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土壤微生物修复技术

日期2018/6/7 19:47:01 点击次数 1102 发布单位天义生物谷  录入李清

    微生物对重金属污染土壤的生物修复作用主要是通过微生物对重金属的溶解转化与固定来实现


微生物对重金属的溶解


    主要是通过各种代谢活动产生多种低分子量的有机酸直接或间接进行的最早的报道是真菌可以通过分泌氨基酸有机酸以及其他代谢产物溶解重金属及含重金属的矿物比较不同碳源条件下微生物对重金属的溶解发现土壤微生物能够利用有效的营养和能源在土壤滤沥过程中通过分泌有机酸络合并溶解土壤中的重金属在灭菌试验中未灭菌处理的淋洗液中重金属离子的浓度显著高于灭菌处理Loser等曾借助土著微生物的淋滤作用来修复德国萨克森地区河流沉积物的重金属污染指出处理过程中基质的最适投加量为2%最适温度在30-40C之间去除?#39318;?#39640;可达98%


微生物对重金属的氧化还原转化


    在外界环境中变价金属AsCrCo和Au等可以不同的价态形式存在而细菌代谢活动可以通过其氧化还原作用改变它们的价态Chang等在污水处理厂发现一种噬硫酸盐细菌可以还原Cr6+为低毒的溶解度较小的Cr3+从而降低水体中的重金属毒性土壤中还分布着多种可以使铬酸盐和重铬酸盐还原的微生物如产碱菌属芽孢杆菌属棒杆菌属肠杆菌属假单胞菌属和微球菌属等这些菌能将高毒性的Cr6+还原为低毒性的Cr3+另外一些细菌如硫-铁杆菌类能氧化AsCuMo和Fe等假单胞杆菌能使AsFeMn等发生氧化从而降低这些重金属元素的活性


微生物对重金属的生物固定


    主要有3种作用方式胞外络合作用胞外沉淀作用以及胞内积累细胞壁中的分子结构具有活性可以将金属螯合在细胞表面Papassiopi等对两组Cr()污染土壤样品进行生物固定处理后土壤中可溶性Cr的含量分别从13mg/kg降到低于0.5mg/kg,120mg/kg降到低于5.6mg/kg


    从芽孢杆菌上分离下来?#21335;?#32990;壁可以从溶液中螯合大量的金属元素当将细胞壁放入含氯化金的水溶液中?#20445;?#21487;在细胞壁上通过聚合作用形成微小晶体可调节Zn2+Pb2+和其他金属的氧化还原?#20174;?#22914;硫杆菌可氧化铁?#22303;R?/span>


微生物-植物的联合修复


    尽管植物修复技术具有不造成二次污染费用低等优点但是植物作为活的生命体其生长必然受到各种自然和人为因素?#21335;?#21046;修复过程通常较为缓慢;一种植物往往只吸收一种或几种重金属对土壤中其他浓度?#32454;?#30340;重金属则表?#27542;?#26576;些中毒症状从而限制了植物修复技术在多种重金属污染土壤方面的应用;同时要针对不同污染?#32431;?#30340;土壤选用不同的生态型植物重金属污染严重的土壤应选用超积累植物而污染较轻的土壤应栽种耐重金属植物


    此外筛选超积累植物很?#36873;?#32780;对于微生物修复来说大多数技术仍局限在科研和实验室水平实验?#19994;?#24494;生物修复研究因修复条件较为理想化被干扰因素极少其修复效果可能很好如一旦将室内的微生物修复技术放入?#36739;殖?#26465;件下干扰因素复杂一系列的新问题可能会出现


    目前研究较多的是菌根修复因为菌根是土壤中的真菌菌丝与高等植物根形成的一种联合体菌根修复只是微生物-植物的联合修复的一种一方面植物根部的表皮细胞脱落酶和营养物质的释放为微生物提供了更好的生长环境另一方面菌根真菌的活动可改善根际微生态环境增强植物抗病能力极大地提高植物在逆境(如干旱有毒物质污染等)条件下的生存能力


展望


    生物修复技术作为一种新兴高效绿色廉价的修复途径它可以最大限度地降低修复时对环境的扰动但该技术目前还不太成熟有待进一?#37237;?#21892;目前植物修复的发展还依赖于高效吸收污染物的植物种类开发土壤改?#25216;?#20197;及优化植物栽培等农业措施

 
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