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微生物在生态修复中的作用

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微生物在生态修复中的作用

微生物在生态修复中的作用范文第1篇

1运用生物技术处理废水

1.1活性污泥法

微生物类型非常多,不一样的微生物它们的特性是不一样的,按照它们自身的特点可以分成很多的去污措施。利用微生物的喜氧性使水和污浊物分开,这种微生物可称为有生命的去污剂。接下来介绍具体的去污措施。在受污染的水里面有很多化合物,此类物质是很多生物的食品。将大量含有氧气的空气注入被污染的水中,水中的各种微小生物迅速地得以繁衍,与那些被污染了的有机化合物一起漂浮于水面,其中喜氧性微生物将水中溶化了的有机化合物作为食物,不断地繁衍增多,水中被污染的有机化合物最后消除,将处理后的水与漂浮物分开。

1.2生物保护膜法

这也是利用微生物喜氧性进行污水处理的一种方法。具体做法如下:首先要进行微生物保护膜的挂膜。在生物滤池中投放滤料,使那些喜氧性的细菌和大量的真菌粘附在过滤性的材料表面,形成一层带粘性、薄膜状的微生物混合群体。在生物滤池中微生物保护膜与水充分接触,溶于水中的被污染的有机化合物被微生物保护膜吸住,变成了他们的食物,被污染的水得到处理。此措施在当前阶段的应用非常普遍。

1.3天然微生物处理法

大自然里面有许多的微生物,通过它们来治理污水效果非常好。人们可以建立大小合适的生物塘,把土地合理的的处理,在其附近布置围堤等,借助里面的微生物来实现污水处理的意义。主要是利用菌藻的共同作用处理污水中的有机污染物。在生物塘中各种菌藻通过光合作用提供大量的氧气,用以溶解有机污染物,这些被溶解的有机物成为好氧微生物的食物,从而达到污水的净化。生物塘污水处理系统具有建设投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。

1.4厌氧生物处理法这是利用

一些微生物的代谢过程,不需要氧气就能将水中的有机底物降解进而转化为甲烷、二氧化碳的有机污水处理方法。这种处理方法分为酸性消化和碱性消化两阶段。在第一阶段,在产酸菌分泌的外酶作用下,大分子有机物变成简单的有机酸和醇类、醛类氨、二氧化碳等;第二阶段酸性消化的代谢产物在甲烷细菌作用下进一步分解成甲烷、二氧化碳等构成的生物气体。这种废水处理能耗少,是一种低成本的废水处理技术。它是一种将废水处理与能源回收利用相结合的技术,十分适合废水浓度高,环境污染严重的部门使用。

2生物技术应用于废气净化处理

现在较为常用的废气净化方法主要有:利用微生物进行过滤法、利用微生物对某些废气的吸附法,还有微生物洗涤法。通过微生物开展的废气处理工作和之前的处理措施比对来看,它的优点是所需的资金较少,而且不存在危险,不会生成垃圾。它指的是结合废气的特征和微生物自身的独特性,借助吸收以及过滤等步骤开展的处理工作。吸附法主要是含有胺、酚、乙醛等污染气体通过微生物时,它们会将气体吸附,净化效果非常好。而过滤措施指的是当有气味的气体经过生物体的时候,它们就对这些气体分解。

3生物技术应用于固体废弃物处理

所谓的固体废物具体的说是在开展生产工作时生成的废弃物质,以及生活产生的废弃物质和水净化生成的污泥等。当前我们常用的处理措施有三种,分别是积聚,深埋以及焚烧。对于第一种来讲,它是最早使用的措施,当前已经不再使用了,这个措施的缺点是它的占地规模很大,由于很多的废弃物制聚集到一起,也会生成难闻的气味。对于第二种来讲,它指的是先确定一个场地,然后挖掘出坑洞,将废弃物制放到洞里面,再在上面盖上一层土,这时在封闭的区域之中,物质就会发生各种反应。除了盖上土之外也可以在上面开展建筑工作或是种植植被等。对于焚烧来讲,它具体指的是将废弃物品加以高温,不过此措施在开展的时候非常耗费资金,而且面对后续的污染现象。我们可以将废弃物质中的有机物获取出,将其变为肥料,这样不但能够节省资金,还能够再次使用,不论对于生态亦或是农业发展来讲都是很有帮助的。

4生物技术应用于环境污染修复

所谓的微生物修复具体的说是通过微生物自身的代谢活动把生态中的有毒成分去除的一种科技,当前常用的措施有三种,分别是增加透气数,补给营养,添加生物群。通过微生物本身独特的生命活动治理环境,把自然界中的有毒成分去除。在之前的很长一段时间内,我们国家在利用该项技术的时候都是参考国外的案例和工艺等来进行的。在经过长久的发展滞后,获取了很多成就,不过却很少涉及理论方面的内容。最近几年,该项技术的发展速度加快,此时的修复内容也增加了很多。除了之前使用的修复技术之外,目前还使用了植物以及真菌修复等措施。能够利用生物修复科技的区域非常广,结合具体的处理环境可以分成很多种,比如土地生物修复、堆积物生物修复、用水生物修复和大海生物修复等;而按照参加者的具体状态又可以分成自然界生物修复和人为生物修复,人为生物修复又包括原位置生物修复、移动位置生物修复和运用器械帮助生物修复。

二结束语

微生物在生态修复中的作用范文第2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:

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[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.

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[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3篇

现代生物技术,就是一DNA技术为主导,是对一系列生物高新技术的统称,主要包含包含微生物、细胞、酶、基因、蛋白质及生物修复等工程与技术。其中,各项工程技术都有其相应的理论基础与应用领域,但又是相辅相成的,从而形成一个完整的体系。其特点主要体现为:1、此项技术一生物为对象,注重再生资源的可循环利用。2、一般在常温、常压下进行,过程简单,操作具有一定的持续性,能够有效节省资源,降低环境污染。3、位高纯度、优质及安全可靠的生物制品提供了新的研发途径。4、常规技术与传统方法无法解决的问题得到有效解决。5、能够根据人们对新物种、品种及其他经济价值生命类型的需求进行创造。 

二、水污染中现代生物技术的具体应用 

(一)固化微生物技术 

对于水污染治理,在微生物技术应用下,通过固化微生物技术的广泛应用,其取得的效果是令人赞叹的。经过一定时期的发展,培养微生物,在工厂废水及难降解物的分解中得到了很大的应用,为人们有效处理这些废弃物开辟了新的渠道。经过长期研究实践,通过固化微生物技术,对微生物进行固定并长期进行废水处理,是的菌落使用效率得到提高,尤其是对难降解的有毒物质,其作用更是非常显著。有效处理生物菌落的应用后,在活性污泥上将其固定好,对废水處理效果更佳。 

(二)生物栅修复 

生物技术中的生物膜能够为原生动物、微生物及小型浮游生物等水污染治理提供所需的生长条件,而此项技术就是将生物膜与水生植物特点融为一起,增强水污染治理效果。在空气与水分接触的过程中,在汽态、固态及液态见,微生物存在模式不断相互转换,从而使得微生物存在形式更加丰富,生态系统更加复杂。如果被污染水流流经此生态系统时,治污根系就会阻挡污水中的部分悬浮物质,此时生物膜的异化、通化及吸附等功能就会得到充分发挥,有效清理掉流经水体中含有的有机质。 

(三)生物反应器 

生物反应器,是现代生物技术发展的重要方向,新型现代生物膜反应器,内部装有较大的载体,是其共同特点,这有利于在微生物附着生长中,形成相应的生物膜,相较之汽态反应条件,其供气与供给性好,为污染物与微生物的接触留有了充足的时间,是的微生物代谢能力不断增强。当前,已经研发出2000m3的反应器,虽然其处理能力不高,成本高,但管理很方便,运行成本低,在欧美地区污水处理中,应用范围比较广泛。 

(四)微生物投放与处理 

在微生物投放处理中,高效微生物群体是其中的一种微生物种类,其通过发酵工艺逐渐形成好气性与兼气性微生物混合而成的群落。在高效微生物群体中,其微生物存量比较大,比乳酸菌、放线菌、光合细菌及酵母菌等。另外,光合细菌是另一种常用的微生物投放群体,其可以存在于高效微生物群体中,有效分解出污染水体中含有的氮分解物质。同时,人工培养也可形成光合细菌,去一固态与游离态两种方式存在,通过微生物投放技术将其投放于被污染水体中,加快水体物质循环,从而实现清理谁污染物质的效果。 

(五)生物强化 

目前,在水污染处理中,对于微生物处理技术,备受人们青睐。但在实际应用中,单纯的在废水中加入孜然优势菌是明显不行的。因此一般在应用微生物强化技术时,通过筛选培养符合人们实际需求的微生物。选用高浓度活性污泥进行水污染处理时,培养微生物的同事,还能够加强污水处理,增强其处理效果。应用生物强化处理技术后,一定程度上提高了水污染治理效果,为有效治理环境污染奠定了良好的基础,从而为人们提供安全、可靠的生存环境。 

三、概述生物修复技术 

生物修复技术,具体而言就是借助生物,尤其是微生物将土壤、地下水或海洋污染物,通过现场讲解成为CO2和H2O,或讲解为无害物质工程技术。目前,在地下水、废水等污染清理中,此项技术所用到的强化措施比较多,在保持自然生态系统原貌的基础上,有效修复了受污染环境。大量研究证明,相较之传统物化法,生物修复技术的优点主要体现在:1、经济型,仅为物化法的30-50%。2、环境影响低,不会形成二次污染,且遗留问题少。3、有效降低了污染物浓度。4、修复周期短,可就地进行修复,操作简便。但在生物修复中,其有效性与安全性评价等问题是不容忽视的。为了有效提高其效率,在未来将通过分子微生物学进行分离、鉴别,从而制造出降解性强,且能够有效具体有害有毒化合物的微生物。为了增强生物修复技术的安全性评价水平,鉴定微生物分析相关的生物技术发展十分必要,在此基础上明确环境中微生物去留及其基因问题。 

四、结语 

综上所述,随着生物技术水平的提高,目前,在水污染治理中,生物技术应用范围不断扩大。同事,基因、细胞及酶等现代工程科技的广泛应用,有效增强了微生物技术应用效率,为水污染治理与环境保护奠定了良好基础。因此,微生物技术应用于水污染治理中,能够土洞水污染与环境治理工作的稳定发展,一定程度上推动着生态环境修复工作的顺利实施。 

参考文献: 

微生物在生态修复中的作用范文第4篇

关键词:景观人工湖 富营养化 硝化细菌 反硝化细菌 聚磷菌

中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)004-135-02

近年来,我国城市建设飞速发展,城市高楼林立,加重了生活节奏日趋加快的城市人口对于水的向往、对回归自然生态的渴求。为了满足人们的亲水需求,现在的景观规划甚至是城市规划中水都成为了不可缺少的重要元素。人工湖的出现美化了人们的生活环境、为人们提供了更多的休闲场所、也在一定程度上起到了缓解城市热岛效应的作用,可是在修建了人工湖以后由于对其疏于管理,造成湖水污染现象,美丽的人工湖最终变身为可怕的臭水湖,不仅不能起到美化生活的作用,反而严重影响了人们的生活,对于人工湖的这种现状,污染治理非常必要。

1 我国城市人工湖泊污染状况分析

伴随着城市工业化进程的脚步,一些城市垃圾如大量工业废水、生活污水等有害物质被排入城市人工湖泊中,由于多数湖泊为静止或流动性差的缓流水体,水体的自净能力弱,被这些有害物质污染后,湖泊生物的多样性会遭到严重破坏,造成生物多样性的丧失及湖泊水体富营养化,最终造成水质的严重污染。

1.1 水体富营养化定义

富营养化(eutraphication)一词最早来源于拉丁语,中国大百科全书(环境科学卷)中对于富营养化的定义是这样描述的:在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下,湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态,沉积物不断增多,先变为沼泽,再变为陆地。不过这种自然过程非常缓慢,常需几千年甚至上万年。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象,可以在短时期内出现。水体出现富营养化现象时,浮游生物大量繁殖,因占优势的浮游生物的颜色不同,水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在江河湖泊中称为水华,在海中则叫作赤潮。

1.2 水体富营养化的成因

1.2.1 自然因素

导致水体富营养化的自然因素包括水体自身的特点、水体的循环周期、水体所处的地理环境及其气候环境,在这些因素的共同影响,相互作用下,水体就会逐步走向富营养化。

例如,浅水湖泊会比深水湖泊更容易发生富营养化的问题,原因就在于浅水,相同面积下的水量少,相同的光照下,温度升高更快,光合作用更充分,当有营养物质进入时,相同的面积浓度也较高,这会造成藻类及其他浮游生物迅速繁殖,加快水体富营养化。

1.2.2 人为因素

造成富营养化的人为因素主要有两方面:(1)人为的改变水体的地理特征造成水体的自身特点的改变,这些改变会影响到水体的流量、流速等。(2)人类在生产和生活过程中产生的大量废弃物,这些废弃物富含促使水体富营养化的营养物质。

1.3 影响富营养化的主要因素

水体的富营养化应该说是受到多重因素的共同作用,这些因素包括物理因素,如光照和温度,有研究表明在一定范围内,藻类数量的增加与光照及温度成正相关,而藻类生长所利用的各种必须营养成分,就是富营养化的化学因素,有学者提出在适宜的光照、温度、pH和具备充分营养物质的条件下,天然水中藻类进行光合作用,合成本身的原生质,其基本反应式可写为:

106CO2+16NO3-+HPO42-+122HO2+18H++能量+微量元素C106H263O110N16P(藻类原生质)+138O2

藻类可以利用水中溶解的二氧化碳作为自身生长所需的碳源,理论上,水体中每生成1g藻,需要供给0.009g磷和0.063g氮。如果水中有氮和磷的化合物,藻类或其他水生生物就会大量繁殖,一旦当藻类的繁殖量大大超出水生动物对其的需求量,那么控制富营养化的生物因素就失效了,大量繁殖的藻类会造成水体透明度和溶解氧的下降。磷被认为是富营养化的主要限制因素,因为虽然氮也是控制富营养化的重要元素,但藻类往往可以通过生物固氮作用从大气补充缺乏的氮。所以磷常被作为富营养化的限制因素。

2 水体污染生物治理研究进展

种种资料显示目前城市人工湖泊污染的关键在于水体富营养化,因此要解决人工湖泊的污染问题就必须先修复水体的富营养化问题。近年来对于修复水体富营养化问题的研究很多,而目前采取的行之有效的方法不外乎物理的、化学的和生物的这样三大类,其中物理方法和化学方法虽然都具有明显的成效,但是也存在着一些明显的缺点,而生物法就克服了以上两种方法的缺点,操作简便,污染小,生物法可以说是目前修复水体富营养化问题的最佳选择,而运用生物法去修复水体富营养化的研究也成为热点。

2.1 水生植物修复技术

目前国内外学者对植物修复富营养化水体进行了诸多研究,并取得了一定的成就,筛选出了一些优势种。现在国际上公认的淡水水生修复植物有宽叶香蒲、芦苇、苦草、凤眼莲、软水草和狐尾草等,经验证明它们对水中的营养物质和污染物均具有很好的吸收作用。水生植物的根系通过光合作用能增加水体内的溶氧,减轻富营养化造成的水体缺氧状态,根系在生长过程中也会吸收水中的营养物质作为自己生长的养料,根系中的微生物还能帮助分解水中有机营养物,但是要控制好水生生物的数量,不能破坏水生环境的生态平衡,再者要定期打捞腐坏的根枝和凋落的叶片。

2.2 水生动物修复技术

水体的富营养化是因为水中藻类等浮游生物的大爆发造成的食物链的断裂,通过向水中投放以藻类为食的水生生物,就能恢复食物链间的正常衔接,使水生生态日趋恢复,富营养化状况得以缓解,但是投入水生生物的数量较难控制,数量少不足以解决问题,数量多就会造成水生生物食物缺乏带来新的食物链断裂问题,再者过多的水生生物会产生大量排泄物,对水体也是一种污染。

2.3 微生物修复技术

微生物是生态环境中的分解者,利用大自然中广泛存在的形形微生物自身特有的代谢活动特点,找到能够分解水体中有机营养成分和有害物质的微生物,利用这些微生物去修复受破坏的水生生态环境,甚至通过现有的生物技术手段来改造、构建新的微生物物种,达到治理污染的目的。造成水体富营养化的最主要成份是氮和磷,所以应用微生物修复技术主要就是去除水体中的氮和磷,众所周知,微生物在自然界氮素循环中起着关键作用,这些作用包括:固氮微生物将氮气还原为氨的固氮作用,有机氮被微生物分解形成氨的氨化作用,亚硝化细菌和硝化细菌在有氧条件下,将氨或铵盐氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的硝化作用。在缺氧条件下,反硝化细菌还原硝酸盐释放分子态氮的反硝化作用,分子态氮又进入大气。通过这四个作用,就完成了自然界中氮素的循环维持了自然界中氮素的平衡。因此去除水体中的含氮化合物,可以通过微生物的氨化作用、硝化作用和反硝化作用使其最终变为氮气来实现。而水体中磷的去除就不能利用微生物的作用最终变成气体被排出,通过微生物除磷原理是利用聚磷菌在好氧条件下过量吸收水中的磷化合物,在厌氧条件下释放到水体中,从中摄取能量进行自身的生命活动。微生物在好氧条件下吸收的磷比厌氧条件下释放的磷多,因此水体中的磷得以去除。

3 结论

利用微生物治理污染,投入少,见效快,负面影响小,微生物修复法是目前最先进的修复水体富营养化的方法,也是最热点、最具开发前景的方法。

参考文献:

微生物在生态修复中的作用范文第5篇

关键词 蚯蚓;生态环境;净化

中图分类号 X171.1 文献标识码 A 文章编号 1004-8421(2012)01-104-02

蚯蚓是杂食性环节动物门(Annelida)寡毛纲(Oligochae-ta)的陆柄无脊椎动物,是土壤中的主要动物类群,是生态系统的重要物质分解者。它在自然生态系统中具有促进物质分解转化的功能,能促进植物残枝落叶的降解、有机物质的分解和矿化这一复杂的过程,能促进自然生态环境的物质和能量的循环。蚯蚓类似。肾小管的产尿管和类似肝细胞的体组织等结构和解毒功能使其在环境污染治理中具有广泛的用途。目前, 蚯蚓已成为生态环境研究和环境治理的主要载体之一,可用来处理畜禽养殖固液废弃物或城市生活垃圾,以降低环境污染,保护生态环境。

1 蚯蚓在环境监测方面的作用

污染物进人生态环境后,将对生态系统的各级生物学水平产生影响,从而引起生态系统固有结构及功能的变化。生物监测以其特异性在环境监测中具有重要地位,生物监测就是应用对环境毒物特异敏感的物种作为指示生物,通过指示生物对毒物的多种响应(急性、亚急性和慢性毒性测定,生理生化分析等)来评价毒物的生态环境影响程度。蚯蚓位于陆地生态食物链的底部,对多种环境污染物都有显著的富集作用,其分布广泛、易于养殖、襞殖,是监测土壤及水体环境污染状况的良好指示生物。

2 蚯蚓在污水处理中的作用

蚯蚓对污水的处理是目前研究的热点之一,近年来将蚯蚓引进生物滤池构建新型污水处理生物滤池在法国等国家已有较多研究与实践,我国同济大学在国内该领域已开展了相关的研究工作,并取得了不错的效果。

蚯蚓生物滤池(Earthworm biofiher)的作用原理主要是利用蚯蚓的活动实现滤池通气供氧和解决滤池堵塞问题。另外,通过蚯蚓对滤池中生物污泥的取食可以实现生物滤池运行过程中剩余污泥的就地削减,省去污泥处理构筑物及其相应的运行费用。同济大学研究的生物滤池技术经上海曲阳水处理厂中试结果表明:经蚯蚓生物滤池为功能主体的城市污水处理技术,其COD的去除率高达83%-89%,BOD的去除率高达94%-97%,ss的去除率高达96%~98%,出水可以达到国家一级排放标准;运行数月后,基本无剩余污泥排放;无需机械充氧设备,装置简单,能耗低,易于管理,运行稳定,非常适用于小型城市污水处理厂。

重庆建筑大学罗固源等将蚯蚓引入污水土地处理系统构建新型生态污水处理技术,研究结果表明:蚯蚓的活动提高了土地处理系统的供氧速度,有利于好氧微生物对污水的快速净化,蚯蚓和微生物协同“作战”可以提高原有污水土地处理系统的运行效率,蚯蚓的挖掘作用及蚓粪的堆积可以实现土壤的快速改良,收获的蚯蚓可以作为家禽养殖的良好饲料,还是研发传统抗生素替代品和生物营养保健品的上等原料,具有较高的经济价值。据此,蚯蚓污水土地处理系统将在生态环境保护中发挥重要作用。

3 蚯蚓在固体废物处理中的作用

国内利用蚯蚓处理生活垃圾和其他同体废物也有较多实践。早在20世纪80年代中期,清华大学环境工程研究所便开始开展养殖蚯蚓处理城市生活垃圾的可行性研究,2000年北京海淀区环卫所在清华大学工作的基础上,在l二星庄垃圾处理场建造了1座蚯蚓处理生活垃圾中试装置,并投人生产运行。近年来,福建省农科院利用蚯蚓处理果蔬加工:业固体废物试验研究,结果表明,采用人工养殖蚯蚓的方式处理菠萝及香蕉假茎叶是可行的,经过蚯蚓处理后残渣可以作用优质的农田有机肥。

利用蚯蚓处理工业同体废物也有较多研究,薛进军等引进日本大平2号蚯蚓处理石灰法造纸废水沉降污泥获得了成功,每天每克蚯蚓可以处理沉降污泥0.97g左右,明显优于当地蚯蚓。该技术在日本已进入_丁程化试验阶段。

国外1970年开始应用蚯蚓处理垃圾,加拿大在1970年建立了一个蚯蚓养殖厂,目前每星期可以处理约75t的垃圾;法国1991年在罗纳河畔的Lavouhe市建立的世界上笫一座利用蚯蚓处理城市生活垃圾的垃圾处理场,现代化程度较高,日处理垃圾20~30t,仅需4个工人操作,垃圾的处理成本每吨约360法国法郎;2000年澳大利亚悉尼奥运会期间,利用16万条蚯蚓处理奥运村生活垃圾,可以做到垃圾不出村就地消纳;美国加利福尼亚某公司,养殖5亿条蚯蚓,每天可处理200t工业废弃物;日本静冈县蚯蚓养殖场,面积1.65万m2,养殖蚯蚓用于处理有机废弃物和造纸厂的纸浆废渣等,每月可处理有机废物3000t。

有机固体废物的堆肥技术在实践应用中已获得长足的进展,但微生物堆肥需对固体废物进行分拣、破碎等预处理及堆肥产品的深化加工,这需要使用大量的机械设备,处理过程中能耗较高。蚯蚓是固体废物的活体破碎机、分离机和堆肥产品的高效造粒机,蚯蚓体内消化酶对有机物具有高效的降解作用,蚓粪酸碱中性、湿度适宜、孔隙大、耐水冲刷,适合于农作物的生长发育,是一种优质的有机肥及土壤改良剂,因此,利用蚯蚓的特殊功能,将微生物与蚯蚓共同构建有机固体废物的新型组合生物技术,将具有良好的应用前景。

4 蚯蚓在土壤修复中作用

蚯蚓对土壤系统有重要的生态环境作用。蚯蚓通过对生态系统中有机物质的分解转化,促进c、N循环显著增加土壤中氮、磷、钾等有效养分含量,并可提高土壤中脲酶、蔗糖酶和微生物活性,增强土壤供肥性能,从而实现促进植物生长。另外,由于蚯蚓体内能携带各种微生物,将蚯蚓引入污染土壤,便可以引入各种降解土壤中污染物的微生物,对土壤的改良和修复能起到很大的促进作用。

很多研究表明,蚯蚓在重金属污染的土壤中能增强土壤的养分循环,改良土壤条件,提高具有修复作用的植物的产量;同时,蚯蚓还可提高污染土壤中重金属的生物有效性,提高植物对重金属的吸收率。弋峰等研究了蚯蚓在铜矿废弃地生态恢复中的作用,研究表明蚯蚓对尾矿砂中铜元素富集用用很强,可达体重的0.12%;他们认为可以将蚯蚓接种投人尾矿废弃地,提取土壤中有害元素,进行土壤修复;在尾砂土和复垦土中投入一定数量的蚯蚓或蚓粪后,番茄的茎长、根长和干重均高于对照。

成杰民等研究了环毛蚓(Pheretima sp)和菌根菌种(Inoculum Endorlze-Mix2)在植物修复镉污染土壤中的作用,结果表明:同时接种蚯蚓和菌根的各处理对比仅接种菌根的处理,菌根对植物根系的平均侵染率增加了9%;他们认为蚯蚓可以通过取食、排泄等生命活动影响菌根的侵染,从而促进菌根根系对针向植物地上部分的转移作用。