得了一定的成果,但仍然存在一些挑战,如微生物的选种、培养条件的优化、工程应用的可行性等。
五、微生物降解技术的优势和展望微生物降解技术相对于传统的物理化学方法,具有成本低、资源可再生、环境友好等优势。
未来,随着生物技术的不断发展,微生物降解技术有望在重金属废水处理领域得到更广泛的应用。
例如,可以通过优化微生物降解菌株的筛选和培养技术,提高处理效果;同时结合其他治理手段,如电化学技术、纳米材料应用等,进一步推动微生物降解技术的研究和应用。
微生物吸附技术在重金属污染治理中的应用

微生物吸附技术在重金属污染治理中的应用重金属污染是目前全球环境领域的一个严重问题,由于其在环境中的积累和毒性效应,对人类健康和生态系统产生了巨大的威胁。
因此,研究和应用高效、环境友好的治理技术对于减轻重金属污染的影响具有重要意义。
微生物吸附技术作为一种生物修复的方法,因其具有高效、经济可行、具备环境容忍性等优点,在重金属污染治理中得到了广泛的应用。
一、微生物吸附技术的原理微生物吸附技术是通过微生物体或其代谢产物与重金属离子间的物理、化学作用,将重金属从溶液中转移至微生物体表面或内部,实现对重金属的吸附和去除。
其原理主要包括两个方面:一是微生物表面的功能基团参与重金属离子的吸附,如羧基、羟基、磷酸基等与重金属形成络合物;二是微生物体内的生物反应参与了重金属的还原、氧化、沉淀等过程。
二、微生物吸附技术的优势1. 高效性:微生物具有较大的比表面积和生物吸附能力,能够迅速将重金属吸附到自身表面,从而加速重金属的去除速度。
2. 经济可行性:微生物吸附技术相对于传统的物理化学方法具有成本更低的优势,微生物可以利用廉价的废弃物作为培养基,且操作简便。
3. 环境友好:微生物吸附是一种无二次污染的处理方法,对环境没有进一步的负面影响,而且微生物可以在合适的条件下自行降解或转化。
4. 广泛适用性:微生物吸附技术对于各种重金属污染物有较好的适应性,能够同时处理多种重金属离子的混合污染。
三、微生物吸附技术的应用案例1. 微生物修复土壤重金属污染:通过培养适宜的微生物菌种,可以利用植物根系与微生物协同作用的方式,达到修复土壤重金属污染的目的。
菌根真菌和一些细菌可以与植物根系共生,使根系更具吸附重金属离子的能力。
2. 微生物吸附水体重金属污染:在水处理中,通过培养适宜的微生物菌群,在水体中引入微生物体系进行“自净”过程,以实现水体中重金属离子的吸附和去除。
此外,一些微生物也可以生产出特殊的胞外多聚物质,具有较强的重金属吸附能力。
微生物对环境中重金属污染的修复与控制

微生物对环境中重金属污染的修复与控制在环境科学领域,重金属污染一直是一个严重的问题。
重金属元素的累积和释放对环境和人类健康带来了巨大的风险。
然而,微生物修复和控制技术已经被证明是一种有效的方法,可以降低或去除环境中的重金属污染物。
本文将介绍微生物在环境中对重金属污染的修复和控制方法,并对其应用潜力进行讨论。
一、微生物修复重金属污染的机制微生物在修复重金属污染中发挥着重要的作用,其主要通过以下机制来降低重金属的污染程度:1. 吸附:微生物体表面的生物膜可以吸附并固定重金属离子,减少其在环境中的浓度。
2. 螯合:微生物细胞内的代谢产物,如胞外多糖、蛋白质等,可以与重金属形成络合物,降低其毒性。
3. 沉淀:某些微生物可以通过沉淀作用将溶解态的重金属转化成不溶态的沉淀物,从而使其在环境中沉降。
4. 活化:部分微生物具有还原性能,可以将重金属离子还原成固体金属,或将重金属沉淀还原成可溶性离子,从而降低其对环境的危害。
二、常见的微生物修复技术1. 微生物菌株筛选:通过对不同环境中采集的微生物进行分离培养和筛选,可以得到具有吸附、螯合、沉淀等重金属修复能力的微生物菌株,如产生胞外多糖的酵母菌、铁还原菌等。
2. 植物-微生物共生修复技术:选择适应重金属环境的植物作为宿主,利用它们的根系与土壤中的微生物进行共生,共同修复重金属污染。
植物通过根系释放物质吸引和维持微生物群落,而微生物则通过修复机制减轻重金属的毒性。
3. 人工引种:将具有修复能力的微生物人工引入污染环境,通过增加微生物数量及活性来加速重金属修复过程。
这种方法具有操作灵活、定向性强的特点,可以在不同环境条件下实施。
4. 基因工程改造:通过基因工程手段改造微生物的代谢途径,提高其对重金属的抗性和修复能力。
例如,通过基因工程改造,使得微生物具有降解重金属离子的能力,从而进一步提高修复效果。
三、微生物修复技术的应用潜力微生物修复技术已经在实际应用中取得了一定的成果。
微生物在重金属污染土壤修复中的作用分析

微生物在重金属污染土壤修复中的作用分析重金属污染土壤是指土壤中重金属超标的情况,重金属对土壤和环境造成了严重的危害。
传统的土壤修复方法通常包括物理和化学手段,但这些方法往往昂贵且效果有限,因此需要寻找更为经济有效的修复方法。
微生物在重金属污染土壤修复中的作用备受关注,因为它们可以通过各种途径将重金属从土壤中去除或转化成为不具有毒性的形式,从而修复受污染的土壤。
本文将对微生物在重金属污染土壤修复中的作用进行详细的分析。
一、微生物对重金属的去除作用1. 菌根真菌菌根真菌是一种对重金属具有很强抗性的微生物,它们具有能力将土壤中的重金属离子吸附到菌丝体表面,从而有效减少重金属在土壤中的浓度。
菌根真菌还能够分泌一些有机物质,这些有机物质可以与土壤中的重金属发生络合反应,形成不溶性的沉淀物,从而将重金属转化成为不易被植物吸收的形式。
2. 硫酸还原菌硫酸还原菌是一类能够利用硫酸盐将重金属还原成为硫化物的微生物。
重金属在形成硫化物后,就会从土壤中沉积下来,从而减少其在土壤中的活性和毒性。
硫酸还原菌在重金属污染土壤修复中起着非常重要的作用。
3. 吸附剂菌二、微生物对土壤环境的改善作用除了直接去除土壤中的重金属外,微生物还可以通过改善土壤环境来减少重金属的毒性。
1. pH值调节许多微生物具有调节土壤pH值的能力,它们可以通过分泌有机酸或碱性物质来调节土壤的pH值,从而降低重金属的活性和毒性。
2. 有机物质代谢一些微生物具有分解和代谢土壤中的有机物质的能力,这些有机物质可能会与重金属发生化学反应,影响重金属的行为和毒性。
通过代谢土壤中的有机物质,微生物可以间接影响重金属的毒性程度。
3. 土壤结构改善一些微生物具有分解土壤有机质和改善土壤结构的能力,它们可以促进土壤通风和水分渗透,从而减少重金属在土壤中的积累。
考虑到微生物在重金属污染土壤修复中的作用,目前已有不少研究证实了微生物修复技术的有效性。
现阶段微生物修复技术仍然存在一些问题和挑战。
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微生物处理重金属污染摘要:重金属污染的修复是目前研究的热点之一,其中生物治理技术尤其得到了广泛关注。
利用菌类微生物的表面结构特性及其生化代谢作用,通过生物化学法、生物絮凝法等将重金属元素分离或降低其毒性,可达到治理污染的目的。
基因工程技术在这一领域的应用,加强了菌类和微藻的吸附、代谢、絮凝功能,提高了重金属污染的处理能力。
固定化技术的应用提高了治理重金属污染的效率及稳定性,有力地推动了重金属微生物治理技术的发展。
文章综述了近年来国内外在利用微生物及植物技术治理重金属污染方面的研究进展,并对其发展方向进行了展望。
关键词:重金属;微生物;研究现状;应用前景Review on Microbiological for Heavy MetalPollutionLI Dong-xiaoAbstract:Development in the treatment of heavy metal pollution at home and abroad by means of microbiological techniques were summarized,and present studies and application prospects of Biological chemical method,Biological flocculation method. the application of gene engineering technique and immobilized microorganism technique to heavy metal pollution treatment were introduced. The prospects of development of treatment technology for heavy metal pollution were also discussed.Key words:heavy metal pollution;microorganism;status; review1.前言由于工业的发展,重金属的使用越来越广泛,伴随而来的重金属污染问题也日趋严重。
特别是重金属废水,因其中的铅、铬、镉等可通过食物链最终在生物体内累积,破坏正常的生理代谢活动甚至产生“三致”(致癌、致畸、致突变)作用,而成为一种对生态环境危害极大的工业废水。
因此,寻找一种能有效地治理重金属废水污染的技术已显得紧迫而重要。
治理重金属的传统方法有:中和沉淀法、化学沉淀法、氧化还原法、气浮法、电解法、蒸发和凝固法、离子交换法、吸附法、溶剂萃取法、液膜法、反渗透和电渗析法等。
它们各有优点,但又不同程度地存在着投资大、能耗高、操作困难、易产生二次污染等不足,特别是在处理低含量重金属污染时,其操作费用和原材料成本相对过高[1]。
利用微生物体系制备的生物吸附剂处理和回收重金属,是目前实践证明最有发展前途的一种新方法。
它与传统的处理方法相比,具有以下优点[2]: (1)在低浓度下,金属可以被选择性地去除; (2)节能,处理效率高; (3)操作时的pH值和温度条件范围宽; (4)易于分离回收重金属; (5)吸附剂易再生利用; (6)对钙、镁离子吸附量少;(7)投资小,运行费用低,无二次污染。
2. 重金属污染的微生物处理方法2.1 生物化学法生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。
硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法,该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原成H2S,重金属离子和H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除,同时H2SO4的还原作用可将SO2-4转化为S2-而使废水的pH值升高,从而形成重金属的氢氧化物而沉淀。
中国科学院成都生物研究所从电镀污泥、废水及下水道铁管内分离筛选出35株菌株,从中获得高效净化Cr(VI)复合功能菌[3]。
袁建军等[4]利用构建的高选择型基因工程菌生物富集模拟电解废水中的汞离子,发现电解废水中其他组分的存在可以增大重组菌富集汞离子的作用速率,且该基因工程菌能在很宽的pH范围内有效地富集汞。
但高浓度的重金属废水对微生物毒性大,故此法有一定的局限性,不过,可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株,微生物处理重金属废水一定具有十分良好的应用前景。
2.2 生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的具有絮凝能力的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。
生物絮凝剂又称第三代絮凝剂,是带电荷的生物大分子,主要有蛋白质、黏多糖、纤维素和核糖等。
目前普遍接受的絮凝机理是离子键、氢键结合学说。
目前对于硅酸盐细菌絮凝法的应用研究已有很多[5-6],有些已取得显著成果[7]。
运用基因工程技术,在菌体中表达金属结合蛋白分离后,再固定到某些惰性载体表面,可获得高富集容量絮凝剂。
Masaaki Terashima 等[8]利用转基因技术使E.coli表达麦芽糖结合蛋白(pmal)与人金属硫蛋白(MT)的融合蛋白pmal-Ml并将纯化的pmal-MT 固定在Chitopeara 树脂上,研究其对Ca2+和Ga2+的吸附特性,该固定了融合蛋白的树脂具有较强的稳定性,并且其吸附能力较纯树脂提高十倍以上。
2.3生物吸附法生物吸附是对于经过一系列生物化学作用使重金属离子被微生物细胞吸附的概括理解, 这些作用包括络合,螯合,离子交换,吸附等。
活的微生物和死的微生物对重金属离子都有较大的吸附能力,藻类中的某些种属对于重金属的吸附容量可达400Hg/kg(生物干重),例如甲囊马尾藻(Sargassummatans)。
吸附法分为物理吸附法和离子吸附法两种,前者使用具有高度吸附能力的硅胶、活性碳、多孔玻璃、石英砂和纤维素等,吸附剂将生物细胞吸附到表面上使之固定化。
这是一种最古老的方法,操作简单,反应条件温和,载体可反复利用,但结合不牢固,细胞易脱落。
后者根据细胞在离解状态下可因静电引力(即离子键合作用)而固着于带有异相电荷的离子交换剂上,如DEAE2纤维素、DEAE2Sephadex,CM2纤维素等。
Green使用藻类去除水的金,Tsezos,Mara2no使用真菌吸附水中的铀,Ferguson和Breuer 等利用泥炭藓去除水中的Fe,Al,Pb,Cu,Cd,Zn等金属离子。
Barkley利用藻类吸附有机废水中的Cd,Cu等金属离子。
MarkSpinti等把泥炭藓固定在多孔的聚合砜基质中成功地应用于去除含Zn,Cd,Mg等金属离子的酸性矿井水中,用聚合砜固定泥炭藓制成的球状小粒机械强度大,化学性能稳定,容易再生,不膨胀不收缩。
生物吸附法以其独特的优点近年来在含重金属废水处理领域引起了人们普遍的关注,进行了广泛的研究,取得了可喜的成果。
但生物吸附技术还只是处于经验、实验室阶段,在实用化和工业化应用中还存在着诸多问题有待研究解决,还需通过进一步的研究和开发工作完善此项技术。
3. 重金属污染微生物处理技术3.1基因工程技术在微生物治理重金属污染中的应用运用基因工程技术构建具有高效降解能力的菌株是目前的研究热点,国内外学者均进行了大量研究,主要致力于应用基因工程技术,在微生物表面表达特异性金属结合蛋白或金属结合肽进而提高富集容量,或在微生物细胞膜处表达特异性金属转运系统的同时,在细胞内表达金属结合蛋白或金属结合肽,从而获得具有高富集容量和高选择性的高效菌株。
构建出的菌株处理能力均显著提高,高选择性重组菌的构建使得重金属的再资源化成为可能[9]。
由于人们对大肠杆菌的认识较深入,且其具有致病性弱,对生长环境要求不高,易于检查和培养的优点,适于作污水处理菌。
由于人们对大肠杆菌的认识较深入,且其具有致病性弱,对生长环境要求不高,易于检查和培养的优点,适于作污水处理菌。
目前研究中多以大肠杆菌为受体菌,运用基因重组技术构建出多种高效菌株[10]。
Deng 等[11]构建的基因重组菌E.coli JM10,在含镍废水的处理试验中,对Ni2+富集能力比原始菌株增加了 6 倍多。
Zhao 等[12]的研究表明,基因工程菌E.coli JM109较宿主菌具有更强的Hg2+耐受性和更高的Hg2+富集量,去除率达96%以上。
Sousa 等[13]构建了表达酵母金属硫蛋白(CUP1)、哺乳动物金属硫蛋白(HMT21A)和外膜蛋LamB 的融合蛋白的基因工程菌E.coli,该菌种的Cd2+富集能力比原始宿主菌提高15 倍~20 倍。
邓旭等[14]研究了转MT-like 基因衣藻对不同重金属离子的抗性和对Cd2+富集行为,结果表明,转基因衣藻对Pb2+、Zn2+和Cd2+三种重金属离子的抗性得到明显增强,其中以对Zn2+的抗性增强最为显著。
转基因藻对Cd2+的富集能力经MT-like 蛋白表达后较野生藻细胞有较大增加,最大达到144.48μmol/g ,为野生藻的8.3 倍。
曾文炉等[15]以转mMT-Ⅰ聚球藻7002 为对象,研究了其在含Cd2+、Pb2+和Hg2+的培养基中的生长特性及其对重金属的净化性能,结果表明,无论从生长速率还是对重金属的耐受特性来看,转mMT-Ⅰ聚球藻7002 均明显优于野生藻。
3.2固定化技术在微生物治理重金属废水中的应用固定化微生物技术是通过采用化学或物理的方法将游离微生物定位于限定的空间区域内,使其保持活性并可反复利用的一种新型生物技术[16]。
具有微生物细胞密度高、反应速度快、稳定性强、耐毒害能力强、微生物流失少、产物分离容易和剩余污泥少等优点。
利用此技术,可将筛选出的优势微生物(主要是菌体和藻类)加以固定,构成一种高效、快速、能连续处理的废水处理系统,可以有效地减少二次污染[17]Kacar等[18]用海藻酸钙固定真菌(Phanerochaete chrysosporium)(包括活的和加热灭活的2种形态菌体),去除30~500 g/L的含Hg(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的废水。
吸附平衡为1 h,最佳pH值分别为5. 0和6·0;适宜温度为l5~45℃。
用10 mmol/LHCl解析,回收吸附率达原来的97%。
是一种新型有效的生物吸附剂。
Chang等[19]则是利用假单孢兰绿藻(Pseudomonas aerugi-nosaPu 21)制备了2种固定化生物吸附剂:一种是用死的微生物细胞制备的,一种是用活的微生物细胞制备的。
实验表明,假单孢兰绿藻活的和死的细胞对重金属离子Pb、Cu和Cd都具有很大的吸附能力,活的比死的细胞吸附能力大。
不同生长阶段的假单孢兰绿藻对Pb、Cd显示出不同的吸附能力。
随着溶液pH值的增加,其吸附能力增强。
pH最佳范围在5·0~6·0之间。