微生物技术在土壤修复中的应用研究进展
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。
微生物在土壤修复中的应用研究

微生物在土壤修复中的应用研究近年来,随着环境问题的凸显,土壤污染已成为一个严重的社会及环境问题。
土壤修复作为解决土壤污染的有效手段之一,吸引着越来越多的关注和研究。
而微生物作为土壤修复中的重要角色,其应用研究成为了科学家们的热点领域。
本文将介绍微生物在土壤修复中的应用研究,并探讨其未来发展前景。
一、微生物的种类及功能微生物是一大类单细胞生物,包括细菌、真菌和病毒等。
在土壤修复中,微生物可以发挥多种功能,如:1. 降解有机污染物某些微生物具有分解有机污染物的能力。
它们通过代谢作用,将有机污染物转化为无害的物质,从而降低土壤的污染程度。
2. 吸附重金属一些微生物能够吸附土壤中的重金属离子,减少其对环境的毒性影响。
通过微生物吸附,重金属可以在土壤中形成不易迁移、不易释放的稳定形态。
3. 修复土壤结构微生物通过分解土壤有机质,改善土壤的酸碱性和通透性,促进土壤结构的形成和发育。
这对于改良受沙化、盐渍化等问题的土壤至关重要。
二、微生物在土壤修复中的应用研究微生物在土壤修复中的应用研究涉及到多个方面,以下将重点介绍其中的几个方向。
1. 生物提取生物提取是利用微生物的生长代谢特性,将污染物从土壤中提取出来。
通过富集、培育特定微生物,可使其代谢产物或酶解代谢产物与污染物结合,从而提取污染物。
2. 微生物降解微生物的降解能力被广泛应用于土壤修复。
研究者通过筛选和改良具有高降解性的微生物种类,或通过基因工程方法提高微生物降解有机污染物的能力。
3. 微生物修复微生物修复是通过引入特定微生物种群到受污染土壤中,利用其代谢活动和生长特性,修复和改良土壤环境,降低土壤污染物的毒性。
4. 微生物辅助技术微生物辅助技术是将微生物与其他技术手段结合,共同应用于土壤修复中。
例如,将微生物生物界面技术与电动力、超声波等物理修复技术相结合,可以提高修复效果。
三、微生物在土壤修复中的挑战与前景尽管微生物在土壤修复中具有广阔的应用潜力,但也面临一些挑战。
微生物在土壤修复中的应用研究

微生物在土壤修复中的应用研究随着人类经济的快速发展和工业化进程的加速进行,严重的土壤污染问题已经引起了人们的广泛关注。
传统的土壤修复方法往往需要耗费大量的时间、金钱和人力资源,而且往往不能完全清除污染物。
因此,寻找一种高效、经济、环境友好的土壤修复方法变得迫切而重要。
微生物技术作为一种新兴的土壤修复技术,正在引起越来越多的关注。
本文旨在探讨微生物在土壤修复中的应用研究,并分析其优势和存在的挑战。
一、微生物在土壤修复中的作用机制微生物在土壤修复过程中起到了至关重要的作用。
首先,微生物可以通过降解有机物和去除重金属等方式降低土壤污染物的浓度。
许多微生物具有优秀的降解能力,可以将有机物分解为无害的物质,从而减少对环境的危害。
此外,微生物还可以将重金属离子还原为难溶的沉淀物,从而减少其毒性。
其次,微生物可以提高土壤的生物学活性和养分利用率,促进土壤的恢复和生态系统的建立。
微生物可以分解土壤中的有机物质并产生养分,为植物的生长提供有利条件。
同时,微生物还可以与植物根系形成共生关系,提高植物的养分吸收效率。
二、微生物在不同土壤修复中的应用微生物技术在不同类型的土壤修复中都有广泛的应用。
首先,对于有机物污染土壤的修复,微生物降解技术是一种常用的方法。
通过人工引入具有降解能力的微生物,可以有效地降低土壤中有机物的含量。
其次,对于重金属污染土壤的修复,微生物还可以利用菌体产生的特殊分子结构吸附和沉淀重金属离子,从而达到去除的目的。
此外,微生物还可以作为土壤改良剂,增加土壤的肥力和保水性。
在沙漠化地区,通过引入适应干旱条件的微生物,可以提高土壤的保水能力,并促进植被的恢复。
总而言之,微生物技术是一种多功能、高效的土壤修复方法。
三、微生物修复技术的优势与传统的土壤修复方法相比,微生物修复技术具有许多明显的优势。
首先,微生物修复技术具有针对性强的特点。
微生物根据不同的土壤类型和污染物种类,可以选择性地降解有机物或去除重金属。
微生物土壤修复技术的研究与应用

微生物土壤修复技术的研究与应用第一章:引言微生物土壤修复技术是一种利用微生物的生物学特性修复受到污染的土壤的方法。
近年来,环境污染程度的逐渐加剧,使得土壤修复成为面临的重要问题。
微生物土壤修复技术通过引入适当的微生物来降解有害物质,恢复土壤的自然功能,被广泛应用于土壤修复项目中。
本章将介绍微生物土壤修复技术的研究背景和意义。
第二章:微生物在土壤修复中的作用2.1 微生物对土壤修复的贡献微生物在土壤修复中发挥着重要的作用。
它们可以分解有害物质,还原土壤中的养分,提高土壤的肥力,促进植物生长。
此外,微生物还能够与植物形成共生关系,增加土壤的抵抗力,减少土壤的侵蚀。
2.2 微生物对土壤修复的影响因素微生物在土壤修复中的效果受到多方面因素的影响。
包括温度、湿度、 pH 值、氧气含量等环境因素,以及微生物的种类和数量等内部因素。
了解这些因素对微生物的影响,有助于优化土壤修复方案,提高修复效果。
第三章:微生物土壤修复技术的原理与方法3.1 降解污染物微生物可以通过分泌酶类物质来降解土壤中的有害污染物。
通过针对不同的污染物选择适合的微生物菌种,并提供合适的培养条件,可以加速污染物的降解过程。
3.2 提高土壤肥力某些微生物能够转化土壤中的养分,并释放出适合植物吸收的形态,提高土壤的肥力。
这种方法在修复有机污染土壤的同时,也有助于促进植物的生长。
3.3 生物和化学修复相结合微生物修复技术可以与生物修复和化学修复相结合,形成综合修复方案。
通过微生物菌株与其它修复手段的协同作用,可以加快修复速度,并提高修复效果。
第四章:微生物土壤修复技术的应用案例4.1 石油污染土壤修复石油污染是一个非常严重的环境问题,对土壤和水体造成很大的危害。
利用微生物来降解石油污染物,恢复土壤的肥力和功能,是一种有效的修复方法。
4.2 重金属污染土壤修复重金属污染是另一个常见的土壤污染问题。
通过选择具有重金属耐受性的微生物,并结合适当的修复措施,可以将重金属污染物转化为无毒或低毒的形态,减少对土壤的危害。
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。
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
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。
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微生物技术在土壤修复中的应用研究进展作者:吴楠楠张珂孙晨曦来源:《湖北农业科学》2020年第13期摘要:介绍了土壤污染类型(有机污染、重金属污染、放射性污染)及微生物修复技术;综述了微生物修复技术(投菌法、生物通风法、生物培养法、堆制处理法、预制床法、生物反应器法)在土壤修复中的应用研究;分析了微生物土壤修复技术存在的问题并提出展望。
关键词:土壤污染;微生物技术;土壤修复Abstract: The types of soil pollution (organic pollution, heavy metal pollution,radioactive pollution) and microbial remediation technologies; were introduced;The application research of the microbial remediation technologies (bacteria method, biological ventilation method, biological culture method, stacking method, prefabricationbed method, bioreactor method) in soil were summarized; The problems existing in microbial soil remediation technology were analyzed and the prospect was put forward.Key words: soil pollution; microbiological technology; soil remediation中国的土壤污染问题是由长时间的污染积累和多方面因素导致的。
2016年,国家环保部门对全国土壤污染状况详细调查发现,重工业、采矿企业周边环境土壤污染物超标严重,镉、汞、铬占比较大[1]。
农药的不合理使用也造成中国土地大面积污染,长江、黄河、松花江、辽河、海河、珠江等主要流域的底泥中农药污染情况十分严重[2]。
为了有效地修复土壤、解决土壤污染问题,众多土壤修复方法被采用,但如何针对土壤的污染类型,选择便利的场地和高效且环保的修复手段却颇有难度。
本文将主要介绍微生物技术在土壤修复中的应用。
1 微生物修复技术土壤修复技术的种类有很多,主要的修复方式有生物修复、物理修复和化学修复,其中生物修复技术又涵盖植物、动物、微生物3种。
在学术界,微生物修复技术被普遍认同。
微生物种类多、繁殖快、在土壤中生活方式不同等特点让微生物修复技术在土壤修复方面占据优势地位。
但微生物的性质又直接影响其对农药的降解与转化。
同一物种的不同微生物种类或菌株对同一有机底物或重金属具有不同的清除作用[3]。
微生物土壤修复技术是指在适宜的环境中用原始土壤中的微生物或者在目标污染土壤中加入已知特定功能的人工驯化微生物,使微生物主动代谢和污染物反应,降低有毒污染物的活性或将其降解为无毒物质[4]。
这种技术有改良土壤品质、处理方式多样化、成本低、对环境影响小、可最大限度减少污染物等优点,因此多用于修复污染土壤。
根据修复场地不同,微生物修复技术又有原位和异位修复之分。
1.1 原位修复原位微生物修复技术是指不改变土壤自身位置,向土壤中添加养分以及供给氧气,促进微生物自身代谢,降解和剔除土壤中的有害物质,从而保证土壤质量。
原位微生物修复技术操作简单、成本较低,但处理速度慢。
目前投菌法、生物通风法和生物培养法是3种主要的修复处理方式[5]。
1)投菌法。
投菌法是指利用微生物降解和代谢能力,直接向遭受污染的土壤接入外源的污染物降解菌,同时提供这些微生物生长所需的营养,包括常量营养元素和微量营养元素。
该修复技术的特点是易操作、成本低。
由于微生物对生存环境较敏感,直接在土壤中投加生物菌体,会受到部分因素影响。
尹盘基等[6]提出将表面活性剂淋洗与投菌法相结合,通过表面活性剂淋洗污染土壤来达到去除部分高浓度氯酚的目的,再加入降解菌,使低浓度氯酚不断降解。
蔗糖酯(图1)淋洗与投菌法相结合,可在25 d内使土壤中的2,4,6-TCP从190.4mg/kg降至3.1 mg/kg,去除98.4%的土壤污染物,从而取得良好的修复效果。
2)生物通风法。
生物通风法一般用于处理不饱和区域中的有机污染物。
具有应用范围较广、成本较低的优点。
该工艺在操作过程中耗时较长,毛丽华等[7]利用生物通风法和堆肥法相联合的方法,添加生物有机肥接种并连续通风来修复原油污染的土壤。
发现将生物有机肥接种在原油污染的土壤中,通过生物通风堆肥法修复,效果可观。
数据显示,当油污土壤的含油量为7.00×104 mg/kg时,处理40 d后,可去除45%以上的原油。
最大生物降解速率常数可达0.033/d,半衰期仅为 20.82 d。
3)生物培养法。
生物培养法指通过定期向土壤中添加过氧化氢和养分来提高土壤中原有降解菌的活性,并利用降解菌自身的代谢功能,转化土壤中的有害物质。
基于微生物本身较强的耐性和活跃性,且环境不会对其造成影响,王晓旭[8]从DDTs-PAHs复合污染土壤中筛选分离出一株高效降解菌DC-1,发现DC-1菌对DDTs、DDE、高环PAHs等均有良好的降解能力。
在未来的研究中可以加大该方法的研究力度,增大原土壤中微生物的数量,提升其质量,以此强化土壤修復,保证土壤的性能[6]。
1.2 异位修复异位修复主要是挖掘、筛分和搅拌污染土壤,虽然其修复时间短、工程可控性高、效果明显,但不易操作,运行维护困难、修复成本高,会破坏土壤的原始形态结构,在面积比较小的土地及重污染土地作用时效果比较明显。
堆制处理法、预制床法和生物反应器法是比较常见的异位修复方法。
1)堆制处理法。
通过生物处理工艺对石油污染土壤进行针对性强化,对浓度稳定性差的固体有机物效果比较明显,作用时间比较高效。
孙东平等[9]通过在两种油污土样的堆制中投加4株高效石油降解菌,发现该复合微生物堆制处理法对原油污染土样中的饱和烃的绝对去除效果十分明显。
试验中所添加的高效石油降解菌以利用中低碳数烃类为主,生成无机物质(CO2和H2O),且该法可提高土壤质量、成本低、易操作[10-12]。
宋绍富等[13]对油田含油污泥进行微生物堆制法处理,除油率作为指标,研究油污处理的影响因素(菌种类型、接种量、调理剂及堆制时间等),发现随着堆制时间和接种量的增加,除油污效果更好。
2)预制床法。
该方法构建了一个相对完善的修复系统,既能高效控制降解效果,又能有效收集和回收产生的渗滤液,减轻对周围环境造成的影响。
预制床法可以处理防腐油生产区的污染土壤,其中的多环芳烃浓度可以下降700.3 mg/kg(土),去除率达68.4%,比该区域的原位处理效果好很多[14]。
邵涛等[15]采用预制床堆制技术处理两个不同井站的油泥(沙),pH 为5~7,水分50%~70%,堆温大概保持在16~33 ℃,初始含374 000~462 000 mg/kg原油时,经过2个月的运行,总共可去除96.4%~98.4%的石油,其中去除74.7%~98.5%的烷烃,去除75%~89.4%的沥青质,去除85.5%~99.6%的芳香烃。
3)生物反应器法。
将目标污染土壤以水土比1∶2和水混合转移至反应器内,投入人工驯化的微生物、营养盐及表面活性剂,维持温度20~25 ℃,并通入空气。
该方法方便控制,可以寻求更适合的条件,让处理效果达到更好。
在土壤有机污染这一领域内,将物理化学法与生物反应器法相结合的修复技术已成为国内外研究的热点,并取得一定进展。
目前国内的异位修复主要包括固定/稳定化、热处理、土壤淋洗、化学/氧化还原、生物堆耦合、气相抽提和水泥窖协同处置等技术[16]。
2 不同类型土壤的微生物修复技术研究进展土壤是动植物的栖息地,粮食作物和经济作物生产更是离不开土壤。
人类活动产生的污染物进入土壤,不断积累以后,土壤的自净能力慢于污染物的积累速度,形成土壤污染,对人类的生活和生产造成不可逆的伤害。
根据土壤污染物的种类,可将土壤污染分为有机污染、重金属污染和放射性污染等。
2.1 有机污染2.1.1 有机污染现状土壤农药和化肥形成的污染具有持久性,通过食物链等途径进入人体,具有累积性。
长此以往就会削弱微生物的降解能力,降低土壤肥力,在土壤中形成恶性循环。
据统计,中国2019年2月有1 300万~1 600万hm2的农田被农药污染。
2.8亿hm2以上的土地施用农药,年施用量50万~60万t。
然而,只有少部分农药被利用,10%~20%被植物吸附,50%~60%残留在土壤中[17]。
目前,使用的化学农药中杀蟲剂占比最大,主要为有机磷杀虫剂,对环境污染严重。
农药造成中国1 600万hm2的土壤被污染,主要农产品的农药残留超标率在16%~18%。
2.1.2 研究现状现今农药多为有机物质,工业生产也会造成有机物污染,因此,有机污染问题复杂,已成为当下土壤污染问题的重点。
目前发现的可降解有机污染物质的微生物类型包括真菌和细菌(表1)。
2.2 重金属污染2.2.1 重金属污染现状土壤中的重金属通过食物链进入人体,会引发头痛、失眠、神经错乱、关节疼痛、癌症等一系列症状。
全国土壤污染状况调查于2005—2013年进行,2014年4月17日调查结果公布,全国土壤中镉的点位超标率为7%,汞为1.6%,砷为2.7%,铜为2.1%,铅为1.5%,铬为1.1%,锌为0.9%,镍为4.8%。
目前中国镉、砷、铬、铅等重金属污染严重。
据原农业部的调查发现,全国每年因重金属污染而减产粮食1 000多万 t,重金属污染粮食1 200万 t,导致直接经济损失200多亿元[34]。
2.2.2 研究现状重金属原义是指密度大于4.5; ; g/cm3的金属,包括金、银、铜、铁、汞、铅、镉等。
重金属在人体中累积达到一定程度会造成慢性中毒。
20世纪30~60年代发生的“八大公害事件”中的水俣病事件和骨痛病事件都是由重金属污染造成。
目前对修复重金属污染土壤具有良好效果的微生物包括真菌、放线菌及细菌。
邓平香等[35]从东南景天(Sedum alfredii)中分离纯化得到的荧光假单胞菌R1,ZnO和CdO被菌株R1在生长代谢过程中分泌的苹果酸、琥珀酸、乙酸等多种低分子有机酸溶解,在Zn、Cd污染土壤中接种菌株R1有利于东南景天的生长,增强R1对Zn、Cd吸收。
邓秋穗等[36]利用微生物对重金属的钝化作用,选定革兰氏阴性杆菌制作微生物钝化剂。
2.3 放射性污染2.3.1 放射性污染现状中国核技术在工业、医疗、军队、核潜艇等领域高速发展,但同时也造成了一定的核污染。