微生物在生态环境修复中的作用

微生物在生态环境修复中的作用
微生物在生态环境修复中的作用

微生物在生态环境修复中的作用

[摘要]微生物与人类的生活密切相关,在生态环境中发挥着重要的作用。生物修复技术已成功应用对于修复污染环境,并取得很好的成果。本文介绍了生物修复技术,着重叙述了微生物修复技术极其应用,从而说明了微生物在生态环境中的重要性和相关研究进展。

[关键词]生物修复微生物修复生态环境研究进展

中图分类号:q93 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)12-0280-01

0 引言

生物修复(bioremediation)技术是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物,从而修复被污染环境或消除环境中污染物,实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。它是一类低耗能、高效和环境安全的环境生物技术。它主要是利用土著微生物的代谢能力、活化土著微生物降解能力或者添加具有高速分解难降解化合物能力的特定微生物,针对不同的污染环境,可利用不同的修复微生物及改善其生长条件。生物修复技术又包括动物修复、植物修复、微生物修复等技术,其中犹以微生物修复重要。本文主要叙述了微生物修复技术的定义与应用,从而介绍了微生物对污染环境修复中的研究进展。

1 微生物修复定义

微生物修复技术主要是利用自然环境中生息的微生物或投加的

生态环境综合治理下,农村该如何以生态修复发言稿

生态环境综合治理下,农村该如何以生态修复 2017年10月26日 为顺应时代发展需要,破解日益增长的生态环境治理难题,重现“绿色青浦,上善之城”的生机活力,2017年,**村在区、镇各级部门的指导、帮助下,于3月底前完成了村内5.5万平方米违法建筑的拆除工作,关闭和整改环保问题企业17家,并于5月完成了青浦区“无违村居”验收工作。据此,**村生态环境综合治理、“五违四必”工作的整治阶段告暂一段落,目前正逐步迈入下一阶段,工作重心由环境整治转向生态修复,力求以生态修复为引导,促进农村社会、经济、文化的长效发展。 一、夯实现代农业基础,恢复农耕产业面貌。 一是推进生产基础设施建设。提升粮田、标准化果园硬件配置水平、推进小型农田水利治理工程、恢复和提高防洪排涝标准,新建和完善输水管道、排水明沟、完成低洼为区改造,以提高农用地综合利用率,保障农业生产。二是加快198减量土地复垦。“198”地块企业减量是防止环境污染、生态失衡和及时修复生态环境的有效途径。自2014年以来,**村积极主动配合党委政府实施“198”地块企业减量,通过拆除复垦等土地整治,在修复平整和种植农作物的原则上进行

生态修复,将建设用地恢复为农地,恢复土地农用价值。下一步,**村将充分利用198地块减量“让”出的土地引进高新农产业,以生态农业为亮点,恢复农耕产业面貌。三是加紧整合农、林资源。**村拥有三块农产业项目,500亩稻米标准化生产基地、400枇杷标准化生产基地和800亩名贵树木园。目前管理得当,水田由稻米专业合作社进行种植管理、枇杷园计划收回、名贵树木园已与上海园林公司进行沟通,同意进一步开发,**村正加紧整合农、林资源,通过统一开发管理,配套相关设施设备、技术人员,夯实现代农业基础,生产出更优质的农产品。四是适量投放鱼苗净化水资源。**村区域范围内水资源丰富,拥有16条中小河道,全长8.2公里。生态整治后,**村提出“河道长”工作体系,并在试点河道五家埭河道投放适量鱼苗,由河道长进行管理,实现“以鱼治水,以鱼养水”的目标,保持河道长治久清的同时,促进和保护河道的生态平衡。 二、加强资源保护力度,推动绿色产业发展。 一方面,加快农业环境突出问题治理。加大农业方面污染防治力度,提倡“无公害农产品”生产,实施化肥农药零增长行动,合理使用化肥和农药,在保证产量的同时,确保产地环境安全,产品安全。实施种植业废弃物资源化利用、无害化处理区域示范工程,全村共有3个湿垃圾处理利用点,将秸秆、杂草、落叶综合利用,转化为有机肥后全量还田。

极端环境下微生物

列举五种极端环境下微生物及其应用 所谓极端环境是指高低温环境,高盐环境,高酸,高碱环境,高酸热环境,高压环境,还有其他特定环境如油田、矿山、火山地、沙漠的干旱地带、地下的厌气环境、原子炉等高放射能环境、高卤环境以及低营养环境等。能够在这些具有强烈限制性因子的环境下顽强生存的微生物,一般统称为极端环境微生物。 【1.极端嗜盐菌】人们发现在高浓度盐环境中,存在许多抗高渗压的微生物。我国从新疆和内蒙古的盐碱湖中分离出了一些极端耐盐菌。它们竟能在含0—15%Nacl的环境中生长。有些菌株可以在含5%—25%Nacl范围中生长。极端嗜盐微生物中唯一的真细菌是光合微生物的外硫红螺菌属;唯一的真核嗜盐微生物是杜氏藻类。微生物学家琼纳斯克在含盐量高达36%盐液中发现一种微生物,命名为Halophiles。还有地中海嗜盐杆菌等 应用:第一,医药工业:西班牙学者报道地中海嗜盐杆菌在高浓度NaCl介质中生长,聚B-羟基丁酸积累达细胞干重的45%,具有一定的应用前景。PHB能用于医学领域可降解生物材料的开发,如人造骨骼支架、药物微球体、外科手术以及裹伤用品等。此外,目前发现有些嗜盐菌素对去盐作用不敏感,所以可能有比较广泛的应用领域,筛选抑菌谱广、性质稳定的嗜盐菌素,在理论和实践中具有重要意义。第二,环境生物治理:嗜盐碱放线菌Nocardioidessp. M6能快速降解污染物2,4,6-三氯酚可应用于环境治理,利用其嗜盐特性除去工业废水中的磷酸盐,还可用于开发盐碱地等。由于bR蛋白具有质子泵作用,在未来的太阳能利用技术设备中,还可用作海水淡化和研制天然的太阳能电池。 【2.极端嗜碱菌】多生活在盐碱湖和盐池中,生活环境PH值可达11.5以上,最适PH值8

污染土壤微生物修复技术研究进展

污染土壤微生物修复技术研究进展课程论文 摘要针对2014年4月环境环保部公布的首次全国土壤污染状况调查结果,撰写我国最严重的耕地污染中主要污染物镉、砷、滴滴涕和多环芳烃的微生物修复研究进展。 关键词土壤污染;微生物修复;重金属污染;有机物污染 2005年4月至2013年12月我国开展的首次全国土壤污染状况调查结果显示全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率为16.1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。人类赖以生存的耕地中土壤点位超标率高达19.4%,迫在眉睫的主要污染物为镉、砷、滴滴涕和多环芳烃[1]。 微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群,在适宜环境条件下,促进或强化微生物代谢功能,从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术,它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和生力军[2]。由于我国土壤调查结果显示在农田耕地中重金属污染物镉、镍、砷、有机污染物滴滴涕和多环芳烃超标最严重,对这些污染物的治理已经迫在眉睫。所以,本文重点阐述针对这5种污染物的微生物修复技术研究进展。 1、重金属污染土壤微生物修复研究进展 土壤微生物种类繁多、数量庞大,是土壤的活性有机胶体,比表面大、带电荷和代谢活动旺盛,在重金属污染物的土壤生物地球化学循环过程中起到了积极作用。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,可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性,从而达到生物修复的目的[3]。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、吸附作用)、生物转化(如生物氧化还原、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)、生物固定(如与S2-的共沉淀)、生物滤除(如细菌的淋滤作用)等作用方式。 1.1镉污染 将具有重金属吸附能力的天然蛋白或人工合成肽展示在微生物细胞表面,可以提高微生物对重金属的吸附能力。Kuro da等[4]改造了微生物表面蛋白使得当酵母金属硫蛋白( YMT )串联体在酵母表面展示表达后,4 聚体对重金属吸附能力提高5.9 倍, 8 聚

微生物修复技术与环境的关系

微生物与生态环境的关系 ——生物修复技术与生态环境 田文涛 化工与制药专业理工1005班学号100150135 指导教师刘雪玲 摘要 微生物是自然生态链中重要的一环,是必不可少的,它们对化学元素在自然界中循环、高分子物的合成与降解、甚至对无机物质形成、能量物质的储存、细胞基因储存复制及未知的方面等具有重要贡献。它的作用是呈两方面的:有益于人类的和病原的。 微生物与人类的生活密切相关,在生态环境中发挥着重要的作用。生物修复技术已成功应用对于修复污染环境,并取得很好的成果。本文介绍了生物修复技术,着重叙述了微生物修复技术极其应用,从而说明了微生物在生态环境中的重要性和相关研究进展。 关键词:微生物生物修复技术生态环境保护

前言 生物修复( bioremediation) 技术是指利用特定的生物吸收、转化、清除或降解环境污染物, 从而修复被污染环境或消除环境中污染物, 实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。它是一类低耗能、高效和环境安全的环境生物技术。它主要是利用土著微生物的代谢能力、活化土著微生物降解能力或者添加具有高速分解难降解化合物能力的特定微生物, 针对不同的污染环境, 可利用不同的修复微生物及改善其生长条件。生物修复技术又包括动物修复、植物修复、微生物修复等技术,其中犹以微生物修复重要。本文主要叙述了微生物修复技术的定义与应用,从而介绍了微生物对污染环境修复中的研究进展。 持久有机污染物主要有有机磷农药、芳香族类化合物、卤代有机化合物等,它们在大气、水环境、土壤中广泛存在,对人类产生了巨大威胁。这些环境有机污染物通常被认为是环境外来化合物,一般天然微生物由于缺乏与之降解相适应的完整酶系统,所以表现出难以生物降解。但是在长期的接触驯化过程中,微生物的遗传变异和质粒传递特性,使很多微生物具有了降解或部分降解的能力。下面讨论一下人们所关注的有机磷农药的微生物降解。 据研究,假单胞菌及黄杆菌等均能产生一种高水平组合型表达的膜结合性有机磷水解酶,该酶对多种对硫磷结构的化合物都有降解活性,其pH、温度的范围广,稳定性强,底物范围广泛,可裂解包括P - O, P - F, P - CN, P - S等化学键。自可以从上两种微生物中将有机磷水解酶提纯起,人们尝试了借助固定化方法进行有机磷水解酶的应用,载体先是选用三苯甲基琼脂糖,依赖疏水作用将酶分子固定其上,而降解反应体系中补充的为增大农药溶解度的有机溶剂会引起酶与载体的解吸效应。为此将载体改用为聚酰胺纤维,采用共价结合法获得了良好的固定效果。 因微生物生长周期较长,酶纯化效率又低、成本高,无法广泛地应用于生产。人们便将更多的目光集中在大肠杆菌宿主的表达系统上,使用强启动子lac实现有机磷水解酶大肠杆菌细胞表面高水平的表达,然后固定化细胞,发展成为生物反应器。 土壤受到重金属污染后, 可能导致重金属在农作物体内积累, 造成食物链

矿山生态环境破坏与生态修复

矿山生态环境破坏与生态修复 人口、环境、资源问题是当今社会可持续发展的三大主要问题。实现三者的协调、均衡、和谐发展是当务之急。从某种角度来,区域可持续发展是社会可持续发展的子集,而矿山生态环境问题是区域可持续发展的核心或枢纽,因为矿产资源开发利用对一定区域的生态环境系统扰动最大、破坏力最强。运用资源经济学、恢复生态学的原理和方法对矿山生态环境进行探讨,对一定区域可持续发展至关重要。修复矿区土地的生产力、维护生态系统健康对区域农业生产、环境保护均具有重要的现实意义。由于矿藏的不可移动性,以致矿山开采长期占用、破坏、污染土地,改变了区域水系结构,破坏了动植物区系,引发一系列社会经济与生态环境问题,成为全球环境与发展面临的焦点问题之一。我国矿区土地复垦工作起步较晚,土地复垦率较低,迫切要求探索适合我国国情的土地复垦技术,提高土地复垦率和生产潜力。本文将在系统分析矿山开采生态环境效应的基础上,总结适合我国矿区土地复垦的典型技术,以期推动全国土地复垦工作的进一步发展。1.矿山开采的生态环境效应(一)诱发地质灾害。由于地下采空,地面及边坡开挖影响了山体、斜坡的稳定,往往导致地面塌陷、开裂、崩塌和滑坡等频繁发生。而矿山排放的废渣堆积在山坡或沟谷,废石与泥土混合堆放,使废石的摩擦力减小,透水性变小而出现渍水,在暴雨下也极易诱发泥石流。(二)水文地质条件发生变化与水质污染。矿区塌陷、裂缝与矿井疏干排水,使矿山开采地段的储水构造发生变化,造成地下水位下降,井泉干涸,形成大面积的疏干漏斗;地表径流的变更,使水源枯竭,水利设施丧失原有功能,直接影响农作物耕种。同时,矿山开采过程中产生的矿坑水、废石淋滤水等,一般较少达到工业废水排放标准,严重影响水生生物的生存繁衍与人畜生活饮用。(三)土壤退化与污染由于表土被清除采矿后留下的通常是新土或矿渣,加上大型采矿设备的重压,往往使土壤坚硬、板结,有机质、养分与水分缺乏。而地面塌陷导致地下水位下降、土壤裂隙产生。土壤中的营养元素也随着裂隙、地表径流流入采空区或洼地,造成许多地方土壤养分短缺,土壤承载力下降。矿山固体废渣(煤矸石等)经雨水冲刷、淋溶,极易将其中的有毒有害成分 2 渗入土壤中,造成土壤的酸碱污染(主要是强酸性污染)、有机毒物污染与

极端温度微生物生存机理及应用研究进展

极端温度微生物生存机理及应用研究进展 李淼 (中山大学生命科学学院广东) 摘要:极端温度微生物是生物对极冷与极热环境适应的特殊种类,研究微生物对于极端温度环境的生存机理对探索生命的起源、微生物的育种及开发利用等具有重要意义。本文大致介绍了嗜热微生物、嗜冷菌和耐冷菌的生物类群,阐述了微生物在面临极端环境温度的适应机理多样性,总结其在环境应用的研究进展。最后旨在综合对比这两类极端微生物的生存机理和实际生产生活应用。 关键词:微生物;极端环境;生存机理;环境应用 极端微生物(extreme microorganism)是指一般生物无法生存的极端环境中(高温、寒冷、高盐、高压、高辐射等)能够正常生存的微生物群体的统称。一般把在高温环境中生长的微生物叫嗜热菌(thermophiles),包括一些细菌及古细菌。他们广泛分布在草堆、厩肥、温泉、火山地及海底火山附近等处。普通耐热菌的最高生长温度在45℃-55℃之间,低于30℃也能生长,而超嗜热菌最高生长温度可达80℃-110℃,最低生长温度也在55℃左右。同时,在地球这个大生态系统中也存在着广泛的低温环境。如占地球表面14%的两极地区及海洋深处(90%的海水其平均温度为5℃或更低)等[1],在这些特殊环境中生活着一类微生物即低温微生物(halophilic microorganism)。 极端高温与极端低温环境都会对生物膜结构以及蛋白质结构造成巨大的影响。了解高温微生物与低温微生物的生存机理,有助于人们开展深一层次的蛋白与膜分子结构研究。本文在目前已有的研究基础上,就高温微生物与低温微生物的生存机理以及在环境应用的最新进展做一简要对比综述,为进 一步研究提供参考。 1 高温微生物概述 通常把最适生长温度高于45℃的微生物称 为嗜热菌。嗜热菌并非单一的菌属或菌群, 其中有些嗜热细菌,其同届菌中皆为嗜热 菌,如红色嗜热杆菌(Rhodothermus)、嗜 热好氧杆菌(Thermoaerobium)、嗜热厌氧 杆菌(Thermoanaerobaeterium)、球杆菌(Sphaembaeter)等,也有高温菌及中温菌 并存的菌属,如芽孢杆菌、奇异球菌(Deincooccus)、假黄色单胞菌(Pseudoxanthomonas)等。嗜热菌按其生 长的耐热程度不同可分为5类(表1)[2]。目 前,对嗜热菌的耐热性主要从细胞壁的结 构、类脂的敏感性、DNA结构的稳定性以及 蛋白质的热稳定性等方面进行研究。 表1 嗜热菌的分类/℃ Tab.1 The classification of thermophiles /℃ 分类最适生长温度最高生长温度最低生长温度

微生物菌剂生态修复项目合同

微生物菌剂生态修复项目 工 程 合 同 项目名称: 甲方: 乙方: 合同有效期限: 签订地点: 签订时间:

依照《中华人民共和国合同法》和中华人民共和国建设部、国家工商行政管理总局共同发布的《建设工程施工合同》(GF-99-0201)及其他有关规定,遵循平等、自愿、公平和诚实信用的原则,就微生物菌剂生态修复项目相关事项协商一致,订立本合同。 一、工程概况 1.1工程名称: 1.2工程地点: 1.3工程内容:按甲方要求对指定区域内水体进行微生物菌剂生态修复(包括微生物菌剂筛分、驯化、扩培、配比、投放等) 1.4工程总面积:1000 m3(修复水域长50米、宽20米、深1米) 二、工程内容实施 2.1关于施工要求:乙方按甲方要求,对指定区域水体按清单要求的菌剂种类、浓度进行施工; 2.2关于修复工期:微生物菌剂修复的工期为10日历天,合同签订之日起3日内开工; 三、合同价款与支付 3.1综合单价20元/立方米,本合同(不含税包干)总价(大写):贰万元整;(小写):¥20,000元。工程清单另附。 3.2合同价款支付方式:乙方完成项目全部施工内容,甲方验收合格后一周内支付合同工程款,即贰万元整(¥20,000元)。 四、甲方责任 4.1甲方需积极配合乙方进行施工前的交接准备、施工中的管理

协调以及完工后的验收等工作; 4.2在微生物菌剂生态修复期间保证河段的水位得到合理控制,避免出现极端水位(水位差大于0.5米/天);如因水位异常导致的微生物菌剂修复效果达不到预期目的,乙方不承担相关责任; 4.3在工程完工后一周内甲方组织验收,若超过时效甲方不组织验收,则视同甲方默认验收合格。 4.4履行合同按时支付工程款。 五、乙方责任 5.1在河段正常水位控制条件下,按合同约定对指定区域内水体进行施工; 5.2乙方不得超过合同约定工期,因乙方原因超过约定工期而增加的成本由乙方自行承担; 5.3若河段水位出现异常等情况,乙方应及时通知甲方; 5.4乙方保证项目合同期间河道水体达到预期目标,并全力配合甲方做好水体观测等事宜。 六、争议解决方式 本合同在履行过程中发生的争议由双方当事人协商解决,协商不成的,按下列第(1)种方式解决:(只能选择一种) (1)依法向人民法院起诉; (2)提交仲裁委员会仲裁。 七、合同生效及终止 7.1本合同自签订之日起生效。

环境生态修复案例

环境生态修复案例 1、可爱的蜣螂 1778年,英国人把7头公牛带到了澳大利亚,后来越来越多的牲畜被带到了那里,适宜的草场和气候使得牲畜大量繁殖,肥美的草场顿时拥挤起来,但是大量的粪便却成了令人头痛的问题,臭气熏天、蚊蝇滋生,使得当地环境遭到破坏,严重影响了人们的生活。1960年,澳大利亚开始引进蜣螂。1968年―1982年共引进欧、亚、非等地的蜣螂45种,蜣螂不仅能够快速地清除地表的动物粪便,还可以控制粪便中蝇蛆的数量,破坏寄生虫的传播,不让其大量繁殖、传播疾病;同时它们把粪便埋入土中,为植物生长供给了养分。 2、植树造林 2019年6月17日就世界防治荒漠化与干旱纪念大会暨荒漠化防治国际研讨会中报告得出呼伦贝尔沙地治理概况截止2018年底,通过植树造林治理沙地795.32万亩。据第五次全国荒漠化和沙化监测结果显示,我市沙化土地总面积为1917.58万亩,较2004年呈现持续缩减、效果明显的良好态势。植被盖度由原来的不足5%增长到32.5%以上,半固定沙地由原来的不足20%增长到41.66%以上,封育区植被盖度达到60%以上。其实森林的作用不仅是防风固沙保持水土,还有很大的作用对于修复生态环境,比如吸收二氧化碳释放氧气,调节气候,消减噪音,吸收有毒气体和检测大气数据以及阻滞粉尘等作用,因此保护树木,植树造林是

每个人应尽的义务。 3、家禽的食物 1943年,中国正处于动荡时期,长期的干旱天气加上水患,给蝗虫提供了良好的生存空间,全国多地爆发蝗灾,遮天蔽日的蝗虫不断地吞噬着农作物,从人们的口中夺去那少的可怜的口粮。到了60年代末期,我国终于告别了蝗灾频发的历史,不过主要的治理手段仍是化学农药。随着化学农药的滥用,问题逐渐暴露出,生态被破坏,天敌被“误杀”,蝗虫产生耐药性,反而导致蝗灾发生频率再次上升。这时,人们开始将目光转向了“生物防治”,于是首先登场的便是最近大家熟知的鸡、鸭、等家禽。这些家禽不但吃蝗虫,还能卖钱增加经济效益。从而对生态修复产生了很大的意义。 4、水葫芦的天敌 我国在1901年将水葫芦最为花卉引入中国,并在上世纪五六十年代将水葫芦作为猪饲料在长江流域及以南地区普遍推广,但是这将给当地的生态系统造成了极大地破坏,由于水葫芦的繁殖能力非常的强,并且会遮住阳光使得水面下的植被不能正常生长,造成水下生物食物链破坏从而使而水生动物死亡,在人们想尽办法去铲除水葫芦的时候,一位来自于乌干达的昆虫学家学家詹姆斯-奥格旺使用象鼻虫来消灭水葫芦,在投放象鼻虫五年后维多利亚湖里的水葫芦得到了控制,维多利亚湖又恢复到了往日的生机

极端环境微生物——台喜生

极端环境微生物研究进展 极端环境(extreme environment)泛指存在某些特殊物理和化学状态的自然环境,包括高温、低温、强酸、强碱、高盐、高压、高辐射和极端缺氧环境等,适合在极端环境中生活的微生物称为极端微生物(extremophiles)(Margesin and Schinner,2001; Rothschild and Mancinelli,2001; 陈骏等,2006;张敏和东秀珠,2006)。具有独特的基因类型、特殊生态群落、特殊生理机理和特殊代谢产物。 一、海洋极端环境微生物 1.海洋极端环境微生下微生物类型主要为细菌和古生菌,热泉微生物群落主要为异氧发酵菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等;冷泉微生物群落主要为ANME-2族的厌氧甲烷氧化古生菌、硫酸盐还原细菌和ANME-1族厌氧甲烷氧化古菌,这些极端微生物利用CH4和H2S等气体进行能量固定,有较高的生物丰度和较低的分异度,具有垂向和水平分带性,并能营生一套独特的宏体生物(王家生等,2007)。 2.油气资源的形成和演化与时间、温度和有机质组成密切相关(Seewald,2003),油气的产生、运移、圈闭和后期改造过程也大多是在一些特殊环境中进行的,极端微生物活动可能参与了整个过程。 3.探索海洋极端环境下微生物活动,不仅在理论上可将其作为特定地质微生物标志(geomicrobiological signature),揭示现代和地史时期海洋环境变化和地质环境变迁(党宏 月等,2006)、探索生物圈与地圈之间协同演化、阐明生物多样性形成机制和认识生命极限等(汪品先,2003;中国大洋钻探学术委员会,2003),而且在实践中指导海洋深水油气田的开发和地史早期潜在烃源岩的寻找。 4.自第一个海底冷泉1984年首次报道后(Paull et al.,1984),迄今全球已至少发现共 24处海底冷泉。冷泉流体一般含有大量甲烷气体,在海底表面通常表现为泥火山,喷口附 近发育独特的营甲烷化能自养生物群落,下伏的沉积物中通常伴有天然气水合物,在更深部位则通常为油气藏。海底冷泉微生物以化能自养细菌和古生菌为主,它们能与冷泉中化学气体(甲烷、硫化氢等)发生化学反应,把碳氧化物还原成有机碳获得能源,它们通常贴附在沉积物表面形成细菌席,或与其他生物内共生。根据类脂生物标志化合物、16S rDNA分子 序列和DNA分子探针荧光原位杂交(FISH)分析,冷泉微生物主要是ANME-2族的厌氧甲烷氧化古细菌和硫酸盐还原细菌(脱硫八叠球菌属Desul fosarcina和脱硫球菌属Desul fococcus细菌)的共栖互养体(Syntrophism),其次为ANME-1族厌氧甲烷氧化古菌(Hinrich et al.,1999; Orphan et al.,2001,2002; Boetius and Suess,2004; Zhang and Lanoil,2004; 党宏月等,

微生物生态学复习资料

Microbial Ecology 绪论 1、名词解释: 微生物生态学:就是研究微生物与其周围生物与非生物环境之间相互关系的一门科学。 微生态学:就是生态学的一个层次,就是研究正常微生物在细胞或分子水平上相关关系的科 学 环境、自然环境+生物环境 生境、指生物的个体、种群或群落生活地域的具体环境。生物+非生物 栖息地、生物生活或居住的范围的物理环境。如林地生境中的不同树冠层、树干 生态位、一个种群在生态系统中,在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关 系与作用。 基础生态位、一个物种能够占据的生态位空间,由物种的变异与适应能力决定,而非其地理因素。基本生态位就是实验室条件下的生态位,里面不存在捕食者与竞争。 实际生态位、自然界中真实存在的生态位。 物种流就是指物种的种群在生态系统内或系统之间时空变化的状态。 2、微生物生态学的研究意义有哪些? ①发现新的在工农业(如固氮)、食品(如发酵)、医药(如抗生素)与环境保护(如生物修复)方面有重要用途的微生物菌株(包括极端环境中微生物资源的发掘); ②微生物在地球物质化学循环中具有重要作用; ③开发与利用自然界中的微生物资源,保护好微生物基因资源; ④控制有害微生物,利用微生物净化环境,保护环境,维持环境生态平衡; ⑤保护人类健康与保护生态平衡发挥微生物的最佳作用。 3、微生物生态学主要研究内容有哪些? ①正常自然环境中的微生物种类、分布及变化规律; ②极端自然环境中的微生物; ③微生物之间、微生物与动植物相互关系; ④微生物在净化污染环境中的作用; ⑤现代分子微生物生态学的研究方法。 4、生态系统的功能有哪些? 物种流能量流食物链营养级信息流 5、什么就是微生物生态系统?其特点就是什么? 就是指各种环境因子如物理、化学及生物因子对微生物区系(即自然群体)的作用与微生物区系对外界环境的反作用。 特点:微环境稳定性适应性 7、简述物种流的含义及其特点。 就是指物种的种群在生态系统内或系统之间时空变化的状态。不同生态系统间的交流与联 系。主要有三层含义: 生物有机体与环境之间相互作用所产生的时间、空间变化的过程; 物种种群在生态系统内或系统之间格局与数量的动态,反映了物种关系的状态,如寄生、捕食、共生等; 生物群落中物种组成、配置、营养结构变化,外来种与本地种的相互作用,生态系统对物种增 加与空缺的反应等。

什么是生态修复

生态修复的是生态学的一个分支,生态修复经过多年的研究和实践逐渐形成一个完整的体系和概念,涉及到的有生态恢复、生态修复、生态重建、生态改建、生态改良等方法。其实简单的来说它就是对以往遭受环境破坏的土地系统进行修复,重建。本文从广义上界定“生态修复”,即包括生态修复和重建的双重含义。 一、生态修复和重建 生态修复主要包含修复和重建两个方面,两者所包含的内容截然不同。生态修复的原意可以被翻译为“自然回复到原来的事物,即生态系统被干扰前的生态结构的过程”,并且这里的修复是不在人为干预的情况下自然发生的。而生态修复要强调自然环境需要回复到被干扰被污染之前的情况。而生态重建是人为干预的事件,可能需要生物、化学、工程的方法来帮助重建生态系统环境,生态修复更多的是技术层面的。打个比方,在边坡还绿过程中 生态修复比生态保护更具积极含义,又比生态重建更具广泛的适用性,也可用于人工生态系统。生态修复既具有恢复的目的性,又具有修复的行动意愿。 二、生态修复的方法 生态修复中土壤改良是基础,土壤改良的修复和重建主要是工程措施辅以生物措施和农耕措

施,减少水土流失,保存土壤养分。其中较为普遍的一种土壤改良方法就是土地盐碱化治理。中国有大量盐碱地,其中18亿的可耕地中的三分之一都在受到盐碱化的危害。而解决土壤盐碱化的问题,可以直接增加国家土地供给,粮食供给,增加就业,改善生态环境。因此开发出适合中国国情的盐碱地改良技术方案对国计民生,对生态环境的改善都是十分必要的。 而木纤维利用无土喷播技术,通过土壤改良剂与木纤维的混合使用,降低土壤的含盐量、酸碱度、改善了土壤结构,为微生物的生长繁殖创造了理想环境,再施入有机肥和微生物肥,调解土壤的PH值以及理化特征,提高土壤有机质含量。提高作物品质和肥料利用率,让光秃秃的土壤再次还绿。 最后,无论生态修复抑或生态重建,其最终目的都是使退化或受损的生态系统回归到一种稳定、健康、可持续的发展状态。 东南生态修复有限公司,属东南集团旗下生态板块,专业从事矿山修复、边坡绿化、土壤改良、固废覆绿等生态修复领域材料及工艺的研发与应用。公司自主研发的薄层、厚层无土喷播木纤维基质材料,荣获国家多项发明专利,填补国内热处理植物纤维喷播基质的空白;自主研发的SPF复绿工艺,以成本更低、效果更好、效率更高的市场需求为导向,成功解决生态环境修复领域“快速复绿”“永久持绿”两大难题。公司目前拥有专家、工程师23名,配套有126个专业的生态修复工程队及各项地质灾害资质和园林绿化资质,专业提供从勘察、设计、施工及养护的整体生态修复方案。

极端环境微生物的适应机制及利用

极端环境微生物的适应机制及利用 摘要:极端环境微生物是指生活于极端环境中的微生物,它们定义了生命的边界。对极端环境微生物适应机制的研究以及新的极端酶的发现,使得解决工业生产的苛刻条件与蛋白酶易变性的矛盾成为可能。本文分别对嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、嗜压菌 6 种极端微生物的适应机制和应用进行了总结。 关键词:极端微生物,适应机制,应用随着人类对生存家园地球乃至整个宇宙的探索开发,人们对原本被视为生命禁区内的生命 (极端环境微生物)产生了极大的好奇心。极端环境微生物( extremophiles) 是指在一般生 物无法生存的高温、低温、高酸、高碱、高盐、高压、高辐射、太空等异常环境中生存的微生物群体的统称[1],例如嗜热菌( Thermophiles ) 、嗜冷菌( Psychrophiles ) 、嗜碱菌( Alkali- philes)、嗜酸菌( Acidophiles) 、嗜盐菌( Halophiles) 、嗜压菌( Piezophiles) 等。由极端环境微生物适应极端环境所形成的特殊生理特性以及代谢产物,在基础研究、环境保护、食品化工及医学等多个领域中都有巨大应用潜力。本文分别对嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、嗜压菌 6 种极端微生物的适应机制和应用进行了简要概述。 1. 嗜热微生物 一般把最适生长温度高于45 ℃的微生物称为嗜热微生物。另外,还可根据它们的最适生长温度将其划分为嗜热微生物( 45℃ -60℃)、极端嗜热微生物( 60℃ -80℃)和超嗜热微生物( >80℃)。目前发现的嗜热菌大都来自热泉、海底热液口、堆肥、火山等极端环境中,它们中大多数属于古细菌。目前发现的生命最高生存温度为121-122 ℃ [2]。

微生物生态修复

景观水体污染生态修复技术 姓名:童雪晨 学号:2012506068 年级:12级生物技术2班 摘要:基于北方地区人工景观水体存在的问题,以石河子市石河子大学人工湖水体为研究对象,对水体进行水质监测,从数据结果分析总结出水体的水环境特征,依据现存景观水体水污染在内的环境问题归纳出景观水体污染的生境改善措施,综合水体的周边环境特征,结合水体生境改善措施和美学设计等专业知识,即运用景观设计形式及手法把研究得到的修复植物置于污染水体之中,达到对水体的修复效果,同时形成良好的水上景观区,得出人工景观水体污染生态修复技术与景观优化系统设计. 关键词: 景观水体; 生境修复; 优化设计 近年来,在景观建设中涌现出大量人工湖泊、人工河道、公园水景、小区喷泉等景观水体,改善了城市的生态环境,为人们提供了休闲娱乐场所,成为景观环境建设的重要部分.然而,与此同时包括景观水体在内的水环境污染和水生态退化也成为重要的环境问题,水体的富营养化成为景观水体亟待解决的问题.景观水体的水质保持维护主要是控制水体中COD、BOD5 、TN、TP 等污染物的含量及藻类等的生长.目前,人工景观水体的研究工作,往往由景观设计师来考虑,设计中只注重视觉上的享受,片面追求其景观功能,致使景观水体存在着污染问题和观赏性能差的缺陷.因此,景观水体生境修复对景观水体具有很高的现实意义,也是本论文所阐述的核心内容。 人工湖水体常静止不动或仅缓慢流动,为维持其良好景观,对补给水水质提出较高要求。在城市严重缺水的今天,再生水成为人工湖的可持续补给水源。然而,再生水中残留较高浓度的氮、磷物质,以其作为人工湖补给水时,加剧了水体发生水华现象的隐患。微生物在水生态系统物质循环过程中扮演着非常重要的角色。但自然条件下,这类有益微生物的数量较少,水体物质循环能力不足,导致污染物质在水体中累积,水质下降。微生物投菌法通过向水体投加有益微生物菌体来加速水中有机物和氮、磷等污染物质的降解和循环转化作用,改善富营养化水体水质。本研究所采用的微生物生态修复技术,是在微生物投菌法基础上,向试验人工湖水体投加微生物复合修复剂,促使水体中形成菌藻良性循环系统,将水体中积累的有机物、氮、磷等污染物质通过生态系统物质循环功能加以消除,改善水质,以促进包括植物、动物和微生物在内的水

矿区生态环境的修复与管理

矿区生态环境的修复与 管理 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

矿区生态环境的修复与管理 摘要:矿产资源的开发和利用能够推动我国经济,但与此同时,我国的生态环境也受到了一定程度的影响。与国外相比,我国矿区的生态环境由于没有进行及时的矿区环保工作,生态环境问题十分严重。因此,我国应对矿区生态环境的修复与管理给予重视,争取在保护环境的基础上,有效地开发矿产资源。本文通过对矿区生态环境现状的分析,阐述了矿区生态环境进行修复与管理工作的重要性以及如何通过科学的方法开展矿区生态环境的修复与管理工作。 关键词:矿区生态环境修复与管理政策 1 我国矿区生态环境的现状 在开发和利用矿产资源时,土地生态系统会受到严重破坏,相应矿区的大气、水和土壤都会受到污染。有关数据显示,我国因开采矿产而受到破坏的土地面积量逐年递增。超采地下水和采空的行为也会引起地面沉降、滑坡以及泥石流等灾害的发生。矿山开采时排放的固体废弃物以及固体废矿渣都是加剧土地资源损失的原因。 环境污染指的是在开发和利用矿产资源时,产生的废弃物对矿区生态环境的破坏。排放的废气、废水和废渣等有害物质,不仅严重污染了矿区及其周边的空气、水源和土壤,还会危及到矿区动植物的正常生长,更可能影响到

该矿区的工作人员及周围居民的身体健康。由于我国地区大面积遭受矿产开采时的破坏,有可能会因风蚀、雨蚀等灾害更深程度地破坏大气和水系。 由此可见,在开展矿区生态环境的修复与管理工作时,不仅要注重土地生态环境的修复,大气和水系也应及时修复治理。根据开采矿区的特点,运用合理的科学手段,因地制宜地开展矿区生态环境的修复与管理工作,时刻确保在保护矿区生态环境的基础上,开发、利用矿产资源。 2 矿区生态环境修复与管理的必要性 矿产资源是确保社会经济和工农业生产发展的必要物质基础,是社会财富重要来源之一。矿产资源的开发和利用,在推动我国经济发展的同时,对矿区的生态环境也产生了巨大的破坏。就土地生态环境而言,平原逐渐变成高低不平,易发生塌陷的地区;肥沃的农田也因矿产开采变成了沼泽地;土壤受到污染,土地的沙漠化问题加剧,这些都是由于矿产资源在开发利用时对原有环境景观严重破坏多引起的。矿产资源的开采除了对矿区的生态环境有重大影响外,甚至还会影响到该矿区动植物的生长以及人类的健康。因为,矿区的废弃物大多是有害的,其中有的是酸性,有的是碱性,还有的甚至有毒性,而且矿区里开采的矿石等一般都带有重金属成分,它们不仅能够通过径流

含油土壤微生物修复技术

含油土壤微生物修复技术 一、国内外研究动态 1.1技术背景 石油是原油和石油制品的总称。原油是积累的有机物质经过地质变迁而形成的,主要由链烷烃、环烷烃、芳香烃以及少量硫化物、氮化物、环烷酸类等非烃化合物组成的复杂混合物,其中烃类占所有组分的95~99.5%,其化学组成、颜色和物理性状等随产地的不同而略有不同.【1】 石油是现代社会的最主要能源之一,石油工业在国民经济中占有十分重要的地位,也是国家综合国力的重要组成部分,因此世界各国十分重视石油工业的发展。【2】 在石油行业,土壤污染主要来源于油气生产、加工过程中产生的落地原油及含油污泥、钻井废泥浆以及含油污水处理产生的废渣等三部分。【3】石油进入土壤后,会破坏土壤结构,影响土壤的通透性,降低土壤质量;油污粘着在植物根系上,形成一层粘膜,阻碍植物根系对养分和水分的吸收,引起根系腐烂,影响农作物生长;石油富含的化学基团能与无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用,从而使土壤有效氮、磷的含量减少,影响作物的营养吸收;【4】石油中的多环芳烃具有致癌、致畸、致突变等作用【5】。石油烃中不易被土壤吸附的部分能渗入地下污染地下水。 1.2含油土壤的处理方法 为了消除土壤中的石油污染,各国的研究人员进行了广泛的研究。处理含油土壤的物理和化学方法主要有焚烧法、固化法、热脱附法、溶剂萃取法、洗涤法等,这些方法存在价格较高、破坏土壤结构和组分、造成二次污染等问题,限制了应用范围。【6】 生物修复因其具有成本低、效率高、无二次污染、易操作等优点,被认为是有机污染物修复技术中最有效、最可行和最可靠的方法,越来越引起人们的关注。Hung-Soo Joo等人发现粉末状Candida catenulata 在23%食物残渣和77%柴油污染的土壤(2%柴油)培养13天后,84%最初的石油烃被降解,相比较没有接种的只有48%的降解率。【19】研究表明固定化细胞相比自由细胞有着很高的热稳定性,并且底物浓度明显的影响着降解的能力。【21】 3石油的微生物降解 .3.1微生物降解石油污染物的优势 动物、植物、微生物都具有降解污染物的能力,但微生物在污染物降解中的作用最大。这是因为微生物具有种类多、分布广、个体小、繁殖快、比表面积大、容易变异的特点。 3.2环境中降解石油的微生物 能降解石油烃的微生物非常多,有100余属,200多个各种(顾传辉等,2001)。一般认为,细菌分解原油比真菌、放线菌容易的多,更能有效地降解原油。降解

生态环境保护措施及生态环境恢复方案

千 户 祥 砂 石 厂 生 态 修 复 方 案 2013年7月9日

生态环境保护措施及生态环境恢复方案 玉树县联合执法大队: 在4.14的强烈地震后,为了保障灾后重建期间的石料供应,加快重建的步伐,我千户祥砂石厂加入到建材料供应组,该项目组地于青藏高原腹地通天河谷间,采挖后,项目地区环境恢复首要任务是通过采取覆地坑填整措施在不破坏原有的基础上开采,将拟治理区高低不平的落地整理成一定坡度的平顺地面,减少控制水土流失,然后利用土改,客土回填等于段改善裸地的土壤状况,为设有土壤或母质的裸地皮面创造土壤环境。严格执行环境保护目标责任制,建产环境保护机构,配备专(兼)职环保人员,尊重当地民俗,保障当地群众饮用水安全,切实采取措施确保不影响当地群众正常的生产生活,并与当地政府积极配合,加强周边人文景观及自然景观的保护。对于工程采取的各项环保措施及其效果,应主动接受当地环保主管部门的验收检查,以利于本工程真正实现经济、社会、环境效益的协调发展。 一、生态环境保护措施 1、对采矿引起的地质灾害,如山体崩塌,泥石流、尾跨 坝等应作出评价,并提出切实可行的监测预防措施。 2、要做好本工程的施工组计划,明确工程可能扰动和破 坏的范围,应做到少占地。 3、加强开采砂石施工期间的宣传教育工作,加强对施工 人员的环境保护知识教育,提高施工人员的环境保护意识,

因此减少认为因素对植被的破坏。 4、加强对生产人员进行环境保护知识培训,增强的环境 保护意识。 5、在原有的生态基础上加以保护及时平整压实,黑土尽 可能集中堆放,防止到处散落,影响生态景观。 6、确保场地坡脚稳定,必要时加强挡护,防止地质灾害 发生。 7、高山的植物是世界既有的草植物,为了留下美好的三 江源自然风景,不擅自开采不属于砂石的范围,我公司将 予以平整,在规定开采砂石内进行采砂,不随意采挖,原 有的自然生态环境。 8、自觉服从三江源国家级自然保护区管理部门的监督和 管理鉴定相关生态环境保护协议,落实管理制度和保护措 施。同时加强对施工人员的环保教育,在施工过程中,不 得随意破坏植被,同时车辆不得下道行驶。 二、生态环境恢复方案 1、使用工程措施,平整弃料堆和恢复植被工程,防治土 址砂化,临时堆的废石全部回填采砂坑改善当地牧民的生 存环境,提高牧民的生产条件,消除开采点地质灾害隐患 确保人民群众生命财产安全。 2、在植被破坏干拢区通过播种牧草建设植被,多草种混 种,提高生物多样性,防治了土址沙漠化的发展,提高土

第十章 污染环境的微生物净化与修复

第十章污染环境的微生物净化与修复 第一节有机污染物的微生物降解与转化 自然界中化学物质的降解方式有: 光降解 化学降解 生物降解:指微生物对有机物的破坏与矿化作用,包括生物的降解能力、有机物降解的难易程度以及有机物的降解途径等 生物转化:指各种有机物通过生物的吸收和代谢而改变形成或转变成另一种物质的过程。 一、微生物降解有机污染物的潜力 微生物个体微小,比表面积大,代谢速率快 微生物种类繁多,分布广泛,代谢类型多样 微生物降解酶 微生物繁殖快,易变异,适应性强 微生物体内的调控系统——质粒 二、工程菌的构建 质粒分子育种

o降解性质粒:编码某些有机化合物代谢途径的质粒。通过接合、转化或转导,降解性质粒可由一个菌株转移至另一个菌株。 美国生物学家查克拉巴蒂用连续融合法构建了“多质粒超级菌株”解芳烃、解多环芳烃、解萜烃、解脂肪烃

o质粒分子育种(PAMB):是美国Chakrabarty等人提出的一种培育新功能菌株的方法。 在施加选择性压力的条件下,将多种微生物置于恒化器中长期混合培养,通过微生物之 间质粒的自然传递,使某些菌株获得外来降解性质粒而具有新的代谢功能。 基因工程育种 o基因工程:指把外源DNA通过具有复制能力的载体分子(如质粒、噬菌体、病毒等)形成重组DNA分子,导入到不具有这种重组分子的受体细胞内,进行稳定的复制和表达, 使受体产生新的生物性状的操作过程。 o基因工程操作步骤: ?基因分离 ?基因提取 ?酶促合成 ?化学合成 ?DNA体外重组 ?载体传递 ?复制与表达 ?筛选与繁殖

三、有机污染物的可生物降解性 可生物降解性 可生物降解性:在微生物作用下大分子有机物转变成小分子化合物的可能性,包括降解转化历程、终产物的稳定性、矿化程度、毒性等。 研究可生物降解性的意义: 1. 可预测环境行为 2. 指导工作

微生物肥料在土壤生态修复中的作用

收稿日期:2005-12-29 作者简介:张清敏(1946—),男,教授,主要从事环境生物技术方面的 研究。E-mail:bio_zhang@nankai.edu.cn 农业环境科学学报2006,25(增刊):283-284 JournalofAgro-EnvironmentScience 摘要:论述了微生物肥料在土壤生态系统中的修复和指示作用,通过室内土壤培养试验,研究了微生物肥料对杀虫剂、多环芳烃 污染土壤的生态修复作用。结果表明,土壤生态系统中有效菌是促进根系生长的细菌和真菌,尤其真菌的数量是指示土壤生态系统的主要目标。 关键词:微生物肥料;土壤;生态修复中图分类号:S144 文献标识码:A 文章编号:1672-2043(2006)增刊-0283-02 微生物是土壤生态系统的重要成员,特别是作为初级生产者,对土壤系统中有机物的降解和转化具有十分重要的意义,是土壤养分重要的源和汇,对土壤生态系统乃至整个生物圈的物质循环、能量流动都起着独特的、重要的作用。许多研究表明,土壤微生物对土壤生态系统的扰动非常敏感,所以可作为土壤生态 系统破坏和修复的重要指示物[1~3] 。 近年来由于化肥、农药大量使用和掠夺性的生产开发,再加上各种污染物(重金属、难降解有机物等)通过水、肥料和空气等途径的侵害,使土壤生态系统不堪重负,已经和正在受到严重破坏。土壤微生物种类和数量减少,土壤结构破坏以及农作物品质下降、病虫害增多等都是明显的证据。为了增产不得不加大化肥、农药的使用量,其结果又进一步加剧了土壤生 态系统的破坏。为改变这种恶性循环的现实,必须从根本上修复土壤生态系统,向土壤中投加微生物肥料则是修复土壤生态系统的关键措施。 微生物肥料是指从土壤和植物根际分离得到的有效菌,经筛选、分离甚至基因重组,进行菌种的优化组合,经发酵培养与有机物混合而制备的微生物制剂。微生物肥料进入土壤生态系统后,在适当的水分、温度、pH值等条件下,与土著有益微生物共同形成优势菌群,促进土壤生态系统中碳、氮、氧的循环,从而达到修复土壤生态系统,使之形成新的稳定的平衡的生态系统。 1材料与方法 1.1微生物肥料 采用以好氧和兼性厌氧菌(巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和酵母菌)为主体菌并辅以适量的乳酸菌和细黄连霉菌,经连续扩大培养后,优化组合固定化于 微生物肥料在土壤生态修复中的作用 张清敏,刘 曼,周湘婷 (南开大学环境科学工程学院,天津300071) ApplicationofBiofertilizerinEcologicalRemediationofPollutedSoil ZHANGQing-min,LIUMan,ZHOUXiang-ting (CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,NankaiUniversity,Tianjin300071,China) Abstract:Weresearchedfunctionsofaddedbiofertilizerthatweremadeinourlaboratoryinecologicalremediationofpollutedsoilbyeither insecticideorindustrialpollutant.Thebiofertilizerwasincorporatedintoasoilfortifiedwitheitheraninsecticidealdicarbat5mg?kg-1,orpyreneat20mg ?kg-1,respectively.Wediscoveredthatthenumbersofmicroorganismsincludingmainlybacteriaorfungithatarecapableofgrowth-promotingrhizobacteriaofplantseffectively,inthepollutedsoilwerequicklyrecoveredtothelevelsofcontrolsoilaftertreatmentof30days.Itmaybesuggestedthatthenumberofbacteria,especiallythatoffungibeanindicatorforpollutedsoil.Keywords:biofertilizer;soil;ecologicalremediation

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