微生物展示技术在重金属污染生物修复中的研究进展

自然界对环境金属污染物的迁移和转化具有微妙而复杂的选择控制机理,生物修复技术以其投资少、效率高、可以原位处理低浓度有害污染物的特性而在环境治理中具有极大潜力。考虑传统的生物修复技术常常不能满足重金属治理的要求,基于重金属离子高效结合肽的微生物展示技术,有望在重金属生物修复中发挥重要作用。     

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。     

多环芳烃和重金属复合污染土壤生物修复研究进展

多环芳烃(PAHs)和重金属是土壤环境中有机和无机污染物的典型代表，二者来源广泛且能在土壤中长期存在，极易造成复合污染。研究表明，PAHs和重金属共存时会发生复杂的相互作用，使复合污染土壤修复往往比单一污染土壤修复更加困难。生物修复具备成本低、不造成二次污染、适用于大范围修复等优势，是极具应用前景的PAHs和重金属复合污染土壤修复技术。本文总结了土壤中PAHs和重金属复合污染的分布特点及交互作用，对PAHs和重金属复合污染土壤生物修复技术作用机理及研究进展进行了综述，并对PAHs和重金属复合污染土壤生物修复技术的发展提出了展望。     

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。     

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。     

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。     

铜污染土壤的生物修复研究进展

随着工业化与农业化进程的加快,土壤重金属污染问题日益突出。铜(Cu)既是生命体生长发育的必需微量元素,也是重金属污染物之一。土壤中过量的Cu不仅会对植物产生毒害,而且能够通过食物链的富集作用,对人类健康造成严重威胁。生物修复技术作为治理重金属污染土壤的一种新型技术受到广泛关注。文中对生物修复的主要技术如植物修复、微生物修复、植物-微生物联合修复、动物修复等在治理Cu污染土壤方面的研究进展进行综述,以期为重金属污染土壤有效治理和可持续农业的发展提供理论依据。     

2020污染土壤的生物修复专刊序言

生物修复技术,作为可持续发展的重要方向,因其环境友好、高效且无二次污染并能从根本上解决土壤污染问题而受到关注,已经在土壤污染治理中得到了广泛的应用。为了梳理和凝练生物修复技术的发展状况,本专刊收录了该研究领域的16篇论文,分别从植物修复、微生物修复、联合修复、重金属吸收积累的相关分子机制、资源化再利用等方面,详细阐述生物修复技术的发展动态,展望未来的发展趋势,为促进生物修复技术的发展提供参考。     

金属结合蛋白(肽)与环境重金属生物修复

重金属污染是全球关注的重要环境问题。针对重金属的生物修复技术 ,因其特有的优势 ,越来越受到重视 ,其中一个重要的研究领域是利用金属离子和金属结合蛋白或结合肽之间存在的强亲和能力特性进行的生物修复研究。就金属结合蛋白 (肽 )的种类、结构特点、以及金属结合的作用机理进行了总结 ,同时综述了展示或表达有不同金属结合蛋白或结合肽的微生物和植物对重金属污染进行生物修复的最新研究进展 ,对基于金属结合蛋白 (肽 )的环境重金属生物修复的进一步研究 (如肽库的构建和筛选 ,金属与蛋白 (肽 )的相互作用 )进行了讨论。     

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。     

溶磷微生物在钝化和植物修复重金属污染土壤中的作用

钝化和植物修复是重金属污染土壤修复的重要技术手段,而溶磷微生物可进一步增强钝化和植物修复重金属污染土壤的作用。介绍了钝化和植物修复重金属污染土壤的基本原理,总结了溶磷微生物对土壤中难溶性磷酸盐的溶解、利用磷酸盐钝化修复重金属污染土壤、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复的强化以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的研究进展,探讨了溶磷微生物对重金属的抗性及其溶磷机理、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复重金属污染土壤的强化作用机理以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的作用机理。旨在为生物修复重金属污染土壤研究提供一定的理论依据和技术支撑。     

生物表面活性剂修复重金属污染研究进展

重金属在环境中积累会对动植物和人体健康造成危害。生物表面活性剂环境相容性好,在环境污染修复方面的应用日益受到关注。本文介绍了生物表面活性剂及其在重金属污染修复中的应用;生物表面活性剂与重金属络合的机理;影响二者络合的因素(如pH值、表面活性剂浓度、重金属存在形态等);对生物表面活性剂修复重金属污染的前景进行了展望。     

白腐菌的研究进展及其在重金属修复中的展望

白腐菌是一类特殊的丝状真菌,能降解多种污染物质,具有广谱、彻底、高效、无专一性的 特点,在生物修复中有广阔的应用前景。综述了白腐菌的分类、酶系、降解机理以及应用于有机 物污染的研究现状,特别介绍了白腐菌在重金属污染的生物修复的应用进展情况,包括白腐菌吸 附重金属的原理、在重金属污染的废水中的研究应用现状及在修复重金属污染土壤中需考虑的 因素。同时展望了白腐菌在重金属污染及复合污染的生物修复中的应用前景。     

土壤与水体有机污染的生物修复及其应用研究进展

系统论述了土壤、水有机污染物的主要来源、特点、有机污染生物修复的概念、应用范围、成功实例与研究进展等,特别是对于泄漏石油污染的生物成功降解方法、效果,土壤中易爆炸物如ＴＮＴ、废水中有机污染的有效降解等,评价了生物修复所具有突出优势,对有机、无机污染物降解过程中植物、微生物筛选、基因修饰、分子克隆与转基因植物方面近年来所取得的惊人成果与突破性进展,无疑正激励着人们开拓更大的应用范围。预计不久的将来,更多具有环境净化与生物修复功能的商业性综合技术与高效性工程生物将投入应用。     

AM真菌对重金属污染土壤生物修复的应用与机理

土壤重金属污染威胁人类健康和整个生态系统,而高效、低耗、安全的生物修复技术显示出了极大的应用潜力,特别是利用植物-微生物共生体增强生物修复效应的应用.丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)真菌是一类广泛分布于土壤生态系统中的有益微生物,能与90％以上的陆生高等植物形成共生体.研究发现,AM真菌能够增强宿主植物对土壤中重金属胁迫的耐受性.当前,利用AM真菌开展重金属污染土壤的生物修复已经引起环境学家和生态学家的广泛关注.基于此,围绕AM真菌在重金属污染土壤生物修复作用中的最新研究进展,从物理性防御体系的形成、对植物生理代谢的调控、生化拮抗物质的产生、基因表达的调控等角度探究AM真菌在重金属污染土壤生物修复中的作用机理,以期为利用AM真菌开展重金属污染的生物修复提供理论依据,并对本领域未来的发展和应用前景进行了展望.     

合成生物学改造微生物及生物被膜用于重金属污染检测与修复

随着工业化进程不断加快,重金属污染日益加剧,尤其是水体的重金属污染,已严重威胁人类健康,迫切需要进行有效的污染修复.相比传统物理和化学修复,生物修复具有绿色环保和可持续性的特点.因为微生物生长繁殖迅速、生物被膜具有动态可调节和环境适应性好等特点,使其能更好耐受胁迫环境,在环境修复中有重要作用.合成生物学改造微生物及生物...     

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。     

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…     

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。     

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.