微生物强化修复石油污染土壤的研究进展

微生物修复被认为是去除石油污染物和修复石油污染土壤的一种经济、高效且无二次污染的绿色清洁技术。受土壤环境条件和石油污染物性质等因素制约,土壤中土著石油降解微生物常存在数量不足、活性偏低、生长缓慢等问题,导致修复效果不佳、修复周期偏长。微生物强化修复技术可有效提高微生物降解效能,通过投加具有降解效能的功能菌株或菌剂、营养物质、表面活性剂、生长基质及固定化微生物等手段,可改善提升土著微生物对石油污染土壤的修复效果。文中梳理了已报道的石油降解微生物的种类,总结了微生物修复石油污染土壤的主要影响因素,阐述了微生物强化修复石油土壤的多种有效策略,提出了微生物强化修复石油污染的未来发展方向。     

中原石油污染土壤原位微生物生态修复技术的应用

利用优化原位土著微生物菌群辅以物理和化学相结合的生态修复技术, 进行了河南中原油田石油残留污染土壤的野外修复应用研究。修复结果显示, 土壤中残留石油含量平均在2 898.25 mg/kg时, 经过99 d微生物生态修复技术的实施, 土壤中石油含量降解可达99%以上, 为油田区土壤石油残留污染的修复提供了技术方法和推广应用的可行性研究。     

土壤中多环芳烃的微生物降解及土壤细菌种群多样性

利用室内模拟方法,研究中、低浓度多环芳烃(PAHs)污染土壤的微生物修复效果,阐明土壤微生物（接种和土著）与PAHs降解的关系.结果表明:投加PAHs高效降解菌可以促进土壤中PAHs的降解,2周内效果显著;典型PAHs降解的难易程度依据为：菲<蒽<芘<苯并(a)芘和屈;细菌种群丰度和多样性均与PAHs降解呈负相关关系,同一处理细菌种群结构随时间变化不大.对于中、低浓度PAHs原位污染土壤,增强土著菌的活性是提高土壤PAHs降解率的有效途径之一.     

巨大芽孢杆菌对伴矿景天修复镉污染农田土壤的强化作用

伴矿景天(Sedum plumbizincicola)是一种Cd/Zn超积累植物,常用于Cd污染土壤的植物修复。巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)是一种溶磷型细菌,既可以促进植物生长,也可以提高土壤重金属生物有效性,对重金属污染土壤植物修复具有强化作用。本研究采用盆栽试验方法,分析了巨大芽孢杆菌不同接种量(10～60 mL)对伴矿景天修复Cd污染农田土壤效率的影响。结果表明: 在Cd污染农田土壤中接种巨大芽孢杆菌可以提高土壤中Cd的活性,土壤有效态Cd含量较对照(CK)增加15.0%～45.0%。与CK相比,巨大芽孢杆菌提高了伴矿景天地上和地下部的生物量,增幅分别为8.7%～66.7%和13.6%～81.8%,并显著增加了伴矿景天地上部的Cd含量,增幅在29.2%～60.4%。在种植伴矿景天并接种巨大芽孢杆菌条件下,土壤Cd去除率在26.7%～42.9%。这说明接种巨大芽孢杆菌可以促进伴矿景天的生长,增加其Cd含量,从而提高Cd污染农田土壤的修复效率。     

不同生物修复技术处理油污土壤的效果研究

为了探究生物修复技术对油污土壤的处理效果,研究采用生物刺激和生物强化修复技术研究在修复过程中石油烃组分含量、表面张力、微生物数量、酶活性指标的变化。结果表明:生物刺激在降解饱和烃、降低土壤中溶液表面张力、增加微生物数量、提高土壤酶活性方面优于生物强化,而生物强化则对于石油烃中难降解的芳香烃有很好的降解效果,两者各有优势。     

低温微生物修复石油烃类污染土壤研究进展

耐冷菌、嗜冷菌等低温微生物广泛存在于极地、高山以及高纬度等土壤环境中,是石油烃类污染物在低温条件下降解与转化的重要微生物资源.利用低温微生物的独特优势,石油污染土壤的低温生物修复技术的研究成为当前热点领域.本文系统综述了低温石油烃降解菌的分类及冷适机制,低温微生物对不同类型石油烃组分的降解特征和降解机理,低温环境中接种降解菌、添加营养物质和表面活性剂等强化技术在石油污染土壤中生物修复的应用.以及微生物分子生物学技术在低温微生物降解石油烃的研究现状,为拓展我国石油污染土壤生物修复技术提供参考.     

酞酸酯污染农田土壤生物修复研究进展

酞酸酯是目前世界上产量最大、应用面积最广的人工合成有机物,作为塑化剂被广泛应用于塑料制品中。近年来发现酞酸酯是一类典型的环境内分泌干扰物。随着生活中塑料制品日益增多,尤其是农用薄膜和有机肥的大量使用,农田土壤中酞酸酯污染日益加剧,酞酸酯污染土壤的修复逐渐引起国内外学者的广泛关注。生物修复具有价格低廉、效果良好和环境友好等特点,尤其适合于大面积污染农田土壤修复。从植物修复、微生物修复、植物微生物联合修复和动物修复等方面综述了国内外酞酸酯污染土壤生物修复的研究现状,并从高效修复植物筛选及机理探讨、实际污染土壤的降解菌修复研究、高效降解菌群的构建和作用机制等方面对该领域的研究进行了展望,以期为酞酸酯污染土壤的修复研究提供借鉴并拓展新的思路。     

土壤中高环多环芳烃微生物降解的研究进展

微生物修复是去除土壤中多环芳烃(PAHs)的主要措施。本文以微生物修复PAHs污染土壤的理论基础及其难点为主线,全面综述了土壤中高环PAHs的微生物降解机理。近年来,富集分离得到的以高环PAHs为唯一碳源和能源的优势降解菌逐渐增多,其中,主要是代谢降解四环PAHs的单株降解菌,一些降解菌还能以共代谢方式利用五环PAHs。高环PAHs污染土壤修复的一个难点是其低生物可利用性,微生物通过释放生物表面活性剂、形成生物膜以及分泌胞外多糖提高高环PAHs的生物可利用性,从而加速其降解。真菌和细菌联合作用能增强污染土壤实地修复的效果。因此,通过微生物修复技术来去除土壤中PAHs具有环境友好性、经济适用性以及可持续应用性。     

根际促生菌及木质素对持久性有机污染土壤修复的调控和酶活性的影响

近年来,持久性有机污染物对农田污染状况加剧,对人类食品安全和身体健康造成严重威胁。本实验以温室蔬菜基地中老化的有机污染土壤为目标,选取了DDTs和PAHs两种典型持久性有机污染物为去除对象,运用原位实验,研究了不同调控措施对有机污染土壤的修复效果及土壤酶活性的变化情况,并对污染物去除率与酶活性变化进行了相关性分析。结果表明,根际促生菌和木质素共同调控下的鼠李糖脂强化植物-微生物联合修复方法对有机污染物的去除效果最好,DDTs去除率为27.48%,PAHs去除率为53.26%;修复结束后,土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶均被激活,激活程度表现为过氧化氢酶多酚氧化酶,磷酸酶活性被抑制,使用Pearson双变量法对土壤酶活性与污染物去除率进行统计学分析发现,多酚氧化酶、磷酸酶与DDTs和PAHs去除率存在较好相关性,因此可以将这两种酶活性定义为修复过程中的一项微生态指标。     

氮磷含量对微生物修复油污土壤的影响

以甘肃西峰市油田附近土壤中的土著微生物为菌源,富集培养、筛选分离得到5种菌属的降解石油菌。通过向油污土壤中添加尿素、磷酸氢二铵的现场试验,历时63 d。研究了氮、磷含量在由5种菌制得的混合菌剂对油污的降解中的影响。结果表明,人为增加土壤中氮、磷元素对混合微生物菌剂修复油污土壤具有显著促进效果。在含油量1.5%和3%的污染土壤中,氮、磷元素的变化表现为两个阶段,前28 d氮、磷含量迅速减少,后35 d氮、磷含量变化表现出波动性,且在浓度为3%的污染土壤中,微生物菌剂的修复效果更为明显,最大降油率达到52.5%。利用GC-MS测定分析混合菌剂对石油主要成分藿烷的降解程度和演化规律的研究表明,混合菌剂对油污土壤中霍烷类化合物的降解均在80%以上,降解率较高,其中最高的是芒柄花根烷,达到86.3%.     

假单胞菌菌株CTN-3对百菌清污染土壤的生物修复

百菌清被美国环境保护署列为优先控制污染物,利用微生物的降解作用修复被污染的土壤、清除环境中的污染物等具有重要的现实意义.假单胞菌(Pseudomonas sp.)菌株CTN-3是一株从污染土壤中分离得到的百菌清降解菌,考察了其在实验室条件下对百菌清污染土壤的生物修复能力及其影响因素.结果表明:降解菌株在灭菌土壤中的降解效果略好于未灭菌土壤;在外源添加降解菌106 CFU·g-1、温度15 ～ 30℃和pH5.8～8.3条件下,该菌株能有效降解土壤中10 ～200 mg·kg-1的百菌清.菌株CTN-3在百菌清污染土壤的生物修复中具有良好的应用前景.     

携带污染物降解基因的可移动基因元件及其介导的生物修复

可移动基因元件(mobile genetic elements,MGEs)在环境微生物群落中的水平转移是细菌基因组进化和适应特定环境压力的重要机制.在污染土壤和水体中接种携带具有降解基因MGEs的菌株后,随着MGEs的水平基因转移,可使降解基因转移至具有竞争性的土著微生物中并在其中表达,从而不必考虑供体菌在环境中是否能够长期存活.这种由可移动降解基因元件水平转移介导的生物修复为探索新的生物修复途径提供了可行性.本文重点综述了环境样品中携带降解基因MGEs的多样性及其在促进污染物降解过程中的重要作用,介绍了从环境样品中分离代谢MGEs的方法,并列举了在污染土壤、活性污泥、其他生物反应器等生态系统中MGEs水平转移的几个实例.     

两株绿脓杆菌对石油污染土壤的修复作用

本文旨在研究环境条件下微生物对石油污染土壤的修复情况。从矿井周边土样定向筛选出两株绿脓杆菌,摇瓶降解实验发现,两菌混合培养10 d原油降解率达到95.67%,比单菌培养提高至少32%,即两菌对原油降解具有协同作用。根据降解实验结果制备了混合修复菌剂,并且人工构建石油污染场地,展开中试场地修复试验,模拟不同的操作条件下土壤中原油的降解情况。经60 d修复发现,添加了菌剂的场地,石油烃含量下降趋势明显,每克土壤中石油烃含量从初始的0.8%降至0.1%–0.3%,其中额外添加有机肥作为补充碳氮源的场地,总石油烃降解率最高,达到85.28%。而未添加菌剂的对照组石油烃含量仅减少25.85%。     

大连新港原油降解微生物的分离纯化及降解效率评价

目的 在大连新港原油污染海域分离纯化出可降解原油的“土著”微生物,评价其原油降解能力,并研究提高降解效率的方法.方法 取海水样品进行富集培养,分离纯化出“土著”原油降解微生物,以16S rDNA测序法鉴定微生物种类,并采用MEGA 5.0进行多序列比对分析,选用最大相似法构建系统发育树.在实验室纯培养的条件下以气相色谱法对微生物的原油降解能力进行分析,选出优势菌种,再将优势菌种混配分析最佳原油降解条件.结果 分离纯化得到的“土著”原油降解微生物分属枯草芽孢杆菌属、动性球菌属、嗜冷菌属等多个菌属,“土著”原油降解微生物资源丰富,优势菌种的混配有助于加快和提高原油降解效率,是有效且对生态环境友好的生物处理法.     

土壤重金属和有机污染物的微生物修复:生物强化和生物刺激

生物强化和生物刺激等绿色技术以其经济有效、生态友好的特性,已逐渐成为治理土壤重金属和有机污染的利器。多种细菌、真菌及混合菌群可与物理化学修复手段灵活组合,针对性开展土壤有机污染、重金属污染及复合污染修复。总结近5年代表性研究结果,讨论处理菌株的多来源筛选,其转化/降解不同类型污染物的潜力,着重其在多尺度土壤治理案例中的应用,包括实验室、温室和场地条件下的修复表现。微生物修复的复杂性不仅由于菌的生理和代谢特性差异,还表现在影响因素众多,包括非生物因素,如p H、温度、土壤类型、污染物浓度、水和有机质含量,外加碳源和氮源等生物因素,如接种量,外加菌株和原地土著菌互作,接种物存活等。指出今后联合修复思路和加强分子方法应用的研究方向。     

重金属污染土壤植物修复中的微生物功能研究进展

综述了国内外在重金属污染土壤植物-微生物联合修复领域的研究报道,总结了近5年的研究实例。植物-微生物联合修复体系具有生物固定与生物去除土壤重金属的两种功能,根际微生物可以菌根、内生菌等方式与根系形成联合体,通过增强植物抗性和优化根际环境,促进根系发展,增强植物吸收和向上转运重金属的能力。建立植物-微生物联合修复体系,可充分发挥植物与微生物作用功能的优势,提高污染土壤的修复效率。增强植物修复体系中微生物功能的重点是深入研究根际微生物、根系和介质载体三者之间复合功能,结合污染土壤类型与植物群落配置的特点筛选扩繁高效菌种与菌群。     

生物修复中细菌的遗传修饰

有机污染的土壤过去常用物理修复或化学修复 ,成本较高 ,易引起二次污染 ,还可能危害微生物区系和动物区系。生物修复技术以其独到的优势迅速兴起。土壤中“ＭａｇｉｃＳｉｘ”(水分、氧气、氧化还原电势、ｐＨ值、营养状态、温度 )对微生物降解的影响[1] 或者土著菌 (ｉｎｄｉｇｅｎｏｕｓｂａｃｔｅｒｉａ)缺少编码某一降解酶基因成为污染物生物降解的限制因子 ,土著菌常常难以适应处理环境 ,达不到环境治理工程的目的。细菌对有机污染物适应性的遗传机制研究表明 ,细菌为了在污染地区环境中生存 ,细菌之间可发生水平基因转移或细菌的染色…     

多环芳烃污染土壤生物修复研究进展

多环芳烃 (Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs) 是一类广泛分布于环境中的持久性污染物,结构稳定、难以降解,对生态环境和生物具有“三致”毒害性,其环境去除和修复备受关注。绿色、安全、经济的生物修复技术被广泛应用于PAHs污染土壤的修复。本文从土壤中PAHs的来源、迁移、归趋和污染水平总结了目前我国土壤多环芳烃污染的基本状况;归纳了具有PAHs降解作用的微生物、植物种类及机理;比较了微生物修复、植物修复和联合修复3类主要的生物修复技术。指出植物与微生物的互作机理的解析,抗逆菌株、植株的筛选与培育,实际应用的安全和效能评估应成为多环芳烃污染土壤修复领域未来的研究方向。     

有机磷生物修复研究进展

目前,有机磷的生物修复还主要是微生物修复。但是植物修复更具优越性,因其花费更少、对环境更安全。然而植物对生长条件的要求相对较高,修复效率较低,应用还非常有限。本文综述了有机磷微生物修复和植物修复的研究进展,总结了已知的有机磷降解酶及其生物来源。结果表明,植物材料的筛选、土壤与OPs作用机理的研究、植物耐受和消除OPs的基因组学研究、植物-微生物联合降解体系的建立以及降解酶的植物根系分泌系统的利用是提高有机磷植物修复效率的重要途径。     

西北黄土区石油污染土壤原位微生物生态修复试验研究

通过对西北黄土石油开采区石油污染土壤生物强化原位微生物生态修复方法的试验研究,充分利用强化原位微生物菌群辅以物理和化学方法与土壤环境相结合的微生物生态技术,进行了土壤中石油的降解与修复试验研究,试验结果显示,土壤中平均石油含量在2754mg/kg时,经过lld～32d强化原位微生物生态修复技术的修复,土壤中石油含量降解可达40.92%～80.37%,验证了微生物生态修复技术在西北黄土区土壤石油污染修复的有效性,探索了推广应用的可行性.