微生物在生態(tài)修復(fù)中的作用精選(九篇)

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第1篇：微生物在生態(tài)修復(fù)中的作用范文

關(guān)鍵詞：根瘤菌豆科植物；共生體系；重金屬污染；修復(fù)方式

中圖分類號：X53文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2016）02007603

1引言

隨著重金屬污染問題對全球環(huán)境及人類健康造成的危害日益擴大，重金屬污染的修復(fù)問題越來越為世界各國所關(guān)注。我國大部分廢棄地或礦區(qū)均存在殘留重金屬濃度高、氮素、磷素等營養(yǎng)元素缺乏及土壤偏酸性等問題，微生物對土壤氮循環(huán)中起著關(guān)鍵的作用，而根瘤菌豆科植物共生體系在修復(fù)重金屬污染中具有劃時代的意義。豆科植物具有重金屬耐性，其可以與根瘤菌共生，起到固氮的作用，可有效解決上述存在的問題[1]。本文主要論述修復(fù)土壤重金屬污染的方法，簡要分析微生物抗重金屬的相關(guān)原理，同時講述根瘤菌豆科植物共生體系在重金屬污染環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用，希望能為科研學(xué)者們提供參考。

2修復(fù)土壤重金屬污染的重要意義

土壤是人類獲取食物和其他資料的基礎(chǔ)保障，同時土壤也是各種物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)存儲庫，其對環(huán)境的各類變化具有很高的敏感度。土壤中重金屬的殘留時間越久不僅使土壤的肥力退化，而且會通過食物鏈?zhǔn)谷祟愰g接的吸收重金屬，危害到人類的健康。有權(quán)威資料顯示，土壤、大氣和水體三者之間的相關(guān)性和耦合性使得人類對修復(fù)大氣和水體的重金屬污染的關(guān)注度大于對修復(fù)土壤的重金屬污染的關(guān)注度，但無論怎樣，若是土壤的重金屬污染環(huán)境得不到修復(fù)，則大氣和水體的污染環(huán)境也無從解決。因此修復(fù)土壤的重金屬污染環(huán)境可從根本上維持生態(tài)的可持續(xù)和穩(wěn)定發(fā)展。

3修復(fù)土壤重金屬污染的方法

當(dāng)前很多領(lǐng)域?qū)ν寥赖闹亟饘傥廴拘迯?fù)技術(shù)都做了很多研究，筆者經(jīng)過查閱資料后總結(jié)出修復(fù)土壤重金屬污染的兩大有效途徑就是運用固化作用和活化提取去除。通過固化作用可降低各生物之間的循環(huán)利用性，同時降低重金屬的遷移性和毒性。詳細(xì)的方法有自然、物理、化學(xué)及生物等修復(fù)方式[2]。從綜合的角度分析，自然修復(fù)主要與土壤自身的理化性質(zhì)有很大關(guān)系；物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)在整體的修復(fù)效果來說非常好，所花費的時間較少，但修復(fù)成本較高，會造成土壤物理性質(zhì)的變化，有可能會引發(fā)二次感染，無法解決實際問題；生物修復(fù)包含微生物修復(fù)、植物修復(fù)及微生物植物共同修復(fù)這3種形式，是一種新興的修復(fù)技術(shù)，其以操作簡便、成本低廉、安全性高及對環(huán)境影響少等優(yōu)點而被當(dāng)作修復(fù)重金屬污染環(huán)境的有效途徑。微生物修復(fù)雖然可通過積累重金屬或是改變重金屬的化合狀態(tài)來達(dá)到降低土壤中重金屬毒性的作用，但純粹的微生物修復(fù)在實際應(yīng)用中并沒有將Cu、Pb等重金屬離子從土壤中移除，待微生物細(xì)菌死亡后這些金屬又會自然的回到土壤中產(chǎn)生循環(huán)污染，因此采用微生物修復(fù)方式?jīng)]有明顯作用。而微生物植物共同修復(fù)方式則是結(jié)合微生物與植物共生的關(guān)系，充分發(fā)揮各自的修復(fù)作用，并彌補對方的不足，從根本上提升了土壤重金屬污染的修復(fù)效率，具有很高的應(yīng)用價值。

4微生物-植物共同修復(fù)方式的具體闡述

4.1微生物的抗重金屬性及解毒機制

若土壤中的重金屬濃度過高，則會影響到微生物的代謝功能，最終改變微生物物種的分布和數(shù)量。因此為了適應(yīng)這樣的污染環(huán)境，微生物會形成對應(yīng)的抗重金屬性和解毒機制[3]。而微生物對重金屬的解毒機制在理論上非常復(fù)雜，且不同種類的微生物其抗性及解毒機制也不太相同，所運用的解毒原理通常都包括沉淀、整合、外排、富集和隔離等。例如微生物對銅的抗性最顯著的就是大腸桿菌，其主要是負(fù)責(zé)將過量的Cu2+移出細(xì)胞質(zhì)，并通過其他組分將細(xì)胞周圍的Cu2+濃度進(jìn)行控制，保證植物在一定Cu2+濃度下存活；而微生物對對鋅的抗性則表現(xiàn)為當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的Zn2+濃度達(dá)到一定值時，微生物會通過自身對Zn2+的吸收性，啟動外排系統(tǒng)將細(xì)胞內(nèi)定量的Zn2+排出細(xì)胞外，從而達(dá)到降細(xì)胞內(nèi)Zn2+濃度的效果。利用這樣的抗性機制，微生物可以同時轉(zhuǎn)化和改變土壤中重金屬的離子形態(tài)，這本身就是一種解毒效果，對土壤的整體環(huán)境而言就是一種良好的修復(fù)效果（圖1）。

4.2微生物-植物共同修復(fù)技術(shù)的作用

該項技術(shù)一方面主要是運用PGPR細(xì)菌（促植物生長根際細(xì)菌）能分泌的酶、有機酸和表面活性劑等物質(zhì)，進(jìn)而提高土壤中重金屬的生物有效性，從而提升植物對重金屬元素的可吸收性、累積和固化等效率；另一方面主要是依靠ACC脫氨酶等各類分泌特異性酶、維生素、各類植物激素以及具有氮固定作用的根瘤菌來促進(jìn)植物的生長，從而提升植物的總量，進(jìn)而增加重金屬的總積累量。同時植物在整個過程中不斷的分泌類似糖、氨基酸和有機酸等物質(zhì)，在一定程度上為微生物提供了能源，保證了微生物的作用持續(xù)，同時還改善了土壤的理化性質(zhì)，也間接促進(jìn)了微生物的繁殖和生長[4]。由此可見，微生物-植物共同修復(fù)技術(shù)彌補了微生物及植物各自在修復(fù)過程中存在的不足，提高了整體的修復(fù)效率。由上文的分析中可知，氮素等營養(yǎng)成分不足是限制重金屬污染地植被恢復(fù)的關(guān)鍵因子，因此氮素含量水平成為了判斷重金屬污染地生態(tài)修復(fù)效果的指標(biāo)。根瘤菌豆科植物共生體系是目前固氮能力及抗逆能力最強的體系，兩者之間存在一種緊密互利關(guān)系，既可以提升土壤的肥力，同時還能夠固定或移除土壤中的重金屬

4.3根瘤菌豆科植物共生體系修復(fù)重金屬污染的效果

4.3.1根瘤菌的選擇和促植物生長的相關(guān)特性

具有重金屬抗性的根瘤菌在重金屬長期污染環(huán)境下，可有效的與宿主（豆科植物）進(jìn)行結(jié)瘤和固氮。與眾多的微生物相同，根瘤菌也可以通過某一種重金屬抗性系統(tǒng)維持某一種金屬離子的穩(wěn)定狀態(tài)，其作用機制與上文提到的相同。因此，國內(nèi)外很多學(xué)者對豆科植物和根瘤菌的共生體系做了很多研究，并提出了根瘤菌的選擇的重要性。有學(xué)者從受Ni污染的土壤中分離出40余種微生物后進(jìn)行分類，對其中的9種重金屬做耐性評定之后發(fā)現(xiàn)某一株菌對Zn2+具有很好的耐性；也有學(xué)者在某一礦區(qū)中篩選出某一種株菌并對其進(jìn)行液體培養(yǎng)基時發(fā)現(xiàn)存在具有很好耐受性的Zn和Cd離子。由此可見根瘤菌作為一種內(nèi)生菌，其通過長期的進(jìn)化后能與植物形成一種穩(wěn)定的互惠互利關(guān)系，其能夠為植物提供營養(yǎng)，發(fā)揮促進(jìn)植物生長的作用；同時其位于植物的內(nèi)部，植物本身也對其具有保護(hù)和提供能源的作用，從而發(fā)揮穩(wěn)定的促生作用。當(dāng)然，根瘤菌也與其他促生菌相同，除了促進(jìn)植物生長，同時還有重金屬累積作用，在重金屬污染地的修復(fù)中發(fā)揮著強大的作用。

4.3.2根瘤菌的抗重金屬性及解毒機制

根瘤菌通過長期的進(jìn)化后能有效適應(yīng)環(huán)境的改變和有害物質(zhì)的存在，這就表現(xiàn)出了根瘤菌的抗重金屬性。有學(xué)者對某一株菌對Cd的抗性書評進(jìn)行研究，經(jīng)鎘處理前后觀察GSH變化后發(fā)現(xiàn)，Cd抗性對根瘤菌處理前后其GSH變化明顯，且GSH對Cd有一定的解毒效果。現(xiàn)階段關(guān)于根瘤菌的抗重金屬性及解毒機制的研究成果還比較少，需要更進(jìn)一步研究。

4.3.3根瘤菌豆科植物共生體系生態(tài)修復(fù)效果

通常根瘤菌在土壤中生長速度較慢，但如果侵染豆科植物后其生長速度明顯加快。侵染后其能在豆科植物的根部形成根瘤，隨后持續(xù)繁殖，此時它可為植物提供氮素，同時還能通過自身的分泌物促進(jìn)植物的生長和累積重金屬[5]。有學(xué)者對兩者共生體系的特性進(jìn)行研究時候發(fā)現(xiàn)，沒有經(jīng)過接種的某一株菌其生物量非常小，并表現(xiàn)出營養(yǎng)不足的癥狀，但經(jīng)過抗金屬性接種后其生長速度明顯加快；也有研究學(xué)者研究As對根瘤菌大豆共生體系所產(chǎn)生的影響后發(fā)現(xiàn)As營養(yǎng)液中生長的某一株菌其莖和根的重量雖沒有上升，但相對于沒有接種的植物來說，其重量上升了40%左右，而植物本身的氮素含量卻沒有升高，由此可以得出這一株菌能分泌

植物激素，有促生作用。以上學(xué)者的研究結(jié)果表示可通過根瘤菌豆科植物共生體系之間的相互作用，以固氮作用加快重金屬污染地中氮元素的累積，促進(jìn)土壤中的氮素循環(huán)和其他營養(yǎng)成分的累積，同時還可富集眾多的重金屬元素，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

5結(jié)語

近年來，我國各大礦區(qū)和廢棄地接連發(fā)生土壤貧瘠、氮素等營養(yǎng)元素不足及重金屬污染的不可降解性等問題，而這些均是限制重金屬污染土壤生態(tài)修復(fù)的主要因素。根瘤菌作為一種重要的農(nóng)業(yè)資源，其在環(huán)境修復(fù)過程中起著關(guān)鍵的作用。能在重金屬環(huán)境中存活的豆科植物，主要是依靠根瘤菌侵染自身后與之進(jìn)行共生和固氮，將兩者的共生體系應(yīng)用在重金屬污染土壤的修復(fù)中，對土壤的氮素循環(huán)和積累營養(yǎng)元素有了顯著的促進(jìn)作用。文中，筆者介紹了目前全球最先進(jìn)的土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)，指出了根瘤菌豆科植物共生體系共同修復(fù)能夠維持污染環(huán)境的氮素平衡，實現(xiàn)了人類與環(huán)境的和諧共生。

參考文獻(xiàn)：

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第2篇：微生物在生態(tài)修復(fù)中的作用范文

關(guān)鍵詞：環(huán)境保護(hù)；新技術(shù)；探討

1 環(huán)境保護(hù)工作的意義

人類社會的發(fā)展與生態(tài)和自然環(huán)境密不可分。環(huán)境是社會發(fā)展的重要因素之一，影響著資源開發(fā)和環(huán)境的利用，隨著社會的發(fā)展進(jìn)步與周圍環(huán)境的接觸融合日益緊密，可以說環(huán)境是人類賴以生存與發(fā)展的基礎(chǔ)，也是人類開發(fā)利用的主要對象。環(huán)境的主要功能和作用有：一是提供人類生存與發(fā)展所必需的各種物質(zhì)基礎(chǔ)和自然生態(tài)條件及自然資源。環(huán)境可以提供人類從事生產(chǎn)活動的一切原料，也能保證包括人類在內(nèi)所有生物生存所需營養(yǎng)供給。人類從自然地理環(huán)境中發(fā)掘各種能源如煤、石油、天然氣等，利用耕地資源生產(chǎn)糧食蔬菜等，利用森林牧場生產(chǎn)木材和畜產(chǎn)品等，使人類形成了許多生產(chǎn)經(jīng)營等活動。所以環(huán)境資源的雄厚與匱乏在一定意義上影響著經(jīng)濟活動的效益、規(guī)模和速度。當(dāng)人類掠取資源的速度超過環(huán)境支付的水平時，便產(chǎn)生了入不抵出，就難以維持繼續(xù)發(fā)展了。二是消費和吸收人類活動產(chǎn)品，必然會有不能被消耗掉的東西流入環(huán)境，成為污染環(huán)境的廢物。當(dāng)這些廢棄物排放總量超過環(huán)境的消化吸收能力的時候，就會導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量的整體下降。三是環(huán)境能夠為人類生活提供美好的精神享受。環(huán)境除了給人類提供能量，供給物質(zhì)基礎(chǔ)以外，還能很大程度上帶給人們精神的愉悅。清爽的空氣，優(yōu)美的環(huán)境，不但使人們心情愉快、精神放松，更能夠提高人體素質(zhì)，增強機體活力，提高整個人類生活水平。所以說環(huán)境影響舉足輕重，保護(hù)環(huán)境功在當(dāng)代利在千秋。

2 生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用

2.1 運用生物技術(shù)處理廢水

2.1.1 活性污泥法

微生物的種類繁多，不同的微生物有著不同的性質(zhì)，結(jié)合微生物的特點可以有多種去除污染的方法。利用微生物的喜氧性使水和污濁物分開，這種微生物可稱為有生命的去污劑。去污方法如下：在被污染的水中存在著許多被污染了的有機化合物，他們是許多微小生物的食物。將大量含有氧氣的空氣注入被污染的水中，水中的各種微小生物迅速地得以繁衍，與那些被污染了的有機化合物一起漂浮于水面，其中喜氧性微生物將水中溶化了的有機化合物作為食物，不斷地繁衍增多，水中被污染的有機化合物最后消除，將處理后的水與漂浮物分開。

2.1.2 生物保護(hù)膜法

這也是利用微生物喜氧性進(jìn)行污水處理的一種方法。具體做法如下：首先要進(jìn)行微生物保護(hù)膜的掛膜。在生物濾池中投放濾料，使那些喜氧性的細(xì)菌和大量的真菌粘附在過濾性的材料表面，形成一層帶粘性、薄膜狀的微生物混合群體。在生物濾池中微生物保護(hù)膜與水充分接觸，溶于水中的被污染的有機化合物被微生物保護(hù)膜吸住，變成了他們的食物，被污染的水得到處理。這項污水處理方法在許多污水治理項目中得以應(yīng)用。

2.1.3 天然微生物處理法

在自然界中生活著大量的微生物，利用這些天然微生物治理污水的技術(shù)是一種行之有效的方法。建一個生物塘，將土地進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯ば拚⒃O(shè)置圍堤和防滲層，依靠塘內(nèi)生長的微生物來處理污水。主要是利用菌藻的共同作用處理污水中的有機污染物。在生物塘中各種菌藻通過光合作用提供大量的氧氣，用以溶解有機污染物，這些被溶解的有機物成為好氧微生物的食物，從而達(dá)到污水的凈化。生物塘污水處理系統(tǒng)具有建設(shè)投資和運轉(zhuǎn)費用低、維護(hù)和維修簡單、便于操作、能有效去除污水中的有機物和病原體、無需污泥處理等優(yōu)點。

2.1.4 厭氧生物處理法

這是利用一些微生物的代謝過程不需要氧氣，就能將水中的有機底物降解進(jìn)而轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳的有機污水處理方法。這種處理方法分為酸性消化和堿性消化兩階段。在第一階段，在產(chǎn)酸菌分泌的外酶作用下，大分子有機物變成簡單的有機酸和醇類、醛類氨、二氧化碳等；第二階段酸性消化的代謝產(chǎn)物在甲烷細(xì)菌作用下進(jìn)一步分解成甲烷、二氧化碳等構(gòu)成的生物氣體。這種廢水處理能耗少，是一種低成本的廢水處理技術(shù)。它是一種將廢水處理與能源回收利用相結(jié)合的技術(shù)，十分適合廢水濃度高，環(huán)境污染嚴(yán)重的部門使用。

2.2 生物技術(shù)應(yīng)用于廢氣凈化處理

現(xiàn)在較為常用的廢氣凈化方法主要有：利用微生物進(jìn)行過濾法、利用微生物對某些廢氣的吸附法，還有微生物洗滌法。運用微生物技術(shù)對廢氣進(jìn)行處理，與舊的廢氣處理辦法相比，有費用低、功效高、無危險、不產(chǎn)生垃圾等優(yōu)勢。利用微生物對廢氣進(jìn)行處理，生產(chǎn)原理是根據(jù)不同性質(zhì)的廢氣，利用微生物本身的特點，對廢氣予以處理，主要運用微生物的吸收和過濾作用。吸附法主要是含有胺、酚、乙醛等污染氣體通過微生物時，微生物會吸收這些氣體，凈化率達(dá)到95%以上；過濾法就是有臭味的氣體通過微生物時，微生物予以分解的過程。

2.3 生物技術(shù)應(yīng)用于固體廢棄物處理

固體廢物就是進(jìn)行工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢物、城市生活廢品廢物，還有凈化污水留下的淤泥等。現(xiàn)在我們國家有四種辦法處理固體廢棄物：（1）積聚：這是最早的方法，現(xiàn)在已經(jīng)過時，這種方法要占用大量的土地，因為大量廢物堆積，也極易引發(fā)臭味。（2）深埋：這種方法是先選擇一塊場地，挖掘深坑，把廢棄物填在其中，上面蓋以新土，在密閉的空間內(nèi)，廢棄物會發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)。也可以在上面種植植物或修建建筑物；（3）燒毀：這種方法是把含有有機物的廢棄物高溫處理，但這種方法建成設(shè)備投資和操作費用都比較高，存在二次污染的問題。廢品中的有機物在城市垃圾中占到50%，把這些有機物提煉出來，轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的肥料，既節(jié)約了成本，又使廢物得到了二次應(yīng)用，對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)非常有利。

2.4 生物技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境污染修復(fù)

利用微生物修復(fù)就是運用微生物本身進(jìn)行生命活動的代謝過程來去除或降低環(huán)境中有毒有害化合物的科技體系，目前應(yīng)用的方法主要有增加透氣量、添充微生物營養(yǎng)、增添新型菌種，運用微生物自身特有的吸附、過濾、分解能力處理污染物，除去人類生存環(huán)境中的有害物質(zhì)，對環(huán)境達(dá)到凈化的目的。在以前的20年里，我國的生物修復(fù)技術(shù)主要是以外國在此方面的研究成果為基礎(chǔ)，經(jīng)過多方面的探討，取得了很大的成就，但涉及應(yīng)用原理的研究很少。伴隨著這項科技的快速發(fā)展，生物修復(fù)的內(nèi)容也在日益增多。以前應(yīng)用的生物修復(fù)技術(shù)除外，最近幾年還進(jìn)行了植物修復(fù)方法、真菌修復(fù)方法等技術(shù)的研究。可用于生物修復(fù)的范圍很廣，依據(jù)修復(fù)的環(huán)境來說，有土地生物修復(fù)、堆積物生物修復(fù)、用水生物修復(fù)和大海生物修復(fù)等；依據(jù)人的參與情況來說，有自然界生物修復(fù)和人為生物修復(fù)，人為生物修復(fù)又包括原位置生物修復(fù)、移動位置生物修復(fù)和運用器械幫助生物修復(fù)。

3 結(jié)束語

生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用愈來愈普遍，是一種高效環(huán)境整治措略，它在整治環(huán)境污染、生物修復(fù)等方面得到了普遍運用，受到了很多人群的關(guān)注，為社會積累了財富。有財富必然會有發(fā)展，這種技術(shù)的飛速發(fā)展有力帶動了環(huán)境保護(hù)前進(jìn)的腳步，會給人類綜合治理環(huán)境和能源開發(fā)提供強有力的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

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第3篇：微生物在生態(tài)修復(fù)中的作用范文

關(guān)鍵詞：生物修復(fù)；池塘自凈能力；池塘生態(tài)；自凈能力；藻相；微生物相

1、前言

水產(chǎn)養(yǎng)殖是我國國民經(jīng)濟的重要組成部分，海水養(yǎng)殖作為水產(chǎn)養(yǎng)殖的支柱產(chǎn)業(yè)，為國民經(jīng)濟建設(shè)和人民生活水平提高做出了重要貢獻(xiàn)。但隨著海水養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，海區(qū)污染、蝦塘老化、黑臭底泥淤積、大規(guī)模災(zāi)難性病毒病的爆發(fā)和流行等問題迅速暴露出來，使人們對傳統(tǒng)掠奪式養(yǎng)殖模式提出質(zhì)疑[6、7].、生物修復(fù)（ Bioremediation）是國內(nèi)外近10年發(fā)展起來的最新環(huán)境工程技術(shù)，已被成功地應(yīng)用于土壤、城市河湖、地下水，近海洋面的污染治理和農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等多個領(lǐng)域[1、2、3、4、5]，并成為二十世紀(jì)環(huán)境科技發(fā)展最快的高新技術(shù)領(lǐng)域之一。和傳統(tǒng)掠奪式養(yǎng)殖模式不同，生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖，并不通過大量使用高營養(yǎng)的餌料和抗生素提高養(yǎng)殖產(chǎn)量，而主要通過生物-生態(tài)措施，修復(fù)受損的池塘生態(tài)系統(tǒng)，加速生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)，增加水體溶氧，改善水質(zhì)和池塘自凈能力，提高水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量和品質(zhì)，實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展。

2、傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖存在的主要問題

傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式，尤其是高密度養(yǎng)殖模式大多以消耗大量高蛋白飼料，以污染池塘自身和近岸環(huán)境為代價來維持的生產(chǎn)方式，加之養(yǎng)殖戶為了防治魚（蝦）病，大量使用消毒劑、抗生素等蝦藥，甚至人藥魚（蝦）用，用藥劑量越來越高，藥物的毒性越來越強，這些藥物的使用，又嚴(yán)重破壞了已經(jīng)十分脆弱的生態(tài)環(huán)境，形成越病越治、越治越病的怪圈[6、7、8、9、10、11].老化池塘中，養(yǎng)殖殘餌、糞便、死亡動植物尸體和消毒劑、抗生素等有毒化學(xué)物在池底沉積多年，形成黑色污泥，污泥中含有豐富的有機質(zhì)，厭氧微生物占主導(dǎo)地位，氣溫升高加速了有機質(zhì)的厭氧分解，消耗水中大量氧氣，產(chǎn)生NH3、H2S、NO2-等有毒物質(zhì)，影響對蝦正常生長發(fā)育，而且黑色污泥中含有大量的致病菌，寄生蟲和敵害生物的卵，增加了池塘病源的傳播途徑，使生產(chǎn)過程中魚（蝦）藥的用量增加，水產(chǎn)品品質(zhì)下降。如在我國沿海地區(qū)對蝦養(yǎng)殖區(qū)，老化蝦塘的底泥污染問題，已成為困擾養(yǎng)蝦業(yè)發(fā)展的重要因素之一[11].

3、池塘生態(tài)系統(tǒng)與水產(chǎn)養(yǎng)殖

池塘是一個人工圈養(yǎng)體系，其生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)有很大差異，其結(jié)構(gòu)特點是養(yǎng)殖動物在生物群落中占絕對優(yōu)勢，這一優(yōu)勢是在人工扶持下形成的，由于大量人工飼料投入養(yǎng)殖系統(tǒng)，除牧食鏈，腐屑鏈外，在食物關(guān)系中又增加了飼料鏈，也因此使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了一定改變，決定了系統(tǒng)的低生態(tài)緩沖能力和脆弱性，其龐大的養(yǎng)殖動物生物量造成系統(tǒng)生態(tài)金字塔畸形，系統(tǒng)生物多樣性指數(shù)下降，水質(zhì)也常常出現(xiàn)較大波動。

3.1、池塘生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者在池塘生態(tài)體系中，浮游植物是初級生產(chǎn)者，藻類通過光合作用合成碳水化合物，放出氧氣，優(yōu)良的單胞藻可為池塘中浮游動物，底棲動物甚至養(yǎng)殖動物直接濾食，也可直接吸收池塘中NH3、H2S、等有害物質(zhì)，改良池塘水質(zhì)，更為重要的是，藻類光合作用提高池塘的溶氧水平，促進(jìn)池塘好氧微生物的生長繁殖，加速池塘有機質(zhì)的分解和礦化。藻類的生長繁殖需要營養(yǎng)鹽，營養(yǎng)鹽主要來源于底泥的釋放和好氧微生物對有機質(zhì)的分解礦化，優(yōu)良的藻相能提高池塘溶氧水平，特別是池塘中下層水體溶氧水平，有利于建立良好的池塘生態(tài)體系。

3.2、池塘生態(tài)系統(tǒng)中分解者微生物是池塘生態(tài)體系中的分解者，分解池塘殘餌、對蝦糞便以及浮游動植物殘體等有機污染物，使之礦化成營養(yǎng)鹽，供藻類吸收利用。池塘微生物種類和數(shù)量，尤其是底泥微生物種類和數(shù)量不同，對有機質(zhì)的分解能力、分解途徑和終產(chǎn)物不同，好氧微生物對有機質(zhì)進(jìn)行完全分解，其分解產(chǎn)物主要為CO2等，而厭氧微生物對有機質(zhì)進(jìn)行不完全分解，產(chǎn)生NH3、H2S等有害物質(zhì)，造成池塘水質(zhì)惡化，影響?zhàn)B殖動物的正常生長發(fā)育。在池塘生態(tài)體系中，由于有機污染物的大量進(jìn)入，微生物對有機質(zhì)的分解消耗大量氧氣，很容易造成池塘，尤其是池塘底部溶氧降低，可能形成有機物厭氧分解，使用池塘生態(tài)體系失控。

3.3、池塘生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者、分解者及其與水產(chǎn)養(yǎng)殖相互關(guān)系從池塘對有機污染物的自凈能力上看，微生物和藻類是池塘諸多生態(tài)因子中最為關(guān)鍵的二大因素，在池塘生態(tài)體系中，微生物種群和數(shù)量（即微生物相）與藻類的種群和數(shù)（即藻相）是密切相關(guān)的，微生物通過其分泌物的直接作用或通過其代謝產(chǎn)物―――營養(yǎng)鹽化學(xué)狀態(tài)和濃度的間接作用而影響藻相，研究表明，微生物具有殺藻、抑藻和有效降低藻毒作用，且存在種間選擇性。同樣，藻類通過對池塘溶解氧的影響而影響微生物相，池塘溶氧增高，能促進(jìn)底泥好氧微生物繁殖，加速有機質(zhì)的完全分解和礦化，維持池塘良好的生態(tài)環(huán)境。

在池塘微生物相和藻相的相互關(guān)系中，池塘水體，尤其是中下層水體的溶氧水平是最為重要指標(biāo)。池塘溶氧，除了供養(yǎng)殖動物消耗外，更多的應(yīng)用于水質(zhì)凈化，研究表明，蝦池水耗氧量占池塘總耗氧量的69.4％，池塘溶氧主要來源于表面水面與空氣接觸溶入和浮游植物的光合作用，藻相對池塘溶氧水平起到至關(guān)重要的作用。

藻類的生長不僅需要N、P等營養(yǎng)，而且需要Ca、Mg、Fe、Mo、有機酸等微量營養(yǎng)[16、17、18]，當(dāng)池塘中微量營養(yǎng)缺乏時（濃度過低或者以不溶性化合物形式存在），一些藻類，尤其是高等產(chǎn)氧單胞藻（即所謂優(yōu)良藻類）的生長受到限制，此稱之謂限制生長營養(yǎng)。而另外一些藻類如絲狀藍(lán)綠藻等因其具有遺傳上適應(yīng)性，具有較大表面積和氣泡，能爭奪微量營養(yǎng)供其生長繁殖，浮在池塘表面遮住陽光，抑制產(chǎn)氧單胞藻的生長，而較容易形成優(yōu)勢種群，因此，微量營養(yǎng)缺乏時，往往使原始藍(lán)綠藻等不良藻類迅速取得競爭優(yōu)勢，降低了藻類多樣性指數(shù)，形成不良藻相，形成池塘溶氧水平的波動。池塘藻相的形成與穩(wěn)定性與池塘水體中N、P營養(yǎng)的供應(yīng)水平和池塘微量營養(yǎng)的濃度密切相關(guān)。

第4篇：微生物在生態(tài)修復(fù)中的作用范文

1.1生物膜技術(shù)采用生物柵、人工水草、漂浮濕地浮體等高比表面積材料，使有水質(zhì)凈化作用工程菌、原生動物、后生動物等附著在材料表面上并生長繁育，形成膜狀微生物層。受污染水體與生物柵、人工水草、漂浮型人工濕地浮體接觸時，水體中的有機污染物、氮、磷等營養(yǎng)物首先被其上的微生物大量分解、轉(zhuǎn)化成CO2、N2等無氣味氣體釋放出水體（異化作用）和少量吸收成為自身的組成部分并繁殖（同化作用），之后通過水體中食物鏈?zhǔn)雇饔貌糠值脑夭粩嗟貜乃w中去除，使水體得到凈化，同時也為水體生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建提供了大量初級的生產(chǎn)者。這種處理方法能夠有效的去除污水中污染物，使水體得到凈化。生物柵、人工水草、漂浮型人工濕地載體還為水生動物提供良好的棲息環(huán)境和隱蔽場所，有益于水體生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。

1.2水生植物凈化技術(shù)水生植物凈化技術(shù)主要是指利用在水體中種植水生植物，通過水生植物的生長吸收、水生植物與水接觸面的生物膜形成和其他物理、化學(xué)作用達(dá)到凈化水體作用的技術(shù)，與水生植物種植相關(guān)的水生植物培育技術(shù)也是該技術(shù)組成部分。本設(shè)計中采用了吸污耐污能力較強的水生植物品種，同時兼顧水體水面景觀要求，其中：挺水植物采用漂浮濕地、淺難濕地種植，浮水植物采用凈化浮島種植，沉水植物種植于水面較淺、陽光充足的水域。

1.3微生物循環(huán)馴化技術(shù)微生物循環(huán)馴化技術(shù)是利用污染水體中的營養(yǎng)鹽作為培養(yǎng)基，通過特殊技術(shù)工藝，將高效微生物菌種進(jìn)行原位不間斷培養(yǎng)，通過馴化、增氧、生化、循環(huán)等過程，在短時間內(nèi)降解水體中的污染物，并持續(xù)維持水質(zhì)治理效果。如工藝流程如圖1所示，該技術(shù)包括在河岸設(shè)置生物培養(yǎng)罐，用于高效微生物培養(yǎng)、馴化、繁殖；高效微生物在生物培養(yǎng)罐培養(yǎng)成熟后，定期投加到設(shè)置于河道水體中的水下生物培養(yǎng)器，高效微生物在水下生物培養(yǎng)器的環(huán)境中進(jìn)一步繁殖，并不斷地將高效微生物釋放到河道水體中；進(jìn)入河道水體的高效微生物通過生物同化、異化作用不斷消耗河道水體中的有機物、氨氮以及其他營養(yǎng)物質(zhì)，從而達(dá)到增加水體自凈功能、改善水體水質(zhì)的目的。在此過程中，還必需設(shè)置鼓風(fēng)機、推流曝氣機、攪拌機、人工水草等設(shè)備，其中鼓風(fēng)機的作用是為生物培養(yǎng)罐和水下生物培養(yǎng)器提供充足的溶解氧，推流曝氣機的作用是水體造流以及增加水體溶解氧，攪拌機的作用是水體造流以及底泥分解減量，人工水草的作用是增加水體中高效微生物棲息場所以及在水質(zhì)改善之后為水中高等水生生物提供棲息場所。

1.4河道造流曝氣技術(shù)河道造流曝氣技術(shù)是一種適應(yīng)于河道特點的專用增氧技術(shù)。與一般增氧技術(shù)不同，本設(shè)計所選用河道造曝氣技術(shù)是采用水下推流吸入式曝氣裝置，在獲得高效率增氧效果的同時不占地、噪聲低、裝拆方便、水體流動性好。河道造流曝氣技術(shù)作為一種投資少、見效快的河流污染治理技術(shù)，在很多工程被優(yōu)先采用。在河道中進(jìn)行充氧不但能改善水體黑臭狀況，而且能使上層底泥中還原性物質(zhì)得到氧化或降解。曝氣在河底沉積物表層形成了一個以兼性菌為主的環(huán)境，并使沉積物表層具備了好氧菌群生長刺激的潛能，從而能夠在較短的時間內(nèi)降低水體中有機污染物，提高水體溶解氧的濃度，增強水體的自凈作用，改善水環(huán)境。該技術(shù)與生物膜技術(shù)相結(jié)合，生物膜提供充足的水質(zhì)凈化微生物、河道造流曝氣提供充足的水質(zhì)凈化微生物所需氧，從而有助于水體自凈能力的提高。

2專項技術(shù)可行性論證實證研究--以2012年度慈溪市城區(qū)河道生態(tài)修復(fù)工程為例

2.1慈溪市城區(qū)河網(wǎng)情況慈溪市30km2中心城區(qū)范圍內(nèi)有主要河道共計92條，總長度約為109km2。除此之外，另有一些無名支流及斷頭槽，平均河寬5m。近年來由于慈溪市城市發(fā)展迅速，各類污染排放量也相應(yīng)增加，其中大量污水排入城區(qū)內(nèi)河，造成其生態(tài)環(huán)境不同程度惡化。

2.2慈溪市城區(qū)內(nèi)河治理現(xiàn)狀1997年慈溪市開始實施城區(qū)內(nèi)河治理，到2005年底，以一橫一縱的大塘江、滸山江為骨干，以中心舊城區(qū)為重點完成了一次綜合性治理，共治理城區(qū)內(nèi)河17條（段）計18km，建成截污管、渠29km，拆遷房屋4萬m2，新建大小節(jié)制閘8座、橡膠壩2座，設(shè)置排澇和污水提升泵站4座，新增綠化面積2萬m2，累計投入資金2.2億元。其中截污包括污水排放點源治理、污水收集系統(tǒng)建設(shè)和城市污水處理廠建設(shè)這三個過程。從2006年~2007年，慈溪市對大塘江、滸山江、邵家路江、城東新村橫河、東城河等河段進(jìn)行了生態(tài)治理。根據(jù)2009年8月12日水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，未進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)河道斷面各類污染物濃度與進(jìn)行水生態(tài)修復(fù)河道斷面各類污染物濃度相比，進(jìn)行過生態(tài)修復(fù)的斷面各項污染物濃度明顯低，其中平均CODcr降低了19.70mg/L、BOD5降低了4.08mg/L、NH3-N降低了8.01mg/L、TP降低了0.44mg/L，由此可知，水生態(tài)修復(fù)能很大程度的提升水體自凈能力，降低水中污染物濃度，見表1、表2。2011年慈溪市城市內(nèi)河生態(tài)治理工程主要以中心城區(qū)內(nèi)的五灶江、六灶江（虞波江）為治理河道，實施生態(tài)治理措施包括人工濕地、生態(tài)浮島、荷花、睡蓮、人工水草、沉水植物魚類、底棲動物等。同時還實施了慈溪市第一條以水質(zhì)養(yǎng)護(hù)模式建設(shè)的城市內(nèi)河--東城河水質(zhì)養(yǎng)護(hù)工程；該河道實施措施主要為造流曝氣機、人工水草，工程實施以來，東城河基本無黑臭現(xiàn)象發(fā)生。

2.3實例項目概況2012年度慈溪市城區(qū)內(nèi)河生態(tài)修復(fù)工程治理方案如表3：

2.4治理效果水體中的污染主要由初期雨水、排放或溢流污水、底泥釋放形式進(jìn)入。水體的水質(zhì)生物自凈能力主要以各功能植物、人工水草、造流曝氣、微生物循環(huán)馴化及水體其他的功能微生物來實現(xiàn)。(1)單純設(shè)置人工水草對水體凈化:單純設(shè)置人工水草可對河道水體中COD降解，可去除大量氮素。不結(jié)合造流曝氣人工水草1950m2，CODcr、TN去除能力分別為6474g/a.m2、324g/a.m2，年CODcr、TN去除量12624kg、632kg。(2)人工水草結(jié)合造流曝氣時對水體凈化:結(jié)合造流曝氣時，人工水草對河道水體中COD降解能力有較大增強，同時可去除大量氮素。結(jié)合造流曝氣的人工水草900m2，CODcr、TN去除能力分別為57.6kg/a.m2、2.56kg/a.m2，年CODcr、TN去除量51.84t、2.3t。(3)人工水草結(jié)合微生物循環(huán)馴化技術(shù)時對水體凈化:結(jié)合微生物循環(huán)馴化技術(shù)時，人工水草對河道水體中COD降解能力有也較大增強，同時可去除大量氮素。結(jié)合微生物循環(huán)馴化技術(shù)的人工水草150m2，CODcr、TN去除能力分別為126.3kg/a.m2、56.8kg/a.m2，年CODcr、TN去除量18.95t、0.9t。(4)功能植物對水體凈化:本工程種植：挺水植物1500m2，浮水植物2500m2，沉水植物600m2。挺水植物平均TN去除能力為38g/a.m2，TP去除能力為8g/a.m2；浮水植物平均TN去除能力為72g/a.m2，TP去除能力為17g/a.m2；沉水植物平均TN去除能力為61g/a.m2，TP去除能力為13g/a.m2；據(jù)此計算年植物去除河道水體氮磷量見表4。(5)漂浮濕地對水體凈化:漂浮濕地1350m2，CODcr、TN去除能力分別為327g/a.m2、63.6g/a.m2，年CODcr、TN去除量441kg、86kg。本生態(tài)治理工程實施后，CODcr年去除量83.86t，TN年去除量3.9t，TP年去除量62.3kg。

3結(jié)論

第5篇：微生物在生態(tài)修復(fù)中的作用范文

關(guān)鍵詞：高水力負(fù)荷；生態(tài)濾床；城市河道

中圖分類號：X522

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）6-0026-04

1 引言

城市景觀水體具有水域面積小，與人居環(huán)境聯(lián)系緊密，易受污染，水體自凈能力差等特點，加之生活污水、地表徑流的注入，使得水中污染物增加，尤其是氮、磷營養(yǎng)元素積累，溫度較高時極易造成水體富營養(yǎng)化，甚至爆發(fā)水華，嚴(yán)重影響水體生態(tài)和周圍環(huán)境[1]。東營市水系水體長期依賴換水保持水質(zhì)清潔，造成其自身生態(tài)修復(fù)能力較弱，且換水費用較高。治理城市景觀水是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，目前國內(nèi)外在使用的城市景觀水治理及修復(fù)技術(shù)主要有物理法、化學(xué)法和生物法[2]。針對當(dāng)前城市景觀水環(huán)境問題，結(jié)合東營市河道水自身特點，對國內(nèi)外生態(tài)濾床技術(shù)研究、總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出對東營河道水體的治理采用一種新型高負(fù)荷生態(tài)濾床工藝。

生態(tài)濾床（BF）集生物氧化過程與固液分離于一體，具有投資少、建筑面積小、運行和維護(hù)費用低等優(yōu)點，被廣泛用于污水廠出水的深度處理及水源水的預(yù)處理[3，4]。高負(fù)荷生態(tài)濾床具有傳質(zhì)速率高，生物量大，微生物種類多等特點，且具有同濾床相似的過濾作用，容易掛膜，能夠處理不同濃度廢水，處理工藝流程和設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，不會出現(xiàn)污泥膨脹。本文研究了生態(tài)濾床在超高水力負(fù)荷條件下，水力負(fù)荷的變動對城市河道景觀水水質(zhì)凈化效果和有機污染物去除的影響，以期為今后實際應(yīng)用中工藝參數(shù)的設(shè)計提供理論參考和技術(shù)支撐。

2 材料與方法

2.1 實驗裝置

本實驗裝置采用超高水力負(fù)荷的進(jìn)水模式，利用單組循環(huán)復(fù)氧生態(tài)系統(tǒng)對河道水體污染物的去除效果進(jìn)行研究，該實驗裝置采用撬裝化鋼板整體結(jié)構(gòu)，雙系統(tǒng)并行實驗流程，并根據(jù)水質(zhì)特點進(jìn)行針對性選擇填料，單組循環(huán)復(fù)氧生態(tài)系統(tǒng)如圖1所示。

在實驗河道，創(chuàng)新性的運用分布式的方式，在河岸兩邊放置多個生態(tài)濾床同時運行，共同凈化河水水質(zhì)，并且生態(tài)濾床上部的水生植物成為很好的景觀。由于處于中試階段，為模擬多個生態(tài)濾床共同工作的情形，在水下安裝一個10 m3的水箱與之對應(yīng)，形成一個整體的實驗體系，生態(tài)濾床系統(tǒng)如圖2所示。實驗初始泵入10 m3水進(jìn)入水箱，之后，河水自下而上進(jìn)入濾床，其中攜帶的懸浮物被截留，當(dāng)水位上升到虹吸管頂部并超過后，則產(chǎn)生虹吸出水重新進(jìn)入水箱。在進(jìn)出水過程中，空氣吸入填料孔隙之中，與填料中的水膜相接觸而進(jìn)行大氣復(fù)氧，使得填料表面生物膜中的好氧微生物生長繁殖，促進(jìn)河道水中污染物分解，使水質(zhì)得到凈化[5～7]。生態(tài)濾床的進(jìn)水管設(shè)置水閥，能有效控制水力負(fù)荷。

濾床斷面面積為1 m2，濾料有效深度為1.2 m，填料分3層，依次填充3～5 cm的陶粒，0.8～1 cm的粗砂，0.3～0.5 cm細(xì)沙，見圖3。

2.2 運行條件

本研究選取山東省東營市利三溝水系南段水域作為典型試驗區(qū)域進(jìn)行現(xiàn)場中試試驗，生態(tài)濾床安裝在利三溝水系源頭，水箱安裝在水面以下。

在設(shè)備運行穩(wěn)定后，利用進(jìn)水水閥有效控制水力負(fù)荷，在相同運行條件下，研究生態(tài)濾床在水力負(fù)荷分別為4 m3/（m2?h）、5 m3/（m2?h）、6 m3/（m2?h）、7m3/（m2?h）時，對水質(zhì)污染物去除效果的影響。

2.3 O測項目與分析方法

水質(zhì)分析化驗方法采用國家環(huán)境保護(hù)局規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析方法（表1）對該污水進(jìn)行檢測。CODCr采用重鉻酸鉀法（ GB/T11914-1987） ； NH+4 -N 采用納試劑分光光度法（ GB/T7479-1987） ； TN采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法（GB/T11894 -1989 ） ； TP采用過硫酸鉀氧化-鉬銻抗分光光度法（ GB/T11893-1989） [8] 。

3 實驗結(jié)果與討論

3.1 CODCr去除效果的分析

圖4為生態(tài)濾床的水力負(fù)荷分別為4 m3/（m2?h）、5 m3/（m2?h）、6 m3/（m2?h）、7 m3/（m2?h）時，對CODCr去除率的影響。由圖4可以看出，水力負(fù)荷在4～7 m3/（m2?h）范圍內(nèi)，生態(tài)濾床對水中有機物的去除率均為62%以上。水力負(fù)荷為5 m3/（m2?h）時，CODCr的去除率最大，達(dá)到78.04%。

由此可以得出，水力負(fù)荷對COD去除率影響較小，其原因主要是由于高負(fù)荷生態(tài)濾床在水力負(fù)荷較高的情況下，傳質(zhì)阻力小、速度快，加上溶解氧充足，加快了生物膜的更新，河水在經(jīng)過生態(tài)濾床的過程中， 通過填料截留作用和生物膜中的微生物吸附，并通過氧向生物膜內(nèi)部的擴散，在膜中發(fā)生生物氧化等作用，從而完成對有機污染物的分解[9]，使水體中污染物達(dá)到很好的去除效果[10]。另一方面，強大的水力沖刷使填料上形成的生物膜脫落，并由虹吸作用進(jìn)入水箱，水箱中的微生物和活性污泥能同時降解有機物，這樣，可以通過生態(tài)濾池中填料表面的生物膜及水箱中的活性污泥兩方面作用來降解有機物。因此，水力負(fù)荷較高時，COD去除率仍能保持在較高水平上。

3.2 氮去除效果的分析

污水中的氮主要以氨氮和有機氮的形式存在。在生態(tài)濾床中氮的轉(zhuǎn)化作用包括有機氮的氨化作用、硝化作用、反硝化及氨的同化作用[11，12]。由圖5可以看出，高負(fù)荷生態(tài)濾床對水中氨氮的去除效果較好，均維持在70%左右。較高的負(fù)荷使河水在生態(tài)濾床中的停留時間較短，曝氣充足，溶解氧含量高，填料上附著大量微生物，硝化菌大量繁殖，充足的氧環(huán)境為硝化菌的生長和代謝提供了有利條件，使硝化反應(yīng)較強[13]。因此，氨氮去除率能一直保持在較高水平。

水力負(fù)荷為4～6 m3/（m2?h）時，氨氮去除率隨著水力負(fù)荷的增加而增大，而水力負(fù)荷為7 m3/（m2?h）時，氨氮去除率大幅度降低，其主要原因可能是強大的水流使生物膜難以附著在生態(tài)濾床上，造成氨氮去除率降低。

圖6為生態(tài)濾床對TN去除效果的分析，可以看出，水力負(fù)荷對TN的去除率影響較大，水力負(fù)荷在4～7 m3/（m2?h）時，TN的去除率隨水力負(fù)荷的增大而下降，其主要原因是在生態(tài)濾床在較高的氧環(huán)境下運行，河水中的有機氮被異養(yǎng)微生物首先轉(zhuǎn)化為氨氮，S后氨氮在硝化細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)化為無機的硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮[14]。但隨著水力負(fù)荷的增大，生態(tài)濾床中DO增大，較好氧環(huán)境阻止了反硝化細(xì)菌的反硝化反應(yīng)，另外，碳源供應(yīng)不足是反硝化作用的另一限制因素[15]。因此反硝化作用受到抑制，無法將由硝化反應(yīng)形成的NO-2、NO-3還原為N2，硝態(tài)氮大量積累，不能從系統(tǒng)中除去，造成TN 去除率逐漸下降。

3.3 TP去除效果的分析

當(dāng)水力負(fù)荷為4～5 m3/（m2?h）時，隨著水力負(fù)荷的增大，TP的去除率先增大，但當(dāng)水力負(fù)荷大于5 m3/（m2?h）時，TP的去除率急劇下降，當(dāng)水力負(fù)荷為7 m3/（m2?h）時，TP的去除率僅為36.59%。

生態(tài)濾床系統(tǒng)中的磷主要是通過微生物的吸收和填料的物理化學(xué)作用來去除[16]，進(jìn)水中的有機磷經(jīng)微生物吸附作用轉(zhuǎn)化為磷酸根，微生物量在生長的同時進(jìn)行硝化作用，利用一部分磷酸根，微生物中聚磷菌具有厭氧釋磷，好氧超量吸磷的生理特性[17]。當(dāng)水力負(fù)荷增大時，溶解氧充足，微生物硝化作用增強，因此硝化時同化作用利用的磷增加，使磷的去除率增大[18，19]，而水力負(fù)荷過大時，處理水的流速過大，對填料的沖擊將吸附在填料表面的磷沖出系統(tǒng)，造成TP去除率下降。因此，TP的去除率會隨水力負(fù)荷的增大而減小。

4 經(jīng)濟效益分析

治水成本是決定該技術(shù)是否能大規(guī)模的推廣和應(yīng)用，因此研究治水成本十分必要。該項技術(shù)的成本主要為電耗，研究了在不同水力負(fù)荷下對水質(zhì)污染物的凈化效果進(jìn)行了成本分析。按照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T3838-2002）《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》基本項目標(biāo)準(zhǔn)限值的要求，水箱水質(zhì)達(dá)到地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，治水成本如表2所示。

治水成本隨著水力負(fù)荷的增大而增大；而在相同水力負(fù)荷下，治水成本隨著地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項目標(biāo)準(zhǔn)限值要求增高而增大。在城市河道高負(fù)荷生態(tài)濾床的最佳水力負(fù)荷4 m3/（m2?h）時，水質(zhì)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》基本項目標(biāo)準(zhǔn)限值Ⅴ類的平均治水成本為0.75 元/m3， 水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類時， 平均治水成本為1.15 元/m3，水質(zhì)達(dá)到Ⅲ類時，平均治水成本為1.75 元/m3。

5 結(jié)論

（1）水力負(fù)荷是影響生態(tài)濾床凈化污染物重要因素，水力負(fù)荷在4～7 m3/（m2?h）的范圍內(nèi)，COD、氨氮和TP的去除率均隨著水力負(fù)荷的增大先增大后減小，而TN的去除率卻隨著水力負(fù)荷的增大而快速減小。

（2）較高的水力負(fù)荷使溶解氧充足，為微生物提供了良好的生存環(huán)境，有利于硝化細(xì)菌的硝化作用，但卻抑制了反硝化細(xì)菌的反硝化反應(yīng)，對水中總氮的去除產(chǎn)生影響，另外，碳源供應(yīng)不足可能是是反硝化作用較差的另一主要原因。

（3）綜合考慮水力負(fù)荷對COD、氨氮、TN、TP等去除效果的影響，城市河道高負(fù)荷生態(tài)濾床的最佳水力負(fù)荷為5 m3/（m2?h）。但從經(jīng)濟角度出發(fā)，水力負(fù)荷最佳為4 m3/（m2?h），既能使河水達(dá)到良好凈化效果又能保證成本合理。

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第6篇：微生物在生態(tài)修復(fù)中的作用范文

一、分解者的種類

分解者又稱“還原者”，同化作用類型是異養(yǎng)生物。主要包括細(xì)菌、真菌等具有分解能力的生物，也包括某些原生動物和小型無脊椎動物。它們能把動、植物殘體中復(fù)雜的大分子有機物糖、蛋白質(zhì)、核酸等，分解成簡單的無機物，返還到無機環(huán)境，分解者在生態(tài)系統(tǒng)中的地位是極其重要的，分解者將動植物遺體、排泄物等物質(zhì)分解成生物能夠利用的小分子，沒有分解者這些物質(zhì)就不能被利用，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循將無法循環(huán)，整個生態(tài)系統(tǒng)會崩潰。分解者的分解作用不是一類生物所能完成的。

（一）細(xì)菌細(xì)菌是重要的分解者，他們分布很廣而且可以分解有機物，細(xì)菌在生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)是重要的。細(xì)菌的增生是被限制而且吃暴露在表面的有機物，真菌可以使用他們的菌絲去穿透較大的有機物質(zhì)。

（二）真菌真菌不同于細(xì)菌，是單細(xì)胞生物，大多腐生營養(yǎng)真菌會增加分歧網(wǎng)狀系統(tǒng)的菌絲。真菌可以分解許多生活垃圾。真菌很能分解腐爛物質(zhì)，如腐爛木頭上木耳，蘑菇。真菌表面的菌絲用于分解物質(zhì)和吸收營養(yǎng)以及再生產(chǎn)。當(dāng)兩個真菌的菌絲生長接近對方，便會融合在一起，并形成另一真菌。

（三）小型無脊椎動物，如：蒼蠅、蜣螂、蚯蚓。它們以動植物的遺體殘骸為食物，將這些大分子物質(zhì)分解后，供給其他生物再利用。分解者還有中大型食腐動物，例如禿鷲等。

二、分解者的分解作用

分解者是聯(lián)系無機環(huán)境和生物群落的紐帶，將生物群落內(nèi)部的有機物分解后回歸到無機環(huán)境。它們將動植物的遺體、殘骸分解為簡單的無機鹽和水，其中無機物能被植物重新利用從而實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。分解者多有機物分解分為細(xì)胞外分解和細(xì)胞內(nèi)分解。

細(xì)胞外分解：各類分解者分泌胞外酶將大分子的物質(zhì)水解在不同的小分子物質(zhì)。（多糖被水解成單糖，蛋白質(zhì)被分解為小分子的氨基酸或短肽）分解者吸收這些小分子物質(zhì)到細(xì)胞內(nèi)加以利用合成自身的物質(zhì)。

細(xì)胞內(nèi)分解：是指營養(yǎng)物質(zhì)在分解者的細(xì)胞內(nèi)在多種酶參與下進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)，通過有氧呼吸和無氧呼吸這兩種方式將這些營養(yǎng)分解成無機物返回到無機環(huán)境中去。[1]

三、分解者對維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定方面的應(yīng)用

（一）分解者在減輕水體富營養(yǎng)化中的應(yīng)用

水體富營養(yǎng)化已成為嚴(yán)重影響我國生態(tài)安全、制約社會經(jīng)濟發(fā)展、降低居民生活質(zhì)量的一大因素。分解者參與了水體氮、磷等元素的代謝循環(huán)，作為自然生態(tài)環(huán)境的主要構(gòu)成部分，分解者大部分是微生物，它們在生態(tài)系統(tǒng)中分布廣泛，個體數(shù)量多。分解者在水體中通過分解、還原作用對凈化水體起著重要作用。提高了水體生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性，進(jìn)而改善水體環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)一步影響整個水體生物修復(fù)過程。

（二）分解者在生態(tài)系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.海洋生態(tài)系統(tǒng)

整個生物圈中海洋占到70%左右，海洋生態(tài)系統(tǒng)對全球環(huán)境有著重要的影響。海洋的非生物成分包括：陽光、空氣、海水、無機鹽，溶解氧等。海洋的生物成分有生產(chǎn)者、消費者、分解者。海洋中微生物是海洋分解者的主要成員，[2]海洋分解者分解有機物，實現(xiàn)海洋生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。海洋生態(tài)系統(tǒng)的平衡離不開分解者的作用。

2.陸地生態(tài)系統(tǒng)

陸地生態(tài)系統(tǒng)如果沒有分解者，環(huán)境中將垃圾如山，最終物質(zhì)不能被循環(huán)利用。分解陸地上枯落物對調(diào)控陸地生態(tài)系統(tǒng)功能有重要意義。陸地生態(tài)系統(tǒng)地上枯落物的積累和分解，主要考陸地上的一些分解者進(jìn)行分解，經(jīng)過物理、化學(xué)、生物作用，最終被分解成無機物返還到無機環(huán)境中。陸地生態(tài)系統(tǒng)中分解者的數(shù)量直接影響物質(zhì)循環(huán)的速度。

（三）分解者在保護(hù)環(huán)境方面的作用

現(xiàn)階段，分解者在環(huán)境保護(hù)中也有廣泛的應(yīng)用，微生物技術(shù)在處理環(huán)境污染物等方面具有成本低，效率高，沒有污染的特點。 應(yīng)用微生物在污水處理中可以將其中的氮、磷等有機污染物降解，防止富營養(yǎng)化，處理時同時會產(chǎn)生代謝副產(chǎn)物，這些物質(zhì)被分解者利用，周而復(fù)始，循環(huán)利用。分解者分解有機物的能力是驚人的，分解者幾乎能分解自然界中存在的一切有機物。[3]應(yīng)用微生物技術(shù)也能夠除去廢水中的重金屬，可以間接的提高糧食的安全性。廢水中重金屬微生物處理法的原理是利用細(xì)菌、真菌、藻類等生物材料及其生命代謝活動去除和積累廢水中的重金屬，并通過一定的方法使金屬離子從微生物體內(nèi)釋放出來，從而降低廢水中重金屬離子的濃度。微生物治理環(huán)境的應(yīng)用前景廣闊。[4]

分解者是生態(tài)系統(tǒng)必備成分之一，許多分解者個體很小，我們?nèi)庋蹘缀蹩床灰姡谏鷳B(tài)系統(tǒng)的平衡、物質(zhì)循環(huán)方面卻有著巨大的作用。

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第7篇：微生物在生態(tài)修復(fù)中的作用范文

隨著人們環(huán)境意識和生態(tài)概念的不斷加強，市場對生物技術(shù)、生物產(chǎn)品的需要明顯增多，政府也更加重視生物技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境生物科學(xué)本身也將更加成熟。

1環(huán)境生物科學(xué)在廢氣及大氣污染治理中的應(yīng)用采用生物技術(shù)控制和處理廢氣，將廢氣中的有機污染物或惡臭物質(zhì)降解或轉(zhuǎn)化為無害或低害類物質(zhì)，從而凈化空氣，是一項空氣污染控制的新技術(shù)。目前主要采用以下方法：

（1）生物過濾法生物濾池內(nèi)部填充活性填料，廢氣經(jīng)加壓預(yù)濕后從底部進(jìn)入生物濾池，氣體中的無機污染物、有機污染物或惡臭物質(zhì)與填料上附著生成的生物膜（微生物）接觸，被生物膜吸收，最終被降解為水和二氧化碳或其它成分，處理過的氣體從生物濾池的頂部排出。

（2）生物洗滌法生物洗滌法分為廢氣吸收和懸浮液再生兩個階段，通常由一個裝有填料的洗滌器（吸收設(shè)備）和一個裝有活性污泥或生物膜的生物反應(yīng)器（再生反應(yīng)器）構(gòu)成廢氣從吸收設(shè)備底部進(jìn)入，向上流動，與頂部噴淋向下的生物懸浮液在填料床中相互接觸，經(jīng)傳質(zhì)過程進(jìn)入液相，再進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)或經(jīng)微生物分泌的胞外酶作用分解，凈化后的氣體從吸收設(shè)備頂部排出。吸收了廢氣的生物懸浮液從再生反應(yīng)池的底部進(jìn)入，通入空氣充氧，廢氣被微生物氧化利用的過程也就是懸浮液的再生過程，再生后的懸浮液再進(jìn)入吸收設(shè)備進(jìn)行頂部噴淋，吸收與再生兩個過程反復(fù)進(jìn)行。

（3）生物滴濾法生物滴濾法是在生物吸收法基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，集合了生物過濾法和生物吸收法兩種工藝的優(yōu)點，生物吸收和生物降解同時發(fā)生在一個反應(yīng)裝置內(nèi)。滴濾池內(nèi)裝有填料，填料表面被生物膜覆蓋。循環(huán)水不斷噴灑在填料上，廢氣通過滴濾池時，氣體的污染物被微生物降解。

2環(huán)境生物科學(xué)在水污染治理中的應(yīng)用環(huán)境生物科學(xué)中利用微生物的降解作用來處理水中污染物的方法，通常被稱為生化處理方法或生物降解法，以植物吸收為主來凈化土壤與水體的方法有土地生物修復(fù)、生物塘和人工濕地技術(shù)等。

（1）生化處理技術(shù)由于生化反應(yīng)的過程、條件和參與反應(yīng)的微生物種類的不同，生化處理技術(shù)可簡單地分為好氧與厭氧降解兩類，兩類生化反應(yīng)的基本過程如下：好氧降解：有機物＋氧氣＋好氧微生物/酶水＋二氧化碳＋無機養(yǎng)分＋能量。厭氧降解：有機物＋厭氧與兼氧微生物/酶降解的有機產(chǎn)物＋無機養(yǎng)分＋能量。

①好氧降解技術(shù)好氧降解技術(shù)包括活性污泥法和生物膜法。

A活性污泥法活性污泥法是最傳統(tǒng)的好氧生物處理技術(shù)。活性污泥是指微生物利用廢水中的有機物生長與繁殖而形成的絮凝體。

B生物膜法生物膜法是在處理污水的反應(yīng)器中添加介質(zhì)（填料）作為微生物附著的載體。在分解有機污染物的過程中，微生物在介質(zhì)表面生長繁殖，逐步形成粘液狀的膜，然后利用固著在介質(zhì)表面的這種微生物膜來凈化污水。

②厭氧處理技術(shù)自20世紀(jì)70年代起，就有一大批類似好氧降解的厭氧反應(yīng)器被研制和開發(fā)出來，厭氧技術(shù)的應(yīng)用范圍已擴展到高、中、低濃度的多類有機廢水和生活污水的處理，其特點是廢水處理和能源回收相結(jié)合，但出水水質(zhì)難以達(dá)到直接排放的要求。

⑵生物自然凈化技術(shù)

①生物塘。生物塘以太陽能為初始能源，通過在塘中種植水生植物，利用植物吸收等方式帶走污染物以凈化水體。氧化塘中除選育合適的水生植物外，還增加了曝氣，以促進(jìn)水體中生物的好氧降解。

②人工濕地。人工濕地是近年來迅速發(fā)展起來的水體生物－生態(tài)修復(fù)技術(shù)，可處理化工、石油化工、紙漿、紡織印染、重金屬冶煉等各類廢水，也可用于雨水處理。其原理是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)和生物的三重作用來實現(xiàn)對污水的凈化。

3環(huán)境生物科學(xué)在固體廢棄物處理中的應(yīng)用

利用生物技術(shù)處理固體廢棄物中的城市生活垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物，主要方法是衛(wèi)生填埋、堆肥和發(fā)酵沼氣。

⑴衛(wèi)生填埋。衛(wèi)生填埋是將城市生活垃圾存積在大坑或低洼地的衛(wèi)生填埋場，每天填入的垃圾壓實后鋪蓋一層土壤，并通過科學(xué)管理來恢復(fù)地貌和維護(hù)生態(tài)平衡。

⑵堆肥。堆肥是固體基質(zhì)在有效的低溫條件下的發(fā)酵過程，適用于生活垃圾的處理。該技術(shù)安全性高，成本低廉。

4環(huán)境生物科學(xué)的發(fā)展前景

⑴微生物脫硫技術(shù)的開發(fā)。利用微生物脫去煤中的無機硫和有機硫，可控制燃煤中SO2等含硫氣體的排放。這些微生物包括硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌、酸熱硫化葉菌等。生物技術(shù)在大氣污染治理中的應(yīng)用時間尚短，但其具有技術(shù)簡單成本低、安全性好、無二次污染等優(yōu)點。

⑵水污染治理工藝的完善。好氧與厭氧工藝相結(jié)合、生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的廢水處理技術(shù)、無害化的生產(chǎn)工藝過程、高效完善的自動化體系以及構(gòu)建針對難降解污染物的生物基因庫和特殊功能的微生物的培養(yǎng)研究是今后主要的發(fā)展方向。

⑶難降解污染物的處理。利用基因工程構(gòu)建的高效菌種來處理如殺蟲劑、塑料、橡膠制品、醫(yī)療廢物、危險廢物等難降解的污染物，是現(xiàn)代環(huán)境生物科學(xué)發(fā)展的熱點之一。

⑷與其它技術(shù)的結(jié)合。環(huán)境生物科學(xué)的發(fā)展離不開相關(guān)科學(xué)技術(shù)的配合。其與相關(guān)科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，可提高處理效率、增強處理效果。將光、聲、電與高效生物處理技術(shù)相結(jié)合，處理高濃度有毒有害難降解有機廢水，這些工藝、設(shè)備、電子計算機的結(jié)合正在使以環(huán)境生物科學(xué)為主的綜合治理技術(shù)向自動化、模塊化方向發(fā)展。

第8篇：微生物在生態(tài)修復(fù)中的作用范文

關(guān)鍵詞：城市河道；底泥；泥水一體化；生物修復(fù)

Abstract: the flow sediment is city ecological system is an important component of the flow sediment directly affect self-purification capability and overlying water. The integration of in situ ecological restoration techniques of water and sediment in situ in the pollutants synchronous highly efficient and rapid degradation, repair, and reconstruction of the water ecological system. Adopted complex sediment cleanser, simple operation, low cost, no extra cost, is one of the "s" shape sediment alternative means, and able to water ecological restoration, is worth the promotion of technology.

Key words: the city river; Sediment; The integration of mud; bioremediation

中圖分類號：S891+.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

城市河道污染治理對改善城市景觀、提升城市形象、優(yōu)化投資環(huán)境等具有十分重要的意義。近年來，政府不斷加大投資力度治理城市黑臭河道。

河道原位生態(tài)修復(fù)是近年來興起的污染治理技術(shù)，以其投資小、見效快、操作方便、無二次污染等優(yōu)點，受到廣泛的關(guān)注。但目前在生態(tài)修復(fù)方面重視水體修復(fù)、忽視底泥修復(fù)，原位治理措施效果持續(xù)性差。在水體-底泥體系中，底泥為各種污染物積累富集的比較穩(wěn)定的場所。利鋒等人通過動態(tài)模擬發(fā)現(xiàn)，污染程度較高的底泥對上覆水NH3-N、COD和TP濃度的貢獻(xiàn)分別達(dá)0.65、4.25和0.067mg/l，占Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的43.3%、14.2%和22.3%，說明在外源污染被控制后，如未采取有效措施抑制底泥污染，很難使水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

目前我國底泥治理一般都采用物理與化學(xué)方法，如疏浚清淤、引水沖淤等市政工程手段，工程投資巨大；且疏浚污泥的處置成為另一難題；對水體來說，清淤留下的不穩(wěn)定底泥仍然向上覆水體釋放污染物；清淤的同時也可能對河流態(tài)系統(tǒng)造成破壞。雖然投入了大量人力、物力，但水質(zhì)仍未發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變。

1 泥水一體化原位生態(tài)修復(fù)新技術(shù)

該技術(shù)在原位對污染水體和底泥進(jìn)行同步高效、快速的降解，在最短的時間內(nèi)、最大限度的修復(fù)和重建水體生態(tài)系統(tǒng)。開發(fā)該技術(shù)的目的是為了解決河道治理中清淤和水體生態(tài)修復(fù)遇到的難題，作為傳統(tǒng)清淤和恢復(fù)河道水體自凈能力的替代技術(shù)。由于底泥的原位消減過程一般較長，有必要采用各種凈化能力強的微生物如PSB、EM、LLMO菌。但這些菌劑在使用過程中因水體流動和稀釋等原因容易流失，且無法直接作用到底泥而造成高效微生物迅速被選擇而趨于消亡。雖然國內(nèi)研究者也開發(fā)了將微生物菌劑直接注入底泥的靶向給藥技術(shù)，但該技術(shù)操作極其困難。日本的“Bio-Kaken微生物開拓社”開發(fā)了“Bio-Colony”，其用沸石做成的微生物培養(yǎng)基，因其密度高等特點，撒播在水體中，微生物可以直接在底泥中定殖。但該產(chǎn)品價格昂貴，且主要針對有機污染。若要在底泥降解之后形成穩(wěn)定、無害化的底泥層則仍須開發(fā)一些新技術(shù)。

2 復(fù)合底質(zhì)凈化劑的功能和制備

采用復(fù)合底質(zhì)凈化劑要同步實現(xiàn)幾大功能：高效微生物的降解、底泥減量、鈍化和覆蓋。其作用是一種綜合效應(yīng)，徹底解決原位底泥凈化的問題。而河道有機污染的降解和底泥減量是首要達(dá)到的目標(biāo)，對因重金屬、磷等構(gòu)成的環(huán)境危害尚需要底泥的穩(wěn)定化。鈍化或覆蓋是一個可選的目標(biāo)。

2.1 原位鈍化

污染底泥原位鈍化技術(shù)是利用對污染物具有鈍化作用的人工或自然物質(zhì)作為鈍化劑，在沉降過程中捕捉水體中的磷、重金屬和顆粒物，使底泥中污染物惰性化，使之相對穩(wěn)定于底泥中，減少底泥中污染物向水體的釋放，達(dá)到有效截斷內(nèi)源污染的作用。鈍化層形成后可有效吸附并持留底泥中釋放的磷和重金屬，并可有效壓實浮泥層，減少底泥的再懸浮。

底泥的鈍化劑不能產(chǎn)生二次污染。

2.2 原位覆蓋

原位覆蓋技術(shù)是利用一些具有較好阻隔作用的材質(zhì)覆蓋于底泥上，將污染底泥與上層水體物理性阻隔開，大大減少底泥中污染物向水體的釋放能力。覆蓋作用可穩(wěn)固污染底泥，防止其再懸浮或遷移；通過覆蓋層中有機顆粒的吸附作用，有效削減污染底泥中污染物進(jìn)入上層水體。

原位覆蓋的技術(shù)要求盡可能薄的覆蓋層，以免對河道防洪產(chǎn)生不利影響。

2.3 泥水一體化生物修復(fù)

采用一些功能性或優(yōu)勢微生物快速降解水體和底泥的污染物，達(dá)到污染的消減和底泥的減量。生物修復(fù)提高底泥的可生化性、加速底泥的礦化，強化水體的自凈能力、形成正向演替的生態(tài)系統(tǒng)，為生態(tài)修復(fù)創(chuàng)造條件。

泥水一體化生物修復(fù)有幾個核心問題：優(yōu)勢菌的篩選、微生物的固定化、微生物生理環(huán)境條件的控制、底質(zhì)凈化劑投加的操作方式以及成本。

2.4 新型復(fù)合底質(zhì)凈化劑制備

新型復(fù)合底泥凈化劑以沸石為微生物固定化主基質(zhì)、并添加緩釋增氧劑和電氣石。

沸石先后經(jīng)過熱改性增大比表面積和孔隙率、有機改性提高對陰離子的吸附能力。沸石經(jīng)改性后其架狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部充滿了微孔和通道，能為微生物群落提供巨大的生物附著表面積，內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)還具有篩選分子的作用，并可以選擇優(yōu)勢微生物種群和幫助它們繁衍。為了使底泥中存在微氧條件，采用緩釋增氧劑過氧化鈣。其有效含量80%，理論增氧量0.22O2mg/mg，并可產(chǎn)生1.38mg/mg堿度。電氣石具有天然電極性，紅外輻射特性，能夠起到調(diào)節(jié)pH、ORP和催化作用，有利于富集培養(yǎng)光合細(xì)菌、硝化細(xì)菌等優(yōu)勢菌。電氣石采用濕式攪拌磨超細(xì)粉碎工藝制備電氣石微粉。沸石、過氧化鈣、電氣石三者的比例為4：1：2（重量比）。從本土底泥中進(jìn)行菌株的篩選，富集擴大培養(yǎng)光合細(xì)菌、枯草芽孢桿菌、硝化反硝化細(xì)菌。復(fù)合底質(zhì)凈化劑制成沙狀、含水率15%，平均密度密度2.6。

3 工程示范

3.1 工程簡介

珠海高新區(qū)后環(huán)排洪渠長度約1100m，寬度6~7m，上游深度0.5～1m米，長約700m。下游深度2～2.5m。

該排洪渠接納唐家社區(qū)大部分居民生活污水，水體黑臭、水質(zhì)極差。底泥厚度達(dá)到1.5米，有黑色底泥上浮現(xiàn)象。其水質(zhì)見下表所示：

將底質(zhì)凈化劑750g/m2，均勻撒播在河底。并設(shè)2臺功率2.2Kw提水式曝氣機，曝氣機每天運轉(zhuǎn)8小時。17天后水體消除黑臭現(xiàn)象，從上游至下游，呈現(xiàn)暗灰色-灰黃色-黃綠色的漸變過程，透明度從上游水體的12cm左右提高到下游處45cm左右，并且呈現(xiàn)從上游到下游逐步提高的趨勢。30天后，上游出現(xiàn)大量黃褐色上浮污泥。60天后底泥降解了45cm，上游漂浮褐色污泥逐漸減少。此時在水陸交界處種植0.3～0.5米沉水和挺水植物帶，并補充投加250g/m2底質(zhì)凈化劑后進(jìn)入水質(zhì)維護(hù)期。

3.3 實施效果

該工程運行9個月達(dá)到驗收條件，由于上游為合流制排水，致使上游水質(zhì)出現(xiàn)波動，但治理后下游水質(zhì)仍能達(dá)到GB3838-2002地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，水體的自凈能力大大增強，生物多樣性增加，出現(xiàn)大量枝角類和橈足類動物和魚類。植物生長良好。底泥表層形成了約15mm左右的灰黃層，底泥基本上處于穩(wěn)定狀態(tài)。

水質(zhì)和底泥相應(yīng)指標(biāo)詳見下表：

本工程實施后相當(dāng)于清除了550m3淤泥。投加底質(zhì)凈化劑共6.6噸，投資約12萬。其處理成本與疏浚、處理、運輸、處置等全過程大致相當(dāng)，但該工程同時修復(fù)了水體，因此經(jīng)濟性較為明顯。

4 結(jié)論

該技術(shù)特別適合于無法開展疏浚作業(yè)的場合。克服了費用昂貴、噪聲過大、易散發(fā)臭味、難以處置問題等難題。

采用復(fù)合底質(zhì)凈化劑能夠?qū)χ亟饘俸土灼鸬揭欢ǚ€(wěn)定、無害的作用。如鉻和磷均能作為沉積物轉(zhuǎn)入底泥而減少對上覆水體的釋放。

采用新型底質(zhì)凈化劑能夠?qū)?yán)重污染的河道進(jìn)行泥水一體化生態(tài)修復(fù)。該技術(shù)操作簡單，對河道防洪無任何不利影響，運行過程中無額外費用，是一種值得推廣的技術(shù)。

第9篇：微生物在生態(tài)修復(fù)中的作用范文

關(guān)鍵詞：生物監(jiān)測；水環(huán)境；對策研究

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.228

1 生物監(jiān)測的原理及其優(yōu)越性

（1）生物監(jiān)測的原理。所謂的生物監(jiān)測，主要是對環(huán)境污染進(jìn)行監(jiān)測和評估時通過生物組分、種類或個體對環(huán)境變化產(chǎn)生的反應(yīng)來完成。生物監(jiān)測技術(shù)包括兩種方法，一個是生態(tài)學(xué)方法，另一個是毒理學(xué)方法，它們作為理化監(jiān)測方法的重要補充，在環(huán)境監(jiān)測和評估中都發(fā)揮著極其重要的作用。環(huán)境中某一毒性物質(zhì)的強弱可以通過生物檢測方法進(jìn)行測定，而且能夠?qū)Χ喾N污染物的綜合毒性進(jìn)行評價。生物監(jiān)測方法與理化分析相比，前者具有較高的安全性和較強的實用性，且監(jiān)測結(jié)果全面準(zhǔn)確，能夠?qū)h(huán)境的長期污染狀況真實的反映出來，在環(huán)境綜合評價中應(yīng)用的較為廣泛，且預(yù)警功能也發(fā)揮著重要作用。進(jìn)行生物監(jiān)測的主要目的是在生態(tài)系統(tǒng)尚未被污染物危害前第一時g將其檢測出來，避免破壞系統(tǒng)的生態(tài)平衡。

（2）生物監(jiān)測的優(yōu)越性。相比傳統(tǒng)理化監(jiān)測而言，生物監(jiān)測所具有的指示作用為綜合性和快速性。一是在水環(huán)境中生物受細(xì)微外源性物質(zhì)的影響和控制過程，該變化相對較慢，生物監(jiān)測在對其捕捉時更加容易；二是相比于傳統(tǒng)的理化監(jiān)測方法，生物監(jiān)測具有較好的預(yù)見性，部分水環(huán)境中前期進(jìn)入了少量的污染源，其污染效果并不會太明顯，通過長期的積累，慢性污染逐漸顯現(xiàn)。通過生物監(jiān)測能夠提前預(yù)報出這些癥狀；三是對于范圍較小，劑量周期漫長，但有較大危害的毒性效應(yīng)能夠通過生物監(jiān)測很容易觀察到；四是生物監(jiān)測具有較低的管理費用，能夠大面積連續(xù)布點在邊緣地區(qū)，保養(yǎng)和維修時不需要儀器儀表。

2 水生生物環(huán)境監(jiān)測方法研究

2.1 常用生物監(jiān)測技術(shù)

（1）群落結(jié)構(gòu)法。群落結(jié)構(gòu)主要是指在一定地域特點或自然界的特定某塊范圍內(nèi)，有不同種類的微生物和動植物出現(xiàn)在此范圍內(nèi)，水質(zhì)情況的推測可以通過對水中生物的群落結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行觀察來實現(xiàn)。（2）殘毒測定法。在生活的環(huán)境中，污染物質(zhì)會被生物攝取，在消化以后，隨后再次進(jìn)行分配和遷移，不過在生物體內(nèi)會殘留大量毒素，而且殘留的毒素高出周圍環(huán)境中毒素的若干倍。對水污染狀況的判斷可以通過對一種或幾種生物體內(nèi)殘留的毒素進(jìn)行檢查得知。（3）指示生物法。在生態(tài)水環(huán)境下，生物會隨著水質(zhì)量的變化而發(fā)生變化，此時會危害到水里面的生物，嚴(yán)重情況下這些生物會消亡。通過對生物個體或物種的變化進(jìn)行觀測，能夠?qū)Νh(huán)境質(zhì)量的變化情況準(zhǔn)確進(jìn)行記錄。（4）生物傳感器測試法。近年來，我國快速提升的科學(xué)技術(shù)使交叉學(xué)科不斷融合。在現(xiàn)代生物技術(shù)領(lǐng)域中，DNA重組技術(shù)被不斷利用到實際生物監(jiān)測技術(shù)中。生物傳感監(jiān)測法主要是將生物反應(yīng)在水環(huán)境下轉(zhuǎn)化為電信號。其原理是將被檢測的生物組分和待監(jiān)測對象的作用通過電子技術(shù)轉(zhuǎn)化為能夠檢測到的電子信號。（5）生物監(jiān)測法。當(dāng)病毒污染生物以后，會改變生物的生理機能，而生物監(jiān)測法則是通過對生理機能的變化對水的質(zhì)量進(jìn)行測試。

2.2 監(jiān)測技術(shù)的研究應(yīng)用

（1）微生物群落檢測法。該生物檢測法發(fā)展應(yīng)用的相對較早，主要是對水環(huán)境中真菌、原生動物、藻類以及微型生物出現(xiàn)的頻率或數(shù)量進(jìn)行監(jiān)測，其分布指數(shù)通過數(shù)學(xué)計算統(tǒng)計得出，水污染程度的評價以此為依據(jù)。隨著科技的不斷進(jìn)步，后期又修正和改進(jìn)了微生物群落監(jiān)測法，產(chǎn)生了與化學(xué)監(jiān)測參數(shù)有關(guān)聯(lián)的多樣性指數(shù)、原生動物種類、異養(yǎng)性指數(shù)和植鞭毛蟲百分比四個生物學(xué)參數(shù)，我國建立的生態(tài)環(huán)境微生物群落監(jiān)測法具有很好的適用性。李朝霞等通過微生物群落監(jiān)測法對化工廢水的靜態(tài)毒性進(jìn)行評價，化工廢水效應(yīng)濃度變化中原生動物群落相對比較敏感。不斷增加的效應(yīng)濃度和延長的毒性時間使原生動物群落群集的多樣性急劇下降，隨之減緩了群集的速度。近年來，在微生物群落監(jiān)測法中數(shù)學(xué)分析發(fā)揮著越來越重要的作用。生物群落參數(shù)的變化規(guī)律通過計算機應(yīng)用和數(shù)學(xué)分析能夠在更大范圍內(nèi)得到揭示，從而使微生物群落監(jiān)測法具有更加廣泛的使用范圍和更加精確的結(jié)果。

（2）底棲動物判斷。近年來，我國還利用湘江底棲動物來完成對水質(zhì)污染問題的判斷以及變化趨勢的分析。從上游到下游，湘江干流底部棲息動物的種類呈現(xiàn)出逐漸減少的趨勢。這說明湘江內(nèi)有著非常嚴(yán)重的污染，而在判斷不同區(qū)域的污染程度時可以根據(jù)物種減少的程度進(jìn)行確定，另外通過分析還可以看出，底棲生物種類隨著時間的推移也在逐漸減少，這也說明毒污染并沒有消散。

（3）魚類正趨流性判斷。上世紀(jì)七十年代，德國人開始深入研究魚類的正趨流性，具有研究方法是將不能使魚群輕易接近的強光區(qū)或者適度的電擊區(qū)設(shè)置在水中下游區(qū)，通過該方法使魚群的活動范圍得到有效控制，如果上游沒有發(fā)現(xiàn)魚群，這說明水質(zhì)污染情況已經(jīng)在下游區(qū)產(chǎn)生。

（4）SOS顯色法。SOS法是我國在上世紀(jì)八十年代提出的新型遺傳毒性監(jiān)測方法。其主要原理是極大的破壞DNA分子的情況下，進(jìn)一步限制生物復(fù)制，錯誤修復(fù)的情況很容易發(fā)生，在大腸桿菌的一系列反應(yīng)后，所有這些修復(fù)統(tǒng)稱為SOS應(yīng)答。該方法具有自身的優(yōu)點，一是簡單快速，數(shù)小時就能夠完成監(jiān)測；二是監(jiān)測相當(dāng)靈敏；三是監(jiān)測結(jié)果比較準(zhǔn)確。遺傳毒物對細(xì)胞原發(fā)的直接反應(yīng)是SOS顯色法測定的結(jié)果，其陽性結(jié)果可信度較高。

3 水生生物環(huán)境監(jiān)測技術(shù)存在的問題及對策

（1）生物的生長及分布其個性差異較大，同種生物對污染物有著不一樣的反應(yīng)。所以生物監(jiān)測過程中，測試周期的設(shè)定需要根據(jù)指示生物生長狀態(tài)、水體特征等進(jìn)行。另外還要使樣本數(shù)量適當(dāng)增加，從而使監(jiān)測結(jié)果的可信度得到提高。在生物監(jiān)測時，要通過前期實驗對不同季節(jié)或地區(qū)的生物反應(yīng)程度及頻率進(jìn)行確定，根據(jù)不同地區(qū)的實際情況制定出適合的檢測標(biāo)準(zhǔn)。及時建立大范圍數(shù)據(jù)生物監(jiān)測網(wǎng)，認(rèn)真分析處理各地的監(jiān)測結(jié)果，更有利于將地域差別進(jìn)行消除。

（2）在水生生態(tài)系統(tǒng)中，較低濃度的水體污染物具有潛在的危害，短時間內(nèi)具有不明顯的生物學(xué)效應(yīng)。這時需要把從生物分析到生物群落不同層級的有效監(jiān)測建立起來，理化監(jiān)測可以在異常情況下進(jìn)行，從而確保能夠及時監(jiān)測預(yù)警污染物的污染程度。

參考文獻(xiàn)：