第二篇 第一讲 土壤微生物生态.ppt

环境工程微生物学
第二篇
微生物生态与环境生态工程中的微生物作用
第一讲
土壤微生物生态
及污染土壤生物修复技术
一、土壤的生态条件
二、微生物在土壤中的种类、数量和分布
三、土壤自净
四、土壤污染及危害
土壤微生物生态
土壤生物修复技术
一、土壤生物修复技术概念
一种利用生物技术和方法来治理土壤污染使其恢复正常功能的途径。
广义的土壤生物修复包括利用土壤中的各种生物吸收、降解和转化土壤中的污染物。分植物修复、动物修复和微生物修复。
狭义的土壤生物修复即微生物修复。
土壤生物修复技术
二、土壤生物修复技术的原理
1、在土壤中存在着多种多样的微生物,能够适应环境,降解或转化土壤中难降解的有机化合物。
2、进入土壤的有机化合物大部分具有可生物降解性。
土壤生物修复技术
三、生物修复的影响因素
1、微生物及活性
2、有机污染物特性
3、土壤环境的性质
微生物及活性
土壤中微生物的活动受到许多条件的限制,为了提高微生物的活性,达到对污染物的完全降解,必须为微生物提供某些重要的条件。
(1)微生物营养盐
添加营养物,确定营养盐的形式、合适的浓度及比例(如C:N:P)。
(2)电子受体
最终电子受体的种类和浓度的影响。(如溶解氧、有机物分解的中间产物、无机酸根)
(3)共代谢基质
一些难降解的有机化合物,通过微生物的作用能被改变化学结构,但并不能被用作碳源和能源,微生物必须从其他底物获取大部或全部碳源或能源,这样的代谢为“共代谢”。
有机污染物特性
影响土壤生物修复过程的有机污染物的物理化学
性质,主要指溶解与吸附、挥发、化学反应和可生
物降解性四方面的性质。需要了解的内容包括:
(1)污染物的类型
(2)污染物的物理性质
(3)化学反应性
(4)土壤吸附参数
(5)降解性
(6)土壤挥发参数
(7)土壤污染状况
土壤环境的性质
影响生物修复技术效果的地点和土壤性质
包括以下方面:
(1)坡度和地形
(2)土壤类型和污染地点的面积
(3)土壤表面特点
(4)水力学性质和状态
(5)地理因素
(6)气候气象因素
土壤生物修复技术
四、用于生物修复的微生物
1、土著微生物
目前在大多数实际的生物修复工程中应用的都是土著微生物,原因一是由于土著微生物降解污染物的巨大潜力,另外因为外来的微生物在环境中难以保持较高的活性以及工程菌的应用受到严格的限制。
2、外来微生物
主要用于一些极端的不利于大多数微生物存在和生长的条件下,外接的降解污染物高效菌。如1993年美国对124个污染地点使用生物修复,96处使用土著微生物,17处采用添加外来微生物,另外11处两种方式共用。
3、基因工程菌
采用生物遗传工程的手段研究和构建高效的基因工程菌。如:组建多个质粒的新菌株、降解性质粒DNA的体外重组、质粒分子育种和原生质体融合技术等。