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【干货】微生物修复石油污染土壤的4类核心技术

2016-03-19 08:23来源:环境工程微信关键词:土壤修复石油污染微生物修复技术收藏点赞

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不同具体方法的石油去除率

近年来,人们逐渐重视和采用生物遗传工程手段研究和构建高效的基因工程菌。具体所采用的手段有:构建多个质粒的菌种、降解性质粒DNA的体外重组和原生质体融合技术等。利用生物强化修复手段,可以修复一些极端的不利于大多数微生物存在和生长的环境。研究表明,生物强化技术的优点是可以非常显著的提高石油类物质的降解效率,具体见表3。表中显示,经过生物强化技术修复后的土壤,石油类物质去除率明显增加。不足之处在于投入的微生物易受土壤环境的理化性质和生物学特性影响,从而在很多情况下限制了生物强化技术的应用。因此,如何优化生物强化修复体系和研究出更适合的生物强化修复方法,使得微生物更容易适应不同的自然环境则成为近年来研究的热点。

固定化微生物技术

微生物固定化技术(immobilized microorganism, IM)是指利用化学或物理的方法,将游离的微生物或酶固定在适当的载体中,主要优点是:对进行石油降解的微生物进行固定,可以避免人为的破坏生物体细胞和生物酶活性以及进行生化反应的稳定性,解决了微生物在污染环境中容易受到外部环境条件波动的影响,提高了单位介质中的微生物数量;固定化后的微生物能长期保持活性,其生长繁殖的微环境有利于屏蔽土著菌、噬菌体和毒性物质对外源菌种的恶性竞争、吞噬和毒害,提高固定化微生物的生存能力,使其在复杂、极端环境中仍可以稳定地降解石油类物质。

近年来,研究者们通过实验筛选出很多不会对土壤造成二次污染、对环境友好且可以自然降解或不可降解的载体,如花生壳粉末、活性炭、天然有机材料等来固定微生物菌体,解决了载体在土壤环境中不易回收的问题,同时也提高了石油类物质的去除率,见表3。选择载体时,应注意以下几个原则:

① 具有很强的机械和理化性质;

② 具有较强惰性,不干扰微生物功能;

③ 具有一定容量;

④ 物美价廉。

不同具体方法的石油去除率

从表4可知利用固定化微生物修复技术修复土壤中的石油污染,其石油去除率明显高于同等条件下利用生物强化与生物刺激的方法。目前IM技术主要用于流体介质(如废水)和半流体介质(如污泥)中,在非流动介质(如污染土壤)的运用则是刚刚兴起,具有很好的发展前景。IM技术的主要优点是去除效率较高,充分利用微生物的生物活性。缺点是固定化微生物修复载体在土壤中的不可回收给自然环境带来了一定的风险,另外复杂成分的载体材料、微生物以及石油类物质之间的相互作用对分析降解有机污染物的机理带来困难。因此,在今后的研究方向主要集中于:

① 继续寻找合适的、对环境有好的载体材料,载体应有足够好的强度、惰性;

② 研究载体材料、微生物、石油类物质之间相互作用;

③ 研究载体材料应降低成本,简化载体制作流程,向利于技术的传播与应用方向发展;

④研究应向混合微生物固定化、基因工程菌种固定方向发展,提高石油降解率;

⑤ 研究和评估固定化载体对环境影响风险等。

原标题:【干货】微生物修复石油污染土壤的4类核心技术
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