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微生物修复重金属污染现状研究

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浏览:- 发布日期:2020-05-08 14:57:39【

微生物种类繁多,数量庞大,分布广泛,功能多样,是土壤生命体的有机构成,可作为表征土壤生态环境变化的一个重要指标。微生物修复主要是利用土著微生物或人为投加的特效微生物在特定的条件下吸收、转化、固化或分解土壤、水体中的重金属污染物,改善环境质量、促进生态修复的一种生物措施。是一种低耗、高效、环保安全的修复技术。本文通过文献调研,综述微生物对重金属污染物的修复机理,影响因素及强化修复效果等方面的研究,以期为微生物修复重金属污染提供借鉴。

微生物修复重金属污染现状研究

微生物修复具有低耗、高效、环保安全的优势,使人们对微生物修复重金属污染的关注越来越多。常用的修复型微生物主要分为土著微生物、外来微生物和基因工程菌三大类。近年来,国内外学者在利用细菌、真菌、藻类等微生物吸附重金属方面做了大量的研究。

细菌修复重金属污染

细菌作为微生物中的最大群体,它本身及其产生的各种物质广泛参与水体、土壤、矿渣和沉积物等环境中的多种反应,进而影响诸多元素的迁移转化。它通过对重金属的吸附富集、氧化还原、成矿沉淀、淋滤、植物协同等修复土壤中的重金属污染,假单胞菌可将Au富集在细胞内,将Cu吸附在其表面,有效降低了重金属流动性。利用污泥中分离的革兰氏阳性细菌A-7处理某冶炼厂废水发现Pb2+和Zn2+几乎全部去除,这一发现对类似重金属污染冶炼厂废水处理具有较强的参考意义,同时,对寻找优势修复型细菌提供了方向。细菌可与植物进行联合修复,借助自身功能直接修复污染物或者通过强化植物功能间接修复污染物,克服单一修复局限性,实现协同修复或分步骤修复。

真菌修复重金属污染

许多真菌对重金属具有抗性和吸附性,尤其在重金属污染区域存活的真菌具有较强耐性,对甄选区域优势生物种群具有指导意义。目前,对菌根真菌、大型真菌、酿酒酵母、青霉菌及曲霉菌等修复重金属污染研究较多。研究发现,丛枝菌根真菌不仅自身具有耐受重金属毒害的能力,还可通过直接或间接作用提高宿主对重金属的耐受性,实现生物对重金属土壤的双重修复。菌根真菌分布广泛,能与大多数陆生高等植物形成共生体系,相互作用增加适应外界环境的能力。酿酒酵母对Cd2+,Pb2+,Cu2+,Co2+,Al3+,Zn2+,Cr3+等重金属离子具备较强的吸附和抗性,通过相互作用,细胞表面能够吸附大量上述金属离子,或使其转化为沉淀而去除。运用青霉菌与生物炭复合修复方式处理土壤中的砷,发现As3+含量基本无变化,约有27%的As5+被青霉菌与生物炭固定。曲霉菌和青霉菌种类繁多,且普遍重金属耐受性强,可改变Cd,As,CR,Pb等金属形态达到去除、固化或转化目的。

藻类修复重金属污染

藻类修复水体重金属具有投资小、针对性强、吸附量大、污染小等特点。典型的水体重金属修复藻类有绿藻门、蓝藻门和褐藻门的部分藻类,其中海藻和褐藻吸附重金属的能力较强。不同藻类对不同重金属的吸附、富集能力不同,李英敏等[13]发现叉鞭金藻对Cu2+有较强的富集能力,小球藻对Cd2+的吸附性明显高于其他重金属离子。死的细菌对重金属具有吸附作用,死的藻类细胞同样具有这样的特性,研究发现死亡的藻细胞相比活的具有更强的吸附能力,且更为经济。