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。     

重金属污染环境的植物修复及其分子机制

重金属污染物的排放和扩散造成了日益严重的环境污染。如何消除环境中的重金属污染物已成为国际性难题。近年来,植物修复技术的出现和快速发展为我们展示了一条新的有效途径：即利用植物对重金属化合物的吸收、富集和转化能力去除土壤和水体中残存的重金属污染物。文章简要介绍了重金属污染物与植物修复的关系和植物修复的生理机制,重点总结了重金属污染环境的植物修复在分子生物学方面所取得的研究进展,包括有机汞裂解酶基因merB、汞离子还原酶基因merA和金属硫蛋白基因MT等的生物学功能及其在植物修复上的应用,展望了植物修复研究工作的发展方向,并针对汞污染提出了一套修复方案。     

植物重金属转运蛋白研究进展

土壤中的有毒重金属不仅对植物有害,也可通过食物链危害人类和动物的健康.重金属转运蛋白在植物吸收、抵抗重金属的复杂机制中起着关键作用.植物重金属转运蛋白分为吸收蛋白和排出蛋白,其中,吸收蛋白转运必需重金属进入细胞,同时也会因为必需重金属的缺乏或离子之间的竞争而运载有毒重金属;排出蛋白是一类解毒蛋白,可将过量的或有毒的重金属逆向转运出细胞,或区室化于液泡中.目前,细胞内多种重金属转运蛋白基因的转录水平与重金属离子积累之间的联系已被揭示,并分离克隆出诸多相关蛋白家族成员.本文综述了近年来发现并鉴定的主要重金属转运蛋白的金属亲和性、器官表达特异性及细胞内定位等的研究进展.     

生物扰动对沉积物中污染物环境行为的影响研究进展

生物扰动由于显著改变沉积物结构和性质,进而影响沉积物中污染物的环境行为。综述生物扰动对沉积物中氮、磷、重金属和疏水性有机污染物环境行为的影响。生物扰动促进这些污染物从沉积物向水体释放。生物扰动还对不同的污染物产生其它不同的影响。对于氮,生物扰动还影响其硝化与反硝化作用;对于磷,生物扰动不仅改变其化学形态,还提高有机磷降解。对于重金属,生物扰动还能改变其在沉积物中的分布及化学形态。对于疏水性有机污染物,生物扰动主要增强生物富集和代谢,以及提高生物降解。     

中国近海持久性毒害污染物研究进展

持久性毒害污染物具有三致效应和遗传毒性,对近海生态环境危害极大。持久性毒害污染物主要通过人海河流和沿岸直排输送人海,主要赋存于近海沉积体系。持久性毒害污染物在沉积物分布累积主要受到沉积环境的影响,包括人海河流径流量、输沙量、水动力、河口海湾冲淤演变等,以及其自身物理化学性质和沉积物性质如颗粒物大小和有机质含量等。不同海区的研究表明,重金属污染整体上较轻微,胶州湾沉积物Cu、As污染较其它地区严重,珠江口盐沼Cd、Zn污染最为严重;近海沉积物有机污染主要集中在工业活动密集的珠江三角洲及邻近海域、长江口及闽江口海区,多氯联苯（PCBs）污染以珠江三角洲最为严重,有机氯农药（OCPs）污染在东南部河口及邻近海区较为严重。在明确持久性毒害污染物在不同沉积环境下差异和共性的基础上,提出若干今后需加强的研究,包括污染物迁移转化规律、重金属化学形态分析、微生物降解机制和污染物相互作用,等。     

根系分泌物及其在植物修复中的作用

 近年来环境污染日益严重,污染物在土壤植物中的行为引起了人们的高度关注。利用植物去除土壤水体等介质中污染物的植物修复是近10年来兴起的一项安全、廉价的技术,已成为污染生态学和环境生态学的研究热点,它通过植物吸收、根滤、稳定、挥发等方式清除环境中的重金属和有机污染物。国内外有关植物修复的研究报道和概述很多, 但对植物根系分泌物在植物修复中所起的作用及其机理少有述评。 本文从根系分泌物对土壤重金属和土壤有机污染物的去除作用出发,对根系分泌物的种类、数量及其在去除环境污染物中的作用机理和功能地位进行了总结,并借助研究事例对影响植物根系分泌的内外因子,如植物种类、营养胁迫、重金属胁迫、根际环境的理化性质、土壤微生物及其它环境因子进行了讨论。概言之,根系分泌物在修复污染土壤中的重金属途径是多种多样的,主要是通过调节根际pH值、与重金属形成螯合物、络合反应、沉淀、提高土壤微生物数量和活性来改变重金属在根际中的存在形态以及提高重金属的生物有效性,从而减轻它对环境的危害。在清除有机污染物时,根系分泌物中的酶可以对有机污染物进行直接降解,根系分泌物影响下的微生物也可以对有机污染物进行间接降解,且被认为是主要的降解途径。根系分泌物在植物修复过程中确实起着某些重要作用,今后应将这方面的研究重点放在某些特异性根系分泌物植物,尤其是某些重金属超富集植物资源的寻找、筛选上,通过室内实验和野外研究确定其根系分泌物对清除重金属和有机污染物的效率,证实超富集植物根系分泌物的特异性与污染物超富集的内在联系,找到污染土壤生态恢复和治理的有效方法并加以推广应用,如针对性地在被污染地大面积种植此类具特异性根分泌物植物,并辅以营林措施如修剪等,加快生物修复进程,提高修复效率。植物根系分泌物在植物修复过程中所具有的重要生态意义和可能应用前景,为污染生态学和化学生态学之间的联合研究开拓了全新的领域,今后将取得新的突破和重要进展。     

各种改性剂对重金属迁移,积累影响的研究

采用盆栽实验．研究了在不同改性措施条件下,Ｃｄ、Ｐｈ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ多元素复合污染物对水稻、大豆生长的影响及重金属在土壤－作物系统中迁移、积累的特性．结果表明,作物根系中的离子冲量越大,对作物危害越重．酸处理对作物生长影响较大,而腐殖酸和石灰处理有利于作物的生长．改性剂对重金属迁移能力影响大小依次为酸＞腐殖酸＞石灰．作物的不同部位对重金属吸收的顺序为根＞茎叶＞籽实．重金属在土壤－作物系统中的迁移能力为Ｃｄ＞Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ａｓ＞Ｐｂ．     

植物修复的生物学机制

随着现代化工业的发展,全球向土壤和环境中排放的重金属逐年增加。重金属污染已日益成为威胁人类健康和影响人类生活质量的严重环境问题和社会问题。这一问题可部分通过植物修复技术得以解决。植物修复技术是依据植物从环境中积累重金属元素和化合物的能力及其将这些有毒物质在植物体内代谢成无毒生物小分子的能力而建立的新的生物技术。本篇综述主要论及利用植物修复技术解决重金属污染的生物学机制。     

植物修复的生物学机制

随着现代化工业的发展,全球向土壤和环境中排放的重金属逐年增加。重金属污染已日益成为威胁人类健康和影响人类生活质量的严重环境问题和社会问题。这一问题可部分通过植物修复技术得以解决。植物修复技术是依据植物从环境中积累重金属元素和化合物的能力及其将这些有毒物质在植物体内代谢成无毒生物小分子的能力而建立的新的生物技术。本篇综述主要论及利用植物修复技术解决重金属污染的生物学机制。     

持久性有毒物污染底泥修复技术进展

评述了底泥中持久性有毒污染物的危害。在分析持久性有毒污染物污染底泥修复技术现状及面临问题的基础上 ,指出浅水湖泊持久性有毒污染物污染底泥修复的发展方向是植物 -微生物联合修复 ,水库、深水湖泊等持久性有毒物污染底泥修复的发展趋势为物理化学 -生物协同修复 ,修复目标是在环保疏浚、生态清淤的基础上 ,实现持久性有毒污染物污染底泥的无害化和资源化处置     

某污灌区重金属与两种持久性有机污染物(POPs)污染趋势评价

对某污灌区的土壤剖面进行采样分析,利用不同的评价方法进行评价,结果表明,土壤中金属元素Cr、As、HG、Cd、Cu、Pb、Ni、Zn和持久性有机污染物BHC、DDT含量有上升趋势,80%以上的表层土壤样品污染物含量超过土壤底层,85%以上的土壤样品污染物含量明显超过当地土壤的自然背景值.通过污染物在土壤中的残留模型预测,两种有机污染物和元素Cr、As、Hg、Cd、Cu会在土壤中累积,持续的污水灌溉可能使在土壤中累积的这些污染物进入地下水或食物链,对环境健康造成危害.     

苔藓植物对青岛市大气重金属污染的生物监测作用

苔藓植物因具有独特的形态和生理特征, 对空气污染反应十分敏感, 已被广泛用于监测城市或地区的环境质量与变化。通过分析连续2年采自青岛市崂山区的苔藓植物体内重金属含量, 并与崂山土壤重金属含量相比较, 探讨苔藓植物对大气重金属污染物的积累和指示作用。结果表明, 苔藓植物体内重金属含量能够反映空气重金属污染程度和空气质量变化。在崂山广泛分布的毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)对空气中重金属Pb、Zn、Cu和Cd都有着很强的富集能力, 是一种很好的重金属污染指示植物。长叶鳞叶藓(Taxiphyllum taxirameum)、大灰藓(Hypnum plumaeforme)和深绿绢藓(Entodon luridus)在崂山分布较多, 对重金属的积累能力也较强, 可用来监测青岛大气重金属污染。该研究为评价青岛市空气重金属污染状况提供了一个有效的生物监测方法。     

潮间带耐铅菌与铅等重金属有机质关系初析

胶州湾潮间带有较多铅、铜、镉、锌及有机碳、氢、氮等污染物,因而也有较多耐铅菌(Lead-Tolerant Bacteria缩写作LTB,下同)等相应的微生物。LTB等微生物参与这些污染物的价态,类型变化和迁移活动。潮间带LTB量的时空变化曾有过报道,但对LTB与环境因子间的关系未探讨过,而LTB的利用则有赖于环境因子,因此探索LTB与铅等重金属、有机质的关系,对阐明污染物归宿,生态变化和污染治理     

内生菌协同宿主植物修复土壤复合污染的研究进展

土壤复合污染日益严重,危及植物生长及人类发展,寻找修复土壤复合污染的有效方法已经成为环境领域的优先事项。复合污染指同一环境中存在两种或两种以上的污染物,分为复合重金属污染、复合有机污染物污染及重金属-有机污染物复合污染。近些年发现内生菌能定殖在植物中,并且被感染的植物不会引起任何外在病症,其主要通过促进宿主植物生长,改变植物摄取污染物能力和酶促降解污染物等方法增强植物修复能力。本文综述了具有复合重金属和复合有机污染抗性的内生菌种类及其作用机制,并展望了内生菌协同宿主植物修复环境中复合污染物的研究方向。     

湿地植物根表的铁锰氧化物膜

湿地植物根系具有泌氧能力 ,使其根表及根际微环境呈氧化状态。因而 ,土壤溶液中一些还原性物质被氧化 ,如 Fe2 ,Mn2 ,形成的氧化物呈红色或红棕色胶膜状包裹在根表 ,称为铁锰氧化物膜。铁锰氧化物膜及其根际微环境是湿地植物根系吸收养分和污染物的门户 ,势必会影响这些物质的吸收。主要综述了铁锰氧化物膜的形成和组成 ,以及根表形成的氧化物膜的生态效应 ,也就是氧化物胶膜对植物根系吸收外部介质中的养分及污染物质——重金属离子的影响     

土壤-植物系统复合污染研究进展

土壤-植物系统复合污染研究是污染生态学的科学前沿,对于农业环境的生态安全具有重要意义．本文对复合污染概念的由来及其内涵的发展、土壤-植物系统可能发生的复合污染类型及其研究进展、土壤-植物系统复合污染所导致的生态效应及其定量表征进行了较为系统的概述,提出了土壤-植物系统中重金属-有机污染物和有机污染物-病原微生物也是复合污染的重要类型．指出了多种污染物交互行为、次生产物及其老化、分子毒理机制等方面的研究是今后土壤-植物系统复合污染的研究重点．同时对复合污染的研究方法以及结果的应用进行了展望,为土壤污染的预警防治与修复提供依据。     

环境有机污染物对藻类生长作用的研究进展

随着现代工农业的迅速发展和城市人口的增加 ,越来越多的工业废弃物、残留农药、生活垃圾等有机污染物通过各种途径进入到环境中。这些有机污染物主要包括两大类 ,它们分别是有机无毒物和有机有毒物。       

土壤中重金属形态分析及其环境学意义

介绍了土壤重金属的形态及各种分析方法,重点说明了土壤中重金属形态分布及影响因素;讨论了影响土壤环境中重金属形态转化的因素,重金属形态与重金属在土壤中的迁移性、可给性、活性的关系,重金属污染土壤修复与重金属形态分布的关系.形态分析在一定程度上反映自然与人为作用对土壤中重金属来源的贡献,并反映重金属的生物毒性.重金属可以因形态中某一个或几个方面不同而表现出不同的毒性和环境行为.     

抗逆放线菌的多样性、功能特性及其在环境修复中的应用

放线菌(actinomycetes)是一类可生存于各种极端环境的特殊菌群,具备较强的抗逆特性。其种类丰富,功能多样,适应性强,已被广泛用于抗生素开发、生物防治和环境修复等领域。放线菌可调节土壤微生物群落结构、介导营养元素转化和植物吸收、催化有机污染物降解及重金属的氧化还原过程,该特性赋予其在土壤改良、地力维持和污染物去除等方面广阔的环境应用前景。本文综述了放线菌的多样性、环境分布以及放线菌对环境改良和污染物去除的特性与机制,结合在环境修复领域的应用现状,总结了放线菌修复技术的优势及发展方向。     

沙蚕耐污染的特征及机理研究进展

沙蚕（Nereis diversicolor）是一种栖息于海陆交错带、具有重要生态学意义的无脊椎动物.近年来发现,沙蚕体内能够蓄积大量的重金属等有毒有害污染物,且表现出较强的污染耐性.文中就沙蚕对重金属和有机污染物具有的污染耐性特征和最新国内外研究进展进行了概述,并就其污染耐性形成的机理进行了分析.沙蚕的污染耐性机制可能是通过多种生态化学过程实现的,包括通过大量粘液的分泌,在沙蚕体表形成一层保护膜;与有效态以及溶解于水中的污染物离子结合,从而降低污染物的生物可利用性;加快排泄速率等.更多的研究认为,沙蚕将吸收进入体内的重金属等有毒有害污染物以无毒的形式存贮,达到解毒的目的.这些无毒形式主要包括:与金属结合蛋白MTs和MTLP的结合物,热稳定硫醇化合物（CHSTC）,或者与重金属相互结合形成不溶性的溶酶体/微粒和结石等颗粒物或沉淀物.最后,对沙蚕生态毒理学研究以及耐性机制研究的工作重点进行了展望.