植物根系分泌物对土壤污染修复的作用及影响机理

生物修复是一种经济环保的土壤修复技术。根系分泌物是利用生物修复污染土壤过程中的关键物质,也是植物与土壤微生物进行物质交换和信息传递的重要载体,在植物响应污染物胁迫中扮演重要角色。研究植物根系分泌物对土壤污染修复的作用和影响机理,是深入理解植物和微生物环境适应机制的重要途径,对促进生物修复污染土壤有重要指导意义。从污染物胁迫对根系分泌物的影响、根系分泌物对土壤污染物环境行为的影响、根系分泌物在调控污染土壤中根际微生物群落结构和多样性中发挥的作用等几个方面综述了根系分泌物对土壤污染修复的影响及内在机制。研究结果表明,根系分泌物在降低重金属对植物的毒性、加速有机污染物降解等方面有非常重要的作用。根系分泌物对土壤微生物的丰度和多样性均有显著影响,其与根际微生物互作在土壤污染物的消减中发挥了重要的调控作用。在此基础上,提出了以往研究中的不足,并对污染物胁迫下根系分泌物未来研究的方向和趋势进行了展望。     

污染土壤的生物修复治理技术研究进展

污染土壤的生物修复技术是一种极具潜力的土壤污染绿色修复治理方法,具有高效低耗、环境友好等特点。通过对动物修复、植物修复、微生物修复及联合修复等土壤生物修复治理技术进行分析,探讨了各种工艺技术对重金属、有机物等目标污染物的修复性能及优缺点,旨在为我国土壤污染修复治理技术的选择提供参考。     

多环芳烃污染土壤微生物修复研究进展

多环芳烃是我国土壤环境质量标准中要求严格管控的一类持久性有机污染物,利用微生物技术修复有机污染土壤具有绿色、经济等突出特点,应用前景广泛。目前多学科的协同发展和新技术的研究应用,为多环芳烃土壤微生物转化机制与污染生态过程等方面带来了新的认识,同时对修复技术的实际应用与调控提供了新的思考方向。本文以多环芳烃污染土壤微生物修复为主体,从污染土壤微生物修复应用技术、多环芳烃微生物降解特征、土壤体系污染物归趋规律与微生物作用及土壤污染微生物群落响应与研究技术等方面进行综合评述,并针对现存应用技术瓶颈和理论空白作进一步思考和展望。     

微生物厌氧呼吸与有机污染水体沉积物修复

水体沉积物有机污染是当前全球关注的重要环境问题。微生物具有呼吸和代谢多样性,能以多种污染物作为厌氧呼吸的电子供体或受体,与周围环境中的生物和非生物因素组成代谢网络耦合有机污染物降解转化,是有机污染水体沉积物修复的重要驱动者。本文重点综述了微生物厌氧呼吸、电子传递网络及其对有机污染水体沉积物的修复机制研究进展,并对有机污染水体沉积物微生物修复理论和技术研究的问题和挑战进行了探讨。     

城市土壤污染植物-微生物联合原位修复方案设计

土壤污染是当今社会面临的一个严峻的环境问题。植物—微生物联合原位修复是通过微生物与植物的联合作用,分解植物根系周边土壤中的有机物,具有安全,经济和高效等特点。本文结合文献,重点介绍了土壤的植物-微生物联合原位修复的方案设计。     

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。     

污染土壤微生物群落结构分子鉴定技术研究进展

土壤微生物群落结构多样性检测是土壤修复、监测、评估时的一个重要参数。由于绝大多数微生物在实验室条件下是不可培养,因而早期依赖于微生物培养的检测结果代表性不强。20世纪90年代以来,不依赖于微生物培养的分子生物学方法是研究微生物群落结构的重要手段。该文对近年来土壤污染微生物群落结构研究所采用的主要分子生物学方法按照其原理进行了比较、分析、总结。根据不同技术的灵敏度、优缺点分析了其适用范围。指出了目前技术中存在的一些共性问题和缺陷并展望了土壤修复领域分子生物学技术的发展趋势。     

微生物修复石油烃土壤污染技术研究进展

随着人民生活水平的提高,环境保护问题愈发受到人们重视。其中石油烃的土壤污染因其持续时间长、污染去除难度大而受到广泛关注。在各类修复技术中,原位微生物修复强化技术因其成本较低、环境影响小、无二次污染、可原位修复的特点成为了当前的技术热门。文中综述了生物投加法、生物刺激法、联合修复法等原位微生物修复技术,并介绍了一些典型工程案例,为原位微生物修复强化技术的选择及工程应用提供了参考,并对未来原位微生物修复强化技术的研究重点进行了展望。     

多氯联苯的生物修复

多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)是一种持久性有机污染物,对人类和自然环境具有很大的威胁,降解PCBs一直是研究的热点。在目前的研究方法中生物降解最具潜力,生物降解主要分为微生物降解、植物修复和微生物-植物共同修复3个方面。文章着重介绍了微生物降解PCBs菌株的分离,降解相关基因的克隆和改造;同时对植物修复,植物与微生物共同修复以及植物转基因修复进行了讨论。     

土壤汞污染生物修复技术研究进展

汞作为常温下唯一的一种液态金属,在环境中分布十分广泛,极易造成土壤污染。生物修复是一种用于土壤汞污染治理的重要修复技术,该技术因具有修复成本低、绿色环保等优点而受到重视。对现有的土壤汞污染生物修复技术进行了评述,主要涉及植物修复技术、微生物修复技术和动物修复技术的研究和应用情况:植物修复技术主要研究汞在植物体内代谢机理和规律,微生物修复技术研究侧重于利用外源微生物降解土壤中汞,动物修复技术研究较少,目前仅见有关蚯蚓富集汞的报道。现代生物修复技术已经发展成为一门包括土壤化学、植物生物学、生态学、土壤微生物学、分析化学及分子生物学等多学科融合性技术,借助这些学科力量可以对植物提取汞根际微界面过程和植物体内微界面过程、微生物和动物汞富集机制有更深刻的认识。综述最后对目前土壤汞污染生物修复技术主要研究方向进行总结和归纳,明确了汞污染生物修复领域存在的几大问题以及研究方向。     

微生物标志物在土壤污染生态学研究中的应用

微生物标志物已被广泛用于土壤污染生态毒理学诊断和土壤污染的预防与修复效果的评价.本文综述了在土壤污染生态学研究中广泛应用的微生物标志物及相关技术,介绍了常用的土壤酶活性测定方法.同时,着重阐述了近几年发展起来的PCR-DGGE和PLFA技术及其应用进展和优缺点.建议实践中应联合使用多种方法,综合不同技术和方法的优势,确保评价的科学性.     

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。     

合成生物学在环境修复中的应用

环境问题是21世纪人类面临的最严重的挑战。随着现代工农业飞速发展,生态环境日益恶化,难降解污染物如新兴污染物逐渐显现,已成为制约社会经济可持续发展的重要因素。微生物具有强大的环境修复能力,但是其进化速度远不及新兴污染物出现的速度,亟需应用合成生物学的技术来解决这一难题。在充分认识难降解有机污染物微生物降解(途径)特性的基础上,利用我国丰富的微生物与基因资源,运用合成生物学的手段,定向设计和改造现有降解菌株,构建能够降解一种或多种污染物的工程菌株;同时针对复合型污染,如废水等,在建立典型有机污染物代谢、调控和抗逆相关基因元件的模块库基础上,引入人工菌群等策略,对生物系统进行理性设计和组装,构建典型环境污染物的高效降解菌群,可有效促进我国新兴污染物微生物分解代谢的研究,为环境修复的工程应用提供技术支持。     

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…     

重金属污染土壤原位钝化修复研究进展

重金属原位钝化技术是一种污染土壤的修复方法,指向污染土壤添加一些活性物质（钝化修复剂）,以降低重金属在土壤中的有效浓度或改变其氧化还原状态,从而有效降低其迁移性、毒性及生物有效性.本文基于原位钝化修复剂种类、研究方法、评价指标、作用机制以及风险评价等方面的研究,深入分析了该领域的研究现状和存在问题,并提出了今后研究的重点.目前广泛使用的钝化修复剂主要有粘土矿物、磷酸盐、有机堆肥及微生物材料等.由于土壤结构和组分的复杂性,钝化修复剂的作用机制尚不完全清楚,其可能的机制主要包括沉淀反应、化学吸附与离子交换、表面沉淀、有机络合和氧化还原等.今后应加强从分子水平研究重金属的钝化机制,重点关注钝化修复重金属污染土壤时存在的潜在风险以及钝化修复的长期田间效应.     

土壤生物与土壤污染研究前沿与展望

随着社会经济发展,人类生产活动对自然环境产生越来越广泛深刻的影响,土壤污染已成为危及生态系统稳定、农产品质量安全和人体健康的突出环境问题之一。重金属、有机污染化合物、病原菌及抗性基因等各类污染物大量进入土壤后,对土壤生物系统造成毒害作用,影响到土壤生态功能;另一方面,土壤生物如细菌、真菌、土壤动物等在一定程度上能够适应土壤污染,深刻影响着污染物在土壤中的迁移转化过程,在土壤污染修复中具有潜在重要作用。从土壤污染的生态毒理效应、土壤生物对土壤污染的响应与适应机制、污染土壤修复原理与技术等三方面综述了土壤生物与土壤污染相关研究前沿,展望了重点研究方向。     

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。     

污染土壤生态修复理论内涵的初步探讨

污染土壤修复的目的是转移或转化土壤中有毒有害污染物,消除或减弱污染物毒性,恢复或部分恢复土壤的生态服务功能.由于土壤污染大多属于复合污染,通常需要用多种方法联合修复污染土壤.用一种统一的方法涵盖多种修复方法,注重系统内在修复功能同外加修复功能的有机结合,以及土壤生态服务功能的全面恢复是污染土壤修复的发展趋势.本文据此提出了污染土壤生态修复的概念,并指出生态修复应该遵从生态学的3个原理和3个原则.在生态修复中,生物修复的作用十分重要,但不同方法之间的组合服从于工艺优化原则.人为强化、激活土壤系统的净化功能,并实现同外加净化功能的耦合,可使修复效率大大提高.生态因子调控是污染土壤修复的必要前提,是生态修复的基本特征,是强化修复效果的重要手段.生态修复应该具有协调性、高效性与稳定性特征.生态修复的最终目标是土壤生态功能的恢复,生态修复的基准应该根据土壤的生态功能建立.生态修复理论将在指导污染土壤修复的实践方面发挥重要作用.     

中国土壤重金属污染修复研究展望

文章通过对土壤重金属污染相关文献进行研究分析,从我国土壤重金属污染的现状、修复技术应用和研究前景等方面进行了系统综述,重点分析了我国土壤重金属污染修复技术的应用和研究前景。超富集植物修复是一种新兴的绿色生物技术,成本较低,易操作,是土壤污染治理的环境友好技术。微生物修复具有成本低、无二次污染、对环境影响小、效率高等特点,可在一定程度上带来经济效益和生态效益,是一种理想的绿色修复方法。并指出筛选和培育生物量大、适应性强、富集能力强、易栽培且具经济效益的超富集植物、利用大型真菌吸收和富集土壤重金属、组合运用多种修复技术、结合应用分子生物学技术和基因工程技术和加强土壤重金属污染修复效果的评价将是今后研究的重点和热点。     

微生物降解联苯的研究进展

联苯是一种有机污染物,在自然环境中很难分解。目前研究的降解方法中,微生物降解最有潜力。微生物法处理成本低、效果好、无二次污染,且操作简单,能够实现真正意义上的再循环。该文对国内外开展的微生物降解联苯的相关研究进行了综述,对联苯降解的菌群、代谢途径及其关键酶进行了详细的阐述,指出了微生物降解联苯存在的关键问题是修复效率低,高效菌株的筛选、基因工程菌的构建及其多种修复技术的结合是今后研究的方向。