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微生物—捍卫土壤小战士

2015-08-31 - 作者:河北涵发生物科技有限公司

 土壤微生物是生活在土壤中的细菌、真菌、放线菌、藻类的总称。其个体微小,数量庞大,通常1克土壤中有106~109个。微生物身体虽小,可是能量却是极大的,在土壤中扮演着多种角色,例如降解有机质、固氮、释磷、释钾等,与土壤和植物都具有密不可分的关系。今天我们就看看它们在修复土壤污染方面的表现吧。


微生物修复土壤污染的原理


  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。微生物通过氧化、还原、裂解、脱羧、脱氨、水解、脱水、脱烷基、吸收、沉淀等各种化学作用降低污染物毒性,修复土壤污染。微生物对能量的利用比高等生物体更加有效;微生物高速度的繁殖特性和遗传变异性使它的酶体系能够以最快的速度适应外界环境的变化,从而显示出其在环境治理上的高效性和多样性。


微生物修复土壤污染的技术


  微生物修复技术包括原位修复、异位修复以及二者相结合的修复方法。原位修复的主要思路是在不破坏土壤基本结构的情况下,向土壤中投加具有降解能力的微生物、微生物赖以生存的营养物质以及创造适合微生物生存的环境条件,例如氧气含量、pH条件等,保证微生物的生长繁殖,最终实现其高效的降解能力。异位修复是将污染土壤移除,借助预制床、生物反应器的处理设施以及采用堆肥等方式进行污染修复,修复机理与原位修复基本相同。


微生物修复土壤微生物的应用


  石油污染——石油是不可再生资源,直接影响着我国经济的可持续发展。然而,我国每年有大量的原油及其加工品流入环境。石油物质进入土壤后,会引起土壤理化特性发生变化,对作物生长发育有不利影响,继而通过食物链直接影响到人类的身体健康。自20世纪70年代以来,微生物处理技术在石油污染治理方面逐渐成为核心技术。到目前为止,降解石油中各种烃类的微生物共发现了约100余属、200多种。每一类细菌只能分化石油中的某一类成分,有科学家利用基因工程制造了一种能够分解石油的“超级细菌”,它与普通细菌相比,在于能够同时分解石油中的四种有机物,从而能够有效解决石油污染问题。目前,已有微生物修复石油污染的成功案例,濮阳市石油污染区利用微生物修复为主、植物修复为辅的原位修复技术,使治理后的土地基本恢复耕作功能。

  农药污染——我国是个农业大国,农药是目前保证粮食作物增产的有效手段。许多农药对人和非目标动物具有内分泌干扰作用、“三致”作用(致畸、致癌、致畸变)或潜在的“三致”作用,农业污染问题已成为全球关注的热点,农药的降解是迫切需要解决的问题。微生物修复农药污染主要包括两种途径:①以有机农药作为唯一碳源、氮源、磷源、能源物质进行生命代谢;②利用土壤中其他有机质提供的初级能源,代谢农药。

  重金属污染——农药化肥应用、污水灌溉以及矿藏开发等引起土壤重金属污染。过量的重金属引起植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变,并通过食物链在人体体内积累进而危害人体健康。微生物修复重金属污染的途径主要有三条:①微生物将重金属转化为难以被植物吸收的形态;②增强植物固定效果:微生物促进植物生长、增强植物对重金属的抵抗力,或是微生物通过产生有机酸等物质溶解重金属,使其可以被某些超富集植物吸收,或者是微生物自身细胞结合重金属后转移到植物体内,然后通过拔掉植物清除重金属; ③转化为低毒状态,比如六价铬转化为低毒性的三价铬。目前,对于土壤重金属的微生物修复手段大多还处于试验开发阶段,已在实验室条件下分离出了一些解毒细菌,例如降低砷毒性的无色杆菌、假单胞菌,解汞毒的大肠杆菌等。

  微生物不能降解所有进入环境的污染物,并且微生物的修复效果受场地条件和环境因素的较大影响。未来的研究中应加强开发基因工程菌、优化各种方法的联合使用。。。。。

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