有机污染土壤生物修复的生物反应器技术研究进展

人类广泛的工农业生产活动常常导致土壤污染。常见的土壤污染有重金属污染和有机污染。近年来 ,世界各国开始重视污染土壤的治理。处理方式主要包括热处理 (焚烧法 )、物理及物理化学处理(洗涤 )和生物处理 (生物修复技术 )。其中生物修复技术被认为最有生命力[1,7] 。目前 ,国外采用的土壤生物修复技术有原位处理、场上处理和生物反应器。生物反应器技术能够有效地发挥生物法的特长 ,是污染土壤生物修复技术中最有效的处理工艺 ,但该技术尚处于实验室研究阶段 ,未广泛应用于现场处理。本文就国外使用生物反应器治理有机污染土壤的研究进展…     

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。     

嗜热菌对有机污染物的降解及其应用研究进展

有机污染物造成的环境问题日趋严重,嗜热菌具有高效降解环境有机污染物的潜力.嗜热菌在高温条件下降解有机污染物,代谢速度快,嗜温杂菌的竞争减少,同时高温环境下一些难降解有机物的溶解度和生物可利用性大大提高,有机污染物可得到快速、彻底降解.因此,嗜热菌对有机废水生物处理及有机物污染场地生物修复等意义重大.本文从嗜热菌降解有机污染物的特点、温度的影响、降解途径、降解酶及其编码基因及工程应用等角度,介绍了嗜热菌降解有机污染物的研究进展,并对嗜热菌降解有机污染物的机理、菌种资源储备、技术策略及应用研发等研究方向进行了展望.     

微生物表面展示技术及其在环境污染治理中的应用

微生物表面展示技术是通过基因工程手段,将短的外源肽或蛋白质表达在微生物细胞表面,该技术可以应用于开发活的细菌疫苗、筛选抗体库、生产生物细胞吸附剂以及制备整细胞生物催化剂。通过金属高效结合肽的肽库筛选和微生物展示技术,将金属结合肽直接展示在微生物的表面,用于处理环境中的重金属污染,为环境中重金属污染的防治提供了一条崭新的途径。利用微生物表面展示技术制备整细胞催化剂,用于有毒有机污染物的处理,可以极大地加快污染物的降解速率。简要介绍了微生物表面展示技术及其在重金属污染治理和毒性有机污染物的脱毒等环境生物修复方面的最新研究进展。     

基于文献计量的细菌-生物炭协同修复重金属污染土壤研究进展

为提高重金属污染土壤可持续修复效能,研究生物炭与细菌对重金属污染土壤的协同修复作用。基于文献计量学分析及重金属污染土壤修复背景,总结了细菌与生物炭对土壤重金属的稳定化特征及菌炭间的相互作用,分析了单一生物炭或细菌对重金属污染土壤修复的局限性,强调了细菌-生物炭协同修复技术的优势,阐述了细菌与生物炭主要通过离子交换、固定作用、氧化还原作用和迁移作用等重要机制有效修复重金属污染土壤,揭示了细菌-生物炭协同作用在重金属污染土壤修复中的巨大应用价值。文献计量学研究表明,生物炭与细菌对重金属污染土壤的协同修复已得到广泛关注。目前认为:生物炭与细菌的协同作用可有效改良土壤理化性质及提高土壤修复效率,也可促进植物生长及植物修复进程;生物炭对细菌影响具有双重性质,可促进细菌生长,也可能对细菌产生毒害;细菌可改变生物炭的理化性质,进而强化生物炭的重金属固定性能;细菌协同生物炭联合修复重金属污染土壤过程中,生物炭主导吸附和固定,细菌则发挥活化和解毒等功能;优化细菌-生物炭组合形式,发展混合细菌与多种类生物炭协同技术,是复合重金属污染土壤可持续修复亟待解决的重要问题;进一步揭示细菌与生物炭对重金属污染土壤的耦合作用及长效作用机制,规避生物炭生产和应用中的潜在生态健康风险,研发新型高效能细菌与生物炭复合体是细菌协同生物炭可持续修复重金属污染土壤应用领域面临的挑战。     

我国污染土壤生物修复技术的发展及现状

本文简要回顾了近30年来我国污染土壤生物修复技术的发展过程,主要包括生物修复技术在我国的发展阶段、生物修复的4大类型及其所适用对象与范围、生物修复用菌株的筛选与特性研究、活性菌株(菌剂)在典型污染土壤中的应用及其效果等,并针对土壤污染和生物修复技术的发展现状,简要讨论了未来生物修复技术的发展。     

采用填充床阳极的甲醇生物燃料电池

燃料电池是将化学能转变为电能的装置,人们已经在无机物燃料电池方面取得了很大进展。现在以各种有机物为燃料的生物燃料电池受到了重视。自然界存在大量的微生物和酶,可以氧化各种有机物,因此在原理上可以构建许多采用天然原料为燃料的生物燃料电池。目前,生物燃料电池实用化的主要问题是所提供的电流密度低,通过使用介体可以提高电流密度,在这方面已经做了许多工作,本实验室也有类似的工     

石油污染土壤的生物修复技术

简要综述了土壤生物修复技术及其在石油污染土壤修复中的应用现状,着重讨论了生物强化修复技术及其应用过程中所涉及的关键技术问题;介绍了真菌-细菌协同修复石油污染耕地以及该技术与秸秆填埋发酵相集成修复油-盐混合污染耕地的研究成果。     

菌根真菌对石油污染土壤修复作用的研究进展

生物修复技术是处理石油污染土壤最简单有效的方法之一。本文在系统概述土壤石油污染的环境危害及多种土壤修复技术的基础上,着重介绍了菌根生物修复技术,论述了菌根真菌对土壤中石油污染物的降解效果,探讨了菌根真菌降解污染物的可能机制：酶作用、根际作用、共代谢作用、基因调控;讨论了石油污染土壤的菌根生物修复前景和发展趋势。     

污染土壤淋洗修复技术研究进展

土壤淋洗修复技术是一种行之有效的污染土壤治理技术,适合于快速修复受高浓度重金属和有机物污染土壤与沉积物。本文综述了土壤淋洗修复技术的特点、技术流程、土壤淋洗剂的研究与应用进展,指出异位土壤淋洗修复技术因修复效果稳定,易于实现系统控制和废弃物减量化等优点而具有更广阔的应用前景,天然螯合剂和生物表面活性剂等环境友好型淋洗剂正逐渐取代人工螯合剂和化学表面活性剂成为土壤淋洗剂研究的主流方向,而现代超分子化学的引入和发展有可能对复合污染土壤的高效淋洗修复研究产生新的影响。     

耐辐射奇球菌在放射性环境中的生物修复作用*

放射性废弃物污染治理是一项全球性课题,耐辐射奇球菌具有超强的辐射抗性,在放射性环境中,目前已经有一系列重金属抗性,还原以及有机物降解基因在耐辐射奇球菌中得到成功表达,显示出耐辐射奇球菌在放射性环境中行使生物修复功能的诱人前景,针对目前的进展及存在问题作一综述。     

海洋石油污染物的微生物降解与生物修复

石油是海洋环境的主要污染物 ,已经对海洋及近岸环境造成了严重的危害。微生物降解是海洋石油污染去除的主要途径。海洋石油污染物的微生物降解受石油组分与理化性质、环境条件以及微生物群落组成等多方面因素的制约 ,N和P营养的缺乏是海洋石油污染物生物降解的主要限制因子。在生物降解研究基础上发展起来的生物修复技术在海洋石油污染治理中发展潜力巨大 ,并且取得了一系列成果。介绍了海洋中石油污染物的来源、转化过程、降解机理、影响生物降解因素及生物修复技术等方面内容 ,强调了生物修复技术在治理海洋石油污染环境中的优势和重要性 ,指出目前生物修复技术存在的问题。     

生物反应器法处理PAHs污染土壤的研究

利用自行设计的生物泥浆反应器研究了多环芳烃 (PAHs)污染土壤生物修复技术 .结果表明 ,在相同环境条件下 ,污染物自身的理化性质是影响生物修复的关键因素 ,苯环越多、分子量越大 ,越难以被微生物利用 ,故菲 (PHE)比芘 (PY)具有更高的污染可修复性 .温度、空气流量是重要的调控因子 .本实验中 ,生物泥浆反应器处理PAHs污染土壤选择的最佳运行工艺参数是 :温度 2 0～ 30℃ ,水土比 2∶1,空气流量8L·h-1·L-1,接种量 5 0g·kg-1.该工艺参数为生物泥浆反应器技术实用化及其他相关研究工作的深入开展提供了理论依据     

土壤污染的生物修复技术研究进展

土壤污染是当今面临的一个重要环境问题。常规的土壤污染治理技术,如物理及化学治理技术,由于其技术要求高或经济成本昂贵,对土壤结构的扰动破坏严重,因而对其大规模的推广应用存在较大问题。而生物修复技术已被证明是一项非常有应用前景的新技术,成为土壤污染治理研究领域的一个热点,本文综述了近年来有机物及重金属土壤污染的生物修复机理和研究进展,并对其治理技术的最新研究动态、存在问题及发展趋势做了初步的讨论。     

固定化微生物技术修复多氯联苯污染土壤的应用前景

多氯联苯(PCBs)是一类持久性有机污染物,生物危害性极大,流入环境后易被土壤颗粒吸附而长期蓄积在土壤中.运用生物技术修复PCBs污染土壤一直是国内外学者研究的热点.其中固定化微生物技术因其独特的优势而具备了较高的开发与应用价值.本文简要评述了当前PCBs污染土壤的主要修复技术,并通过分析固定化微生物技术的特点及其在有机污染土壤修复方面的研究进展,论述了运用该技术修复PCBs污染土壤的可行性以及所面临的关键科学问题.     

固定化微生物技术在受污养殖水体和水华水域生物修复中的应用

固定化微生物技术作为一种新型的生物修复技术,具有高效、稳定、生物安全性较高等特点,已经广泛应用于各种污染水体的净化修复之中,也包括受污染日益严峻的近海养殖水体。综述从固定化微生物技术的出现和应用出发,对不同固定方法的优劣及其所擅长降解的污染物类型进行对比,对不同载体的特点进行分析,总结了固定化微生物技术在近海养殖水体污染修复的研究概况,并对当前该技术应用存在的问题进行分析和未来研究的方向进行展望。     

重金属污染土壤中生物间相互作用及其协同修复应用

土壤是人类赖以生存的物质基础。我国土壤重金属污染状况不容乐观,给人类健康构成严重威胁。生物修复重金属污染土壤被广泛认为是可持续的修复技术,但当前仍存在修复效率不高的科学瓶颈问题。土壤中生活着丰富的微生物、植物和动物,且这些生物之间存在着复杂的相互作用,并且通过物质循环和能量传递形成了错综复杂的食物网联系。土壤生物间的相互作用能深刻影响土壤中污染物的迁移转化和生物修复的效率,多元生物协同的修复技术集合了单一生物修复方法的优势,具有强化生物修复效果的巨大潜力。文中综述了土壤中微生物-植物-动物之间的相互作用,及其对土壤重金属迁移转化和生物修复效果的影响,并对定向调控土壤食物网结构、提高重金属污染土壤的生物修复效果、建立基于食物网的多元生物协同修复技术进行了展望。     

乳酸菌对重金属污染的生物修复作用

乳酸菌具有吸附及积累重金属离子的特性,且乳酸菌对重金属污染的生物修复作用的安全性较高。本研究综述了乳酸菌修复重金属污染的机制,及乳酸菌生物修复重金属污染水体、农产品及生物体的研究现状,为重金属污染的修复提供新思路。乳酸菌作为自然环境中普遍存在的一种安全且可食用微生物,其在生物修复重金属污染方面将发挥其独有的优势。     

铁还原菌在水资源再生与能源转化领域的研究进展

铁还原菌是一种典型的异化金属还原菌,广泛分布于海洋沉积物、陆地深地层等自然环境,该类细菌可以将铁氧化物中的Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),在铁、碳的生物地球化学铁循环中发挥重要作用。铁还原菌的末端电子不局限于Fe(Ⅲ),还可以是其他高价金属、有机污染物,可用于土壤、地下水的污染修复和毒性削减。在微生物电化学系统中,铁还原菌氧化有机物产生的电子直接传递给电极,可以产生电能。基于这种独特的胞外电子传递方式,衍生出了微生物燃料电池、微生物电解池、微生物脱盐电池、微生物燃料电池耦合芬顿反应以及光催化微生物燃料电池,常用于微生物发电、生物传感器、生物制氢、定向发酵、海水淡化、生物脱盐和污染物分解矿化。本文从异化铁还原菌的代谢机制、微生态作用、环境修复、水资源再生与能源转化四个方面,综述了铁还原菌的作用原理及国内外研究现状,分析论述了目前亟需解决的关键问题和未来的研究方向,以期为铁还原菌的基础理论研究和应用技术研发提供参考。     

重金属污染土壤的湿地生物修复技术

生物修复技术是近年来发展起来的一种有前途的污染治理技术,重金属的湿地植物稳定技术和植物萃取技术等植物修复技术是一研究热点;同时,针对微生物对重金属的生物积累、生物转化及生物修复作一分析,重金属的生物修复生理机制及其提高富集效率的条件作一综述,以期推动国内这一国际热点领域的研究。