土壤微生物修复综述

土壤污染生物修复

【摘要】随着工业技术不断发达，人们生活水平不断提高的今天，严重的土壤环境污染却成为发展后的代价。所以对于污染的治理的研究成为科研工作者们的主要内容。在土壤治理方面不断革新，传统的治理手段不断淘汰，随着科学技术发展，生物修复技术将大量的被应用到土壤污染修复之中。本文主要概述了生物修复土壤污染的概念及手段。

【关键词】土壤污染，微生物修复，植物修复，重金属，有机化合物。

1 我国土壤污染现状

就目前我国土壤的污染程度来说，在污染的总体趋势上较为严峻。据2014年国家环境保护部和国土资源部联合公布的《全国土壤污染调查公报》显示，全国土壤总的超标率为 16.1%，其中耕地土壤点位超标率高达19.4%；在调查的重污染企业用地和工业废弃地点位中，超标率分别高达 36.3%和34.9%。我国受到污染的耕地面积达到了0.1亿 hm2，受到污染的耕地面积占我国总耕地面积的1/10，可以说污染的程度相当深。其中很多的耕地受到重金属的污染，总面积达到了2000 万 hm2，占总耕地面积的1/5。其中工业“三废”污染耕地1000万hm2，污水灌溉农田面积达330多万hm2，1600万hm2耕地受到农药的污染，固体废弃物堆存占地和毁田13.3万 hm2，合计占耕地总面积的10%以上。二是土壤污染危害巨大。据估算，全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万t，造成的直接经济损失超过200亿元。由土壤污染引发的农产品安全和人体健康事件时有发生，成为影响农业生产、群众健康和社会稳定的重要因素。土壤的生态环境保护与治理已引起人们的普遍关注。

2 生物修复技术

生物修复(Bioremediation)是一项清洁环境的低投资、高效益、便于应用、发展潜力较大的新兴技术，它具有成本低、操作简单、无二次污染、处理效果好且能大面积推广应用等优点，生物修复利用生物(包括植物、微生物和原生动物)的代谢功能，吸收、转化、清除或降解环境污染物，实现环境净化、生态恢复。从参与修复过程的生物类型来划分，生物修复包括微生物修复、植物修复、动物修复和联合修复等，另外还有原位生物修复技术和异位生物修复技术等。生物修复是一种较为理想的污染治理手段。

对于土壤污染生物修复是很好的修复手段，主要是利用生物的自然新陈代谢功能对环境中的各种有害物质的浓度进行有效的降低，使得土壤中的污染物形成自然分解，这样的修复可以使得土壤自然的恢复到原始的状态，而这种修复方式对于土壤的整体结构不会造成损害。针对土壤污染治理来说，传统的修复技术都存在一定的弊端，不能够彻底的将土壤中的有害物质消除，使得二次污染很快的出现，对于土壤结构来说会造成更加严重的破坏。而采用生物修复技术则可以有效的对土壤中的有害物质进行彻底的清除，而且这种技术属于物理修复技术，其中不含有任何的化学成分，这样的修复技术可以有效保持土壤的完整性，不会对土壤中的分子结构造成破坏。而且这种技术的应用也较为简单，并且不需要较高费用的支持，在处理的效果上也较为突出，对环境不会造成负面影响，而且能够有效避免二次污染的出现，可以说这种修复技术在土壤污染治理上具有极大的

应用优势。

2.1 微生物修复技术

微生物修复技术就是利用土壤中的土著微生物的代谢功能，或者补充具有降解转化污染物能力的人工培养的功能微生物群，通过创造适宜环境条件，促进或强化微生物代谢功能，从而降解并最终消除污染物的生物修复技术。微生物修复的实质是生物降解或者生物转化，即微生物对有机污染物的分解作用或者对无机污染物的钝化作用。利用微生物修复技术既可治理农药、除草剂、石油、多环芳烃等有机物污染的环境，又可治理重金属等无机物污染的环境；既可使用土著微生物进行自然生物修复，又可通过补充营养盐、电子受体及添加人工培养菌或基因工程菌进行人工生物修复；既可进行原位修复，也可进行异位修复。

2.1.1 微生物修复重金属污染土壤

在我国随着工业的发展，农业化肥农药的使用，土壤重金属污染是一个日趋严重的问题。重金属一般是指比重大于5的金属，其中砷由于造成的污染类似，所以也被划分为重金属污染。微生物修复利用微生物（细菌、藻类和酵母等）的生物活性对重金属的亲和吸附、富集作用、氧化还原作用、沉淀和溶解作用等转化为低毒产物，从而降低重金属的污染程度。

微生物对重金属具有吸附和富集作用。微生物中微生物中的阴离子型基团，如-NH2、 -SH、PO34-等，可以与带正电的重金属离子通过离子交换、络合、螯合、静电吸附以及共价吸附等作用进行结合，从而实现微生物对重金属离子的吸附。张欣等进行了在镉污染土壤下加入微生物剂（枯草芽孢杆菌光合细菌和乳酸菌）的条件下菠菜的生长情况试验，结果表明，施入微生物菌剂后，菠菜植株中的镉含量显著减少，平均下降14.5% 微生物对菠菜镉吸收的降低作用大小依次为枯草芽孢杆菌＞光合细菌＞乳酸菌。赖洁玲等从铜污染的土壤中分离出一株抗铜细菌，经驯化后，其耐Cu2+水平达500 mg /L，该菌在pH4～8生长良好，最适生长pH为6.0～7.2 该菌株在培养24 h pH 7时，对 Cu2+的去除率可以达到 76%。某些微生物在新陈代谢的过程中会分泌氧化还原酶，催化重金属离子进行变价发生氧化还原反应，使土壤中某些毒性强的氧化态的金属离子还原为无毒性或低毒性的离子，进而降低重金属污染的危害。比如可以用微生物的氧化还原作用把高毒性的4价Cr还原为低毒性的3价Cr。相反，3价Cr氧化为4价Cr时，流动性和生物利用活性提高了。土壤铬污染也是我国土壤重金属污染中分布最广、影响最大的污染之一。例如，从铬铁矿中分离出的菌株CSB 9菌可以耐受 900mg /L 的4价Cr，在最佳条件下具有较快的还原速度( 2.22 mg Cr( VI ) / ( L h) 该菌的最佳还原条件为 100 mg /L Cr pH 7 35 °C 处理时间45 h。此外，土壤微生物也能够利用土壤中有效的营养和能源，通过代谢产生多种小分子量的有机酸，进而溶解土壤中的重金属化合物及含重金属的矿物。王新花等考察了施氏假单胞菌诱导碳酸钙共沉淀修复铅污染，发现其可以耐受高浓度的铅，在初始铅浓度为0.01—0.05毫摩尔每升下铅去除率在97％以上，大部分铅以微生物诱导形成碳酸钙时共沉淀去除。这项研究在修复铅污染土壤有重要的应用前景。

2.1.2 微生物修复有机污染物土壤

土壤微生物可以利用土壤之中的有机污染物为碳源，满足自身生长需要，并

同时将有机污染物转化为低毒或者无毒的小分子化合物，如CO2、H2O、简单的醇或酸等，达到净化土壤的目的。对具有降解能力的土著微生物特性的研究，始终是环境生物修复领域的研究重点。常见的降解有机污染物的微生物有细菌(假单胞菌、芽胞杆菌、黄杆菌、产碱菌、不动杆菌、红球菌和棒状杆菌等)，真菌 (曲霉菌、青霉菌、根霉菌、木霉菌、白腐真菌和毛霉菌等) 和放线菌（诺卡氏菌、链霉菌等)等。例如Katsivela等发现 sp. strain LW1 能利用硝基苯和4-氯硝基苯作为唯一的碳源和能源进行生长，通过部分还原途径降解 4-氯硝基苯并释放出氯离子和铵根离子；并且在厌氧条件下出现中间产物 2-氨基-5-氯酚，然后在一系列酶作用下氧化开环，最终进入三羧酸循环。

除了利用有机物之外，污染物也可以被微生物酶催化进行的一系列生命活动(如氧化、还原、水解、基团转移、异构化、酯化、缩合、氨化、乙酰化等)过程降解。另外有些有机污染物不能作为碳源和能源被微生物直接利用，但是在添加其他的碳源和能源后也能被降解转化。杨茜等利用投菌法和生物刺激法对陕北子长石油污染土壤进行微生物修复研究。试验结果表明修复效果由好到差的顺序依次为: 向土壤中补充N P 营养物质＞向土壤中投加不动杆菌 SZ-1 ＞其他处理。

2.2 植物修复技术

植物修复技术就是利用自然生长植物根系吸收、富集、降解或者固定污染土壤、水体和大气中的污染物的环境技术。主要通过植物提取、植物蒸腾作用、根系过滤、植物固定和降解来实现治理污染。从20世纪80年代以来，植物修复技术发展迅速，有很多新兴的耐受积累植物被发现。植物对土壤中的有机和无机污染物都有不同程度的降解、转化和吸收等作用，有的植物可能同时具有几种作用方式。植物修复技术目前主要应用于重金属污染土壤的修复，利用对重金属有富集特征的植物来吸收或者吸附积累重金属，达到从土壤中除去重金属的目的。对有机污染物的修复机制主要是根际修复，利用植物根际的环境来刺激微生物生长，改变根际微生物大的群落结构、分泌与有机物降解相关的氧化还原酶来降解有机污染物。

2.2.1 植物修复治理无机污染土壤

目前，植物修复主要是利用植物降解、植物萃取、植物挥发和植物过滤等作用来降低重金属污染物的生物有效性或清除土壤中的重金属污染物，降低重金属的环境风险。1983年 chenay首次提出植物修复的构想通过植物的一些特殊生理功能，使土壤中污染物浓度降低。植物修复可用于去除土壤中的重金属、放射性物质以及有机污染物，是一种新型的、高效的、环保的并能利用太阳能驱动的补救措施。虽然植物修复是一种环保型的修复技术，但其见效慢。

向日葵、印度芥草和天竺葵已经被证实是具有累积金属(铅、镉、镍)的能力。使用天竺葵从受铅污染的土壤中吸收铅，从种植天竺葵开始经过3周时间，土壤中不同浓度的铅含量发生很大的变化，起始铅浓度2000mg/kg，实验结束后铅减少257mg/kg，吸收率为12.8%；起始浓度为7000mg/kg，铅减少2291mg/kg，吸收率32.7%。砷是一种类金属，通常将其作为重金属来研究。由于砷的市场资源利用不断扩大，其也对土壤污染造成了严重问题，邹小丽等对砷进行了砷的吸收和运转及对砷污染土壤修复效果研究。他们选择了4种柳树作为修复植物，结果表明：不同种类柳树经不同的砷浓度胁迫160d后，各种柳树的生物量无明显差

异，没有出现叶黄、枯萎等毒害现象；柳树根和地上部(茎、叶)的砷含量随着培养土中砷浓度的升高而增大；柳树根际土中的砷含量小于非根际土，非根际土中的砷含量又小于未种植柳树的对照土。柳树对湿地土壤中的砷具有吸收、累积的作用，可以用作湿地土壤砷污染的植物修复材料。

2.2.2 植物修复有机污染土壤

植物对有机污染物的修复主要通过植物挥发、植物提取、植物降解等方式进行。有机污染物被植物吸收后，可通过木质化作用使其在新的组织中贮藏，也可使污染物矿化或代谢为水和二氧化碳，还可通过植物挥发或转化成无毒性作用的中间代谢产物。植物释放的各种分泌物或酶类，促进了有机污染物的生物降解。植物根系可向土壤环境释放大量分泌物(糖类、醇类和酸类)，其数量约占植物年光合作用的百分之十到百分之二十。

硝基苯作为许多化工材料的中间体，广泛应用于工业领域。其是苯的一个氢原子被硝基取代，无色或淡黄色，有杏仁油气味，其不易被降解，且有很强的生物毒性。胡岚利用黑麦草、紫花苜蓿和马蹄金对硝基苯污染土壤进行修复，结果表明，经过30d处理，硝基苯的降解效率高达98.5﹪ ~99.8﹪，其中黑麦草的修复效果最好，其次是紫花苜蓿，再次是马蹄金 Zhou 等发现紫花茉莉可以修复硝基苯污染土壤，紫花茉莉在土壤中硝基苯浓度为 10 mg/kg 时可以正常生长，并且对硝基苯无论在灭菌土壤还是自然土壤中的去除效率都高达百分之九十以上。

2.3 联合修复

联合修复技术就是协同两种或两种以上修复方法，克服单项修复技术的局限性, 实现对多种污染物的同时处理和对复合污染土壤的修复, 提高污染土壤的修复速率与效率。联合修复方法是土壤污染修复研究的重要内容。植物——微生物联合修复技术被广泛应用。

近几年，植物——微生物联合修复作为一种强化植物修复技术逐渐成为国内外研究的热点。这种方法使植物与微生物都能发挥自己的优点，在重金属土壤污染修复中，微生物在其代谢过程中可改变根际土壤重金属的生物有效性，从而有利于超积累植物对重金属的吸收和积累；微生物的代谢产物还可改善土壤生态环境；另外，微生物还能够分泌植物激素类物质、铁载体等活性物质，促进植物的生长。反之，植物根系分泌氨基酸、糖类、有机酸及可溶性有机质等可以被微生物代谢利用，促进微生物的生长，有利于提高植物-微生物联合修复的效率。

丛枝菌根（AM）是土壤生态系统中一种同时具有植物根系和微生物特性的互惠共生体。罗巧玉等利用其进行重金属修复试验，研究发现，AM共生体形成能调节宿主植物体内某些与重金属吸收及转运相关基因的表达，从而影响宿主对重金属的耐性、吸收、运输、迁移或积累。促进其宿主对某些重金属的吸收，这也需要AM菌，植物与重金属之间的相互作用才能更好发挥其促进效应。

2.4 动物修复

动物修复是利用土壤中某些低等动物 (如蚯蚓等)和其体内的微生物，在污染土壤中生长、繁殖等活动过程中对土壤中的污染物进行转化和富集的作用，最后通过对这些动物集中处理，从而降低土壤中的污染物。在受污染的土壤中，蚯蚓可以通过被动扩散作用和摄食作用使重金属进入其体内，待金属在蚯蚓体内富集后可以采用一定的方法将蚯蚓从土壤中驱出，集中处理，从而达到修复的目的。

土壤动物不仅自己能够直接富集土壤中的污染物，还能够和周围的微生物共同富集，另外一方面还可以提高土壤肥力。

一般动物修复方法主要应用在重金属污染修复过程中，动物修复技术的缺点是只能在一定程度上减少重金属含量，而且对动物的伤害也较严重; 当动物体内重金属含量达到一定程度时会导致其死亡，动物死亡后其体内的重金属还会进入土壤中再次污染土壤; 另外，低等生物对生存环境的要求苛刻，限制了动物修复技术的发展。

3结语

综上所述，生物修复技术具有其独特的应用优势，针对我国目前土壤污染越来越严峻的问题，将生物修复技术应用到土壤污染治理中，可以对土壤复合污染进行有效的统筹恢复，同时也能够对各种土壤污染修复中存在的不足进行有效的弥补，从而使得土壤污染得到更为全面的治理，而随着这一技术的发展，在未来的土壤污染治理中，将会有更大的应用空间。

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几种典型的土壤污染修复技术综述_徐铁兵

Value Engineering 0引言 土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一， 也是人类生态环境的重要组成部分。土壤是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机物质、土壤生物、水分和空气等固、液、气三相组成的。土壤介质是非均质的集合体，结构复杂，大量有机、无机胶体和氧化物相互交错、混杂，介质表面上的存在电场和剩余力场，具有巨大的表面能，能与土壤液、气相中的离子、质子、分子相互作用。与此同时，土壤中的生物体系非常丰富，包括微生物区系、微动物区系和动物区系，其中尤以微生物最为活跃。土壤生物使土壤具有生物活性，是土壤形成、养分转化、物质迁移、污染物迁移转化的重要参与者。此外，土壤中的有机和无机的氧化性和还原性物质构成了一个复杂的氧化还原混合体系，土壤在这些物质的共同作用下表现出一定的氧化－还原特性。土壤的这些性质，使土壤具备了一定的自净能力。 虽然土壤自身的净化作用可以减少土壤中污染物的污染程度，但是如果进入土壤中的污染物含量在数量和速度上超过土壤的自净能力，即超过土壤的环境容量，终将会导致土壤的污染。土壤污染在中国已成为一个日益严重的问题。这些污染场地的存在带来了双重问题：一方面是环境和健康风险；另一方面是阻碍了城市建设和地方经济的发展。解决此问题最直接方法是场地修复[1]。 1土壤修复技术 1．1几种典型的土壤污染问题 1.1.1重金属污染采矿、冶金和化工等工业排放的三废、汽车尾气以及农药和化肥的使用都是土壤重金属的重要来源。按生物化学性质土壤中的重金属可以分为两类：第一类，对作物以及人体有害的元素，如汞、镉、铅及类金属砷等，因此，必须减少这些元素的含量使其不超过环境的容量；第二类，常量下对作物和人体有益而过量时出现危险的元素，如铜、锌、铬、锰及类金属硒等，应控制其含量，使其有益作物生长和人体健康。 1.1.2石油污染石油污染是指在石油的开采、炼制、 贮运、使用过程中原油和各种石油制品进入环境而造成的污染，土壤中的石油污染物多集中在20cm 左右的表层。石油开采过程中产生的落地油和油田的接转站、联合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥，炼油厂含油污水处理设施产生的油泥，也是我国油田土壤石油污染的主要来源。污染土壤中石油主要成分为C15-C36的烷烃、多环芳香烃、烯烃、苯系物、酚类等，其中环境优先控制污染物多达30种。 1.1.3化肥污染化学肥料在现代化的农业生产中不仅是粮食增产的物质基础，更是农业生产资料的主体。在粮食增产中花费的贡献率在40%-60%，稳定在50%左右，但是化肥中的有毒重金属、有机物以及无机酸类等是造成土壤污染的主要来源。 1.1.4农药污染据初步统计，我国至少有l300-1600 万hm 2耕地受到农药污染。 造成土壤农药污染的主要是有机磷和有机氯农药。据2000年国家质检总局数据，全国47.5%的蔬菜农药残留超标，因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。 1．2污染土壤的修复技术现有污染土壤的修复途径包括：第一，降低污染物在土壤中的浓度；第二，通过固化或钝化作用改变污染物的形态从而降低在环境中的迁移性；第三；从土壤中去除[2]。下面介绍几种土壤的修复技术： 1.2.1物理修复治理污染土壤的方法在20世纪80年代以前仅仅限于物理法和化学法。如早期的焚烧法、换土法以及隔离法等都要求高温、人力以及机械设备等，不仅成本很高，最主要的是没有从根本上解决污染问题，这些处理方法仅仅是使污染物发生了转移，对这些污染物还需要进一步的处理，目前这些方法仅仅应用于处理一些突发的紧急事件。而现在出现的一些经济可行的新技术、新工艺等逐渐成为了研究的热点，如：电修复法、土壤气相抽提法及CSP 法、热解析法等。 电修复法：将电极插入到受污染的地下水或土壤区域，在直流电的作用下形成直流电场，则土壤中的离子和 —————————————————————— 作者简介：徐铁兵（1973-），男，河北辛集人，工学硕士，高级工程 师，研究方向为环境影响评价和固体废物资源化。 几种典型的土壤污染修复技术综述 Overview on Several Typical Soil Pollution Remediation Technologies 徐铁兵XU Tie-bing ；梁静LIANG Jing ；孙玉艳SUN Yu-yan （河北省环境科学研究院， 石家庄050037）（Hebei Provincial Environmental Science Research Institute ，Shijiazhuang 050037，China ） 摘要：土壤污染是当前重要的环境问题之一。本文概述了目前国内外处理污染土壤常用的物理修复、化学修复和生物修复技术 以及其研究进展。由于各种修复技术各有所长、各有所短，因此为了克服单一方法的缺点，发挥不同修复技术的长处，对加强研发污染 土壤的综合修复技术提出了几方面建议。 Abstract:Soil pollution is one of the important environmental problems.This paper outlines the current physical remediation,chemical remediation and bioremediation Technique as well as their research in soil pollution treatment at home and abroad.Because each one has its good points and limitations,therefore,in order to overcome the disadvantages of a single method,play the strengths of different remediation technology,this paper puts forward several suggestions to comprehensive remediation technology of strengthening the research and development of contaminated soil. 关键词：土壤污染；重金属；石油烃；持久性有机物（POPs ）；土壤修复技术Key words:soil pollution ；heavy metal ；petroleum hydrocarbon ；persistent organic pollutants (POPs)；soil remediation technology 中图分类号：X53文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）14-0313-02 ·313·

《土壤里地微生物》教学设计课题

《土壤里的微生物》教学设计（第1课时） “土壤里的微生物”是科版七年级下册第13章第2节的容。是上一节课容的基础上，让学生进一步认识到土壤里生物的多样性，以及它们对生物圈的平衡和稳定起着非常重要的作用，从而对本单元环境中生物的多样性具有全面的认识。同时为下一章引导学生对生物进行分类奠定基础。因此本节课的意义十分重要，是本章的重点和难点。 教材分析 课标对本节的要“描述细菌的主要特征以及与人类生活的关系”。本节从单细胞细菌到多细胞的真菌、从肉眼看不见的细菌到大型真菌，带领学生走进丰富多彩的微生物世界。土壤中的微生物，学生平时不易见到，细菌需要用高倍显微镜才能更好地观察到形态，细菌的结构更难观察，而初中又不要求使用高倍显微镜，教材呈现了细菌的形态结构图片，所以只能通过图片、视频引导学生观察、比较认识细菌的基本特征。 学情分析 七年级学生通过小学科学课和上一学期生物课的学习，对生物学科有了初步的了解，具有一定的生物基础知识和学习经验，能够通过观察图片、阅读材料、对比分析、合作讨论等方式获取有关信息。但在学习上仍以感性认识为主，好奇心强、注意力容易转移,但他们活泼好动，喜欢直观形象的事物，喜欢动手实践。 有关微生物的相关知识在上学期在生态系统的组成学习过程中及学生日常生活经验中对微生物的类型和作用从总体上有了一个初步的了解，特别是在生活过程中家长或者教师从卫生角度常常提到细菌这个概念，学生对这一概念还是比较熟悉，对细菌与人类的关系也有不同程度的了解。但在生活中微生物是肉眼看不见的生物，只有用高倍或电子显微镜才能观察到，与人类的关系和对生物圈的作用又是隐性和潜在的，很少有机会引起学生的关注，容易被学生忽视和轻视，学生缺乏相应的感性知识和学习兴趣。对土壤中的微生物的类型、形态特征，生殖、营养方式、分布以及与人类生活的关系，学生比较陌生，这些是课程标准的明确要求，也是学生学习的终极目标。教材中只用文字表述，学生不容易理解，在教学中一是通过组织学生阅读教材在自主学习中从理论上了解细菌、放线菌的有关知识。二是通过播放有关细菌、放线菌形态、结构等视频资料及图片引导学生观察分析细菌和放线菌的形态、结构。三是利用小组

石油污染土壤的微生物修复原理

石油污染土壤的微生物修复 一、降解石油烃类化合物的微生物种类 自然界中能够降解石油烃类污染物的微生物种类有数百种，70多属，主要是细菌、真菌和藻类三大类型的生物。 表1 石油烃降解微生物种属 细菌真菌藻类 无色杆菌属枝顶孢属双眉藻属 不动杆菌属曲霉属鱼腥藻属 芽孢杆菌属金色担子菌数小球藻属 色杆菌属假丝酵母属衣藻属 诺卡氏菌属镰刀霉属念珠藻属 放线菌属青霉菌属紫球藻属 ……… 按照分子生物学和遗传学分类，可将降解石油污染物的微生物分为土著微生物和基因工程菌两大类。 二、产生表面活性剂的微生物 生物表面活性剂是微生物在一定培养条件下产生的一类集亲水基和疏水基于一体、具有表面活性的代谢产物。 分类典型产物 中性脂类甘油单脂、聚多元醇、其他蜡脂 磷脂/脂肪酸磷脂酰乙醇胺 糖脂糖酯、糖醇酯、糖苷 含氨基酸脂类脂氨基酸、脂多肽、脂蛋白 聚合型脂多糖、脂-糖-蛋白复合物 特殊型全胞、膜载体、Fimbriae 生物表面活性剂优点：1较低的表面张力和界面张力；2无毒或低毒，对环境友好；3可生物降解；4极端环境（温度、pH、盐浓度）下具有很好的专一性和选择性；5不致敏、可消化、可作为化妆品和食品的添加剂；6结构多样，可用于特殊领域 三、微生物降解石油的机制

1.微生物吸收疏水性有机物的机理 图1 微生物吸收疏水性有机污染物的4种摄取途径微生物吸收疏水性有机物的模式有4种：1微生物吸收其附近溶解于水相中的烃类；2细胞直接与石油烃接触。这种作用可以通过改变菌毛或细胞表面的疏水性部分的改造进行调控，提高对有机物的吸附；3通过细胞直接与分散在水相中的石油烃的微米或亚微米液滴接触来吸收；4强化吸收模式，即由于细胞产生的表面活性剂或乳化剂使烃的水溶性增强，微生物表面的疏水性更强，使细胞与烃接触。 丝状真菌主要通过菌丝的吸收作用摄取石油烃。 2.微生物细胞膜转运烃机理 微生物对有机化合物的降解作用是由细胞酶引起，整个过程可分为3个步骤。首先化合物在微生物细胞膜表面吸附（动态平衡过程）；其次吸附在细胞膜表面的化合物进入细胞内；最后化合物进入细胞膜内与降解酶结合发生酶促反应（快速过程）。 参与第1个步骤还有表面活性剂。 石油进入细胞方式：非特异性接触，被动运输方式。 3.微生物降解石油的机制 石油类物质+微生物+O 2+营养物质→CO 2 +H 2 O+副产物+微生物细胞生物量 微生物利用石油烃类作为碳源和能源，经过一系列氧化、还原、分解、合成等生化作用，将石油污染物最终矿化为无害的无机物的过程。 途径：烷烃→醇→醛→脂肪酸→β氧化乙酸盐→CO 2+H 2 O+生物量 四、典型石油烃的降解途径

七年级：土壤里的微生物

初中生物新课程标准教材 生物教案( 2019 — 2020学年度第二学期 ) 学校： 年级： 任课教师： 生物教案 / 初中生物 / 七年级生物教案 编订：XX文讯教育机构

土壤里的微生物 教材简介:本教材主要用途为通过学习生物这门课程，可以让学生打开对世界的认识，提高自身的见识，本教学设计资料适用于初中七年级生物科目, 学习后学生能得到全面的发展和提高。本内容是按照教材的内容进行的编写，可以放心修改调整或直接进行教学使用。 一、教学目标 (一)认知目标 1．介绍细菌、放线菌和真菌的形态结构、营养方式和生殖方式。 2．介绍微生物在自然界里的作用 (二)技能目标 培养学生的观察能力、分析问题的能力 (三)情感目标 1．通过对微生物在生产生活中应用的学习，培养理论与实践相结合的习惯。 2．通过介绍我国人民利用微生物造福社会的事例，激发学生的民族自豪感。 二、教学重点与难点 1．教学重点：微生物的形态、结构、营养方式。 2．教学难点：微生物的营养方式和生殖。

四、教学过程 （一）导入 一、认识细菌： 引入新课，教师接着指出：细菌分布广泛，无论是空气、水、土壤还是每个人身上都有细菌生活。但它是单细胞生物，个体十分微小，所以我们用眼睛看不到，下面我们就要了解一下细菌的形态和结构特点。 细菌形态①用高倍显微镜演示细菌的三种形态；②可以用显微投影仪投影放大细菌的三种形态。③播放细菌显微结构和亚显微结构的录像片段。细菌三种形态的示意图。接着教师总结出细菌的形态：单细胞个体，从形态上分为：球菌、杆菌和螺旋菌三类。 （3）细菌的结构特点，让学生与前面所学过的植物细胞结构进行比较找出相同点和不同点。注意强调：细菌细胞没有成形的细胞核是细菌细胞与植物细胞在结构上的重要区别，所以细菌不属于植物范围。另外，有些细菌具有特殊结构如：①有的细菌具有鞭毛可在水中游动。②有的细菌在细胞壁外有荚膜、具有保护作用。 关于芽孢，教师应该指出：能否形成芽孢是细菌总的特征，不是所有细菌都能形成芽孢。芽孢是该菌种的休眠状态，称休眠体。注意说明芽孢的形成不是细菌的繁殖方式，一个细菌只能生成一个芽孢，在适宜条件下，一个芽孢萌发形成一个菌体。芽孢对恶劣环境有很强的

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

简述土壤污染及其防治措施

简述土壤污染及其 防治措施

结课论文 题目：简述土壤污染及其防治措施姓名：程旭 院系：生命科学学院农学系 年级专业：级园艺专业 学号：

指导教师：王玉芬 12月31日 摘要 本文在综述中国土壤环境污染态势及成因的基础上，提出了土壤环境污染的预防、控制和修复方法。指出了当前中国土壤环境污染态势严峻，危及粮食生产、食物质量、生态安全、人体健康以及区域可持续发展。认为以预防为主，预防、控制和修复相结合是中国在相当长时期内的土壤环境保护策略。 关键词：土壤污染，预防，控制，修复

引言 土壤是农业生产的基础，是人类赖以生存的基石，也是人类食物与生态环境安全的保障。但随着经济的发展，全球土壤资源承受的因人口增长、植被破坏、生物多样性消失、土壤退化、气候变化和污染种种等的压力逐渐增大。 土壤是生态环境的重要组成部分。是结合无机界和有机界的纽带，是联系其它要素的关键环节，是人类赖以生存、发展的主要自然资源之一。但由于现代工农业生产的飞跃发展，有的地方农药、化肥过度使用。工矿企业固体废弃物向土壤倾倒和堆放，城市污水、工业废水、大气沉降物也会进入土壤，使土壤污染日益严重。土壤污染是全球三大污染问题之一。不断恶化了的土壤污染态势，已经成为影响中国可持续发展的重大障碍，防治土壤污染刻不容缓。 1土壤污染的含义和特点 1.1 土壤污染的含义 土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2 m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来，由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤

《土壤里的微生物》教学设计

《土壤里的微生物》教学设计（第1课时） 教材分析 “土壤里的微生物”是苏科版七年级下册第13章第2节的内容。是上一节课内容的基础上，让学生进一步认识到土壤里生物的多样性，以及它们对生物圈的平衡和稳定起着非常重要的作用，从而对本单元环境中生物的多样性具有全面的认识。同时为下一章引导学生对生物进行分类奠定基础。因此本节课的意义十分重要，是本章的重点和难点。 课标对本节的要求是“描述细菌的主要特征以及与人类生活的关系”。本节从单细胞细菌到多细胞的真菌、从肉眼看不见的细菌到大型真菌，带领学生走进丰富多彩的微生物世界。土壤中的微生物，学生平时不易见到，细菌需要用高倍显微镜才能更好地观察到形态，细菌的结构更难观察，而初中又不要求使用高倍显微镜，教材呈现了细菌的形态结构图片，所以只能通过图片、视频引导学生观察、比较认识细菌的基本特征。 学情分析 七年级学生通过小学科学课和上一学期生物课的学习，对生物学科有了初步的了解，具有一定的生物基础知识和学习经验，能够通过观察图片、阅读材料、对比分析、合作讨论等方式获取有关信息。但在学习上仍以感性认识为主，好奇心强、注意力容易转移,但他们活泼好动，喜欢直观形象的事物，喜欢动手实践。 有关微生物的相关知识在上学期在生态系统的组成学习过程中及学生日常生活经验中对微生物的类型和作用从总体上有了一个初步的了解，特别是在生活过程中家长或者教师从卫生角度常常提到细菌这个概念，学生对这一概念还是比较熟悉，对细菌与人类的关系也有不同程度的了解。但在生活中微生物是肉眼看不见的生物，只有用高倍或电子显微镜才能观察到，与人类的关系和对生物圈的作用又是隐性和潜在的，很少有机会引起学生的关注，容易被学生忽视和轻视，学生缺乏相应的感性知识和学习兴趣。对土壤中的微生物的类型、形态特征，生殖、营养方式、分布以及与人类生活的关系，学生比较陌生，这些是课程标准的明确要求，也是学生学习的终极目标。教材中只用文字表述，学生不容易理解，在教学中一是通过组织学生阅读教材在自主学习中从理论上了解细菌、放线菌的有关知识。二是通过播放有关细菌、放线菌形态、结构等视频资料及图片引导学生观察分析细菌和放线菌的形态、结构。三是利用小组合作学习并结合观察、对比的方法，引导学生主动获取知识。四是注重发掘生活资源，

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

土壤里的微生物

第2节土壤里的微生物 一、教学目标： 1．知识目标： （1）概述土壤里主要的微生物种类。 （2）说出细菌的三种形态和基本结构，并与植物细胞和动物细胞比较细胞结构的异同点。 （3）说出放线菌的结构特点。 （4）识别青霉和匍枝根霉，并说出它们的繁殖方式和营养方式。 2．能力目标： （1）学会培养和观察青霉、匍枝根霉。 （2）探究土壤里的微生物。 3．情感态度与价值观目标： 体验培养霉菌的过程，并交流成功或失败的感受。 二、教学重点和教学难点： 教学重点：细菌、放线菌和真菌（青霉和匍枝根霉）的主要特征。 教学难点：细菌与植物细胞、动物细胞比较细胞结构的异同点。 三、教学方法：观察、讨论、比较等 四、教学过程： 引言：土壤里除了生活着一些小动物外，还有一些我们肉眼看不见或看不清的小生物，我们通常把这些小生物叫做微生物。那么土壤里都有哪些微生物呢？（学生讨论，教师小结。） 土壤里微生物主要有细菌、真菌、放线菌等，它们能分解植物的枯枝烂叶，动物的遗骸等，将土壤中的有机物分解成无机物，增加了土壤的肥力。 这些微生物到底是什么形态？它们有那些特征呢？这节课就让我们一起来认识它们。 一、认识细菌： 1．细菌的分布范围： 细菌在生物圈中数量最多，占土壤微生物总量的70%～90%，你认为在生物圈中哪些地方会分布有细菌？ 学生：土壤、水里、空气，人、动物、植物体内、体表等。

教师：由此可见，细菌的分布非常广泛。 2．形态特征： （1）大小： 资料：细菌的直径一般只有1um左右，电子显微镜才能观察到细菌的形态和结构。 学生阅读资料，发现细菌个体十分微小。 （2）形状： 教师：展示图片：三种细菌 人们在电子显微镜下观察到细菌，请根据图片描述细菌有哪三种形态。 学生：球形、杆形、螺旋形。 教师：根据它们的形态，我们可以分别称它们为：球菌、杆菌、螺旋菌。3．结构特征： 不同种类的细菌虽然形态不同，但它们的基本结构却是相同的。 学生看图12-5：细菌细胞的结构示意图。观察讨论： 细菌有哪些结构？细菌的结构与动植物细胞的结构有何异同？ 4．生活方式：

土壤中的微生物

1．土壤是微生物生长和栖息的良好基地 土壤具有绝大多数微生物生活所需的各种条件，是自然界微生物生长繁殖的良好基地：其原因在于土壤舍有丰富的动植物和微生物残体，可供微生物作为碳源、氮源和能源。土壤台有大量而全面的矿质元素，供微生物生命活动所需。土壤中的水分都可满足微生物对水分的需求。不论通气条件如何，都可适宜某些微生物类群的生长。通气条件好可为好氧性微生物创造生活条件；通气条件差，处于厌氧状态时又成了厌氧性微生物发育的理想环境。土壤中的通气状况变化时，生活其问的微生物各类群之间的相对数量也起变化。土壤的pH值范围。3．5～10．0之间，多数在5.5～8．5之间，而大多数微生物的适宜生长pH也在这一范围。即使在较酸或较碱性的土壤中．也有较耐酸、喜酸或较耐碱、喜碱的微生物发育繁殖，各得其所地生活着。土壤温度变化幅度小而缓慢．夏季比空气温度低，而冬季又比空气温度高，这一特性极有利于微生物的生长。土壤的温度范围恰是中温性和低温性微生物生长的适宜范围。 因此，土壤是微生物资源的巨大宝库。事实上，许多对人类有重大影响的微生物种大多是从土壤中分离获得的，如大多数产生抗生素的放线菌就是分离自土壤。 2．土壤中的微生物数量与分布 土壤中微生物的类群、数量与分布，由于土壤质地发育母质、发育历史、肥力、季节、作物种埴状况、土壤深度和层次等等不同而有很大差异。lg肥沃的菜园土中常可含有108个甚至更多的微生物，而在贫瘠土壤如生荒土中仅有103～107个微生物，甚至更低。土壤微生物中细菌最多，作用强度和影响最大，放线菌和真菌类次之，藻类和原生动物等数量较少，影响也小。 (1)细菌 土壤中细菌可占土壤微生物总量的70％～90％，其生物量可占土壤重量的 1/10000左右。但它们数量大，个体小，与土壤接触的表面积特别大，是土壤中最大的生命活动面，也是土壤中最活跃的生物因素．推动着土壤中的各种物质循环。细菌占土壤有机质的1％左右。土壤中的细菌大多为异养型细菌，少数为自养型细菌。土壤细菌有许多不同的生理类群，如固氮细菌、氨化细菌、纤维分解细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫酸盐还原细菌、产甲烷细菌等在土壤中都有存在。细茼在土壤中的分布方式一般是黏附于土壤团粒表面，形成菌落或菌团，也有一部分散布于土壤溶液中，且大多处于代谢活动活跃的营养体状态。但由于它们本身的特点和土壤状况不一样．其分布也很不一样。 细菌积极参与着有机物的分解、腐殖质的合成和各种矿质元素的转化； (2)放线菌 土壤中放线菌的数量仅次于细菌．它们以分枝丝状营养体缠绕于有机物或土粒表面，并伸是于土壤孔隙中。1g土壤中的放线菌孢子可达107～108个．占土壤微生物总数的5％～30%．在有机物含量丰富和偏碱性土壤中这个比例更高。

土壤中汞污染及其修复技术

土壤中汞污染及其修复技 术 Prepared on 22 November 2020

土壤中汞污染及其修复技术 引言：土壤汞污染已经严重危害到人类健康和生态环境，成为一个世界性问题，对其治理的各种修复措施也成为当前研究的一个热点。本文对土壤汞污染的来源、危害和修复措施等方面进行综述，指出了当前存在的问题，并对今后治理的研究方向提出了相关建议。 关键词：汞；危害；来源；修复方法 1引言 随着现代工农业的迅速发展，人口急剧增长，粮食的需求量也相应变大，越来越多种类的农药被广泛应用。此外，工矿企业的发展导致对矿产资源的过度开采使得重金属土壤污染日趋严重，一些地方生产的粮食，蔬菜，水果等食物中的重金属含量超标或接近临界值。这些农产品的重金属能够通过食物链在人或动物体内富集，成为人类生命健康的潜在威胁。2014年4月18日，环保部、国土部两部门联合发布土壤污染状况调查公报。公报显示，全国土壤总的超标率为%，污染类型以无机型为主，其中排名前三的无机污染物依次为镉、汞、砷。其中汞具有很强的神经毒性和致畸作用，且积累效应和遗传毒性明显，已被EPA（美国环保署）列为优先控制污染物之一。土壤一旦被汞污染后可通过食物链在人体内富，并对周边环境安全造成严重危险(。因此，找到合适的汞污染土壤修复技术已成为当前的研究热点。 2汞的危害 汞是生物体的非必需的有害元素，通常情况下呈液态，常温即可能蒸发，其中金属离子在～L就会产生毒性。一般来讲，低含量的汞一定程度上可以促进植物的生长，但是，当汞含量过高时便会在植物体内富集，对植物体产生毒害作用(，主要影响植物根部对营养物质的吸收功能，进而影响地上部分的生长发育，严重的导致枯萎死亡(。 土壤中的汞如果通过食物链进入人体，会对人体机能产生损害作用，其中主要对人体产生毒害作用的是无机汞和有机汞。常见的无机汞有HgS，HgCl 等，可通过食物或者呼吸进入体，虽然不易被吸收，但是对消化道有腐蚀作用，也会造成肾脏损伤。而有机汞容易被消化系统吸收，可侵入人体，与SH基结合而形成硫醇盐，使含SH基的酶失去活性，从而破坏细胞的基本代谢功能。尤其是甲基汞，可以改变细胞的通透性，破坏了细胞与外界正常的物质交换功能，造成细胞坏死。此外，甲基汞还能引起神经系统的损伤，其造成的损伤功能具有遗传性。有机汞中毒的潜伏期较长，病情发展也较为缓慢，日本水俣病就是甲基汞中毒的一个病例。 3土壤中汞的来源 自20世纪50年代在日本熊本县发现首例甲基汞中毒事件以来,不同研究领域的学者都对汞污染问题给予了高度关注(。土壤中汞的来源是多方面的。首先是土壤母质本身含汞。不同母质、母岩形成的土壤其含汞量存在很大差异。另一方面，由于人类工农业生产活动，使汞进入环境，污染大气、水体、土壤。如有机汞农药的施用曾一度是造成大面积农田土壤含汞量普遍增加的一个重要原因。虽然近几十年限制含汞农药的生产与使用，由含汞农药带来的土壤汞污

受污染土壤的微生物修复

受污染土壤的微生物修复 陈红艳,王继华 (哈尔滨师范大学生命科学与技术学院,黑龙江哈尔滨150025) 摘要:污染土壤的微生物修复技术是一项非常有应用前景的环保新技术,它既经济又无二次污染,具有其它 修复技术难以比拟的优势。本文介绍了中国土壤中重金属、农药、烃类污染的现状与危害,总结了土壤污染的微生物修复技术的研究现状,重点介绍了能够降解污染物的微生物,并从土壤微生物与污染物质的相互作用入手,较为系统地综合评述了国内外污染土壤的微生物修复原理与技术。同时,结合当前土壤污染的新特点对微生物修复技术进行预测和展望,指出了需要进一步研究的领域。 关键词:受污染土壤;微生物修复;修复原理;修复技术 Microbial Remediation of Polluted Soils Chen Hongyan, Wang J ihua (College of Life Science And Technology, Harbin Normal University, Harbin 150025, China) Abstract:Microbial remediation technique has been showing extensive prospects for use in polluted soils. And, it is an economical and green solution to the problem of polluted soils. This papermainly introduces the status of heavy metal pollution, pesticide pollution, petroleum pollution of soils and its harm in China. The presence of the researches on microbial remediation, and advancement in research of microbial remediation of polluted sois. A comprehensive review is p resented of current researches on and development of microbial remediation of soils contaminated with typical pollutants at home and abroad, based on interaction between soilmicroorganisms and pollutants. In the end of the paper, directed at new characteristics of the soil pollution in China, the prospects for bioremediation research is discussed and fields for futher study are recommended. Key words: polluted soils; microbial remediation; principles; techniques 前言 近20年来,随着工、农业生产的迅速发展,农业污染特别是土壤受污染的程度日趋严重[ 1 ] 。这些能够对土壤造成污染的因素主要有:农药、重金属、石油等。据粗略统计,中国受重金属污染的土地达到2 000万公顷, 受农药、化学试剂污染的农田达到6 000多万公顷,污染程度达到了世界之最。 农药的污染。随着农业的发展,农民使用农药的量越来越多,由此而造成的危害也越来越大。据统计,中国每年使用50多万吨农药。这些农药主要包括杀虫剂、杀菌剂和除草剂等,多是有机氯、有机磷、有机氮、有机硫农药,这些农药对土壤硝化作用呼吸作用和固氮作用均会产生暂时的或永久性的影响,因为在施用农药时,不管采取什么方式大部分农药都会落入土壤中,同时附着在作物上的那一部分农药以及漂浮在空气中的农药也会因风吹落入土壤。另外,使用浸种、拌种等施药方式更是将农药直接混入到土壤中,所以,土壤中的农药污染是相当严 重的,已引起土壤生产力和农产品质量的明显下降。 重金属的污染。随着工农业的迅速发展,每年有大量工业和城市垃圾作为有机肥进入农业土壤中。这些垃圾往往含有较多的重金属元素,如汞、铜、锌、镍、铅、铬等,这些金属离子作为微量元素是生物代谢所必需的,然而超过一定浓度时,便会导致土壤微生物大量下降和活性降低,尤其对土壤中有益微生物如自生固氮菌等影响更为明显。所以,重金属污染已日益

从土壤中分离微生物

从土壤中分离微生物 环境工程（1）班 一、试验目的 1..学会土壤微生物的检测方法，了解土壤中微生物的数量和组成。 2初步掌握从土壤中分离细菌的基本技术。 二、实验原理 土壤是微生物生活最适宜的环境、它具有微生物所需要为一切营养物质和微生物进行生长繁殖及生存的各种条件．所以土壤中微生物的数量和种类都很多。它们参与土壤的氮、碳、硫、磷等元素的循环作用。此外，土壤中微生物的活动对土壤形成、土壤肥力和作物生产都有非常重要的作用。因此，查明土壤中微生物的数量和组成情况，对发掘土壤微生物资源和对土壤微生物实行定向控制无疑是十分必要的。 三、实验器材 (—)培养基 肉膏蛋白胨琼脂培养基（培养细菌） 高氏一号琼脂培养基（培养放线菌） 查氏培养基（培养霉菌） (二)灭菌稀释水、灭菌吸管、灭菌培养皿。 (三)土壤样品、天平、称旦纸。 （四）恒温箱、气体流量计 四、试验程序 1、倒平板 将培养基加热融化，待冷至55—60℃时，混合均匀后倒平板； 2、制备土壤稀释液 准确称取土样10g，加入装有90ml无菌水并带有玻璃珠的三角瓶中，振荡约20min，使土样与水充分混匀，将细胞分散。用一支无菌吸管从中吸取1ml土壤悬液加入装有9ml无菌水的试管中，吹吸3次，让菌液混合均匀，即成10-2稀释液；再换一支无菌吸管吸取10-2稀释液1 ml，移入装有9ml无菌水的试管中，也吹吸三次，即成l0-3稀释液；以此类推，连续稀释，制成10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、等一系列稀释菌液

3、涂布 将无菌平板编上10-4、10-5、10-6号码，每一号码设置三个重复，用无菌吸管按无菌操作要求吸取10-6稀释液各1ml放入编号10-6的3个平板中，同法吸取10-5稀释液各lml放入编号10-5的3个平板中，再吸取10-4稀释液各lml放入编号10-4的3个平板中（由低浓度向高浓度时，吸管可不必更换）。再用无菌玻璃涂棒将菌液在平板上涂抹均匀，每个稀释度用一个灭菌玻璃涂棒，更换稀释度时需将玻璃涂棒灼烧灭菌。在由低浓度向高浓度涂抹时，也可以不更换涂棒。 4、培养 在28℃条件下倒置培养3—5天。 5、挑菌落 将培养后生长出的单个菌落分别挑取少量细胞划线接种到平板上。28℃条件下培养3—5天后，再次挑单菌落划线并培养，检查其特征是否一致，同时将细胞涂片染色后用显微镜检查是否为单一的微生物，如果发现有杂菌，需要进一步分离、纯化，直到获得纯培养。 五、注意事项 1.制备混合液平板时，不要再注入培养基前让链霉素液与土壤稀释液相混。 2.制备混合液平板时，倾注的培养基温度不能太高，过高的温度会烫死微生物。 六、培养过程及革兰氏染色观察成果 1.培养24h后的情况：马铃薯葡萄糖培养基长出菌种，经判断为细菌，马铃薯蔗糖培养基长出菌种，为酵母菌。其他培养基没长菌种，拍照如下

土壤重金属污染及其生物修复研究综述

土壤重金属污染及其生物修复研究综述 摘要：本文主要综述了土壤重金属污染的危害及影响，以及土壤重金属污染中用以去除在土壤中累积的重金属的各种生物修复技术、特点、机理等进行了综述。重点论述了植物、微生物、动物对重金属污染土壤的修复技术方面的研究进展，最后对生物修复的发展前景进行展望，并在此基础上提出了一些见解和看法。 关键词：土壤污染；重金属；生物修复 土壤是人类赖以生存的基本条件。近年来，随着人口急剧增长，人类对土地资源的过度开发，导致土地质量下降、生产能力退化。而在农业生产中使用化肥与农药以及如生长激素等化学物质，土壤中某些成分含量过高，致使其物理、化学和生物学性质发生变化，土壤功能受到损害，微生物活动受到影响，土地肥力下降，影响农作物的产量与品质，威胁着人类的健康，也影响到国民经济的发展。目前,土壤重金属污染的总体形势相当严峻。目前，中国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积约占总耕地面积的15％[1]。据不完全调查,全国受污染的耕地约有1000万km2。据估算,全国每年因重金属污染而损失的粮食达1200万吨,直接经济损失超过200亿元[2]。因此，寻找高效并对环境影响小的土壤污染防治和修复方法成为当务之急。 1.土壤重金属污染 1.1 重金属土壤生态结构和功能稳定性的影响 大多数重金属在土壤中相对稳定，但是大量的重金属进入土壤后，就很难在生物物质循环和能量交换过程中分解，更难以从土壤中迁出，逐渐对土壤的理化性质、土壤生物特性和微生物群落结构产生明显不良影响，进而影响土壤生态结构和功能的稳定[3]。大量研究证明：重金属污染的土壤，其微生物生物量比正常使用有机粪肥的土壤低得多，且减少了土壤微生物群落的多样性。重金属对土壤污染程度的进一步加剧，使生物群体生存受到严重威胁，国土资源的安全受到影响，人类社会的生存和发展也面临着巨大的挑战。 1.2 重金属对作物的危害 重金属在土壤一植物系统中迁移直接影响到植。物的生理生化和生长发育，从而影响作物的产量和质量。镉是危害植物生长的有毒元素，土壤中如果镉含量过高，会破坏植物叶片的叶绿素结构，减少根系对水分和养分的吸收，抑制根系生长，造成植物生理障碍而降低产量。研究表明，镉污染对土壤脲酶活性的影响很大，随土壤镉浓度的增加，脲酶活性下降趋势明显，如在金盏菊中，脲酶活性下降幅度为51％-88％，在月季中，脲酶活性下降幅度为36％-78％，故可用土壤脲酶活性变化来表示土壤受镉污染的程度[4]。铅在植物组织中的累

土壤污染现状及修复技术综述

土壤污染现状及修复技术综述 1土壤污染的涵义及其来源 1.1 土壤污染的涵义 土壤污染是指通过多种途径进入土壤的有毒有害污染物的数量和速度超过了土壤的容纳能力和净化速度, 造成土壤的物理、化学和生物学性质、组成及性状等发生变化, 破坏了土壤的自然动态平衡, 从而导致土壤自然功能失调、土壤质量恶化、作物的生长发育受到影响、产品的产量和质量下降, 产生一定的环境效应( 水体或大气发生次生污染) , 并可通过食物链对生物和人类构成危害。土壤污染的明显标志是土壤生产力下降。 1.2 土壤污染的来源 凡是进入土壤并影响到土壤的理化性质和组成而导致土壤的自然功能失调、质量恶化的物质,统称为土壤污染物。土壤污染物的种类繁多, 既有化学污染物也有物理污染物、生物污染物和放射性污染物等。按污染物的性质一般可分为: 有机污染物、重金属污染物、放射性污染物和其它类型的污染物。土壤污染物种类繁多, 其来源也十分复杂。 2 土壤污染的分类 2.1 有机污染物 土壤中有机污染物主要包括有机农药、石油烃、塑料制品、染料、表面活性剂、增塑剂和阻燃剂等, 其主要来源为农药施用、污水灌溉、污泥利用、废弃物的处置与利用、污染物泄露等。 2.2 无机污染物 重金属是人们普遍关注的无机污染物。有害重金属主要是生物毒性显著的汞( Hg )、镉( Cd)、铅( Pb)、铬( C r) 以及类金属砷(A s) , 还包括具有毒性的重金属锌( Zn)、铜( Cu)、钴( Co)、镍(N i)、钒( V) 等。土壤重金属污染主要来自灌溉(特别是污灌)、固体废弃物处置(污泥、垃圾等)、农药和肥料施用以及大气沉降等。 2.3 生物污染物 土壤中含有一定量的病原体, 如肠道致病菌、肠道寄生虫、钩端螺旋体、破伤风杆菌、霉菌和病毒等, 主要来自医院污水、未经处理的粪便、垃圾、生活污

污染土壤的微生物修复研究进展

污染土壤的微生物修复研究进展 土壤污染严重影响了土壤的生产力，是急需解决的环境问题。本文全面地介绍了土壤修复的微生物筛选与降解研究，以及污染土壤的微生物修复技术及其应用，提出了今后微生物修复研究的工作重点，强调了污染物降解基因的发掘和微生物复合修复技术开发的重要性。 标签：土壤污染微生物筛选微生物修复 1简介 我国土壤污染总体形势不容乐观，局部地区污染严重，目前至少有1300-1600万hm2耕地受到农药污染，约占全国耕地的10%以上，每年因重金属污染的粮食就达到1200万t，造成的直接经济损失超过200亿元人民币[1]。与大气、水体相比，污染物更难在土壤中迁移、扩散和稀释，所以土壤污染的治理尤为重要，土壤的环境修复技术也应运而生。 80年代以前，土壤的环境修复主要侧重于研究物理、化学修复理论与技术，80年代后微生物修复受到高度重视。微生物修复主要利用土壤中的土著微生物或向污染环境补充经驯化的高效微生物，在优化的环境条件下，加速分解污染物，修复被污染的土壤。微生物不仅种类繁多，数量极大，分布广泛，而且具有繁殖迅速，个体微小，比表面积大，对环境适应能力强等特点，因而在土壤的环境修复上具有巨大的发展潜力。 2土壤修复的微生物筛选与降解研究 我国土壤污染类型中，重金属污染和有机物污染所占比重较大。自然界中存在能够对重金属或有机物进行降解的菌种和微生物，这些微生物大多存在于被相应污染物污染的土壤表层。因此，人们一般以污染土壤为对象，从中筛选相应的降解菌。 为了获得高效镉吸附微生物，刘标等[2]从重金属污染土壤中分离筛选出4株耐镉能力较强的细菌菌株2-1、2-2、4-1、7-1，其中菌株4-1的镉吸附效果最好，并研究分析了其他常见重金属离子对菌株4-1生长的影响，结果显示培养液中加入Zn2+、Cu2+对菌株生长无明显影响，但加入100mg/L Pb2+会抑制其生长。李明顺等[3]研究了微生物对锑的代谢机制，一方面微生物能够利用体内的蛋白如ArsB转运蛋白将锑外排，另一方面微生物能够对锑进行氧化，将毒性较强的Sb（Ⅲ）转化为毒性相对较弱的Sb（Ⅴ）。 为了得到高效的石油降解菌，汪杰等[4]以柴油为培养基的唯一碳源，从山东胜利油田、新疆克拉玛依油田和陕西长庆油田3处的石油污染土壤中富集纯化得到3株高效的石油烃降解菌，用这3株菌进行污染土壤的修复试验，污染土壤中石油烃降解半衰期为30d左右，为自然情况下的1/4左右。姜肸等[5]以南海