植物-微生物联合修复重金属污染底泥/土壤的研究进展

重金属作为一种持久性污染毒物,近年来在中国由其引起的环境污染已引起了高度的关注。植物-微生物联合修复作为一种绿色环保技术,在石油污染土壤治理中的应用研究日益成熟,将该技术应用于重金属污染底泥/土壤的修复已逐渐开展。该文对中国底泥/土壤重金属污染的现状、处理方法等进行了概括,对植物-微生物联合修复的定义、原理进行了阐述,并从微生物类别的角度叙述了目前能用于重金属污染底泥/土壤处理的植物-微生物联合修复技术的几类不同形式,最后对植物-微生物联合修复法在底泥/土壤重金属污染修复中的应用前景进行了展望。     

植物-微生物联合修复技术在Cd污染土壤中的研究进展

近些年土壤Cd污染治理备受关注。植物-微生物联合修复技术是修复重金属污染土壤的重要方法之一,也是国内外研究的热点。主要论述了植物和微生物在土壤中对重金属元素的作用机制以及二者之间的协同修复机制,总结了目前已经发现对Cd具有富集作用的植物种类和微生物类型,并讨论了植物-微生物联合修复技术今后的研究重点。     

有机污染物的植物-微生物联合修复技术研究进展

环境中有机污染物如各类农药、石油化合物、多环芳烃、多氯联苯等导致了严重的环境污染问题,对人类健康也造成了严重威胁。因此,对环境中有机污染物的去除研究引起了人们的重视。在有机污染物修复技术中,最新出现的植物-微生物联合修复技术因其高效、环境友好和修复成本低等优点受到越来越多的关注。本文论述了有机污染物的植物-微生物联合修复技术原理、形式及其在污染土壤修复应用中的研究进展,并讨论了植物-微生物联合修复技术今后的研究重点,以期为环境中有机污染物修复提供参考。     

植物-根际微生物协同修复有机物污染土壤的研究进展

人工合成的有机化学物质具有化学性质稳定、难以降解、使用范围广、具有一定毒副作用及潜在的致畸致癌性,给人类生产生活相关的土壤环境造成严重影响。目前各个国家都已经采取各种措施,从污染治理等方面进行土壤修复,以减缓对环境的伤害,但是这些修复效果均不明显,且成本较高,还可能造成对环境的二次污染。植物修复技术和微生物修复技术是目前土壤污染治理较廉价和有效的手段之一,但这两者的修复过程都存在一些限制因素。本文论述利用土壤-植物-根际微生物的共存关系进行有机物污染土壤修复的2种方式及其原理,并介绍影响联合修复技术的几个因素,讨论今后植物-微生物联合修复技术的研究重点,以期在今后的研究及实际运用中,利用植物-微生物联合修复技术分别发挥植物、微生物修复的优点,达到联合彻底修复土壤、净化土壤的目的。     

内生菌-植物联合修复污染土壤研究进展

环境污染对生态系统及人类健康造成严重威胁。近年来,许多学者研究发现内生菌联合植物修复体系对修复自然环境中的重金属和有机物具有巨大的潜力。本文主要从内生菌联合植物进行污染修复的机理和应用两方面入手,介绍了内生菌接种宿主植物根、茎、叶部的几种方法及定殖的检测方法,总结了污染土壤中内生菌在植物组织内的定殖动态,以及内生菌-植物联合体系强化有机物污染和重金属污染修复效果的应用,并从内生菌调节生长因子、生物固氮和溶磷、在宿主植物体内的共代谢有机物、产生特异性酶降解有机物、提升植物对重金属抗性和降低重金属毒性几个方面解释了内生菌和植物的联合修复机理。最后指出,虽然已经有许多对于内生菌联合植物修复体系的研究,但是目前两者相互作用机理尚未完全清楚,对于多种内生菌组合体系以及处理水体和大气污染的研究并不完善,这些都将成为今后的研究重点。     

多环芳烃污染土壤生物修复技术研究进展

多环芳烃污染土壤的面积伴随着生物质燃料的广泛应用不断增加,污染程度亦随之增强,研究污染土壤高效修复方法已刻不容缓。生物修复相对于物理和化学修复具有费用低、效果好、不产生二次污染等优点。植物-微生物联合修复体系则是其中最为高效、最具市场潜力的修复技术。详细介绍了微生物修复与植物-微生物联合修复技术的机理及应用,并展望了多环芳烃污染土壤生物修复的发展趋势。     

ACC脱氨酶对大豆快生根瘤菌及苜蓿中华根瘤菌共生固氮与竞争结瘤的影响

利用大肠杆菌S17-1与根瘤菌进行两亲本接合转移,将苜蓿中华根瘤菌Sm1021中的ACC脱氨酶基因导入大豆快生根瘤菌HH103,在苜蓿中华根瘤菌Sm1021中过表达ACC脱氨酶基因,探讨ACC脱氨酶对根瘤菌共生固氮及竞争结瘤的影响。结果显示:接种过表达ACC脱氨酶的重组根瘤菌Sm1021,宿主植物地上部分鲜质量与结瘤数量有所增加;接种外源导入ACC脱氨酶的重组根瘤菌HH103,能够增加结瘤数,提高植物地上部分干质量且竞争结瘤能力增强。但是,接种2种重组根瘤菌后,宿主植物的根瘤鲜质量和根瘤固氮酶酶活性无明显变化。     

黄土高原地区土壤石油污染状况及生物修复技术研究进展

概述了黄土高原地区土壤石油污染状况及近年来该区油污土壤生物修复的研究进展,分别对微生物、植物及微生物-植物联合修复方法进行综述,强调生物强化技术在生物修复中的突出地位及植物-微生物联合修复方法的应用潜能。由于石油污染物的复杂性,现存技术在实际修复中效果并不明显,提出运用分子生物学技术研究酶功能基因、将代谢组研究融入油污土壤的修复、深入探究植物根际分泌物与微生物作用及菌根真菌生物降解机制的建议,旨在对黄土高原地区石油污染土壤修复探究工作奠定理论基础,对促进黄土高原地区土壤的保护及可持续利用具有重大意义。     

焦化厂区地肤根际芘降解细菌筛选和促生潜力研究

为强化焦化厂土壤多环芳烃原位植物-微生物修复的应用,提供具有降解多环芳烃功能的植物促生菌,分别以芘和1-氨基环丙烷-1-脱氨酶(ACC脱氨酶)为唯一碳源和氮源,采用富集培养法对某焦化厂优势植物地肤根际土壤中的功能菌株进行分离。研究分离的菌株对芘的降解能力和对植物的促生特性;通过种子萌发试验,以芘为碳源,研究菌株对地肤种子发芽率和根长的影响。多次富集后,得到7株菌,经鉴定命名为考克氏菌KSB1、芽孢杆菌KSB2、类香味菌KSB3、沙雷菌KSB4、副球菌KSB5、松鼠葡萄球菌KSB6、芽孢杆菌KSB7。经过14 d的降解实验,菌株KSB1、KSB2、KSB4、KSB5和KSB7均可降解约58%以上的芘。菌株KSB2、KSB4和KSB7的ACC脱氨酶活性大于3.5 Mα-KB·mg~(-1)·h~(-1)。在种子萌发实验中,菌株KSB2、KSB4和KSB7均可显著提高芘胁迫下(芘浓度10~25 mg·L~(-1))地肤种子的发芽率和芽长,其中KSB7的效果最好,与对照相比对地肤发芽率和芽长分别提高了56.76%和88.9%,表明菌株KSB7在焦化厂污染土壤的地肤-微生物联合修复中具有较大的应用潜力。     

利用微生物技术修复污染土壤的方法

土壤是人类赖以生存的重要资源,随着工农业生产的快速发展,土壤污染已成为全球性的重要环境问题。微生物修复技术具有其他土壤修复技术手段无法比拟的优势,已成为土壤修复领域研究的前沿之一。介绍了原位微生物修复技术和异位微生物修复技术的主要应用类型,对近年来国内外在固定微生物技术、微生物和植物联合修复技术、高效基因工程菌开发等方面的研究进展进行了综述,并对今后微生物修复技术的发展趋势和应用前景进行了展望。     

植物-微生物联合修复佳乐麝香与镉复合污染土壤的研究

为探讨植物-微生物联合修复佳乐麝香(HHCB)与镉(Cd)复合污染土壤技术的可行性及其相关修复土壤微生物群落多样性的变化,采用紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)与孔雀草(Tagetes patula L.)两种植物配合HHCB降解菌,对HHCB,Cd复合污染土壤进行联合修复研究,并使用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)在微观层面上进一步分析土壤微生物群落多样性的变化趋势。结果表明:孔雀草对Cd的富集效果要好于紫茉莉,且两种植物地上部分对于Cd的富集效果更好。HHCB含量的增加会导致降解菌的降解效率降低,在HHCB含量为100mg·kg-1时,最好的降解效果可达到63.58%,在HHCB含量为300mg·kg-1时,最好的降解效果达到55.3%。土壤中HHCB的含量升高,其细菌种群多样性指数呈现降低的趋势,添加Cd也会使其细菌种群多样性指数呈现降低的趋势,HHCB与Cd复合污染的细菌种群多样性指数低于HHCB与Cd单一污染的细菌种群多样性指数。研究结果为HHCB与Cd复合污染土壤的植物-微生物联合修复提供了一条比较可行的方法并为进一步研究其微生物多样性变化提供了一定的理论基础。     

多环芳烃污染土壤的植物修复研究进展

多环芳烃是一类广泛存在于环境中的持久性有机污染物,它不仅降低环境质量还会危害人体健康。植物修复是近年来发展起来的一种利用植物修复环境污染的技术,也是当前生物修复研究领域中的热点,许多实验证明植物能够促进土壤中多环芳烃的去除。植物修复的机理主要包括植物对多环芳烃的直接作用、根际微生物的降解作用和植物与微生物的联合作用,植物修复的效率会受多种环境因素的影响。为此,对植物修复多环芳烃污染土壤的植物筛选、修复机理、影响因素进行了概括,并对国内外近年来植物修复技术在多环芳烃污染土壤修复中的应用、研究成果和存在的一些问题进行了综述。     

3种污染土壤植物修复技术研究进展

土壤是人类一切活动的基础,目前土壤污染形势严峻,保护土壤刻不容缓,而植物修复技术是目前国际公认的最安全、有效的修复技术,并取得了显著成效。本文主要介绍了超富集植物、植物与微生物(动物)联合修复和植物与基因工程联合修复这3种植物技术研究进展及其发展方向,并指出各技术的优缺点。     

生物炭-超富集植物联合修复镉污染土壤的研究

[目的]探究生物炭与超富集植物联合修复镉污染土壤的效果.[方法]采用盆栽试验模拟镉污染土壤,构建生物炭-超富集植物联合修复试验系统,考察不同生物炭添加量和植物种类对植物重金属吸收与土壤中重金属形态的影响,并通过复种农作物评价修复效果.[结果]水稻秸秆生物炭添加比例为1％时,能显著提高超富集植物对镉的富集作用,且与黑龙葵联合时对镉修复效果最好,对镉的富集量比黑龙葵单独修复提高了26.74％,且修复后复种作物镉含量也有显著降低.[结论]生物炭和超富集植物联合可以用于镉污染土壤的修复,为该技术的工程应用提供了科学依据和理论支持.     

植物联合固氮菌修复土壤重金属污染的研究进展

近年来,由于工业和农业的高速发展,土壤重金属污染越来越严重,给动植物生长和人类生产生活产生了极大影响。生物修复技术作为一种低影响、高效益的修复方法,包括植物修复、动物修复和微生物修复,植物联合固氮菌的修复方法属生物修复中较为新型的一种技术手段。本文在概述了土壤重金属污染特点、来源、危害以及对传统修复技术评价的基础上,阐述了植物联合固氮菌修复土壤重金属污染的研究进展以及展望,以期为土壤重金属修复方法的研究提供参考。     

石油污染土壤的生物修复技术研究进展

随着石油工业的不断发展,石油污染土壤的治理问题已经成为当今研究者关注的焦点问题。相比于物理方法和化学技术,生物技术因为其高效、无毒,且对环境不产生明显的干扰而被广泛应用于原位和异位修复油污土壤。生物修复技术主要包括植物修复、微生物修复、植物-微生物联合修复等方法,通过对这些技术的优缺点进行比较,展望了今后土壤石油污染修复的发展趋势和研究重点。     

丛枝菌根真菌-植物共生体系在石油污染土壤修复上的研究进展

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza, AM)真菌能够与陆地80%～90%的维管植物建立共生关系,产生的地下菌丝体网络连接着植物根系、土壤及根际微生物。目前,丛枝菌根真菌被认为是提高石油污染土壤修复的工具。该文从石油对丛枝菌根真菌及其群落结构的影响、丛枝菌根真菌对植物的帮助及与其它微生物及物质共同作用提高石油修复效率等方面做以阐述。未来研究方南有以下几个方面：(1)寻找并选择针对不同石油及土壤的丛枝菌根真菌与宿主植物组合,并建立组合库;(2)利用分子手段及基因工程等技术研究丛枝菌根真菌对石油的降解或者提高宿主植物对石油的耐受性或降解等机制等;(3)关注菌丝际生态功能区,以“共生功能体”的概念入手深入挖掘,探究植物、根际及菌丝际微生物之间的相互作用及功能等三个方面开展工作,以期对未来修复工作提供科学支持。     

植物抗镉内生细菌筛选及其对小麦幼苗耐镉能力的影响

[目的]筛选出抗镉内生细菌,为应用植物—微生物联合修复技术修复镉污染土壤提供优势菌株.[方法]对秦岭铅锌尾矿区内优势植物杠柳(Periploca sepium Bunge)和草木樨(Melilotus suaveolens Ledeb)的内生细菌进行分离,筛选出具有较高镉抗性的内生细菌,进行16S rDNA序列分析,对其Cd2+去除率、吲哚乙酸(IAA)活性、铁载体活性和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性等生物学特性进行研究,并利用盆栽试验验证其提高小麦幼苗耐镉胁迫的能力.[结果]在800 mg/L Cd2+浓度条件下共分离筛选得到11株抗镉内生细菌(GS3、CR4、CG7、GR31、GR38、GR42、GR43、GR44、GR45、GR49和GR54),经鉴定均为芽孢杆菌(Bacillus sp.).生物学特性研究结果表明,在800 mg/L Cd2+浓度条件下11株内生细菌的Cd2+去除率在14.56%~79.45%,其中GR44的Cd2+去除率最高;7株内生细菌有IAA活性,其中GR44、GR49和CG7的IAA活性较高;11株内生细菌均有铁载体活性和ACC脱氨酶活性,其中GR44的铁载体活性最高,GR54的ACC脱氨酶活性最高.小麦盆栽试验结果表明,GR44能显著提高小麦幼苗的耐镉能力(P<0.05).[结论]筛选出的抗镉内生细菌GR44可作为植物—微生物联合修复技术中修复镉污染土壤的优势菌株,对矿区复垦具有一定意义.     

土壤铅污染的微生物修复研究进展

通过介绍土壤环境中铅的形态、铅污染的来源及其对生物的危害,阐述了土壤重金属铅污染的微生物修复机理:土壤中的铅可以通过微生物的生物吸附、转化等作用降低土壤中有效铅的含量,从而降低其对植物的毒性,达到修复土壤铅污染的目的。叙述了微生物修复土壤的弊端、植物-微生物联合修复及生物工程改良菌的应用等,并对土壤铅污染微生物修复的发展趋势进行了展望。     

化学-生物联合技术对重金属-有机物复合污染土壤的修复研究

重金属-有机物复合污染是当今土壤污染中最普遍的一种,利用传统的化学修复法或现阶段比较盛行的各种生物修复法,如超积累植物富集修复、微生物降解修复等都难以对重金属-有机物复合污染土壤进行彻底治理修复。主要就利用化学-生物联合技术修复重金属-有机物复合污染土壤的反应机理以及修复中存在的问题进行研究探讨,并对该技术今后的发展方向进行展望。