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工农业的发展和家庭消费引起的有机无机污染废弃物给环境带来了相当大的破坏,而微生物可在一定程度上降解或转化有机无机污染物,对土壤的生态健康和农业的可持续发展起到了一定的作用。
1、有机物污染
主要是有机农药,大多为一些卤代芳烃,最难降解的是一些氯化烃杀虫剂。土壤中的一些微生物则具有降解这些有机农药的功能。一些微生物可以把非芳环碳上的氯原子以氢原于取代,具有这种还原脱氯功能的微生物有酵母、普通变形菌、粘质沙雷氏菌等。
2、无机物污染
主要是一些重金属的污染,如汞、砷、铅、铬和镉等的污染,微生物对土壤中重金属活性的影响主要体现在以下五个方面:
1)生物吸附和富集作用,微生物可通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子,或通过摄取必要的营养元素主动吸收重金属离子,将重金属离子富集在细胞表面或内部;
2)溶解和沉淀作用,微生物对重金属的溶解主要是通过各种代谢活动直接或间接地进行的。土壤微生物的代谢作用能产生多种低分子量的有机酸,如甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等。真菌产生的有机酸大多为不挥发性酸,如柠檬酸、苹果酸、延胡索酸、琥珀酸和乳酸等,且真菌可以通过分泌氨基酸、有机酸以及其它代谢产物溶解重金属及含重金属的矿物;
3)氧化还原作用,土壤中的一些重金属元素可以多种价态存在,它们呈高价离子化合物存在时溶解度通常较小,不易迁移,而以低价离子形态存在时溶解度较大,易迁移,微生物可以氧化土壤中多种重金属元素;
4)微生物对重金属-有机络合物的生物降解,重金属可与土壤有机质形成稳定的络合物,对重金属在土壤中的化学行为产生深刻的影响;
5)菌根真菌与土壤重金属的生物有效性关系,菌根真菌与植物根系共生可促进植物对养分的吸收和植物生长,菌根真菌也能借助有机酸的分泌活化某些重金属离子,菌根真菌还能以其它形式如离子交换、分泌有机配体、激素等间接作用影响植物对重金属的吸收。
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氧化亚氮(N2O)是主要温室气体之一,土壤是N2O的重要排放源,其排放主要受N2O产生和还原的功能微生物影响。土壤团聚体是由原生颗粒(砂、粉、黏粒)、胶结物质和孔隙组成的土壤基本结构单元。根据粒径大小,土壤团聚体可分为大团聚体(>2mm)、小团聚体(2~0.25mm)、微团聚体(0.25~0.053mm)和粉黏颗粒(<0.053毫米)。不同粒径的土壤团聚体具有独特的物理化学特性,大团聚体孔隙连接度高、通气性好、周转率快、有机质丰富;微团聚体持水能力强、稳定性碳含量高,且受其保护的微生物不易被捕食。
土壤修复有物理、化学、生物等手段,譬如中国的治沙造林项目,通过植物固水、减少风蚀等,还原土壤的丰沛。由于近些年来全世界的土地生态正面临着前所未有的退化,而这将导致生物多样性降低,土地肥力下降,环境污染加剧等各类问题,所以多种方式的“土壤修复”显得尤为重要。在联合国《巴黎协定》等各项公约的倡导下,各国正在积极行动,有115个国家承诺落实土地恢复工作,可恢复的面积达约一个中国大小。
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伴随着土壤的不断开发和利用,土壤污染、退化问题愈发严重,严重限制了土地的生产力,由此土壤调理剂应运而生。合理使用土壤调理剂产品能有效改善土壤物理性状、化学性状,补充土壤中的营养元素,同时对土壤微生物群落的结构和数量进行调整,从而改善土壤的障碍因子,使之可再次进行高质高效的农作物生产活动。但土壤调理剂的不合理施用会直接引起土壤退化加剧甚至产生二次污染,同时长期施用土壤调理剂也可能会对土壤生态系统的结构和功能造成一定影响,导致土壤的产能与品质下降,引发农产品安全等相关问题。
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尽管汞(Hg)对环境中的生物体具有毒性,但对其对土壤微生物组的影响知之甚少,尤其是其对慢性效应的影响。在这里,我们评估了长期污染土壤中的汞对细菌和真菌群落的影响,以及从无污染到高污染的污染梯度。在微观世界实验中进一步评估具有不同历史Hg污染水平的这些土壤中微生物群落的短期反应(30天)
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本文分类讨论了铬的吸附机制,对利用多种生物吸附材料修复铬污染场地的研究进行了综述,展望了生物吸附修复铬污染场地的治理前景,以期为相关的研究工作提供参考。
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目前国内炼油企业处理其产生的含油污水,一般采用“老三套”污水处理技术,即:隔油—浮选—生化。其中浮选和生化技术最为关键。浮选技术一般采用加压溶气气浮法,该方法操作压力大、部件易损坏、维修不便,不适于中小企业使用;而生化技术则采用O/O、A/O、A/O/O 及氧化沟工艺等。这些传统生化工艺各有特点,基本可以保证出水达标〔1〕,但也显示出构筑物庞大、处理时间长、去除速率较低等缺点,而且因为含油污水中的有毒有害物质抑制生化处理,使得处理深度不够〔2-4〕。生物吸附—生物降解工艺(AB 法)兼具污泥高
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