虾池环境生物修复作用菌的分离与筛选

为修复对虾养殖环境，从山东各地虾池底泥中分离出331株细菌，通过测定其对对虾饵料降解能力，筛选到虾池有机污染物降解菌10株，这些菌能以对虾饣料为唯一碳源和氮源生长，对对虾配合饵料和蛤蜊肉具有较强降解能力（72h内CODMn去除率分别在60％和70％以上），并可在虾池环境条件下良好生长，对养殖动物安全性试验证明，这些菌株对养殖对虾没有致病作用，且其中6株可提高对虾的成活率，这些降解菌具有快速消除虾池底部有机污染、修复对虾养殖环境的潜力。     

难降解有机物污染底质原位修复技术研究进展

随着水环境外污染源得到有效控制,底质污染逐渐成为人们关注的焦点.底质中的污染物尤其是难降解有机物可通过生物富集和生物放大等过程,进一步影响陆生生物和人类的健康.因此,对底质中难降解有机物的修复是目前所迫切需要解决的环境问题之一.基于异位修复成本较高易造成二次污染等缺点,文章针对难降解有机物污染底质,探讨了原位修复技术的研究进展,自然修复成本较低,对生态环境不产生干扰,但不适用于高浓度污染底质;植物修复操作简单,能有效防止污染底质再悬浮,但对高浓度难降解有机物耐受性较低;微生物修复适用范围广,修复效果较为显著,但菌体易流失,对环境的适应性较差.于是,固定化修复技术应运而生,固定化技术能解决传统的微生物修复存在的很多问题,但固定化载体的重复可利用性和再生性问题仍有待解决.文章最后对今后难降解有机物污染底质的研究方向进行了展望,由于污染底质多为复合污染,各取所长的联合修复技术将成为未来的研究热点.     

假单胞菌AEBL3对土壤中呋喃丹的生物降解

从农药污染的农田土壤中分离到一株假单胞菌AEBL3，该菌能够以呋喃丹为唯一的碳源和氮源生长。使用AEBL3作为生物强化剂对模拟呋喃丹污染的土壤环境进行了生物修复试验。结果表明，接种AEBL3能够明显增加土壤中呋喃丹的降解率。降解菌AEBL3在土壤中具有一定的移动性，当从土壤表层加菌时，对0-7cm深土层中的呋喃丹都有很好的降解效果。在各种投加方式的比较中，以投加降解菌原液修复效果最好，缓冲液悬浮的菌细胞次之，砂粒混合物的效果最差。16S rRNA的变性梯度电泳(DGGE)结果揭示了生物修复过程中土壤微生物菌群结构中的动态变化。     

基于甲烷氧化菌的难降解有机物生物降解研究进展

难降解有机物具有毒性大、成分复杂和长期残留性等特点,易在环境中大量积累,会对生物体产生三致作用,对环境造成严重破坏.研究表明甲烷氧化菌对多种难降解有机物具有良好的降解能力.甲烷氧化菌能以甲烷作为唯一的能源和碳源,在氧化甲烷的过程中会产生甲烷单加氧酶(monooxygenase,MMO),MMO是一种高度非特异性酶,能够促进多种有机物的转化,使甲烷氧化菌在环境污染控制中具有潜在应用价值.本文总结甲烷氧化菌对氯代烃、农药、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和甲苯等污染物的降解情况,并提出甲烷氧化菌在环境污染控制方面的研究方向.     

应用生物强化技术处理焦化废水难降解有机物

通过驯化富集培养，从处理 经废水的活性污泥中分离出2株萘降解菌WN1、WN2和1株吡啶降解菌WB1，研究了投加高效菌种及微生物共代谢对 经废水生物处理的增强作用，同时研究了高效菌种和共代谢初级基质组合协同作用的效果。结果表明，投加共代谢初级基质、Fe^3 和高效菌种均能促进难降解有机物的降解，提高焦化废水COD去除率，当3者协同作用时，效果最好。     

生物强化技术及其在污水处理中应用研究评述

在传统废水生物处理过程中,难降解有机污染物的存在和外界环境的变化会抑制土著微生物的活性,从而影响废水处理效果。生物强化技术是向生物处理系统中引入特定的高效降解功能微生物,通过微生物自身所具备的降解机制对污染物质进行降解,达到有效处理废水的目的。相较于传统生物处理法,生物强化技术能更好地提高难降解污染物处理效果,维持系统的稳定性,减少污泥的产生,缩短系统的启动时间,并可以使系统表现出良好的抗冲击负荷能力。目前生物强化技术研究主要集中在高效菌群对难降解有机污染物的高效降解作用和优势菌种对于极端环境的耐受能力等方面。文章综述了生物强化技术的作用机理,主要有高效菌通过自身携带的降解基因或分泌的降解酶对污染物质的直接降解作用、微生物的共代谢作用和群体感应作用;介绍了生物强化技术中优势菌种的3种获取方式,分别是从自然界中直接进行驯化筛选、构造基因工程菌以及通过水平基因转移获取的方式;论述了生物强化技术的作用形式,包括直接将微生物投加到目标水体中、应用微生物固定化技术和研制生物强化菌剂进行投加的3种方式;另外还总结了近几年来生物强化技术在景观水体、土壤修复、产能和水处理等方面的应用,最后阐述了生物强化技术研究存在问题和新路径。     

稳定同位素技术在污染环境生物修复研究中的应用

稳定同位素技术主要应用于地球化学,它是将人工合成的同位素标记特定的化合物,追踪标记物在生命活动中的变化规律,目前该项技术也广泛应用于环境微生物学、生态学、生物医学等领域.生物修复是利用存在于土壤、地下水和海洋等环境中的生物特别是微生物将有毒、有害的污染物降解为二氧化碳和水,或转化为无害物质,从而使污染的生态环境修复为正常生态环境的过程.这些降解微生物都来自于小部份可培养微生物,对于大部份未可培养降解微生物,通常在实验室条件下很难得到.而利用稳定同位素技术,如13C标记底物,收集利用该底物的微生物核酸,就可以得到具有降解作用的功能微生物,为环境污染生物修复提供重要的菌源和功能基因.环境中的许多物质都可以用SIP来标记,这些标记物主要有PLFA-SIP、DNA-SIP、RNA-SIP等,它们都可以用来在复杂样本中进行有特殊代谢功能微生物的鉴定和分析,在利用微生物进行生物修复中具有重要的意义.图2表1参42     

沙蚕对翅碱蓬-降油细菌系统降解菲效果的影响

选取近岸大型优势底栖动物多毛类双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)以及盐沼先锋植物翅碱蓬(Suaeda heteroptera),应用微宇宙方法比较沙蚕、翅碱蓬、降油细菌3种生物类型不同修复组合对菲的降解效果,分析不同修复组合对沉积质细菌数量的影响,揭示沙蚕对翅碱蓬-降油菌去除、降解菲的强化效应.结果表明,不同生物组合对土壤菲的降解率存在明显差异,降解率从高到低依次为沙蚕-翅碱蓬-降油菌翅碱蓬-降油菌沙蚕.其中,至实验30 d时,沙蚕-翅碱蓬-降油菌和翅碱蓬-降油菌两种生物组合对菲的总降解率分别达到97.02%和93.93%;不同生物组合平均降解率均随着时间的延长出现下降趋势;沙蚕对菲去除途径(翅碱蓬-降油菌交互作用、非生物因素)有显著的强化作用,最高强化贡献率分别达到14.32%、20.08%.在0-5 d沙蚕-翅碱蓬-降油菌组合中土壤降油菌数量显著高于翅碱蓬-降油菌组合;随着时间延长,两种生物组合降油菌数量均出现下降趋势,至实验20-30 d时均降至对照组水平.综上可知,沙蚕-翅碱蓬-降油菌联合修复模式较其它模式修复效果更显著,沙蚕对各去除因子降解以菲为代表的多环芳烃(PAHs)有明显的强化作用,并对降油菌生长有促进效果.     

生物修复技术研究进展

生物修复在治理受有毒有害有机物污染的环境的作用日益突出，因而生物修复的研究愈加受到重视。文中对生物修复的发展情况进行了综述，涉及生物通气法、生物注射法、污染地下水及其上部污染土壤的生物修复系统、地耕处理、植物生物修复、堆肥法、生物反应器和厌氧处理等方面．同时就遗传工程微生物系统等方面研究对发展生物修复技术的意义作了展望．     

基因工程菌在石油污染修复中的研究进展与前景

构建基因工程菌（genetically engineered microorganisms,GEMs）是石油污染生物修复的重要发展方向.目前,通过基因编辑、过表达和定向进化等手段改造微生物的石油污染物降解和调控途径,可以提高微生物的环境适应能力和污染物降解能力,用于石油污染物的生物降解和监测.本文概述了石油污染物降解基因工程菌的主要构建策略,包括选择和改造宿主菌、改造与优化石油污染物关键酶和代谢通路、开发微生物全细胞传感器和构建基因工程菌的自毁程序.此外,基因工程菌也可用于石油污染的酶修复、微生物菌群修复和细菌-植物联合修复.随着系统生物学和合成生物学在降解微生物中的应用,基因工程菌在石油污染修复中展现出良好的研究和应用前景.     

有毒有机污染物对生态系统影响的研究趋势

本文简要综述了近年来国内外有毒有机物对生态系统影响的研究趋势。主要归纳为:有毒有机物生物活性的预测,有毒有机物在环境中的转化、降解和归宿;对生态系统中生物种群的影响;对整个生态系统的影响;以及放射性同位素示踪技术在研究有毒有机物环境行为中的应用等五个方面。     

多环芳烃降解菌的获得及应用

运用双相(水-硅油)系统可进行有机物降解菌的筛选．本实验用此法获得了多环芳烃(PAHs)的降解菌，降解菌对PAHs有较好的降解作用．堆肥法处理PAHs中接入筛选到的降解菌可以大大加强降解效果．堆肥过程中堆温升高很快，对一些PAHs如荧蒽、芘、苯并[a]芘等可以彻底清除，对更多环的PAHs也可降到很低的浓度．图1表3参4     

表面活性剂强化油菜-微生物联合修复滴滴涕污染农田土壤研究

为了提高设施农业滴滴涕(DDTs)污染土壤的修复效果,通过田间实验研究不同浓度的混合化学表面活性剂(SDBS-TW80)和生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)对油菜和甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)联合去除设施农业土壤中DDTs的强化作用。结果表明,1个月后,单种油菜处理、接种降解菌和油菜-降解菌联合处理土壤中DDTs降解率分别为12.0%、38.2%和43.1%,显著高于对照处理。SDBS-TW80和RL均能不同程度地强化油菜-微生物对土壤中滴滴涕的去除效果。SDBS-TW80施加量为40 mg·kg~(-1)时设施农业土壤中滴滴涕降解率最高(56.5%),RL施加量为5 mg·kg~(-1)时降解率最高(65.7%),RL比SDBS-TW80更有利于提高DDTs污染土壤的生物修复效果。此外,当RL施加量为5 mg·kg~(-1)时对于毒性较强的p,p'-DDE也具有较好的降解效果,降解率高达69.5%。结果证实利用表面活性剂强化油菜联合甲基营养型芽孢杆菌现场修复DDTs污染土壤是可行的。考虑到修复效率和毒害作用,实际应用中应优先选用5 mg·kg~(-1)RL组合。     

胁迫条件下极端微生物修复石油烃污染土壤研究进展

嗜冷菌、嗜盐菌、耐重金属菌、耐重油菌等极端微生物广泛存在于极地高寒、盐碱地以及存在重金属、重油等污染的毒性污染土壤中,是胁迫条件下石油烃降解与转化的重要微生物资源。文章从适应机制、降解机理、降解特性、修复实践等角度出发,综述了低温、盐碱、重金属、重油等不同胁迫条件下的石油烃污染土壤微生物修复进展。在石油烃降解机理方面,微生物细胞与油滴的附着机制尚不清楚,而生物表面活性剂的产生和作用机制已经得到了很好的研究。嗜冷菌的适冷机制与细胞膜脂类组成、冷激蛋白、冷适应蛋白、嗜冷酶、能量代谢等有关,低温(15℃)时石油烃降解效率可达70%以上。嗜盐菌具备细胞外被隔离机制和离子反向运输机制,能产生渗透压调节剂、具有独特的渗透压平衡方式,NaCl浓度为30g·L-1时石油烃的降解效率可达60%以上。石油烃降解菌对重金属的耐受机制包括生物吸附、细胞内积累、酶催化转化、生物浸出和生物矿化、氧化还原反应等过程,会影响土壤中重金属的迁移率和生物有效性,提高作物的产量和对重金属的富集。微生物吸收重油的机制包括界面张力降低、选择性堵塞、粘度降低、生物降解和润湿性改变等,对重质原油的总体降解率可达70%以上,但是对其中沥青质单一组分的历史最高生物降解率仅为48%。利用极端微生物修复极端、胁迫条件下的石油污染土壤,应加强菌种培育、未明机制探索、重油组分(沥青质和树脂)降解、风险评估、修复工艺参数优化及推广应用等工作。     

菌根技术在重金属污染修复中的研究与展望

菌根技术作为一种生物新技术对于重金属污染土壤的生物修复正在为全球环境工作者所关注。在土壤中菌根及其庞大的菌丝体网可以分泌大量的生物化学物质，改变植物根际环境及重金属的存在状态或降低重金属的毒性；还可以通过在植物体内的累积以及菌根真菌菌丝体的螯合等各种机制，实现对重金属的提取和固定，达到菌根重金属修复的目的。文章通过讨论菌根植物对重金属修复的作用机制，提出今后菌根技术在重金属植物修复中的新思路；认为应在通过广泛调查、筛选超积累菌根植物的基础上，不断探索植物一微生物一菌根体系修复问题，同时认为应将基因工程引入菌根植物的重金属修复研究中，以促进土壤重金属污染的生物修复。     

土壤有机污染物生物修复技术研究进展

现代农业的发展改变了自然界的原有状况,为追求高产而大量使用的化肥、农药导致土壤有机物污染日趋严重。此外,工业生产、石油开采、交通运输、畜禽养殖及居民生活等也产生了大量有机污染物,使土壤有机物污染进一步加剧,土壤有机物污染的修复日益迫切。土壤污染修复是指通过物理的、化学的和生物的方法,吸收、降解、转移和转化土壤中的污染物,使污染物浓度降低到可以接受的水平,或将有毒有害的污染物转化为无害物质的过程。包括污染土壤的物理修复技术、化学修复技术以及生物修复技术3种方式。在污染土壤修复技术中,生物修复技术因其安全、无二次污染及修复成本低等优点而受到越来越多的关注。因污染物修复主体的不同,有机污染物污染土壤生物修复技术可分为植物修复技术、动物修复技术、微生物修复技术及其联合修复技术。污染土壤微生物修复技术是土壤污染生物修复的重要技术之一,是最具应用和发展前景的生物修复环保技术。文章重点阐述了国内外有机污染物污染土壤的生物修复技术及其原理、取得的研究进展及存在的优缺点,并对污染土壤的动物修复技术研究进行了初步展望,可为土壤有机污染物的生物修复研究提供参考。     

泥浆体系中吡啶的生物降解研究

杂环化合物已造成了土壤、地下水等体系的严重污染,危害人类健康与生态环境。生物修复是解决该类污染问题的有效方法。由实验室培养的活性污泥中分离一株高效降解吡啶的菌株W12,经鉴定为脱氮副球菌(Paracoccusdenitrificans),以W12菌对受吡啶污染的泥浆体系进行生物修复。实验条件下,土壤对吡啶的吸附量很小,符合Freundlich吸附等温式。当吡啶初始质量分数为1.65mg·g-1时,投加W12菌能够迅速促进吡啶的生物降解,在灭菌土和自然土中完全降解吡啶的时间分别为12h和18h,说明W12菌在自然土中的降解效果受到土著微生物的竞争影响;此外,对泥浆体系中吡啶降解的影响因素进行了研究,发现投菌量是影响吡啶降解速率的关键因素,外加氮源以及土水比均对吡啶降解过程影响不大。     

有机污染土壤电动-微生物修复过程中的影响因素及优化措施

生物修复技术因其费用低、对环境不产生二次污染而被视为是一项具有广阔发展前景的技术。然而,一些强疏水性的有机污染物,生物可利用性很差,严重阻碍了其生物降解效率。电动与微生物联合修复技术(电动-微生物修复),在顽固性有机污染物的去除方面表现出巨大潜力。电场的施加可向土壤中分散外源物质、营养物质和微生物;或通过增强土壤中有机污染物与降解菌的传质过程,提高难降解有机物的生物可利用性;还可诱使土壤中的污染物产生电化学反应,增强污染物的去除效果。文章对有机污染土壤的电动-微生物修复过程的影响因素及优化措施进行了综述。文章认为,影响电动-微生物修复效率的因素主要有电场强度、污染物的生物可利用性、污染物结构和性质、微生物种群以及环境因素(如土壤pH值、土壤类型、营养物质、含水量等)。因此,在实施修复的过程中应根据污染场址的电化学特性选择合适的电流或电压梯度;另外,可通过施加表面活性剂、助溶剂或螯合剂,构建微生物群落,以及优化土壤环境条件,如调整土壤pH、提供营养物质、电子受体、共代谢基质等方式优化有机污染土壤电动-微生物修复的过程。深入研究有机污染土壤电动-微生物修复过程中的影响因素和优化措施,有望为电动-微生物修复技术在有机污染土壤的场地修复及过程调控中的应用提供一定的理论依据。     

邻苯二甲酸酯降解细菌的多样性、降解机理及环境应用

邻苯二甲酸酯(phthalic acid esters,PAEs)是一类对人体内分泌系统有干扰作用的持续性有机污染物(persistent organic pol utants,POPs)。PAEs在环境介质如水体、底泥和土壤中长期赋存会对生物体产生毒害效应,其分布广、浓度高和难降解等特点是限制有效环境治理的主要因素。作为环境的重要组成部分,微生物对污染物有很强的适应能力和高效的降解能力,这为PAEs的生物修复提供了可能。与物理化学修复法相比,微生物修复技术具有可控性强、修复面广和灵活性高等优势。本文综述了已报道的大部分PAEs降解细菌的种类及其代谢机制,并分析了其在PAEs污染水体和土壤修复中的应用现状与前景,以期为PAEs环境行为与生物修复研究提供参考。     

强化生物堆法修复多环芳烃污染土壤的初步研究

以多环芳烃(PAHs)污染场地土壤为研究对象,研究了不同工艺条件的生物堆反应器中PAHs降解效果,并通过对PAHs高效降解混菌的筛选富集,探讨菌液投加对生物堆技术处理PAHs污染土壤的强化修复作用效能。结果表明,生物堆运行过程中土壤pH和含水率基本保持稳定,总PAHs在9 d内快速降解,降解率达到80%以上,之后基本不变;生物堆在短期内(9 d)对低分子质量(2～3环)PAHs具有较高降解效率,达到91%;但中、高分子质量(4～6环)PAHs的降解效率只有60%,降解中、高分子质量PAHs可能需要更长时间。在试验期内添加表面活性剂、通风和投加PAHs降解菌液对总PAHs降解率均没有显著提升,但添加菌液后土壤脱氢酶活性大幅升高,投加菌液的3#和4#处理在80 d时脱氢酶活性较41 d时分别增加约7倍和9倍。PAHs降解菌液可能对PAHs降解中间产物的进一步矿化起到显著促进作用。添加表面活性剂并通风处理的脱氢酶活性更高,达到10 740μg·g~(-1)·h~(-1),说明其对中间产物降解的促进作用更大。该研究验证了生物堆技术在PAHs污染土壤修复中的有效性,并对比了不同强化措施对修复效果的影响,为该技术在PAHs污染场地修复中的应用提供了重要数据支撑。