《利用类球红细菌对铅污染土壤进行生物修复》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2016-06-29
  • 利用微生物对重金属污染的土壤进行生物修复是一项很有前景的技术。最初类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)是由油田注水中提取出来的细菌,现在用它来对铅污染土壤进行修复。基于该细菌最佳培养条件和对铅的耐受性的研究,研究人员在不同铅污染度的土壤中进行实验。结果表明,类球红细菌最佳的温度、Ph、接种体尺寸分别为30-35 ℃, 7和2 x 108 mL-1。类球红细菌不能从土壤中消除铅,但是能够改变它的形态。在生物修复过程中,铅可以被转化活性低或惰性状态。特别是交换性显著下降。小麦幼苗实验中,修复土壤中的铅的生物有效性降低。这个结果揭示了类球红细菌的作用机制是把铅变成了惰性化合物,包括硫酸铅和硫化铅。尽管铅的生物修复效率在小麦上表现非常低(根:14.78%;叶片:24.01%),类球红细菌对铅污染土壤的修复中仍然前景广阔。

相关报告
  • 《修复总石油烃污染土壤过程中,复合污染物铅对生态毒性和细菌群落的影响》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2020-07-03
    • 全球石油需求持续增长,在2018年已达到4488Mtoe,这导致大量石油产品进入环境。如果不加以处理,将会对自然生态系统产生严重风险。本研究中,我们评估了复合污染物铅对总石油烃(TPH)进行两种生物修复过程即自然衰减和生物刺激的效能,以及其相应的毒性和对受污染土壤中微生物群落的改变。经过28周的围隔实验,在单一污染情况下,生物刺激法使总石油烃(TPH)浓度降低了96%;在共污染情况下,生物刺激法使总石油烃(TPH)浓度降低了84%。与自然衰减相比,生物刺激降低总石油烃(TPH)浓度的效果非常显著。在单一污染和共污染情况下,自然衰减仅能使总石油烃(TPH)浓度分别降低56%和59%。然而,虽然生物检测发现自然衰减条件下总石油烃(TPH)的降解较低,但是与经过生物刺激的土壤相比,自然衰减的土壤中相关毒性明显降低了很多。对蚯蚓的毒性检测发现,在单一污染条件下,自然衰减处理的土壤中蚯蚓的毒性含量降低了72%,而生物刺激处理的土壤中蚯蚓的毒性含量只降低了62%。在共污染情况下,经过自然衰减和生物刺激处理后,毒性分别只降低了30%和8%。使用16s rDNA测序分析来评估共污染和生物修复处理的影响。NGS数据表明,细菌主要类别是类诺卡氏菌(Nocardioides spp.),在自然衰减处理的第20周,这种细菌占到40%。在生物刺激处理下的土壤样本中,在第12周,食烷菌(Alcanivorax spp.)超过50%,成为细菌群落的主要菌种。自然衰减处理下,除类诺卡氏菌(Nocardioides spp.)外,铅的存在导致了一些耐铅属细菌丰度的增加,比如炔草酯降解菌(Sphingopyxis spp.)和嗜热单胞菌(Thermomonas spp.)。相反,在生物刺激处理下,共污染物铅完全改变了细菌模式,在第12周时,假单胞菌(Pseudomonas spp.)在菌群中的含量接近45%。这些实验证明了,在修复总石油烃(TPH)和总石油烃-铅(TPH-Pb)共污染的土壤中,生物刺激比自然衰减更有效。此外,共污染物(例如,铅)的存在对受污染土壤中的总石油烃(TPH)的生物修复具有重要影响,这一点必须在设计生物修复方案前考虑到。
  • 《被污染农业土壤中多环芳烃-降解菌群对微生物生物修复的作用》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2019-06-03
    • 将多环芳烃(PAHs)污染土壤中添加菌群,以更好的研究土壤中本地菌群对多环芳烃的降解作用。在土壤渗滤液培养基中,该菌群联合体在16天内降解了超过52%的低分子量的多环芳烃和35%高分子量(HMW)的多环芳烃。16S rRNA基因高通量测序和定量聚合酶链反应分析环亚羟基化双加氧酶(RHDα)的α亚基基因表明,变形菌门和放线菌门,假单胞菌类、甲基杆菌类、诺卡氏菌类、甲基硫杆菌类、无色杆菌类、假黄色单胞菌类和柄杆菌类参与了多环芳烃降解并且可能具有携带RHDα基因(nidA和nahAc)的能力。根据生物量和RHDα基因含量选取和收集菌落,并加回到多环芳烃污染的土壤中,35天后,16个EPA优先的多环芳烃含量从95.23 mg/kg降至23.41mg/kg。与没有引入细菌群落的土壤相比,添加RHDα基因群落的土壤显着降低了其多环芳烃的含量,特别是高分子量(HMW)多环芳烃的含量。土壤中多环芳烃的代谢率与nidA和nahAc基因含量呈正相关。这些结果表明,向污染土壤中添加含有RHDα基因的本地细菌群落可能是清除农业土壤中多环芳烃的可行且环保的方法。