我国污染土壤生物修复技术的发展及现状

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生态修复技术的现状与发展趋势

生态修复技术的现状与发展趋势

生态修复技术的现状与发展趋势在当今时代,随着人类活动对自然环境的影响日益加剧,生态系统遭受了前所未有的破坏。

为了恢复和保护生态平衡,生态修复技术应运而生,并在不断发展和完善中。

生态修复技术旨在通过一系列科学的方法和手段,对受损的生态系统进行修复和重建,使其恢复到较为健康和稳定的状态。

一、生态修复技术的现状(一)土壤生态修复技术土壤是生态系统的重要组成部分,然而,由于过度开垦、化学污染等原因,土壤质量严重下降。

目前,常用的土壤生态修复技术包括物理修复、化学修复和生物修复。

物理修复方法如换土、深耕等,能够直接去除土壤中的污染物,但成本较高且可能对土壤结构造成一定破坏。

化学修复则通过添加化学试剂来降解污染物,效果较为显著,但可能会带来二次污染的风险。

生物修复技术,如微生物修复和植物修复,因其环境友好、成本低等优点而备受关注。

微生物可以分解有机污染物,而某些特定的植物能够吸收和积累重金属等有害物质,从而净化土壤。

(二)水生态修复技术水资源的污染和生态破坏也是当前面临的严峻问题。

水生态修复技术涵盖了河道生态修复、湖泊生态修复和湿地生态修复等多个方面。

在河道修复中,常见的措施包括河道形态的重塑、河岸植被的恢复以及水生生物的放养。

通过恢复河道的自然弯曲度和水流速度,增加河岸的植被覆盖,为水生生物提供栖息地,从而改善河道的生态功能。

湖泊生态修复则注重控制污染源、削减营养盐输入以及水生植物的恢复和重建。

湿地作为重要的生态系统,其修复技术包括湿地的补水、湿地植被的恢复以及湿地生态系统的重建等。

(三)植被生态修复技术植被在生态系统中起着至关重要的作用,它不仅能够保持水土、调节气候,还为动物提供了食物和栖息地。

在植被生态修复方面,主要采用的技术包括植树造林、草原恢复和退化植被的改造。

植树造林是增加森林覆盖率的有效手段,但需要选择适宜的树种,并考虑当地的气候和土壤条件。

草原恢复则需要合理控制放牧强度,进行草种的补播和改良。

土壤污染治理技术的现状与展望

土壤污染治理技术的现状与展望

土壤污染治理技术的现状与展望土壤,是地球表面能够生长植物的疏松表层,是我们赖以生存的基础。

然而,随着工业化进程的加速和人类活动的频繁,土壤污染问题日益严重,给生态环境和人类健康带来了巨大威胁。

因此,土壤污染治理技术的研究和应用成为了当今环境保护领域的重要课题。

一、土壤污染治理技术的现状目前,常见的土壤污染治理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三大类。

物理修复技术是通过物理手段对污染土壤进行处理,常见的方法有土壤置换、土壤蒸汽抽提、热脱附等。

土壤置换是将受污染的土壤挖出,换上未受污染的土壤,这种方法虽然直接有效,但工程量大,成本高。

土壤蒸汽抽提则是通过抽提系统将土壤中的挥发性有机污染物转化为气态并抽出,从而降低土壤中污染物的浓度。

热脱附技术是利用热能将污染物从土壤中挥发或分离出来,适用于处理挥发性和半挥发性的有机污染物。

化学修复技术主要是通过向土壤中添加化学试剂,使污染物发生化学反应,从而达到降低污染物毒性或去除污染物的目的。

常见的化学修复方法有化学氧化还原、化学淋洗等。

化学氧化还原技术通过向土壤中添加氧化剂或还原剂,将污染物氧化或还原为无害物质。

化学淋洗则是利用淋洗剂将污染物从土壤中洗脱出来,然后对淋洗液进行处理。

生物修复技术是利用生物的代谢活动来降解或转化污染物,使其浓度降低或毒性减小。

生物修复技术包括植物修复、微生物修复和动物修复。

植物修复是利用植物的吸收、挥发、降解等作用来去除土壤中的污染物,例如一些超积累植物能够大量吸收重金属并将其积累在体内。

微生物修复则是利用微生物的代谢作用将污染物分解为无害物质,一些特定的微生物对有机污染物具有良好的降解能力。

动物修复相对较少应用,主要是利用土壤中的一些动物如蚯蚓等的活动来改善土壤结构和促进污染物的分解。

在实际的土壤污染治理中,往往会采用多种技术相结合的方式,以提高治理效果和降低治理成本。

例如,对于重金属污染的土壤,可以先采用化学淋洗技术去除大部分污染物,然后再通过植物修复技术进一步降低污染物的含量。

论我国土壤环境监测及修复技术现状

论我国土壤环境监测及修复技术现状

论我国土壤环境监测及修复技术现状土壤是生命的基础,是生物生存与发展的物质基础。

由于工业化、城市化、农业生产等各种活动的影响,我国的土壤环境受到了严重的污染,给生态环境和人类健康造成了巨大的威胁。

为了保护土壤环境,保障农产品质量和人民健康,我国不断加强土壤环境监测及修复技术的研究与应用。

本文将对我国土壤环境监测及修复技术现状进行详细的介绍。

一、土壤环境监测技术现状1.监测技术手段不断完善近年来,我国土壤环境监测技术手段不断完善,包括了传统的野外调查和实验室分析方法,也引入了现代化的遥感技术和地理信息系统。

这些技术手段的不断完善提高了土壤环境监测的准确性和时效性,为我国土壤环境保护提供了有力的技术支持。

2.监测重点逐步迁移过去,我国土壤环境监测主要集中在工业园区、化工企业周边地区和重金属污染区域,而近年来,监测重点逐步向农村地区、农田、菜地等农业生产区转移。

这是因为农业面源污染、化肥农药过量使用等问题日益凸显,造成土壤质量下降,影响粮食安全和农产品质量。

3.监测标准逐步统一全国土壤环境监测标准体系已初步形成,监测方法、技术指南等规范文件也逐步完善,使得全国各地的土壤环境监测工作更加规范和统一。

1.土壤修复技术途径多样目前,我国土壤修复技术途径主要包括物理方法、化学方法和生物方法。

物理方法主要包括土壤覆盖、土壤通风、土壤增殖等;化学方法主要包括土壤酸碱调节、离子交换、还原/氧化等;生物方法主要包括植物修复、微生物修复和复合修复等。

这些修复技术途径各有特点,可根据具体情况进行选择和组合使用。

2.修复技术研究得到加强我国土壤修复技术研究得到了加强,不断涌现出一批具有自主知识产权的土壤修复技术和装备。

这些技术和装备在重金属污染、农药污染、矿区生态环境修复等方面取得了显著成效,为土壤环境修复提供了强有力的支撑。

3.修复技术的成本问题尽管土壤修复技术取得了一定的进展,但由于技术成本较高,采用率并不普遍。

当前,我国仍需要继续加大对土壤修复技术的研究力度,降低修复成本,提高修复效率。

污染土壤修复技术的现状与前景

污染土壤修复技术的现状与前景

污染土壤修复技术的现状与前景近年来,随着城市化进程加速以及工业化程度的不断提高,我国土壤污染的情况越来越严重,给生态环境和人们的身体健康带来了严重的威胁。

土壤污染会产生很大的经济、社会和生态影响,而如何对土壤进行修复成为关键性问题之一。

因此,开发和推广先进的土壤修复技术,实现土壤污染治理和生态修复,以维护了人们的身体健康和生态环境的稳定,成为各国的共同任务。

一、污染土壤的现状据环保部数据,到2016年我国土壤污染总面积已经达到了12.67亿亩,土壤受污染地区人口数量超过1亿,土壤质量影响人口数量占到全国总人口的30%以上。

据为人们所知,土壤污染主要来源是工业废弃物、医院化学物质、垃圾填埋等。

土壤污染的主要污染物质有有机污染物,如石油、苯、苯系物、氯化烃以及重金属等。

这些物质对土壤和植物生长产生的负面影响非常大,严重危害了人民健康和生态环境。

二、污染土壤修复技术的现状土壤修复技术是通过各种方法去除土壤中的有害物质,恢复土壤的营养性、生物多样性和生态平衡的方法。

现代的土壤修复技术主要包括生物修复技术、化学修复技术、物理修复技术和综合修复技术。

其中,生物修复技术和综合修复技术得到了广泛的应用,因为这些技术可以在短时间内减轻土壤的污染程度,同时还可以提高生态环境的质量和生态系统的稳定性。

1、生物修复技术生物修复技术是指通过一系列生物活动使土壤污染物质降解和转化,从而达到治理土壤污染和恢复生态环境的目的。

其主要应用微生物、植物、动物等自然生态系统的机理,加以优化设计,或者创造人工生态系统,使其对污染物质产生一定的解毒和生物降解能力。

生物修复技术具有费用低、技术简单、操作安全、治理效果好等优点,逐渐成为治理污染土壤的主要方法。

比如植物-微生物涵养技术、混合微生物菌施肥、回转调整系统等等。

2、综合修复技术综合修复技术是利用多种修复技术结合治理土壤污染,达到快速有效修复土壤的技术手段。

这种技术主要包括渗滤处理技术、化学钝化技术等。

我国污染场地修复产业的现状及问题

我国污染场地修复产业的现状及问题

我国污染场地修复产业的现状及问题1. 引言1.1 我国污染场地修复产业的现状及问题当前,我国污染场地修复产业正面临着诸多挑战和问题。

随着工业化进程的加快和城市化进程的推进,我国的土壤、地下水和地表水等环境资源遭受到了严重的污染,导致大量的污染场地需要进行修复。

污染场地修复产业作为环境保护的重要领域,承担着修复受污染土地、提升环境质量和保障人民健康的重要任务。

目前,我国污染场地修复产业存在着一些不容忽视的现状问题。

我国污染场地修复技术和管理水平相对滞后,缺乏统一的标准和规范,导致修复效果和质量参差不齐。

产业主体多为小型企业,市场竞争度不高,无法形成规模效应和技术优势。

政府对污染场地修复的政策支持力度不够,资金投入不足,产业发展面临着融资难、技术难、市场难等多重困境。

我国污染场地修复产业亟需加大政策支持力度、强化技术创新能力、拓展市场需求空间,才能推动产业健康发展,实现经济效益和环境效益的双赢局面。

2. 正文2.1 现状分析我国污染场地修复产业的现状十分严峻。

随着城市化进程的加快,工业化和城市化过程中产生的污染场地不断增加,严重威胁着人们的生命健康和环境安全。

据统计,我国每年产生的污染场地数量呈逐年增长的趋势,且大部分污染场地处于未被修复的状态。

现阶段我国污染场地修复产业存在着匮乏资金支持的问题。

由于修复成本较高,企业和政府在资金方面的支持不足,导致很多污染场地得不到及时修复。

技术手段相对滞后也是当前污染场地修复产业面临的困境。

虽然我国不断加大对环境保护技术研发的投入,但是仍缺乏一套完善的污染场地修复技术体系。

市场需求不足也是我国污染场地修复产业的一个重要问题。

部分地方政府和企业对于污染场地修复的重视程度不够,导致市场需求不足,从而影响了修复产业的发展。

我国污染场地修复产业面临着一系列挑战和问题,亟需政府、企业以及社会各界的共同努力来解决。

2.2 产业问题分析1. 缺乏标准化和规范化:我国污染场地修复产业缺乏统一的标准和规范,导致不同修复项目之间存在着巨大的差异。

土壤修复行业现状浅析及修复企业面临的风险与挑战

土壤修复行业现状浅析及修复企业面临的风险与挑战

土壤修复行业现状浅析及修复企业面临的风险与挑战【摘要】土壤修复行业在环境保护和可持续发展中扮演着重要角色,修复企业市场前景广阔。

本文旨在分析土壤修复行业现状,揭示修复企业面临的风险与挑战,同时探讨政策法规和科技发展对企业的影响。

研究发现,土壤修复行业受政策法规、市场竞争压力、技术创新等多方面影响,面临着高风险和挑战。

但随着科技的不断发展和政策法规的引导,行业发展仍有巨大潜力。

未来,企业需采取有效策略来应对风险和挑战,如加强技术研发、提高服务质量,以期在竞争激烈的市场中立足。

展望未来,土壤修复行业将继续发展壮大,为环境保护和生态建设做出更大贡献。

【关键词】土壤修复行业、现状、风险、挑战、市场前景、政策法规、科技发展、发展趋势、策略、展望1. 引言1.1 土壤修复行业的重要性土壤修复行业的重要性在于其对环境保护和人类健康的重要影响。

随着城市化进程的加快和工业化的扩张,土壤污染问题日益严重,给生态环境和人类带来了巨大的危害。

土壤中的污染物会渗透到地下水中,对农作物生长和人体健康造成威胁。

土壤修复行业的发展至关重要。

土壤修复行业不仅可以帮助解决土壤污染问题,还可以促进农业生产的可持续发展和提高农产品的质量。

通过修复被污染的土壤,可以减少土壤中有害物质的含量,保证农作物生长环境的安全,同时提高农产品的品质和市场竞争力。

土壤修复行业的发展还可以促进相关科研机构和企业的科技进步和经济发展。

修复技术的不断创新和应用,将为土壤修复行业带来更广阔的市场前景和商机。

加强土壤修复行业的发展,将有利于推动环境保护事业的进一步发展,促进社会经济的可持续发展。

1.2 修复企业的市场前景土壤修复行业是一个具有广阔市场前景的领域。

随着社会经济的发展和环境保护意识的提升,土壤修复行业逐渐受到重视。

据统计,全球土壤污染治理市场规模已超过百亿美元,且呈逐年增长趋势。

在中国,随着工业化进程加快和城市化进程推进,土壤污染问题日益凸显,土壤修复市场需求持续增长。

污染场地土壤修复技术研究现状与发展趋势

污染场地土壤修复技术研究现状与发展趋势

污染场地土壤修复技术研究现状与发展趋势摘要:通过近年来对我国土壤污染现象的调查发现,污染场地的数量呈现上升的趋势,在土壤环境治理方面相关部门需要加大关注力度,结合当前土壤环境污染现状进行分析,落实科学的修复技术应用。

在当前的土壤环境修复中面临着很多难题,比如说制定的修复方式与实际情况之中存在的偏差,无法落实修复效果的提升,而且一些修复应用的资金投入力度不足,制约了土壤环境的修复效果。

所以,相关机构需要在土壤环境管理方面落实更多的资金和技术支持,确保制定的措施能够达到良好的土壤环境管理,为我国的工业、农业发展奠定坚实基础。

本文对污染场地土壤修复技术研究现状与发展趋势进行分析,以供参考。

关键词:污染场地;土壤修复技术;发展趋势引言污染场地土壤修复技术是利用现代人工技术调查研究土壤污染的原因,并根据调查结果选择适当的修复方法,恢复土壤原有的生态活性,提高土壤的开发利用率。

现阶段,随着我国土壤污染的加剧,制定了一系列针对性方案,加大了对土壤修复技术的研究力度,希望解决现有的污染问题,保护自然环境质量。

1污染场地土壤污染形成原因目前,生活垃圾的排放量呈明显上升趋势,各类垃圾堆积在环境中,经过环境侵蚀或人工处理,产生的有害物质直接融入土壤,增加了土壤中放射性和化学物质的含量,破坏了原有的结构体系,导致土壤性能逐渐下降,随着时间的推移,不良物质会渗透到深层土壤中,从而影响地下水或其他地下资源。

自然污染的产生也往往是由人类活动引起的,比如近年来环境中存在的砷元素较多,危害更大。

有鉴于此,中国应加强土壤污染治理,规范日常生活和作业,保护和恢复土地资源。

2常用的土壤污染修复技术2.1电动修复技术电动修复技术就是指在电场作用下,以电迁移为基础,将土壤中含有的各类重金属离子与无机盐传送到电极,实现对重金属离子的清理。

电动修复技术与其他的修复方式有着较大的差别,该技术可以满足低电导率,实现对细微颗粒中的重金属离子去除,不会产生对土壤结构的破坏,而且在利用该技术进行土壤环境的修复时,修复范围非常广,操作过程简单而且灵活,具备的应用优势非常明显。

污染土壤修复技术研究现状与趋势

污染土壤修复技术研究现状与趋势

污染土壤修复技术研究现状与趋势随着工业化和城市化的迅速发展,土壤污染成为日益严重的环境问题,对人类健康和生态系统造成了严重的影响。

解决土壤污染问题并修复受污染土壤已成为当务之急。

污染土壤修复技术研究成为了环境领域的热点问题。

本文将就污染土壤修复技术的研究现状与趋势进行探讨。

1. 生物修复技术生物修复技术是利用植物、微生物等生物资源修复污染土壤的一种方法。

植物修复技术主要是利用植物的吸收、蓄积和降解等作用,将土壤中的有害物质转化为无害物质。

而微生物修复技术则是利用微生物降解有机物、还原金属离子等功能,对污染土壤进行修复。

这些技术已经被广泛应用于土壤修复领域,取得了较好的效果。

化学修复技术主要是利用化学物质对受污染土壤进行处理,包括化学还原、氧化、络合、沉淀等方法。

常见的修复剂包括石灰、磷酸盐、有机物质等。

这些化学物质可以改变土壤的化学性质,促进有害物质的转化和迁移,从而达到修复土壤的目的。

物理修复技术主要是利用物理手段对受污染土壤进行处理,包括挖掘、堆置、覆盖等方法。

这些方法可以将污染物质与土壤进行隔离,减少对环境的影响,同时也为后续的修复工作创造条件。

以上三种类型的修复技术相互结合,形成了综合修复技术体系,已经被广泛应用于各类污染土壤的修复工作中。

二、污染土壤修复技术的发展趋势随着科学技术的不断进步,新型的污染土壤修复技术不断涌现。

基于纳米技术的修复技术,利用纳米材料对受污染土壤进行修复,可以有效地提高修复效率;利用生物技术对修复剂和处理方案进行改良,提高修复技术的适用范围和效果。

2. 环保材料的应用在修复技术中,环保材料的应用将成为一个重要的发展趋势。

与传统的修复剂相比,环保材料具有更好的环境友好性和安全性,可以有效地减少对环境的二次污染。

3. 精准修复技术的应用随着土壤环境监测技术的不断发展,精准修复技术将得到更广泛的应用。

通过对土壤污染状况进行全面、深入的了解,可以更加精准地制定修复方案和选择修复技术,从而提高修复效果。

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我国污染土壤生物修复技术的发展及现状摘要:本文简要回顾了近30年来我国污染土壤生物修复技术的发展过程,主要包括生物修复技术在我国的发展阶段、生物修复的4大类型及其所适用对象与范围、生物修复用菌株的筛选与特性研究、活性菌株(菌剂)在典型污染土壤中的应用及其效果等,并针对土壤污染和生物修复技术的发展现状,简要讨论了未来生物修复技术的发展。

1环境修复技术的发展阶段据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%。

因此,我国土壤污染的总体形势严峻,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。

土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。

其中有机污染物主要有六六六、滴滴涕、多环芳烃以及来源于化工厂、采油区、工业区、氮肥厂、电子厂、焦化厂、农药厂等的废弃物。

无机污染物主要有镉、铅、砷等重金属元素;另外耕种过程中过度施用化肥、农药、固体废弃物等都不同程度地造成了土壤污染。

据不完全统计调查,因土壤污染而减产粮食1000万t,全国每年因重金属污染的粮食达1200万t,造成的直接经济损失超过200亿元。

我国土壤修复技术经历3个阶段:第1阶段为20世纪80年代以前,土壤治理方式为物理修复,主要是土地资源的稳定利用,相关基本环境工程的配套。

第2阶段是20世纪90年代,土壤治理方式为物理、化学和生物恢复,但主要修复技术是土地复垦,选用先锋植物、耐性植物恢复土壤特性。

第3阶段是21世纪以来,土壤治理方式为物理、化学和生物恢复,修复技术主要采用微生物、植物、动物、固化/稳定化、土壤气提、化学氧化还原、热脱附、淋洗、化学萃取等,其中以微生物修复、植物修复、微生物-植物联合修复为研发应用重点。

可见,我国的生物修复处于刚刚起步阶段,最初的生物修复主要是利用细菌治理石油、农药之类的有机污染。

随着研究的不断深入,生物修复又应用在地下水、土壤等环境的污染治理上。

生物修复已由细菌修复拓展到真菌修复、植物修复、微生物-植物联合修复、动物修复,由有机污染物的生物修复拓展到无机污染物的生物修复。

2环境生物修复技术类型生物修复(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类型。

2.1微生物修复技术土壤中存在着丰富的微生物,这些微生物具有多种多样的代谢功能,驱动着土壤环境中的物质元素循环。

微生物修复技术就是利用土壤中的土著微生物的代谢功能,或者补充具有降解转化污染物能力的人工培养的功能微生物群,通过创造适宜环境条件,促进或强化微生物代谢功能,从而降解并最终消除污染物的生物修复技术。

微生物修复的实质是生物降解或者生物转化,即微生物对有机污染物的分解作用或者对无机污染物的钝化作用。

利用微生物修复技术既可治理农药、除草剂、石油、多环芳烃等有机物污染的环境,又可治理重金属等无机物污染的环境;既可使用土著微生物进行自然生物修复,又可通过补充营养盐、电子受体及添加人工培养菌或基因工程菌进行人工生物修复;既可进行原位修复,也可进行异位修复。

2.1.1有机物污染土壤的微生物修复土壤微生物利用有机物(包括有机污染物)为碳源,满足自身生长需要,并同时将有机污染物转化为低毒或者无毒的小分子化合物,如CO2、H2O、简单的醇或酸等,达到净化土壤的目的。

对具有降解能力的土著微生物特性的研究,始终是环境生物修复领域的研究重点。

常见的降解有机污染物的微生物有细菌(假单胞菌、芽胞杆菌、黄杆菌、产碱菌、不动杆菌、红球菌和棒状杆菌等)、真菌(曲霉菌、青霉菌、根霉菌、木霉菌、白腐真菌和毛霉菌等)和放线菌(诺卡氏菌、链霉菌等),其中以假单胞菌属最为活跃,对多种有机污染物,如农药及芳烃化合物等具有分解作用。

有些情况下,受污染环境中溶解氧或其他电子受体不足的限制,土著微生物自然净化速度缓慢,需要采用各种方法来强化,包括提供O2或其他电子受体例如NO3-,添加氮、磷营养盐,接种经驯化培养的高效微生物等,以便能够提高生物修复的效率和速率。

有机污染物质的降解是由微生物酶催化进行的氧化、还原、水解、基团转移、异构化、酯化、缩合、氨化、乙酰化、双键断裂及卤原子移动等过程。

该过程主要有两种作用方式:1)通过微生物分泌的胞外酶降解;2)污染物被微生物吸收至其细胞内后,由胞内酶降解。

微生物从胞外环境中吸收摄取物质的方式主要有主动运输、被动扩散、促进扩散、基团转位及胞饮作用等。

一些有机污染物不能作为碳源和能源被微生物直接利用,但是在添加其他的碳源和能源后也能被降解转化,这就是共代谢(Co-metabolism)。

研究表明,微生物的共代谢作用对于难降解污染物的彻底分解起着重要作用。

例如甲烷氧化菌产生的单加氧酶是一种非特异性酶,可以氧化多种有机污染物,包括对人体健康有严重威胁的三氯乙烯和多氯联苯等。

微生物对氯代芳香族污染物的降解主要依靠两种途径:好养降解和厌氧降解。

脱氯是氯代芳烃化合物降解的关键步骤,好氧微生物可以通过双加氧酶和单加氧酶使苯环羟基化,然后开环脱氯;也可以先脱氯后开环。

其厌氧降解途径主要依靠微生物的还原脱氯作用,逐步形成低氯的中间产物。

一般情况下微生物对多环芳烃的降解都是需要氧气的参与,在加氧酶的作用下使芳环分解。

真菌主要是以单加氧酶催化起始反应,把一个氧原子加到多环芳烃上,形成环氧化合物,然后水解为反式二醇化合物和酚类化合物。

而细菌主要以双加氧酶起始加氧反应,把两个氧原子加到苯环上,形成二氢二醇化合物,进一步代谢。

除此之外,微生物还可以通过共代谢降解大分子量的多环芳烃。

此过程中微生物分泌胞外酶降解共代谢底物维持自身生长的物质,同时也降解了某些非微生物生长必需的物质。

2.1.2无机物污染土壤的微生物修复微生物不仅能降解环境中的有机污染物,而且能将土壤中的重金属、放射性元素等无机污染物钝化、降低毒性或清除。

重金属污染环境的微生物修复近几年来受到重视,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,从而达到生物修复的目的。

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、生物吸附)和生物转化等作用方式。

微生物可以将有毒金属被吸收后贮存在细胞的不同部位或结合到胞外基质上,将这些离子沉淀或螯合在生物多聚物上,或者通过金属结合蛋白(多肽)等重金属特异性结合大分子的作用,富集重金属原子,从而达到消除土壤中重金属的目的。

同时,微生物还可以通过细胞表面所带有的负电荷通过静电吸附或者络合作用固定重金属离子。

生物转化包括氧化还原、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等作用方式。

在微生物的作用下,汞、砷、镉、铅等金属离子能够发生甲基化反应。

其中,假单胞菌在金属离子的甲基化作用中起到重要作用,它们能够使多种金属离子发生甲基化反应,从而使金属离子的活性或者毒性降低;其次一些自养细菌如硫杆菌类Thiobacillus能够氧化As3+、Cu2+、Mo4+、Fe2+等重金属。

生物转化中具有代表意义的是汞的生物转化,Hg2+可以被酶催化产生甲基汞,甲基汞和其他有机汞化合物裂解并还原成Hg,进一步挥发,使得污染消除。

从目前来看,微生物修复是最具发展潜力和应用前景的技术,但微生物个体微小,富集有重金属的微生物细胞难以从土壤中分离,还存在与修复现场土著菌株竞争等不利因素。

近年来微生物修复研究工作着重于筛选和驯化高效降解微生物菌株,提高功能微生物在土壤中的活性、寿命和安全性,并通过修复过程参数的优化和养分、温度、湿度等关键因子的调控等方面,最终实现针对性强、高效快捷、成本低廉的微生物修复技术的工程化应用。

2.2植物修复技术从20世纪80年代以来,利用植物修复环境污染物的技术迅速发展,植物修复技术就是利用自然生长植物根系(或茎叶)吸收、富集、降解或者固定污染土壤、水体和大气中的污染物的环境技术总称。

主要通过植物提取、植物蒸腾作用、根系过滤和植物钝化来实现。

一般来说,植物对土壤中的有机和无机污染物都有不同程度的降解、转化和吸收等作用,有的植物可能同时具有几种作用方式。

植物修复技术目前主要应用于重金属污染土壤的修复,利用对重金属有富集特征的植物来吸收或者吸附积累重金属,达到从土壤中除去重金属的目的。

对有机污染物的修复机制主要是根际修复,利用植物根际的环境来刺激微生物生长,改变根际微生物大的群落结构、分泌与有机物降解相关的氧化还原酶来降解有机污染物。

2.3动物修复技术动物修复是利用土壤中某些低等动物(如蚯蚓等)和其体内的微生物,在污染土壤中生长、繁殖等活动过程中对土壤中的污染物进行转化和富集的作用,最后通过对这些动物集中处理,从而降低土壤中的污染物。

该方法主要应用于重金属污染土壤修复过程中,采用土壤动物这种天然的方法来转化重金属形态或富集,可以在一定程度上提高土壤肥力。

土壤动物不仅自己能够直接富集土壤中的污染物,还能够和周围的微生物共同富集,并在其中起到一种类似“催化剂”的作用。

土壤动物能够通过3个方面影响土壤中的微生物,首先土壤动物可以通过直接取食土壤微生物,使其始终保持高活性状态,而且通过取食降低微生物的生存空间的竞争,使微生物更好地生长;其次,土壤动物通过自身分泌物刺激微生物生长繁殖;再次,通过土壤动物的活动,使得土壤通气透水,改善了土壤生态环境,有利于土壤微生物的生长,从而实现共同修复污染土壤的目的。

土壤动物修复技术未来的发展方向,是将土壤动物作为一种“催化剂”,将其放入被污染的土壤中,提高传统的生物土壤修复技术的修复速度和效率。

2.4联合生物修复技术联合修复技术就是协同两种或两种以上修复方法,克服单项修复技术的局限性,实现对多种污染物的同时处理和对复合污染土壤的修复,提高污染土壤的修复速率与效率。

该方法已成为土壤修复技术中的重要研究内容,其中植物-微生物联合修复是最为广泛采用的联合生物修复技术。

2.4.1重金属污染土壤的联合修复近几年,重金属污染土壤的植物-微生物联合修复作为一种强化植物修复技术逐渐成为国内外研究的热点,这种方式可以充分发挥各自的优势,从而提高污染环境的修复效率。

微生物可以辅助超积累植物修复重金属污染土壤,其中有关微生物调控植物修复的机理及效应是人们关注的重点。

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