重金属污染土壤的微生物生态效应及其修复研究进展

污染土壤微生物生物修复技术是一项非常有应用前景的环保新技术。本文综述了近年来重金属对土壤微生物生物量、种群及生化过程的影响以及微生物对重金属污染土壤的修复机理和修复研究进展,较全面的分析了重金属对土壤微生物的生态效应。     

土壤重金属污染生物修复的研究进展

土壤重金属污染的生物修复是污染整治的重要手段之一,是目前世界范围内的研究热点。亦是目前仅见的土壤污染治理的环境友好技术,主要评述了重金属污染土壤的植物修复的原理、类型与技术植物修复的优点,微生物修复等进展情况。并对今珀的研究重点进行了简要的讨论。     

植物与微生物对石油污染土壤修复的影响

为了研究生物对石油污染土壤的修复效果,在从石油污染土壤中筛选石油降解微生物的基础上,采用盆栽试验,进一步研究了4种植物和筛选到的微生物对石油污染土壤修复的影响.选择中原油田地区的原油和潮土,采取人工污染方法,设计石油污染水平为15 g·kg-1.试验设置3类处理,即单独添加微生物、单独种植植物(分别为向日葵、狗牙根、棉花、高丹草)、微生物分别与4种植物(向日葵、狗牙根、棉花、高丹草)组合.结果表明:在石油污染土壤中单独添加石油降解微生物,120 d时,石油降解率达到67.0%;向日葵、狗牙根、棉花、高丹草对土壤中石油降解也具有一定效果,120 d时,石油降解率分别达到38.23%、36.57%、40.67%、38.67%;添加微生物和种植植物联合对石油降解能力大小顺序为棉花+微生物＞向日葵+微生物＞狗牙根+微生物＞高丹草+微生物.其中,棉花与微生物联合修复120 d可以使污染土壤石油降解率达到85.67%,在各种处理中对污染土壤中石油的降解效果最好.     

土壤重金属污染生物修复的研究进展

土壤重金属污染的生物修复是污染整治的重要手段之一 ,是目前世界范围内的研究热点 ,亦是目前仅见的土壤污染治理的环境友好技术。主要评述了重金属污染土壤的植物修复的原理、类型与技术 ,植物修复的优点 ,微生物修复等进展情况。并对今后的研究重点进行了简要的讨论     

DDT及其主要降解产物污染土壤的植物修复

用植草方法研究了受DDT及其主要降解产物污染土壤的植物修复试验，比较了10种草在不同污染浓度下对5种土壤的修复能力。研究表明，同一品种的草在不同土壤中对污染物的清除能力是不同的，不同品种的草在同一土壤中对污染物的清除能力也是不同的，在植物修复的过程中，通过草对有机污染物吸收的途径而去除土壤中污染物所作的贡献很小，植草3个月后，草对DDT及其主要降解产物的吸收与富集仅占原施药总量的0．13％－3．0％，而7．10％－71．94％的DDT及其主要降解产物从土壤中消失。     

竹类植物修复重金属污染土壤的研究进展

随着我国经济的快速发展,土壤重金属污染问题也愈加严重.植物修复技术对环境扰动小,修复成本低,是目前土壤修复领域的研究热点之一.竹类植物对重金属有良好的耐受能力和富集能力,且具有生物量大、栽培简单和经济效益高等特点,在修复重金属污染土壤方面有很高的应用潜力和开发价值.结合竹类植物修复重金属污染土壤的研究现状,系统阐述了竹...     

石油烃污染土壤联合修复技术研究进展

随着石油的开采和使用,土壤石油烃污染的问题已经十分严峻,研究绿色、高效、低成本的修复技术对于污染土壤修复具有重要意义.通过总结了物理、化学和生物修复技术对石油烃污染土壤的修复效果、影响因素以及优缺点,并针对以上技术的局限性,归纳整理电动-化学氧化、电动-微生物修复、表面活性剂淋洗-生物修复、预氧化-生物修复、植物-微生...     

有机氯农药六六六污染土壤的植物修复研究

我国20世纪六七十年代大量施用的有机氯农药,由于其性质极其稳定,在土壤至今仍有残留。植物修复有机农药污染土壤并不多见,但具有广阔的应用前景。此项研究对提高土壤环境质量、保证农产品的安全、实现农业可持续发展等有着重要的理论和现实意义。文章以多花黑麦草(Lolium multiforum Lan.)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)和籽粒苋(Amaranthus hypochondriacus L.)作为供试植物,在有机氯农药六六六(HCH)质量分数为1.09 mg.kg-1的污染土壤中种植3个月,研究了种植不同植物条件下土壤中HCH的消解情况。研究结果表明,与对照相比,种植植物大大提高了土壤中微生物数量和酶的活性,并且微生物的数量和酶的活性与土壤中HCH的消解密切相关。试验结束后,不同处理中HCH及其4种异构体的总含量降低幅度为43.87%~65.79%,其中种植紫花苜蓿和多花黑麦草的处理中HCH消解较快,对HCH污染土壤修复的效果较好。可见,植物修复技术是一种可行的环境友好的修复六六六污染土壤的技术。     

多氯联苯污染土壤原位修复技术研究进展

多氯联苯由于具有较强的化学惰性和热稳定性,在环境中广泛存在,土壤是其在环境中最主要的归宿.多氯联苯污染土壤的原位修复方法多样,有覆盖、稳定化技术相结合的物理修复方法;微波分解的热处理技术;氧化还原、化学淋洗以及光解等化学修复方法;还有以植物、微生物、动物为主体的生物修复方法,每种修复方法都有其优越性和一定的局限性.如今持久性有机污染物的原位修复正朝着绿色、环境友好的生物修复以及多元联合杂交的综合修复等技术方向发展.     

TW-80对污染土壤中菲和芘的生物降解影响

以 Ｔ Ｗ８０ 为供试物,进行了表面活性剂对污染土壤中菲和芘生物降解影响研究． 实验周期１５０ ｄ ．并分别在３０ ｄ 、６０ ｄ 和１５０ ｄ 间隔采样监测菲、芘降解率．结果表明,３０ ｄ 后,加入 Ｔ Ｗ８０ 的不同处理土壤中,菲的降解率分别达８１ ％ ～９８ ．９ ％ ,比 Ｃ Ｋ 高２２ ．０２ ％ 以上、芘的降解率分别达７１ ．９０ ％ ～８０ ．６６ ％ ,比 Ｃ Ｋ 高９ ．４６ ％ 以上．６０ ｄ 后,加入 Ｔ Ｗ８０ 的处理中,菲的降解率达８８ ．９４ ％ ～９６ ．５１ ％ 、比 Ｃ Ｋ 高１１ ．１４ ％ 以上; 芘降解率达９２ ．３９ ％～９４ ．０２ ％ ,比 Ｃ Ｋ 高２ ．２７ ％ 以上．１５０ ｄ 后,所有处理中,菲和芘的降解率均分别达到９８ ％ 和９６ ％ 以上, 与 Ｃ Ｋ 无明显差别．研究还发现, Ｔ Ｗ８０ 土壤中含有优势真菌常见青霉、蠕形青霉、淡紫青霉和顶孢头孢霉．它们可能是促进土壤中菲、芘降解的原因     

Electrochemical remediation of phenanthrene from contaminated kaolinite

In this work a two-stage process combining soil electrokinetic remediation and liquid electrochemical oxidation for the remediation of polluted soil with organic compounds has been developed and evaluated using phenanthrene-spiked kaolinite. Application of an unenhanced electrokinetic process resulted in negligible removal of phenanthrene from the kaolinite sample. Addition of co-solvents and electrolyte to the processing fluid used in the electrode chambers enhanced phenanthrene desorption from the kaolinite matrix and favoured electro-osmotic flow. Near-complete removal of phenanthrene was achieved using Na₂SO₄ and ethanol in the processing fluid. Phenanthrene was transported towards the cathode chamber where it was collected. The cathodic solution containing the pollutant was treated by electrochemical oxidation; complete degradation of phenanthrene occurred after 9 h using Na₂SO₄ as electrolyte.     

污染土壤的修复技术研究进展

分析了当前我国严峻的土壤环境状况，并从重金属和有机污染物两个方面，全面介绍了当前污染土壤的各种修复技术，包括物理化学修复方法、植物修复方法和微生物修复方法等；对各种方法的修复原理、已取得的研究进展、存在的优缺点及其将来的发展趋势进行了较全面的综述和展望。文章认为，污染土壤修复将是一项非常具有挑战性同时又是一项非常有前途的修复技术，将会对人类健康和经济可持续发展发挥重要作用。     

Mitigation and remediation technologies for organic contaminated soils

Organic contaminated soils have become a widespread environmental problem, which may lead to a great threat to the quality of agricultural production and to human health. Physical, chemical, and biological technologies have been employed for the mitigation and remediation of organic contaminated soils. This paper reviews the progress of mitigation and remediation technologies for organic contaminated soils and suggests two different strategies for the mitigation of ’slightly-contaminated’ agricultural soils and the remediation of ‘heavily-contaminated’ soils/sites, respectively. On this basis, directions for future research in this field are suggested.     

土壤铜镉污染的电动力学修复实验

针对土壤典型重金属污染修复问题,通过实验方法研究了土壤铜镉污染的电动力学修复效果,并分析其迁移变化特征.实验结果表明,在电场作用下土壤中重金属的质量分数发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除,且土壤的pH值等是影响电动力学修复效果的重要因素.污染物Cd和Cu在电场作用下主要是在阴极附近产生富集,迁移方向由阳极向阴极,表明电场作用加强重金属Cd和Cu迁移效果.当实验电压为0.5 V/cm时,在阳极附近土壤中镉的去除效率为75.1%,铜的去除效率达到77.9%.另外,电动修复中由于阴阳两极的氧化还原反应造成电极附近pH值产生明显变化,其中阳极附近的pH值由开始时的7.5逐渐变小到4.7,而阴极附近则相反,由开始时的7.2逐渐增大到9.4,表明土壤的酸碱条件变化明显.     

Role of plant growth promoting rhizobacteria in the remediation of metal contaminated soils

Pollution of the biosphere by the toxic metals is a global threat that has accelerated dramatically since the beginning of industrial revolution. The primary source of this pollution includes the industrial operations such as mining, smelting, metal forging, combustion of fossil fuels and sewage sludge application in agronomic practices. The metals released from these sources accumulate in soil and in turn, adversely affect the microbial population density and physico-chemical properties of soils, leading to the loss of soil fertility and yield of crops. The heavy metals in general cannot be biologically degraded to more or less toxic products and hence, persist in the environment. Conventional methods used for metal detoxification produce large quantities of toxic products and are cost-effective. The advent of bioremediation technology has provided an alternative to conventional methods for remediating the metal-poisoned soils. In metal-contaminated soils, the natural role of metal-tolerant plant growth promoting rhizobacteria in maintaining soil fertility is more important than in conventional agriculture, where greater use of agrochemicals minimize their significance. Besides their role in metal detoxification/removal, rhizobacteria also promote the growth of plants by other mechanisms such as production of growth promoting substances and siderophores. Phytoremediation is another emerging low-cost in situ technology employed to remove pollutants from the contaminated soils. The efficiency of phytoremediation can be enhanced by the judicious and careful application of appropriate heavy-metal tolerant, plant growth promoting rhizobacteria including symbiotic nitrogen-fixing organisms. This review presents the results of studies on the recent developments in the utilization of plant growth promoting rhizobacteria for direct application in soils contaminated with heavy metals under a wide range of agro-ecological conditions with a view to restore contaminated soils and consequently, promote crop productivity in metal-polluted soils across the globe and their significance in phytoremediation.     

难降解有机物污染底质原位修复技术研究进展

随着水环境外污染源得到有效控制,底质污染逐渐成为人们关注的焦点.底质中的污染物尤其是难降解有机物可通过生物富集和生物放大等过程,进一步影响陆生生物和人类的健康.因此,对底质中难降解有机物的修复是目前所迫切需要解决的环境问题之一.基于异位修复成本较高易造成二次污染等缺点,文章针对难降解有机物污染底质,探讨了原位修复技术的研究进展,自然修复成本较低,对生态环境不产生干扰,但不适用于高浓度污染底质;植物修复操作简单,能有效防止污染底质再悬浮,但对高浓度难降解有机物耐受性较低;微生物修复适用范围广,修复效果较为显著,但菌体易流失,对环境的适应性较差.于是,固定化修复技术应运而生,固定化技术能解决传统的微生物修复存在的很多问题,但固定化载体的重复可利用性和再生性问题仍有待解决.文章最后对今后难降解有机物污染底质的研究方向进行了展望,由于污染底质多为复合污染,各取所长的联合修复技术将成为未来的研究热点.     

Combined technologies for the remediation of soils contaminated by organic pollutants. A review

Organic-contaminated soils are a major health issue because pollutants can be transferred to waters, air, and living organisms. Many remediation technologies have been developed, yet single methods are usually not fully efficient due to the wide diversity of soil and pollutant properties. Therefore, combining several methods has recently shown wider application range, higher efficiency, and better economic benefits. Here we compare combined remediation technologies to clean organic-contaminated soils, with focus on physical–chemical, physical–chemical-biological, and biological-microbial methods. Physical–chemical methods are the most widely used due to their high efficiency, yet they are costly, and they alter soil properties. These issues can be alleviated by adding a biological treatment. Combined biological-microbial methods are more recent and rely on bioengineering.

     

菲在土壤中的微生物降解研究

研究了不同条件土壤中多环芳烃菲的降解动态。结果表明：温度和底物浓度对土壤中菲的降解有较大影响,未灭菌土壤中菲的降解半衰期为5.1d;从污染土壤中分离到一株高效降解菲的菌株,经16S rDNA鉴定为产碱杆菌属（Alcaligenes bacterium LBM.）,同源性高达99%;随着优势菌接种量增加,基础培养基中菲降解速率逐渐加快;Fe3＋、Co2＋和Cu2＋对优势菌降解菲能力均有不同程度影响,其中以Fe3＋影响最明显。     

类Fenton氧化在污染土壤修复中的应用

传统的Fenton氧化要在酸性条件下进行,使用传统的方法处理污染土壤会造成土壤生态环境的破坏.为了保护生态环境,在不改变土壤pH值的条件下,利用铁盐和铁的氧化物矿石作催化剂催化H2O2氧化去除土壤中的污染物.研究结果表明:不同的催化剂催化氧化去除污染物的能力不同,可溶态的亚铁盐和铁盐催化效果比不可溶的固态铁矿石要好,其中可溶态的硫酸亚铁催化反应的效果最好,反应60 min后,污染物的最大去除率能达到65%以上;不可溶的铁矿石中磁铁矿的催化效果比赤铁矿要好些,污染物的去除率能达到55%以上.