环境修复

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微生物在生态环境修复中的作用 摘要:微生物与人类生活密切相关,在生态环境中发挥着重要作用。 生物修复技术已成功应用于污染环境修复并取得良好效果。 本文介绍生物修复技术,重点介绍微生物修复技术及其应用,从而阐述微生物在生态环境中的重要性及相关研究进展。 关键词:生物修复研究进展,生态环境微生物修复 引言 生物修复技术是指利用特定生物体对环境污染物的吸收、转化、去除或降解,从而修复污染环境或消除环境中的污染物,实现环境净化,恢复生态效应的生物措施。 是一种低能耗、高效、环境安全的环境生物技术。 主要利用原生微生物的代谢能力,激活原生微生物的降解能力,或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,可以采用不同的修复微生物,改善其生长条件。 生物修复技术还包括动物修复、植物修复、微生物修复等技术,其中微生物修复尤为重要。 本文主要阐述微生物修复技术的定义和应用,从而介绍污染环境微生物修复的研究进展。 微生物修复定义微生物修复技术主要利用自然环境中生存的微生物或添加的特定微生物,在人为促进的工程条件下分解污染物,修复污染环境。 目前,污染环境主要包括土壤、水体等。微生物修复是利用微生物将有毒有害有机污染物降解为无害无机物的过程。

微生物修复的应用2.1微生物对持久性有机物的降解随着工农业生产的发展,持久性有机物对环境造成的污染和危害越来越引起人们的关注。 现代工业特别是石油化工、农药等的不断发展,导致进入环境的化学物质种类和数量激增,远远超过大自然的恢复能力,从而导致严重的环境污染。 持久性有机污染物因其滞留性、生物累积性、半衰期长、难降解、高毒性、三级毒性和生殖毒性等特点而受到广泛关注。 它们长期滞留在环境中,对生态环境和人类健康构成严重威胁。 持久性有机污染物主要包括有机磷农药、芳香族化合物、卤代有机化合物等,它们广泛存在于大气、水环境、土壤中,对人类造成巨大威胁。 这些环境有机污染物通常被认为是环境外来化合物。 一般来说,天然微生物由于缺乏适合其降解的完整酶系统而难以生物降解。 然而,在长期的接触和驯化过程中,微生物的遗传变异和质粒传递特性赋予了许多微生物降解或部分降解的能力。 下面我们就来讨论一下人们关心的有机磷农药的微生物降解问题。 根据研究,假单胞菌和黄杆菌可以产生膜结合有机磷水解酶的高水平组合表达。 该酶对多种具有对硫磷结构的化合物具有降解活性。 其pH、温度范围宽,稳定性强,底物范围广,可裂解包括PS在内的化学键。 由于可以从上述两种微生物中纯化出有机磷水解酶,因此人们尝试采用固定化方法来进行有机磷水解酶的应用。 首先采用三苯甲基琼脂糖作为载体,依靠疏水作用将酶分子固定在其上。 而降解反应体系中补充的有机溶剂增加农药的溶解度,会引起酶和载体的解吸作用。

为此,将载体改为聚酰胺纤维,采用共价键合方法获得了良好的固定效果。 由于微生物生长周期长、酶纯化效率低、成本高,无法在生产中广泛应用。 人们更加关注大肠杆菌宿主的表达系统,利用强启动子lac实现有机磷水解酶在大肠杆菌细胞表面的高水平表达,然后将细胞固定化,开发成生物反应器。 2.2 重金属污染土壤的微生物改造土壤受到重金属污染后,可能会导致重金属在农作物中富集,造成食物链污染,严重威胁人类健康。 微生物对重金属的修复机制较为复杂,学术界尚未形成统一的认识。 有学者认为,微生物修复技术是利用自然环境中的微生物或人工添加的特殊微生物在人为优化的条件下对重金属进行吸附、沉淀、氧化、还原等过程,以降低土壤中重金属的含量或毒性,从而达到修复土壤重金属的目的。污染土壤恢复生态功能。 有学者发现Cu、Cd、Pb可以以硅酸盐或氢氧化物的形式结合在芽孢杆菌细胞表面。 环境中可变金属可以以相同价态存在,细菌的代谢活动可以氧化和还原这些重金属离子。 某些细菌可以在细胞外分泌硫、磷酸等物质来沉淀环境中的重金属离子,或者在细菌矿化过程中可能伴随着重金属的共沉淀。 氧化硫杆菌、氧化亚铁等可通过提高氧化还原电位、降低酸度等作用过滤掉污泥、土壤和沉积物中的重金属。

还有学者认为新陈代谢是微生物修复功能实现的生理基础。 在代谢过程中,微生物通过重金属元素的价态转换或刺激植物根系的发育,影响植物对重金属的吸收,从而降低土壤中重金属的含量或毒性。 。 微生物通过产生有机酸、提供质子或与重金属络合物或络合金属离子交换有机阴离子来增加土壤溶液中的金属含量,有利于超积累植物的吸收。 某些细菌还可以通过细胞外络合、细胞外沉淀、细胞内积累和转化等生理过程将重金属从高毒变为低毒。 微生物还可以与植物根部相互作用,形成菌根或刺激根部分泌重金属络合剂、螯合剂,抑制重金属的毒性,或促进植物对重金属的吸收和富集,降低植物体内重金属的含量。土壤。 重金属污染土壤修复是一项系统工程。 单一的修复技术很难满足实际需求。 以生物修复为主,注重植物、动物和微生物的协同作用,辅以物理、化学和农业生态措施,加快消除重金属毒性。 ,促进生物吸收和富集,从而提高生物修复的整体效率。 利用微生物修复污染环境既经济又安全,在环境治理过程中具有巨大潜力。 然而,分散在自然环境中的污染物无法集中处理。 污染环境的化学成分变化较大,pH值波动较大,可能会抑制降解菌的生长和环境污染物的降解速度,从而达到不理想的效果。 为了满足实际需要,被污染的环境无法有效维持降解细菌。 对此,我们可以打造代谢途径新、矿化能力强、降解范围广、对环境污染物降解效果好的超级工程菌。 这有很大的潜力。 强大的优势无疑为解决环境污染提供了一条新途径,对于改善环境、控制环境污染具有极其重要的意义。 也是目前最有前景、最有前景的方法。

对于不能直接作为微生物生长基质的环境有机污染物的降解,可以利用微生物共代谢机制,选择合适的生长基质,诱导产生所需的酶和足够的能量来驱动污染物的初步转化。 参考文献:世界科技研究与发展,2003,25 沉东升,朱银梅。 污染环境生物修复技术研究进展科学技术通报, 2007, 23(2): 271 刁春燕. 污染土壤生态修复的基本原理及研究进展农业环境科学学报, 2007, 26(2): 419-424 吴凤智。 土壤微生物多样性研究方法进展. 土壤通报,2004,35(6):769-792。 张家恩,刘文高。 微生物资源开发利用与农业可持续发展[J],土壤与环境,2001,10(2):154-157。 上海环境科学,2003,22(12)