微生物在生态修复中的作用范文第1篇

关键词:土壤污染、生物修复、研究进展

前言

土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。加之重金属离子难移动性，长期滞留性和不可分解性的特点，对土壤生态环境造成了极大破坏，同时食物通过食物链最终进入人体，严重危害人体健康，已成为不可忽视的环境问题。随着我国人民生活水平的提高,生态环境保护日趋受到重视,国家对污染土壤治理和修复的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修复问题,已成为土壤环境研究领域的重要课题。而生物修复技术是近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,同传统处理技术相比具有明显优势，例如其处理成本低,只为焚烧法的1/2-1/3，处理效果好,生化处理后污染物残留量可达到很低水平;对环境影响小,无二次污染,最终产物CO2、H2O和脂肪酸对人体无害，可以就地处理,避免了集输过程的二次污染,节省了处理费用，因而该技术成为最有发展潜力和市场前景的修复技术。

1.污染土壤生物修复的基本原理和特点

土壤生物修复的基本原理是利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株,甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中,将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质,使土壤恢复其天然功能。由于自然的生物修复过程一般较慢,难于实际应用,因而生物修复技术是工程化在人为促进条件下的生物修复,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烃类及各种有毒有害的有机污染物，降解过程可以通过改变土壤理化条件(温度、湿度、pH值、通气及营养添加等)来完成,也可接种经特殊驯化与构建的工程微生物提高降解速率。

2.污染土壤生物修复技术的种类

目前,微生物修复技术方法主要有3种:原位修复技术、异位修复技术和原位-异位修复技术。

2.1原位修复技术：

原位修复技术是在不破坏土壤基本结构的情况下的微生物修复技术。有投菌法、生物培养法和生物通气法等,主要用于被有机污染物污染的土壤修复。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同时投加微生物生长所需的营养物质,通过微生物对污染物的降解和代谢达到去除污染物的目的。生物培养法是定期向土壤中投加过氧化氢和营养物,过氧化氢则在代谢过程中作为电子受体,以满足土壤微生物代谢,将污染物彻底分解为CO2和H2O。生物通气法是一种加压氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上几眼深井,安装鼓风机和抽真空机,将空气强行排入土壤中,然后抽出,土壤中的挥发性有机物也随之去除。在通入空气时,加入一定量的氨气,可为土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。

2.2异位修复技术：

异位修复处理污染土壤时,需要对污染的土壤进行大范围的扰动,主要技术包括预制床技术、生物反应器技术、厌氧处理和常规的堆肥法。预制床技术是在平台上铺上砂子和石子,再铺上15-30cm厚的污染土壤,加入营养液和水,必要时加入表面活性剂,定期翻动充氧,以满足土壤微生物对氧的需要,处理过程中流出的渗滤液,即时回灌于土层,以彻底清除污染物。生物反应器技术是把污染的土壤移到生物反应器,加水混合成泥浆,调节适宣的pH值,同时加入一定量的营养物质和表面活性剂,底部鼓入空气充氧,满足微生物所需氧气的同时,使微生物与污染物充分接触,加速污染物的降解,降解完成后,过滤脱水这种方法处理效果好、速度快,但仅仅适宜于小范围的污染治理。厌氧处理技术适于高浓度有机污染的土壤处理,但处理条件难于控制。常规堆肥法是传统堆肥和生物治理技术的结合,向土壤中掺入枯枝落叶或粪肥,加入石灰调节pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有机物向稳定的腐殖质转化,是一种有机物高温降解的固相过程。上述方法要想获得高的污染去除效率,关键是菌种的驯化和筛选。由于几乎每一种有机污染物或重金属都能找到多种有益的降解微生物。因此,寻找高效污染物降解菌是生物修复技术研究的热点。

3.影响污染土壤生物修复的主要因子

3.1污染物的性质：

重金属污染物在土壤中常以多种形态贮存,不同的化学形态对植物的有效性不同。某种生物可能对某种单一重金属具有较强的修复作用。此外,重金属污染的方式(单一污染或复合污染)，污染物浓度的高低也是影响修复效果的重要因素。有机污染物的结构不同,其在土壤中的降解差异也较大。

3.2环境因子：

了解和掌握土壤的水分、营养等供给状况,拟订合适的施肥、灌水、通气等管理方案,补充微生物和植物在对污染物修复过程中的养分和水分消耗,可提高生物修复的效率。一般来说土壤盐度、酸碱度和氧化还原条件与重金属化学形态、生物可利用性及生物活性有密切关系,也是影响生物对重金属污染土壤修复效率的重要环境条件。

3.3生物体本身：

微生物的种类和活性直接影响修复的效果。由于微生物的生物体很小,吸收的金属量较少,难以后续处理,限制了利用微生物进行大面积现场修复的应用，

植物体由于生物量大且易于后续处理,利用植物对金属污染位点进行修复成为解决环境中重金属污染问题的一个很有前景的选择。但由于超积累重金属植物一般生长缓慢,且对重金属存在选择作用,不适于多种重金属复合污染土壤的修复。因此,在选择修复技术时,应根据污染物性质、土壤条件、污染程度、预期修复目标、时间限制、成本及修复技术的适用范围等因素加以综合考虑。

4.发展中存在的问题：

生物修复技术作为近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术,虽取得很大进步和成功,但处于实验室或模拟实验阶段的研究结果较多,商业性应用还待开发。此外,由于生物修复效果受到如共存的有毒物质(Co-toxicants)(如重金属)对生物降解作用的抑制；电子受体(营养物)释放的物理;物理因子(如低温)引起的低反应速率;污染物的生物不可利用性;污染物被转化成有毒的代谢产物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化学能力的微生物等因素制约。因此,目前经生物修复处理的污染土壤,其污染物含量还不能完全达到指标的浓度要求。

5.应用前景及建议：

随着生物技术和基因工程技术的发展,土壤生物修复技术研究与应用将不断深入并走向成熟,特别是微生物修复技术、植物生物修复技术和菌根技术的综合运用将为有毒、难降解、有机物污染土壤的修复带来希望。为此,建议今后在生物修复技术的研究和开发方面加强做好以下几项工作:

(1)进一步深入研究植物超积累重金属的机理,超积累效率与土壤中重金属元素的价态、形态及环境因素的关系。(2)加强微生物分解污染物的代谢过程、植物-微生物共存体系的研究以及植物-微生物联合修复对污染物的修复作用与植物种类具有密切关系。

(3)应用现代分子生物学与基因工程技术,使超积累植物的生物学性状(个体大小、生物量、生长速率、生长周期等)进一步改善与提高,培养筛选专一或广谱性的微生物种群(类),并构建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物与微生物对污染土壤生物修复的效率。

(4)创造良好的土壤环境,协调土著微生物和外来微生物的关系,使微生物的修复效果达到最佳，并充分发挥生物修复与其他修复技术(如化学修复)的联合修复作用。

(5)尽快建立生物修复过程中污染物的生态化学过程量化数学模型、生态风险及安全评价、监测和管理指标体系。

结论

综上所述，我们不难发现由于土壤重金属来源复杂,土壤中重金属不同形态、不同重金属之间及与其它污染物的相互作用产生各种复合污染物的复杂性增加了对土壤重金属治理和修复难度,且重金属对动植物和人体的危害具有长期性、潜在性和不可逆性,同时进一步恶化了土壤条件，严重制约了我国农业生产的加速发展，所以要更好的防治土壤重金属污染还需要广大科研工作者不懈的努力，研发出更好的效率更高的修复治理技术，同时我们还不应该忘记必须加强企业自身的环保意识，提高企业自我约束能力，始终将防治污染积极治理作为企业工作的头等大事来抓，把企业对环境的污染程度降到最低限度，形成全社会都来重视土壤污染问题的良好环保氛围，逐步改善我们的土壤生态环境。

参考文献：

[1]钱暑强,刘铮.污染土壤修复技术介绍[J].化工进展,2000(4):10-12,20.

[2]陈玉成.土壤污染的生物修复[J].环境科学动态,

1999，(2):7-11.

[3]李凯峰,温青,石汕.污染土壤的生物修复[J].化学工程师,2002,93(6):52-53.

[4]杨国栋.污染土壤微生物修复技术主要研究内容和方法

[5]张春桂,许华夏,姜晴楠.污染土壤生物恢复技术[J].生态学杂志,1997,18(4):52-58.

[6]李法云,臧树良,罗义.污染土壤生物修复枝木研究[J].生态学杂志,2003,22(1):35-39.

[7]滕应,黄昌勇.重金属污染土壤的微生物生态效应及修复研究进展[J].土壤与环境,2002,11(1):85-89.

[8]沈德中.污染环境的生物修复(第一版)[M].北京:化学工业出版社,2001:14,311.

微生物在生态修复中的作用范文第2篇

当石油污染物进入土壤以后，势必将引起土壤结构和性质的变化，会引起土壤中微生物群落的改变、从而导致土壤酶活性降低、植被破坏和生态结构变异，进而威胁农业生产安全。石油中含有多种芳香族化合物，特别是 PAHs 具有“三致”效应，这些化合物不仅降低土壤的环境质量，石油中的有机污染物进入农田生态系统后，还将会在动物、植物体内逐渐积累，最终通过食物链传递给人类，从而威胁人类健康。

目前，治理石油污染土壤的主要方法有化学修复、物理修复和生物修复三大技术。生物修复技术投入成本较低、可以大面积应用、不产生二次污染，因此越来越受到科技人员的重视，它也是目前最具潜力的土壤修复技术之一。植物-微生物联合修复技术也被普遍应用于石油污染土壤的修复过程中。

一、植物-微生物联合修复技术

在自然环境中存在大量能利用石油烃的微生物，微生物在酶系统作用下，能把石油彻底降解转化为水和二氧化碳等。植物与特有的菌根真菌或根际菌群协同作用，可以更高效地吸收和降解石油中的有机污染物。李春荣[1]研究发现细菌的引入显著加快玉米、向日葵修复石油污染土壤的速度，石油降解率分别提高71.3%、64.6%。马传鑫[2]采用植物-微生物联合修复技术研究石油污染土壤的降解效率，当盆栽土壤中含油量为 5000mg/kg 时，不同处理的降解效果为：植物修复

植物根系生活在植物-土壤-微生物所组成的整体微生态环境系统中，植物根系周围部分物质在植物代谢过程中以根分泌物形式释放到根际土壤中。Ryan[4]发现植物根区分泌物刺激细菌转化、根细胞的衰亡，均提高了土壤有机碳含量，可有效阻止土壤中有机化合物向地下水中转移，进而提高了微生物对污染物的矿化作用。陈小兵等[5]研究了植物内生细菌和植物联合修复土壤中多环芳烃，试验表明，在菲污染土壤、芘污染土壤及菲芘混合污染土壤中，内生细菌+植物修复处理去除率高于单纯植物修复和单纯微生物修复，且明显高于对照处理。

二、植物-微生物-动物联合修复技术

目前，国内外有关植物-微生物-动物联合修复技术的报道较少，蚯蚓为土壤中常见的动物，它能通过直接或者间接作用强化植物修复石油污染物，若将蚯蚓用于石油污染土壤生态系统的修复中，甚至将蚯蚓用于其他污染土壤生态系统的修复中，具有良好的发展潜力，在实际土壤修复中也有良好的可行性。卓胜等[6]用水稻土盆栽试验，研究黑麦草-蚯蚓-菌根对多氯联苯（PCB）污染土壤的联合修复效果。研究表明，受试黑麦草能较为明显地提高土壤中PCB的去除效果，黑麦草为黑麦草-菌根-蚯蚓联合修复土壤技术的主要推动力。实验证明菌根和蚯蚓均能促进黑麦草降解石油污染土壤中PCB的速率，并发现添加菌根优于添加蚯蚓的处理效果。由实验结果比较发现：黑麦草-菌根-蚯蚓三者联合修复的效果最好，PCB去除率可高达61.05%，这充分表明了该联合修复技术具有强劲的推广应用潜力。

参考文献

[1]李春荣，王文科，曹玉清，等.石油污染土壤的生态效应及修复技术研究[J].环境科学与技术，2007，30（9）：4-6.

[2]马传鑫.不同含盐量石油污染土壤的植物-微生物联合修复效率[M].天津理工大学，2011.

[3]马溪平，付保荣，李法云，等.植物-微生物联合修复污染土壤的研究[J].中国公共卫生，2005，21（5）：572-573.

[4]Ryan KM，Mary KF.Phenanthrene degrader community dynamics in rhizosphere soil from a common annual grass[J].Environ.Qual.2000，29：584-592.

[5]陈小兵.植物内生细菌的分离筛选及其与植物联合修复土壤多环芳烃的研究[M].南京农业大学，2007.

[6]卓胜，苏嘉欣，黎华寿，等.黑麦草-菌根-蚯蚓对多氯联苯污染土壤的联合修复效应[J].环境科学学报，2011，31（1）：150-156.

作者简介：曹桂荣，女，东营市环境保护科学研究所，大学学历，高级工程师，东营市有突出贡献的中青年专家。

微生物在生态修复中的作用范文第3篇

关键词：污染土壤；土壤污染；微生物修复

中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1674-0432（2012）-02-0079-2

随着工农业的发展以及农用化学物质用量和种类的增加，土壤污染日趋严重，污染程度不断加剧，污染土壤面积逐年扩大，土壤污染成了全世界普遍关注和研究的主要环境问题。

1 我国土壤污染的现状及危害

土壤污染是指人类活动所产生的污染物从而使土壤的性质、组成及性状等发生变化，导致污染物质在土壤中的积累，破坏了土壤的自然生态平衡，使土壤的自然功能失调、土壤质量发生恶化的现象。

1.1 我国土壤污染的现状

我国目前土壤污染主要表现在土壤污染程度加剧、污染类型复杂多样以及对土壤污染认识和重视不够，资金投入不足，防治土壤污染的法律依据及有关土壤环境评价标准体系不完善，防治土壤污染的措施缺乏有效性和针对性等。

1.2 土壤污染的危害

土壤污染与水污染、大气污染有极大的不同，具备隐蔽性、滞后性、累积性、不可逆转性和难治理性等特点，土壤一旦受到污染，则需要很长的治理周期和较高的投资成本，造成的危害也比其他污染更难消除，因此其造成的危害也大，主要表现在以下方面。

1.2.1 土壤污染导致严重的直接经济损失 土壤污染后，有机、无机毒物在土壤中过多滞留，改变了土壤的理化性质，土壤盐碱化、板结，破坏土壤生态平衡，直接影响土壤生态系统的结构和功能，造成严重的无法估量的经济损失，仅以土壤重金属污染为例，全国每年因重金属污染而造成的经济损失达就达200亿元。

1.2.2 土壤污染导致生物品质不断下降 因农田施用化肥，大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染。许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。有些地区污灌已经使得蔬菜的味道变差，易烂，甚至出现难闻的异味；农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加工的要求。

1.2.3 土壤污染危害人体健康 土壤污染后一方面造成有害物质在农作物中积累，并通过食物链进入人体，引发各种疾病；另一方面，污染土壤中的病原微生物也有可能通过各种途径进入人体，引起人的疾病，最终危害人体健康。

1.2.4 土壤污染导致其他环境问题 土地受到污染后，含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。

1.2.5 土壤污染导致其他环境问题 土地受到污染后，含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。

2 污染土壤微生物修复技术的原理

微生物对污染土壤中污染物的降解与转化是污染土壤微生物修复的基础。污染土壤微生物修复技术的原理就是采用一定的工程技术，筛选能高效降解污染物的优良微生物菌种，人为创造有利于优良降解微生物生长的环境条件，结合工程技术，促进微生物对污染土壤中的污染物的降解与转化，使污染土壤恢复到污染前的水平，根据污染土壤类型的不同，主要介绍重金属污染土壤和有机污染土壤的微生物修复原理。

2.1 重金属污染土壤

重金属污染土壤的微生物修复原理主要是通过微生物对土壤中重金属的固定、移动或生物转化，改变重金属在土壤中的环境化学行为，从而达到生物修复的目的，主要包括生物富集和生物转化。在重金属污染土壤中，本身存在或人为加入一些对有毒重金属离子具有抗性的特殊微生物类群，这些特殊微生物类群能够把重金属进行生物转化，其主要转化机制包括微生物对重金属的生物氧化、还原、甲基化、重金属的溶解和有机络合，从而改变其毒性，使重金属污染土壤得到修复。

2.2 有机污染土壤的微生物修复原理

有机污染土壤的微生物修复原理主要是大部分有机污染物可以被微生物胞外或胞内降解、转化，降低其毒性或使其完全无害化。微生物对有机物的胞外降解主要是微生物能够分泌降解有机污染物的胞外酶；微生物胞内降解主要是污染物能通过主动运输、被动扩散、促进扩散、基团转位及胞饮作用等进入微生物细胞内后，由微生物细胞分泌胞内酶降解。降解作用主要有氧化作用、还原作用、基团转移作用、水解作用以及酯化、缩合、氨化、乙酰化、双键断裂及卤原子移动等类型。

3 污染土壤微生物修复技术的影响因素分析

污染土壤微生物修复过程实质上是微生物对污染物的降解与转化过程。因此，在选择利用和实施污染土壤微生物修复技术时，一定要考虑其影响因素，以保证微生物修复的效果。主要包括以下六个方面。

3.1 微生物的种类和性质

污染土壤微生物修复技术中，对修复起核心作用的是微生物。选择优良的微生物菌种，是污染土壤微生物修复取得良好效果的前提。用作污染土壤微生物修复的微生物有土著微生物，外来微生物，基因工程菌（GEM）三大类。土著微生物存在生长慢，代谢活性不高，但适应快，目前在大多数微生物修复工程中实际应用的都是土著微生物；外来微生物是指为了提高污染物的降解速率，人为接种的一些降解污染物的高效菌，采用外来微生物接种是会受到土著微生物的竞争，因此要加大接种量；菌因工程菌是采用遗传工程手段将多种降解基因转入同一微生物中，从而获得更广谱的降解能力，但基因工程菌的实际应用在美、日等国，受立法控制。因此，污染土壤微生物修复技术中微生物的选择，对修复效果起关键作用。

3.2 微生物营养盐

污染土壤微生物修复过程中，为使污染物达到完全降解或是降解更充分，必需供给处理微生物合理的营养。因为在污染土壤中，污染物过量积累，可能品种单一，营养元素严重失衡，因此，在处理过程中，一定要添加营养盐。营养盐的添加，一定要通过可行性实验确定。

3.3 溶解氧

土壤具有团粒结构，是气、固、液三相体系。污染土壤因污染物种类和数量不同，溶氧也有差别。良好土壤溶氧在5mg/L左右，污染土壤由于污染物而变低。为保证污染土壤微生物修复过程中微生物的生长和对污染物的充分降解及有效转化，一定要保证氧的供给。在工程实际中，常采用鼓风机向地下鼓风以补充污染土壤中的氧。

3.4 共代谢基质

微生物对环境中污染物质之所以有强大的降解与转化能力，除了因为它本身个体小，比表面积大，种类多，分布广，适应力强，代谢类型多样，代谢速率快外，还有一个重要的特点，就是微生物具有共代谢作用。在污染土壤中添加化学结构与污染物类似的共代谢基质，一方面，可以富集共代谢微生物；另一方面共代谢基质能促使微生物对难降解污染物的分解。因此共代谢基质的种类和数量是影响污染土壤微生物修复技术效果的一个很重要因素。

3.5 污染土壤的特性

污染土壤的特性影响修复过程中污染物和微生物的相对活性，最终影响修复速度和程度。土壤可分为气体、水分、无机固体和有机固体四个组分，有机固体能吸附阻留有机污染物，降低其在土壤中的运动性，同时这种固定化分延长微生物对有机污染物的降解与转化。

3.6 污染物的物理、化学性质

污染土壤中污染物的物理化学性质也是影响污染土壤微生物修复技术的一个重要因素。主要包括淋失与吸附、挥发、生物降解和化学反应四个方面的性质。了解污染土壤污染物的性质是判断能否采用微生物修复以及采取相应的对策，强化微生物修复过程。

3.7 微生物的环境因子

影响污染土壤微生物修复的因素除了以上因素外，微生物生长的环境因子如温度、pH、水分等，也是影响污染土壤微生物修复技术效果的重要的环境因素。

4 污染土壤微生物修复技术的应用前景

污染土壤微生物修复技术具有耗资少，处理效果好等优点，引起许多国家的重视，我国也成立了专门的机构，旨在研究和推动污染土壤的修复工作。通过研究人员的努力，污染土壤微生物修复技术已走出实验室，并在许多受有毒有害有机污染物污染的土壤修复计划中得到应用，一些工程技术如原位处理、生物通风、挖掘堆置处理、反应器处理等已经比较成熟，随着土壤污染问题的日益严峻，随着国家对环保的日趋重视，随着国民环保意识的增强，污染土壤微生物修复技术必将展现更广的应用前景。

参考文献

[1] 周群英等.环境工程微生物学[M].北京:高等教育出版社,2000.

[2] 孔繁翔等.环境生物学[M].北京:高等教育出版社,2000.

[3] 陈剑虹.环境工程微生物学[M].武汉:武汉理工大学出版社,2003年7月.

微生物在生态修复中的作用范文第4篇

关键词：污水处理、微生物、修复技术

中图分类号：TU992文献标识码： A

一、前言

随着人类农业工业活动的加强大量施用化肥、农药以及工业废弃物的排放，使得许多有毒有害的有机化学污染物进入土壤系统，同时对地下水及地表水造成二次污染。清除环境污染物的传统方法有物理修复法和化学修复法，但是这些方法存在着处理费用高、操作复杂、而且有二次污染的可能性等缺点。

微生物修复技术是近年来新兴的一门环境生物技术，实验结果表明生物修复技术是有效的可行的。目前生物修复技术在清除或减少土壤地表水地下水和废水中的化学物质方面的应用已获得成功。本文介绍了利用微生物对污水进行修复的主要技术。

二、微生物修复原理

微生物修复的基本原理是利用自然界中微生物对污染物的生物代谢作用。实际上，大多数环境中都存在着天然微生物降解净化有毒有害有机物质的过程，只是自然条件下的微生物净化速度很缓慢，因此，能够被广泛应用到环境保护实践中的微生物修复，都是在人为促进条件下进行的，如通过提供氧气，添加氮磷营养盐，接种经过驯化培养的高效微生物等来强化这一过程，迅速去除污染物质，这就是微生物修复的基本思想。

与化学、物理相比，生物修复技术具有下列优点：

(1)原位修复可使污染物在原地被降解清除；

(2)修复时间较短；

(3)操作简便，对周围环境干扰较小；

(4)设施简单，运行经费少；

(5)操作者与污染物直接接触机会减少，不致对人产生危害；

(6)不产生二次污染。

当然微生物修复技术并不是十全十美，它也存在不足：

(1)条件苛刻，微生物修复是一种科技含量较高的处理方法，其运作必须符合污染场地的特殊条件，微生物修复易受环境条件变化的影响：酸碱度、温度以及其他因素等都会影响微生物修复的进程；

(2)由于微生物的专一性，导致对水体修复的宏观效果不佳；

(3)需要对污染环境进行详细和周密的调查研究，前期工作时问较长，花费高；(4)微生物对污染物的降解存在一极限浓度；

(5)修复过程中可能产生有毒物质。

三、微生物修复的影响因素

微生物修复的成功运行，主要是在适宜的环境条件下，微生物对污染物的降解过程能够发生。

3.1营养

微生物的生长需要保持碳、氮、磷营养物质及某些微量营养元素在一定浓度，在生物修复过程中经常会出现缺乏氮、磷菩营养时降解速度变慢的情形。

3.2溶解氧浓度

大多数微生物在降解污染物时需耗氧，因此污染物浓度高时，水体或土壤中的溶解氧往往消耗殆尽，造成污染场所食物链中断，污染物质的降解也随之终止，因此溶解氧水平也是生物修复中的重大影响因素之一。

3.3 pH值

微生物对环境pH值非常敏感，pH值的变化会对微生物降解污染韧的速率和活性产生很大影响。接近中性pH对于大多数微生物都是合适的，一般不需要进行调节，只有在特定地区才需要对环境的pH进行调节。

3.4温度

微生物可生长的温度范围较广，一般而言，微生物生长的最佳温度为25℃～30℃。通常随着温度的下降，生物的活性也降低，接近零度时活动基本停止。

四、微生物修复技术在污水处理中的应用

4.1加入微生物和微生物制剂法

投放微生物和微生物制剂法，即针对不同的水体，向其投加针对该污染环境而事先培养好的微生物或外源微生物制剂，并为之创造良好的生长条件，形成优势菌种，最终做到对污染水体的修复。利用投加微生物和微生物制剂比土著微生物对污染的自然净化的速度快。同时具有针对性，可以对不同程度的水污染能够进行不同程度的净化。

4.2吸附技术

生物吸附法作为一种新兴的废水处理技术，在处理低浓度重金属污染废水方面有着极为广阔的应用前景。从运用情况看，利用微生物吸附废水中的重金属在投资、运行、操作管理和金属回收、回用等方面优越于传统的治理方法。与其他技术相比，生物吸附技术有得天独厚的优点，差别在于运行过程中微生物能不断地增殖，且去除金属离子的量随生物量增加而增加。而离子交换法中离子交换树脂的交换容量有限，达到饱和吸附后，就不能再去除金属离子；化学沉淀法中，作用物的化学计量也是一定的，无增殖的可能。因此，开发和利用生物吸附处理重金属废水，使废水处理的技术向着无毒、无害、无二次污染的方向迈进了一大步。

4.3固定化技术

生物催化剂固定化技术发展到今天，已形成了较为完备的理论与方法。随着环境生物学的发展，固定化在治理污水中越来越受到青睐。固定化技术使生物催化剂具有与其在游离状态下完全不同的优点，例如，与产物分离方便；生物催化剂可回收或循环使用；生物催化剂稳定性大大提高；反应过程可得到严格控制等。这些特点使价格昂贵的生物催化剂的应用成本大大降低，从而使其在大规模工业化生产中得到应用成为可能。

4.4培养微生物技术

培养微生物技术是一种污染水体的微生物修复技术。它通过向水体中投加营养物质、无毒表面活性剂、电子受体或共代谢基质等物质来强化水环境中本身具有降解污染物能力的微生物的生存环境，从而达到激活土著微生物，使土著微生物对污染物的降解能力充分发挥，从而达到水体修复的目的。

4.5投加微生物絮凝剂技术

微生物絮凝剂主要是在菌细胞外分泌的，它是一种具有絮凝功能且能被自然降解的高分子有机物，如糖蛋白、纤维素和DNA等，有些直接利用微生物细胞，如某些大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中的细菌、霉菌、放线菌和酵母菌等，本身即可用作絮凝剂。微生物絮凝剂具有高效、无毒和易于生物降解的特点。

五、微生物修复的发展趋势

污染水体的修复是一个牵涉到污染治理、环境生态和水利水文等多学科的系统工程，治理水体污染必须从水体的功能定位、污染整治的日标和水体生态系统平衡的建立等多方面入手。微生物修复与物理修复、化学修复相比虽然有众多突出的优点，但只有与物理修复、化学修复等方法相结合，组成统一的修复技术体系，微生物修复才能在治理水体污染方面发挥出最大的作用。

因此，微生物修复技术今后的研究趋势是：(1)微生物修复与物理化学修复相结合的组合技术；(2)原位和异位相结合的生物修复组合技术；(3)采用现代分子生物学技术研究生物修复的机理以及分离培养高效降解菌和构建基因工程菌以提高微生物降解污染物的效率等。

参考文献：

微生物在生态修复中的作用范文第5篇

关键词：小型水体；水污染；污染修复；环境污染；环境保护 文献标识码：A

中图分类号：X52 文章编号：1009-2374（2017）10-0177-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.089

1 小型水体污染现状

水污染是少量的污染物进入水域，超越自我净化水体和水污染物的承载能力，造成了不良的变化，自然水生态系统的遭到破坏，破坏了水体的功能，从而降低了水体的使用价值的现象。被污染的水叫做污水，水污染的形成源于人类的生活和生产活动。在污染物排放方面，可以分为两类：点源污染和面源污染。点污染源是指工矿废水、生活污水等通过管道、渠道集中而成的水污染源。地表水污染源，如农田排水、矿山排水、城市和工业排水等。此外，在城市相对较多的排气区，空气中的一些污染物下降到地下表层，进入水中。当原材料、废弃的燃料堆放在露天场地时，雨水（冲刷后形成的污水）就排入小型水体中。

伴随着工业的发展，越来越多的有机物被合成，现在已知的大概有700万多种，这里面有机物合成种类超过10万种，并且保持20%的增长速度。随意丢弃的合成废物凭借各种方式混入到小型水体当中，这部分的有机污染物对人类健康与生态环境污染存在着严重威胁，在很大程度上使某些小型水体环境造成积累性、持久性和慢性毒性的严重污染。进入小型生态水环境当中，这些有机污染物可以以食物链的传递方式在各个等级的生物体内存在，逐步在细胞器官个体种群群落生态系统体现出生态效应。最近几年以来，饮用水安全研究报告表明，存在于饮用水之中的污染物或许会导致降低婴儿的出生体重、发育不良、骨骼发育障碍和代谢紊乱等症状，严重影响人们的生活。同时对人体内分泌系统有潜在的安全隐患，有可能造成生殖功能障碍，新生儿性别比例的失调、女性乳腺癌、青春期早早发育，不仅危害个人，甚至可能影响到子孙后代，会产生致癌、致畸、致突变“三致”效应，这是当下国际上最受关注的世界性问题。

2 小型水体污染的修复方法

2.1 化学修复

化学修复小型污染水体的方法比较简单，一般根据污水体中的化学反应采取非分离，把污水里面存在的有害物质提取出来解决，然后将污染物质替换成有益物质。加入化学试剂是化学修复小型污染水体基本的方法，致使吸附剂改变污染水体里面的有毒物质，并使电位、pH正常化。根据胶体材料的化学性质以及絮凝原理，使藻类生物沉积在水底，同时维持Cu2+的正常浓度，达到消灭藻类的目的。化学修复方法的优点在于用量少、操作简单、见效明显，一般使用在应急预案。化学修复方法得投入大量化学试剂来治理小型污染化水体，费用成本很贵，容易造成二次污染，小型水体的生态环境也会受到影响。但是采取化学修复方法治理小型水体污染体现不出来可持续性，没有解决问题的根本，所以在用化学修复方法的同时，应伴以其他手段辅助，才能达到理想治疗效果。

2.2 物理修复

2.2.1 调水冲污。调水治理污水是一种有效和普遍的方法。将干净、富含营养成分的水加入到被污染的小型水体中，对出现藻类等污染物的小型水体更换或者适当增添水量，然后适当地排出一些水量，加入的水能稀释营养盐的浓度，增加污染水体的容量，有效防止并抑制藻类繁殖。将致使明显的污染物进行转移，需要注意的是没有规划的操作将会导致更大的水污染发生，因此用调水冲污法很难有效控制富营养化藻类的过度繁殖和生长。

2.2.2 底泥生态疏浚。水生态系统的重要组成部分之一是水体沉积物，处于小型水体营养循环的中心步骤，属于水土界面中活换带。水体底泥营养成分来源自仍此体长期以往的积累，作为主要营养来源之一。疏浚治疗在技术上毕竟较难实现，费用大，影响它的修复因素也很多。非常容易造成二次污染，生活中主要当作辅佐措施来实施，是降低污染、修复小型水体生态结构的次要途径。

2.3 生态修复

2.3.1 生物膜修复技术。生物膜修复技术把天然材料、合成材料当作载体，使修复水体表面形成一种特殊的生物膜。生物膜的表面积比较大，为微生物提供的附着面也比较较大，对污染物的降解有着巨大加强作用。生物膜法优点在于高效率的处理效果，在修复有机物和氨氮轻度污染方面很显成效。另外，生物膜修复负荷较高，减少占地面面积，接触时间也比较短，节约成本。同时在管理运行过程中不存在污泥膨胀的问题，抗冲击负荷能力较强。

2.3.2 植物修复技术。水生植物对水流动力扰动有着显著效果，有效稳固沉积物，为底栖生物提供理想的生存环境，在光合作用过程中把光能转变成有机能，释放氧气进入水中，循环效果得以加强，净化被污染的水体。水生植物在生长同时，对碳氮氧通化并吸收，出现在水体表面，因此植物修复技术能降低水生物营养负荷问题。单一优势群落的生态系统不是最优系统，容易降低水体营养成分，造成二次污染。

2.3.3 人工浮岛技术。小型污染水体植物存在的周围污染细菌种类和数量都比正常水体多。水体中的污染物可以通过水生植物根部周围自我吸收净化实现。部分学者认为通过根际修复、根际稳固、根际转化净化水体。

2.3.4 生物操纵技术。合理降低或者减少浮游动物的数量，控制鱼类摄食浮游生物数量，进行范围内的水生动物繁殖力控制，提高鱼类摄食浮游生物的量，控制在生态系统的承受范围内。进行人工驯化有效固定微生物并使用基因工程达到永久性修复有机污染物的目的。