微生物在污染环境生物修复中的应用

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微生物与环境污染修复

微生物与环境污染修复

微生物与环境污染修复在如今环境污染日益严重的背景下,人类对于修复受损环境的需求越来越迫切。

而微生物作为一种天然的修复工具,具备着独特的优势和潜力。

本文将探讨微生物在环境污染修复中的应用,以及其对环境健康的贡献。

一、微生物修复污染的原理及方法微生物修复污染的原理主要包括两个方面,即生物吸附和生物降解。

微生物的质量和量可以通过生物修复手段来改善,从而达到修复污染物的效果。

在具体的微生物修复污染方法中,常见的有微生物显微观察、土壤调查和微生物培养等。

通过这些方法,我们可以了解到环境中的微生物种类及其丰度,从而为修复提供科学依据。

二、微生物修复污染的应用领域1.土壤修复:因为人类的过度开发和不当利用,土壤污染问题日益凸显。

而微生物作为天然的修复工具,能够利用其降解有机物的能力,有助于修复受污染的土壤。

2.水体修复:水体污染对于人类和生态环境都是巨大的威胁。

而微生物修复在处理废水、湖泊等水体中的有机物和重金属等污染物方面,具备广泛的应用前景。

3.空气修复:随着工业化进程的加快和交通运输业的发展,空气中的污染物越来越多。

微生物修复在改善空气质量方面具备一定潜力,例如利用微生物降解大气中的有机污染物。

三、微生物修复污染的优势1.低成本:相比传统的修复方法,微生物修复具备较低的成本。

微生物修复不需要昂贵的设备和材料,能够节省修复资金。

2.高效性:微生物修复污染的速度较快,具备高效性。

微生物在降解污染物时,不需要经过繁琐的工程过程,降低了修复周期。

3.环境友好:微生物修复是一种生物法,不会产生次生污染物。

与传统的物理或化学方法相比,微生物修复对环境的影响更小。

四、微生物修复对环境健康的贡献1.减少污染物释放:通过微生物修复,能够将受污染环境中的有害物质转化为无害的物质,从而减少了污染物对环境的危害。

2.恢复生态系统功能:微生物修复能够促使生态系统中的各个环节重新建立和恢复,从而改善生态系统的结构和功能。

3.提高土壤肥力:微生物修复改善了受污染土壤的质量,提高了土壤的肥力和生产潜力。

微生物在环境污染修复中的作用

微生物在环境污染修复中的作用

微生物在环境污染修复中的作用1. 引言在当今社会,环境污染已成为一个严重的问题,严重影响着人类的生存和健康。

然而,我们幸运的是,微生物具有独特的能力来修复环境污染,并且被广泛应用在环境修复领域中。

本文将探讨微生物在环境污染修复中的重要作用。

2. 微生物对有机污染物的降解微生物是自然界中最重要的降解有机污染物的工具之一。

它们通过代谢过程中的酶系统,能够将有机污染物分解为无害的物质,如水和二氧化碳。

这种降解过程称为生物降解。

微生物降解有机污染物的方式多种多样,包括生物吸附、生物分解和生物转化等。

例如,某些细菌可以降解石油中的烃类污染物,如苯、甲苯和二甲苯,从而减少环境中的石油污染。

3. 微生物对重金属污染物的去除除了有机污染物,重金属污染也是严重的环境问题。

然而,微生物同样可以帮助解决这个问题。

某些微生物能够在其新陈代谢的过程中吸附重金属离子,并将其转化为无毒或低毒的形式。

此外,这些微生物还可以通过产生特定的螯合剂来与重金属离子形成稳定的络合物,从而降低其毒性。

因此,利用微生物的能力可以有效地去除环境中的重金属污染物。

4. 微生物在水体污染修复中的应用水体污染是一个严重的问题,直接影响着人类的生活和健康。

微生物在水体污染修复中发挥着重要作用。

例如,利用某些硝化菌和反硝化菌的协同作用,可以将水中的氨氮转化为氮气释放到大气中,从而减少水体中的氮污染。

此外,利用微生物的吸附、分解和还原能力,还可以降解水体中的有机污染物,并净化水质。

5. 微生物在土壤污染修复中的应用土壤污染是环境污染的重要组成部分,严重影响着农作物的种植和土地的可持续利用。

微生物的作用可以帮助修复土壤污染。

一些微生物能够通过产生一系列酶来分解有机物或细菌,从而降解土壤中的有机污染物。

此外,微生物还能够转化土壤中的无机污染物,并提高土壤质量。

通过利用微生物的这些能力,可以有效地修复受到污染的土壤。

6. 微生物修复技术的应用潜力微生物修复技术作为一种环境修复方法,具有广阔的应用前景。

微生物在环境修复中的应用

微生物在环境修复中的应用

微生物在环境修复中的应用微生物在环境修复中起着重要的作用。

它们可以通过降解和转化污染物质来改善环境质量。

此外,微生物也可以作为生物控制的一种手段来清理环境污染。

本文将从微生物修复的原理、方法和应用案例三个方面来详细介绍微生物在环境修复中的应用。

第一部分:微生物修复的原理微生物修复是利用微生物的生理代谢和生态作用来降解和转化环境中的污染物质。

微生物在修复过程中主要通过生物降解、生物转化和生物吸附等途径来达到修复的效果。

1. 生物降解微生物通过分泌特定的酶来降解有机污染物质。

酶可以将有机化合物分解成更简单的物质,如二氧化碳、水和无机盐等。

这个过程可以有效地减少环境中有机污染物质的浓度,从而改善环境质量。

2. 生物转化微生物可以将某些污染物质转化成无毒或低毒的物质。

例如,一些细菌可以将重金属污染物质转化成相对无毒的形态,从而减轻对环境的危害。

3. 生物吸附微生物表面的菌丝可以通过物理或化学作用与污染物质之间形成吸附作用。

微生物的吸附作用可以将污染物质从环境中吸附出来,从而达到修复环境的目的。

第二部分:微生物修复的方法微生物修复可以采用不同的方法来实施,具体方法选择的依据包括修复对象、环境条件、微生物特性等因素。

以下是一些常见的微生物修复方法:1. 原位修复法原位修复法是指直接在受污染的土壤或水体中添加适当的微生物来修复环境。

这种方法操作简单,成本较低,适用于一些对环境要求不高的修复工程。

2. 生物固相法生物固相法是将适宜的微生物和修复介质混合,制成固态生物修复剂,然后将修复剂添加到受污染区域。

修复剂中的微生物可以通过代谢活动和生态作用来修复环境。

这种方法适用于一些受污染区域土壤较深的修复工程。

3. 土壤堆肥法土壤堆肥法是指将受污染的土壤与适宜的堆肥材料混合,在适宜的温度和湿度条件下进行堆肥处理。

在堆肥的过程中,微生物可以通过分解和转化来降解污染物质,从而达到修复土壤的目的。

第三部分:微生物修复的应用案例微生物修复在实际工程中得到了广泛的应用。

微生物在环境修复中的作用和应用

微生物在环境修复中的作用和应用

微生物在环境修复中的作用和应用环境修复是指对受到污染或破坏的环境进行恢复和修复的过程。

微生物在环境修复中起着至关重要的作用。

本文将探讨微生物在环境修复中的作用和应用,并分析其优势和挑战。

一、微生物在土壤修复中的作用和应用1. 有机物降解:微生物可以分解有机物质,将其转化成无机物质,从而加速污染物的降解过程。

例如,石油污染环境中的微生物能够分解石油,转化为二氧化碳和水,减少对环境的影响。

2. 污染物转化:微生物可以将一些有害物质转化成无毒或低毒的物质,减少对环境的危害。

例如,重金属离子可以通过微生物的还原作用转化为无毒的金属沉淀物,从而将其稳定固定在土壤中。

3. 生态系统恢复:微生物可以促进土壤的生物结构恢复,增加土壤的肥力和保水能力。

微生物通过分解有机物质,释放出养分,供给植物的生长。

同时,微生物的活动还能加强土壤结构,改善土壤通气性和水分渗透性。

二、微生物在水体修复中的作用和应用1. 水体富营养化控制:微生物可以降解水体中的营养物质,如氮、磷等,减少水体中的富营养化现象。

通过使用合适的微生物种群,可以有效降低水中藻类的生长速率,维持水体的生态平衡。

2. 有机物降解:微生物对水体中的有机物质具有很强的降解能力。

通过增加适宜的微生物数量,可以促进有机物的降解,减少水体中的有机污染。

3. 水质净化:微生物可以吸附和降解有机和无机污染物,净化水质。

例如,微生物可以将水中的重金属污染物吸附在其表面,从而达到净化水质的效果。

三、微生物在空气修复中的作用和应用1. 挥发性有机物(VOCs)降解:微生物可以分解和降解空气中的VOCs,减少空气污染。

通过使用适当的微生物菌剂,可以有效降低工业废气和汽车尾气中的VOCs浓度。

2. 空气质量监测:微生物可以作为环境中气体污染物的“生物传感器”,通过监测微生物的变化反映空气质量。

例如,某些细菌对于臭氧敏感,当空气中的臭氧浓度升高时,这些细菌的数量会减少。

四、微生物修复的优势和挑战微生物在环境修复中具有以下优势:1. 传统修复方法的补充:微生物修复是一种低成本、高效率的修复方法,可以与传统的物理和化学修复方法相结合,互补优势。

微生物在环境修复中的作用

微生物在环境修复中的作用

微生物在环境修复中的作用随着现代社会的发展和工业化进程的加速,环境污染问题日益突出。

为了改善生态环境,保护人类和其他生物的生存环境,科学家们不断探索各种环境修复方法。

其中,微生物在环境修复中发挥着重要的作用。

本文将介绍微生物在环境修复中的作用以及其相关技术,以期为环境治理提供一些参考。

一、微生物的优势及其在环境修复中的应用微生物具有生长快、繁殖力强、适应性广等特点,这使得它们在环境修复中有着独特的优势。

1. 降解有机污染物微生物通过产生酶类物质,能够利用有机污染物作为营养基质进行生长和繁殖,从而降解有机污染物。

例如,石油污染环境中的石油降解菌可以利用石油作为能源,将其转化为无毒的物质,降低石油对环境的污染。

2. 排除重金属污染某些微生物具有重金属离子吸附、转化和蓄积能力,通过将重金属转化为无毒形态或蓄积在细胞内部,从而减少环境中的重金属含量。

这种微生物修复技术被广泛用于处理废水和农田重金属污染。

3. 生物吸附微生物能通过吸附污染物,起到净化环境的作用。

它们的细胞表面具有很强的吸附能力,可吸附有机物和无机物,如溶解性有机化合物、重金属离子等。

这种生物吸附技术应用广泛,例如在废水处理和土壤修复中。

4. 生物修复微生物修复是指利用微生物及其代谢产物修复环境污染的方法。

它可以通过微生物的生物化学反应改变或降解环境中的有害物质,从而实现环境的修复和恢复。

微生物修复技术应用于土壤污染、水体污染等方面,取得了显著的效果。

二、微生物在环境修复中的相关技术为了更好地利用微生物在环境修复中的作用,科学家们还发展了一系列相关技术。

1. 微生物菌剂的应用通过筛选和培养具有降解污染物能力的微生物,并将其制成菌剂,应用于环境修复。

这种技术具有操作简单、效果明显的特点,可用于处理各类污染物,如石油类、农药类、重金属等。

2. 基因工程微生物的利用通过基因工程技术,可以改造微生物的代谢能力和降解途径,使其在环境修复中具有更高的降解效率和广泛的适应性。

微生物工程在环境修复中的应用

微生物工程在环境修复中的应用

微生物工程在环境修复中的应用环境问题日益严重,包括水污染、土壤污染和空气污染等。

这些问题给人类的生活和健康带来了极大的威胁。

为了解决这些问题,越来越多的科学家和研究人员转向微生物工程,利用微生物的独特性质和功能来进行环境修复。

一、微生物对水污染的修复水污染是全球面临的重大环境问题之一。

而微生物工程在水污染的修复中发挥了重要的作用。

例如,某些微生物可以降解有机物,如石油和石油产品中的烃类。

同时,一些微生物还可以降解重金属和有机污染物,从而净化水体。

二、微生物对土壤污染的修复土壤污染给土壤质量和农作物生长带来了极大的影响。

为了修复受到污染的土壤,科学家们利用微生物工程开发了一系列的修复方法。

例如,通过引入具有降解污染物能力的微生物种类,这些微生物可以分解并转化为无害物质,从而修复土壤。

三、微生物对空气污染的修复空气污染不仅对人类健康有害,还造成了环境破坏。

微生物工程在空气污染修复中也发挥着重要作用。

例如,通过利用微生物能力来降解空气中的有害化合物。

通过吸附、分解和转化,微生物可以帮助净化空气,并恢复环境的健康。

四、微生物工程的潜力与挑战尽管微生物工程在环境修复中具有巨大的潜力,但也面临一些挑战。

其中之一是微生物的选择和应用。

科学家们需要选择适合环境修复的合适微生物种类,并确定最佳应用方式。

另一个挑战是微生物工程的长期稳定性和生态风险。

科学家们需要深入研究微生物与环境间的相互作用,以确保微生物工程的有效性和安全性。

总结微生物工程在环境修复中具有广阔的应用前景。

通过利用微生物的能力,我们能够有效地解决水、土壤和空气污染问题。

然而,我们仍然需要进一步加强相关研究,以优化微生物工程的应用,并解决潜在的挑战。

只有通过不断的努力,我们才能够实现环境修复的目标,构建可持续发展的未来。

微生物在环境污染治理中的应用

微生物在环境污染治理中的应用

微生物在环境污染治理中的应用环境污染是当前社会面临的严峻问题之一,对人类的生态系统和健康造成了严重的威胁。

为了有效地减少和治理环境污染,科学家们不断寻求新的方法和技术。

微生物技术作为一种环境友好且高效的治理手段,被广泛应用于环境污染治理中。

本文将介绍微生物在环境污染治理中的应用,并探讨其优势和挑战。

一、生物修复技术生物修复技术是利用微生物代谢活性和降解能力来修复环境中的有机物污染物。

微生物通过降解有毒有害物质,将其转化为无毒或低毒的物质,从而达到治理环境污染的目的。

生物修复技术被广泛应用于土壤、水体和空气等环境污染的治理中。

例如,通过在受污染土壤中加入具有分解能力的微生物,可以有效降解土壤中的有害物质,恢复土壤的生态系统功能。

二、污水处理技术微生物在污水处理过程中发挥着重要的作用。

传统的污水处理方法需要大量的能源和化学药剂,且产生大量的废水和污泥。

相比之下,微生物技术具有能源消耗低、处理效果好、无二次污染等优势。

常见的微生物污水处理技术包括厌氧处理、好氧处理和生物膜法等。

通过利用微生物的降解能力和吸附作用,可以有效地去除污水中的有机物和重金属等污染物,达到排放标准。

三、气体治理技术随着工业化进程的加快,大量的有机污染物和气体排放给大气环境带来了严重的污染。

微生物技术在气体治理中展示出了巨大的潜力。

例如,通过利用特定的微生物菌株,可以将废气中的有机废弃物转化为无毒的物质。

此外,微生物还可以用于处理含硫气体和氮氧化物等有害气体。

微生物在气体治理过程中具有能源消耗低、操作方便和废物产生少的优势。

四、挑战和展望尽管微生物技术在环境污染治理中具有许多优势,但仍面临一些挑战。

首先,微生物的应用受到环境因素的限制,包括温度、酸碱度、氧气含量等。

其次,不同微生物菌株的适应能力和降解效率存在差异,需要对不同的污染物选择合适的微生物菌株。

此外,微生物技术在大规模应用时还需要解决工程化操作和成本等问题。

展望未来,微生物技术在环境污染治理中的应用前景广阔。

微生物在环境修复中的应用与技术

微生物在环境修复中的应用与技术

微生物在环境修复中的应用与技术近年来,随着环境问题的日益突出,环境修复成为一个备受关注的话题。

而微生物在环境修复领域中的应用与技术也逐渐展现出巨大的潜力和优势。

本文将从微生物的作用、环境修复中的应用以及相关的技术方面进行探讨。

一、微生物的作用微生物是一类非常小型的生物体,包括细菌、真菌、藻类等,它们在地球生态系统中扮演着重要的角色。

微生物可以分解有机物,提供营养物质;可以降解有毒化学物质,减少环境污染;还可以与植物根系形成共生关系,促进植物的生长。

这些作用使得微生物在环境修复中具备重要的应用潜力。

二、微生物在环境修复中的应用1.土壤修复受到污染的土壤会限制植物的生长,并可能对周边环境造成进一步的危害。

微生物在土壤中可以分解有毒有害物质,如重金属和有机污染物,从而减少土壤污染。

此外,微生物还可以提供养分,增加土壤的肥力,促进植物生长。

因此,通过利用微生物修复污染土壤,可以恢复土壤的功能和生态系统的平衡。

2.水体修复水体污染是全球环境问题的重要组成部分。

微生物在水体修复中发挥着重要作用,尤其是在水质恢复方面。

因为微生物可以分解有机物和污染物,还可以控制藻类的生长,减少水体中的富营养化现象。

此外,微生物还可以吸附和沉淀重金属等有害物质,提高水体的质量。

因此,利用微生物修复水体污染是一种有效且可持续发展的方法。

3.空气修复空气污染是现代城市面临的严重问题之一。

微生物在空气修复领域中也发挥着重要作用。

微生物可以分解空气中的有机污染物,如甲醛、苯等,从而净化空气。

此外,微生物的代谢产物还可以中和空气中的有害气体,如二氧化硫和氮氧化物。

通过利用微生物修复空气污染,可以提高城市空气质量,改善居民的生活环境。

三、微生物修复技术1.生物降解技术生物降解技术是利用微生物来分解和降解环境中的污染物,如石油、有机溶剂等。

通过引入适宜的微生物菌种,结合合适的环境因素,可以加速污染物的降解过程,使环境得到修复。

2.生物吸附技术生物吸附技术是利用微生物菌体或其代谢物来吸附和去除环境中的有害物质。

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植物在水体和土壤生物修复中也可起一定的作用。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ll旷13 3。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o: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【】1'1引。近年来研究表明植物根系的分泌物不但可为微生物提供营养物[14],同日寸可诱导微 生物降解某些难降解的有毒物质如多氯联苯¨5’16j。水生植物可向沉积物、根围、茎叶围释放营养物质和 02¨1-20],使沉积物中的微生物通过好氧的方式矿化污染物,提高微生物活性及对污染物的矿化能力。Rad. wan等心lJ研究表明,细菌可稳固地吸附在大型海藻表面,使其表面单位体积细菌的数量大大增加,海藻光合 作用产生的02加速了细菌对有机物的降解。 1.2营养物质
生物修复(Bioremediation)又称为生物恢复(Biorestoration),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[5]。自1989年以来生物修复技术已被用于清除受污染农田、地下 水、河流、湖泊和海洋等环境中的污染物,这些污染物包括石化产品、多环芳烃、卤代烷烃、卤代芳烃[6 J以及 引起水体富营养化的其他成分等。虽然微生物不能降解重金属,但可转移重金属或降低其毒性。实践表 明,生物修复是治理大面积污染的一种实用性强的技术。生物修复通常分为原位修复和异位修复。原位修 复是指通过在污染地点投加刺激物或人工培养的微生物加速污染物质的分解,使污染物在当地降解。异位 修复则是指将被污染的土壤或水移至专门的反应器中进行修复。生物修复常以原位修复为主,因不需另建 处理设施,且修复的场地可以照常用于生产,并可与其他技术结合使用,降解过程迅速,费用低∞一】。 1 影响污染环境微生物修复的几个关键因素
在自然状态下环境中存在大量可降解污染物质的微生物【5],但其浓度一般很低。当环境被污染时由于
*国家计委、教育部“十五”21l工程重点学科建设项目(211ECMS)资助 **通讯作者
收稿日期:2005-07-25改回日期:2005·11—04
万方数据
第3期
张逸飞等:微生物在污染环境生物修复中的应用
1989年Exxon石油公司的油轮在阿拉斯加Prince Willian海湾发生溢油事故,溢油量达4170m3,污染海 岸线长达500~600km。为了消除污染,该公司采用原位生物修复措施,通过喷施营养物(N源、P源)加速海 滩上自然存在的微生物对污染石油的降解,使石油污染程度明显减轻,并未向周围海滩及海水中扩散-2 4|。 美国犹他州某空军基地采用原位生物降解修复航空发动机油污染的土壤,在土壤湿度保持8%~12%条件 下,添加N、P等营养物质,并通过在污染区打竖井增加O:供应。1 3个月后土壤中平均油含量由410mg/kg 降至38mg/kg。荷兰一家公司应用研制的回转式生物反应器,使土壤在反应器内与微生物充分接触,并通 过喷水保持土壤湿度,在22℃处理17d后,土壤含油量由1000~6000mg/kg降至50~250mg/kg。
第15卷第3期 2 0 0 7年5月
中国生态农业学报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
vOI.15 May,
NO.3 2007
微生物在污染环境生物修复中的应用*
张逸飞1 钟文辉1“王国祥2
(t.南京师范大学化学与环境科学学院南京210097;2.南京师范大学地理科学学院南京210097)
摘 要 生物修复是一项利用生物特别是微生物治理污染的技术。与理化修复方法相比具有投资少、对环境影响 小的优点。本文重点分析了影响微生物修复的关键因素,包括生物因素、营养因素、()2和电子受体、表面活性剂和 共代谢物等.并介绍了微生物在生物修复中成功应用的实例,讨论了生物修复所具有的优势和存在的不足及今后 研究重点。 关键词 环境污染 微生物 生物修复 脱氮 石油
N、P等营养元素是微生物生长不可缺少的,尤其是海水中N和P是限制微生物降解烃类的最重要因 素[22’2 3|。众多研究表明在石油污染的修复中投加N和P可明显提高碳氢化合物的降解速率[24,25]。而对 海水中的石油类污染物的修复来说,使用以尿素作为N源的亲油肥料Inipol EAP22有利于石油表面的微生 物生长。出于经济考虑,也可用动物饲料和动物粪便拉6 o作营养盐,如在被石油污染的阿拉伯沙滩上投加动 物饲料(含60%蛋白质)使石油的降解率提高了15%。 1.3 02和其他电子受体
微生物可通过共代谢加速降解一些难降解有机物。甲烷氧化菌可通过共代谢降解多种污染物,包括对 人体健康有严重威胁的三氯乙烯和多氯联苯等。研究表明在甲烷和溶解氧存在条件下三氯乙烯的降解率 可达到10%~20%[4 3|。杜秀英等[1J发现用邻二氯苯作为初级营养共代谢物,可增强菌株对较高氯代二嗯 英的降解能力。Robert等【44]发现混合培养微生物在含有柴油的基质中可将苯并[口]芘矿化为C02,在存在 0.07%~0.2%柴油条件下可使10mol/L苯并[a]芘的矿化率在两周内达到33%~65%。
污染物分解的最终电子受体包括02、有机物分解的中间产物、无机酸根(如硝酸根和硫酸根)和铁离子 等。02是好氧性微生物的电子受体,石油类化合物和饱和芳香烃的降解均需要O:。土壤、地下水环境中往 往是缺氧的,故供02可提高污染物的降解速度。为了增加土壤中的溶解氧,可以对土壤鼓气或添加产氧 剂。当环境中的02耗尽后,硝酸根、硫酸根和铁离子等也可以作为有机物降解的电子受体。向被石油污染 的含水土层投加硝酸盐和硫酸盐可以促进原位降解石油类烃[27'2引,投加硫酸盐也可促进苯的降解[29],根据 这些结果形成了向地下含水层投加硫酸盐进行生物修复的方法,在苯含量高达100mmol/L的地下水中投加 硫酸盐84d后苯被充分降解[3 0|。另外,沉积物可在Fe3+存在的还原性条件下矿化苯[31]和芳香烃[32,3 3I。近 年研究发现有些微生物代谢过程中可产生氧分子,在厌氧条件下促进苯的降解。厌氧生物可以将氯酸盐或 高氯酸盐甚至亚氯酸盐还原为氯化物同时产生氧分子。氯酸盐还原菌对芳香烃的降解没有直接的作用,但 可为好氧微生物(如假单胞菌)提供分子氧∞4|。研究表明只要向土壤中投加67肚g/L的亚氯酸盐就可以促 进苯的降解,该方法可在污染环境的生物修复中广泛应用-3 5|。 1.4表面活性剂
虽然可降解碳氢化合物的微生物在自然界中广泛存在,但是土著微生物不能很好地降解像石油这样复 杂混合物中的所有成分12 3。,另一方面自然状态下微生物浓度较低。故通过添加可降解碳氢化合物的外源微 生物、构建可降解脂肪酸、芳香烃、萜烯类、多环芳烃H 8J的假单胞菌株用于石油污染的生物修复中,可以减少 生物修复的滞后过程,达到理想的修复效果。 2.2富营养化水体的微生物修复
富营养化水体的脱N主要依靠微生物来完成。脱N过程中NH2一N氧化为亚硝态氮是整个过程的限 速步骤,很少发现亚硝酸盐在环境中积累L4 9I。氨氧化主要是通过氨氧化菌来完成,该菌是好氧性化能自氧 微生物,其中也有少数能够忍受缺氧的环境,另外一些异养真菌和细菌也可以氧化氨,例如甲烷氧化菌可能 通过甲烷单加氧酶将氨氧化L50 J。通常NH亍一N和02是制约硝化反应速率的主要因素。
199ห้องสมุดไป่ตู้
微生物受驯化,降解该种污染物的微生物数量会逐渐增多。如在自然状态下可降解烃类的微生物只占微生 物总数的1%,但在石油污染的环境中这一比例可上升至10%旧J。添加可降解污染物质的外源微生物可强 化对污染物质的降解,有助于达到理想的处理效果。采用质粒转移、基因工程技术和原生质体融合技术等 构建工程菌在环境生物修复中具有比较好的应用前景∽J。但由于生物工程菌在自然环境中缺乏竞争优势, 及其可能潜在的对生态安全的威胁,目前环境治理中应用很少。
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[36.3 7‘。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[38叫o】。一种南极洲假丝酵母在植物油[41]或十一烷[4z]上培养时可产生胞外表面活性 物质来加速对碳氢化合物的降解。目前在实际中应用较多的是非离子表面活性剂吐温80。 1.5共代谢物
2污染环境微生物修复效果及机理
2.1石油污染的微生物修复 针对石油污染的生物修复的研究较多。石油生产和运输造成的污染随处可见,如油轮泄漏、石油加工
万方数据
中国生态农业学报
第15卷
企业排污、输油管道破裂等造成水体、土壤和地下水的污染。降解石油的微生物广泛分布于海洋、淡水、陆 地、寒带、温带、热带等不同环境中,能够分解石油烃类的微生物包括细菌、放线菌、霉菌、酵母以及藻类等共 100余属、200多种,而环境条件对微生物存在数量有限制作用[45-47 3。由于自然界石油的降解是一系列微 生物共同作用的结果,没有一种微生物能降解石油中所包含的所有碳氢化合物,有些微生物本身并不能分 解碳氢化合物,但其在石油去除中发挥着重要作用[43j。
Application of microorganism in bioremediation of contaminated environment.ZHANG Yi。Feil,ZHONG Wen。Huil, WANG Guo‘Xian92(1.CoLlege of Chemistry and Environmenta[Science,Nanjing Normal University,Nanjing 21 0097,
成功的生物修复需具备的前提条件一是必须存在具代谢活性的微生物,这些微生物在降解或转化化合 物时必须达到一定的速率,且不会产生有毒物质;二是目标化合物必须能够被微生物利用,污染场地不含对 降解菌种有抑制作用的物质,否则需先行稀释或将该抑制剂无害化;三是污染场地或生物反应器的环境条 件必须有利于微生物生长或保持活性;四是技术费用必须尽可能低。实际应用中常采用投加具有高代谢活 性微生物(生物扩张法)和投加营养物、电子受体或共代谢物以及改变生物生活的条件(生物刺激法)等方 法。 1。1生物因素
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