植物-微生物联合修复石油烃污染土壤研究进展

石油烃污染引发了严重的土壤污染问题,在各种修复技术当中,植物-微生物联合修复技术以成本低、修复效果好、二次污染少等优点得到广泛重视。文章以植物-微生物联合修复技术为中心,阐述了内生菌-植物联合修复和植物-根际微生物联合修复两种典型的联合修复技术的原理以及最新的应用进展,并总结了当前植物-微生物联合修复技术研究的不足,以期为石油烃污染土壤的生物修复提供参考。

植物-微生物联合修复石油污染土壤的研究进展

生物修复技术因其环境友好、修复成本低等优点受到大量关注,尤其是植物-微生物联合修复技术。两者互利的共生关系让植物-微生物组合更好地结合两者的优点,有效提高生物修复的应用范围和降解效率。本文概述植物-微生物联合修复技术降解有机污染物的机制,梳理联合修复技术的应用形式,重点讨论不同形式的植物-微生物组合的协同效应,并对植物-微生物联合修复未来的研究方向和应用前景进行展望,以更好地修复石油污染土壤。

酒石酸与农艺刈割联合辅助象草植物修复镉污染土壤的效应以及对土壤微生物群落的影响

针对重金属镉(Cd)污染耕地,选择适宜的经济作物并配套低生态风险辅助技术边生产边修复,对保持耕地种植属性和区域经济水平意义重大.为研究酒石酸和农艺刈割辅助象草(Pennisetum purpureum Schum)植物修复Cd重度污染的效果,在湖南东部地区某Cd污染农田开展象草的田间种植试验,分析酒石酸施用(单次施用0、1.25和2.5 mmol/kg)和农艺刈割(0、1和2次)单一或联合处理对土壤基本理化性质、象草Cd含量、象草生物量、象草Cd提取量和土壤微生物群落结构的影响.结果表明:①与实验田背景值相比,象草种植、酒石酸和刈割处理能够使土壤pH降低0.07~0.47个单位、土壤总Cd含量降低0.62%~39.72%,同时土壤有效态Cd含量增加1.25%~27.25%.②酒石酸施用有利于象草总生物量的增加,刈割则相反,但二者都增加了象草茎Cd含量,尤其是刈割处理,均是最后一茬收获的象草茎Cd含量较前茬更大,最高达8.94 mg/kg.③酒石酸施用量为1.25 mmol/kg且未刈割时,象草地上部位生物量最大,单位面积生物量最高达99.67 t/hm^(2)(单株达3.80 kg);同时象草地上部位Cd提取量达到最大,单位面积象草地上部Cd提取量达到213.58 g/hm^(2)(单株达8.14 mg).④酒石酸和刈割处理均对土壤微生物α-多样性无显著影响,但1.25 mmol/kg的酒石酸施用联合刈割2次的处理显著影响了土壤微生物β-多样性.研究显示:施加酒石酸和刈割均可提高象草茎和叶的Cd含量,且单一低剂量酒石酸处理下植物Cd提取量最大,同时试验处理一定程度上影响了土壤微生物群落的组成;在利用象草植物修复Cd污染土壤污染时,建议施用1.25 mmol/kg的酒石酸提升修复效率.

植物-微生物联合修复石油污染土壤研究进展

总结了近年来植物-微生物修复石油污染土壤的研究进展,比较了植物修复、微生物修复及植物-微生物联合修复,分析发现较单一生物修复,联合修复效率显著提高,进一步明晰植物-微生物联合修复机理,指出根际效应、菌根作用在联合修复中发挥着重要作用,并对比了基于不同机理的植物-微生物联合修复方法,最后围绕未来石油污染土壤植物-微生物修复技术的发展方向提出了展望。

微生物强化植物修复铅污染土壤研究

微生物—植物联合修复是一种修复效果好、应用前景广阔的重金属污染土壤修复技术。本论文旨在通过盆栽试验来研究耐铅乳酸菌与黑麦草联合修复铅污染土壤的能力。结果表明,投加E. faec iumDUTYH_16120012后,黑麦草的生长量显著增加,富集转运铅的能力显著提高,表明该菌株显著提升了黑麦草对铅污染土壤的修复效率。

植物-微生物联合修复重金属铬污染土壤研究

在铬污染土壤中加入活性污泥,并种植万寿菊,进行植物和微生物联合修复重金属铬污染土壤的实验。实验表明:添加污泥增加了铬污染土壤中微生物的丰度,同时降低了六价铬的含量,并且土壤中六价铬的含量随着活性污泥比例的增加而下降,说明微生物对土壤修复起到了积极的作用。土壤中铬的含量一定程度上会影响植物的生长,但微生物对重金属的的转化作用,使植物的耐受性增加,促进了植物对土壤中铬的吸收,提高了对污染土壤的修复能力。植物生长过程中对土壤中的铬进行了富集,万寿菊对铬的转运能力随着土壤中的铬浓度增加而增加。

3种沉水植物-沉积型微生物燃料电池对黑臭水体修复的研究

沉水植物-沉积型微生物燃料电池(Submerged plantsediment microbialfuelcell,SP-SMFC)是目前解决修复水体复黑臭最有发展前景的技术之一。以黑臭水体底泥为底质,构建了3种不同的沉水植物与沉积型微生物燃料电池耦合系统:分别为篦齿眼子菜-沉积型微生物燃料电池(标记为SP-SMFC1)、矮生苦草-沉积型微生物燃料电池(标记为SP-SMFC2)和金鱼藻-沉积型微生物燃料电池(标记为SP-SMFC3),为对照还构建了无植物的对照组(标记为SMFC)。结果表明:所构建的实验系统经驯化后能够稳定运行;引入沉水植物可提高系统输出电压,其中SP-SMFC2系统平均最高输出电压最大为0.659V;各实验组对底泥和上覆水的有机质和氮磷去除效果明显;构筑的系统可以有效防止水体复黑臭的发生。

解磷微生物协同磷矿粉强化植物修复铅污染土壤机制的研究进展

植物修复重金属铅(Pb)污染土壤已成为矿区生态恢复的重要途径之一,解磷微生物、磷矿粉强化植物对重金属的修复机理已成为土壤生态恢复的研究热点。基于此,本文综述了解磷微生物的解磷机制及其固化土壤Pb的生物化学过程,分析了磷矿粉施用改变土壤重金属Pb存在形态的化学过程,剖析了解磷微生物—磷矿粉协同作用对植物促生作用及改变Pb形态提高植物耐性的生物化学过程。(1)解磷微生物通过生物吸附和生物转化方式将Pb与土壤中游离的磷酸根(PO_(4)^(3-))结合形成沉淀,降低Pb在土壤中的迁移,缓解重金属毒害;(2)解磷微生物分泌有机酸、磷酸酶、植酸酶和C-P裂解酶等将磷矿粉转化为可溶性磷酸盐与Pb结合,强化对Pb的钝化;(3)磷矿粉通过沉淀、吸附络合和离子交换的方式改变Pb在土壤中的形态;同时磷矿粉游离出的PO_(4)^(3-)被植物吸收后可以改变Pb^(2+)在植物细胞内的形态与分布,以磷酸盐沉淀的形式分布于根系表面细胞壁或液泡内,减少植物地上部Pb^(2+)的累积;(4)总结了解磷微生物协同磷矿粉与植物修复土壤Pb污染的共存体系优势,并对今后相关研究的深入开展进行展望,旨在为我国Pb污染土壤修复提供参考。

土壤重金属污染的微生物-植物联合修复技术研究进展

微生物-植物联合修复技术具有环境友好、成本低、强化植物修复效果、原位修复,美化环境等优势,其在修复土壤重金属污染领域中具有巨大潜力,成为该领域的研究热点.土壤中菌根真菌、根瘤菌、植物内生菌、根际微生物可与植物建立良好的共生关系,在重金属胁迫下,促进植物生长,增强植物对重金属的抗性,提高植物对重金属的提取或固定率,进而强化植物的修复效果.笔者系统阐述微生物-植物联合修复技术的形式种类、作用机制、问题及展望,旨在为治理土壤重金属污染提供新思路.

植物-微生物联合修复重金属的研究进展

重金属污染严重威胁到农作物安全和人体健康。植物修复重金属污染方面已有大量研究,其中植物-微生物联合修复被认为是改善重金属含量的一种有效方法。就近年来植物-微生物联合修复重金属的机理进行了评述,总结了近5年植物-微生物联合修复应用于重金属污染的研究。植物与微生物的协同作用,微生物与植物间形成联合体可以在很大程度上减轻环境对植物的影响。此外,微生物通过提高植物的抗性、降低重金属毒性、促进植物生长等方式增强植物修复重金属的能力。由于污染环境的复合性和复杂性,未来植物-微生物-金属相互作用的分子机制研究和开发植物-微生物联合修复的新技术开发将会成为重点。

微生物联合植物修复土壤重金属研究现状

经济快速发展的今天,重金属对土壤的污染已成为大家关注的焦点。高效、安全、投入低的微生物联合修复方法,是目前修复土壤重金属污染的主要方式。通过归纳总结微生物联合植物的重金属抗性机制,并对其在修复重金属污染土壤方面的应用进行了综述。现阶段对PGPR技术的研究已经较为全面,但是对于内生菌通过辅助植物修复重金属污染土壤的机制尚不明确,但是具备开发的潜力。

根系分泌物与根际微生物对土壤重金属污染的响应与修复作用(综述)

我国土壤重金属污染形势严峻,对粮食安全与人体健康构成严重威胁,土壤重金属污染修复是目前急需解决的环境问题之一。植物修复作为一种绿色安全、环境友好的生物修复技术,近年来备受关注,其发展取得显著成效。根系分泌物是利用生物修复重金属污染土壤过程中的关键物质,是植物与土壤微生物进行物质交换和信息传递的重要载体,在植物响应污染物胁迫及污染修复中扮演重要角色。研究根系分泌物和根际微生物对土壤重金属污染的响应与修复作用,揭示两者动态协同作用机制,对深入了解植物修复重金属污染土壤的过程与机理具有重要意义。本文归纳梳理了根系分泌物的影响因素与现有研究方法,系统总结了多种草本植物根系分泌物和根际微生物在重金属胁迫下的响应与主要修复机制,以及根系分泌物-根际微生物互作对重金属污染土壤的修复作用;并对根系分泌物介导下植物-根际微生物协同修复重金属污染土壤研究过程存在的难题和未来研究方向进行讨论与展望。结果表明,在重金属胁迫下,根系分泌物的组成和数量均发生显著变化;根系分泌物对重金属污染土壤的修复机制主要包括活化与固化;根系分泌物是影响根际微生物群落形成的重要因素,根际微生物对根系分泌物也具有一定调控功能,两者互作在土壤重金属的消减中发挥了重要作用。本文旨在为根系分泌物-根际微生物相互作用机制的深化研究及植物修复技术的优化应用提供理论参考。

水生植物、附生微生物及其对渔业生态环境的调控作用研究进展

渔业生态环境问题一直以来受到广泛关注,目前发现水生植物及其附生微生物在去除水体污染物方面具有显著作用,是一种绿色高效的水质调控措施,在渔业生态环境调控方面应用广泛。文章从水生植物修复手段、水生植物-附生微生物之间的相互作用、水生植物及其附生微生物对渔业水域典型污染物的作用等角度,对近年来的相关研究进展进行综述,以期明确水生植物及其附生微生物在水质调控中的重要作用,指出水生植物-附生微生物生态调控手段目前存在的问题,并提出完善该调控手段的研究方向,可为渔业生态环境的调控提供更优方案。

溶磷微生物在钝化和植物修复重金属污染土壤中的作用

钝化和植物修复是重金属污染土壤修复的重要技术手段,而溶磷微生物可进一步增强钝化和植物修复重金属污染土壤的作用。介绍了钝化和植物修复重金属污染土壤的基本原理,总结了溶磷微生物对土壤中难溶性磷酸盐的溶解、利用磷酸盐钝化修复重金属污染土壤、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复的强化以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的研究进展,探讨了溶磷微生物对重金属的抗性及其溶磷机理、溶磷微生物对磷酸盐钝化修复重金属污染土壤的强化作用机理以及溶磷微生物强化植物修复重金属污染土壤的作用机理。旨在为生物修复重金属污染土壤研究提供一定的理论依据和技术支撑。

微生物菌剂对边坡绿化植物生长的影响

利用绿化植物提高边坡稳定性、防治水土流失是边坡生态修复的重点和难点。微生物菌剂能改善土壤环境,促进植物生长,故将微生物菌剂应用于边坡生态护坡工程中。选择黑麦草、狗牙根、白三叶、荆条和紫穗槐5种植物于室外人造边坡设备中进行培养,设置土壤中施加微生物菌剂的处理组和不施加微生物菌剂的对照组,研究微生物菌剂对几种边坡绿化植物生长的影响,结果表明:在倾角为15°的边坡生境中,微生物菌剂能改善土壤环境,促进边坡中草本植物的生长,提高植物的发芽势和成活率,进而提高边坡绿化植物蓄水保土的能力,对于防治水土流失和恢复边坡生境具有重要意义。

微生物强化水生植物修复污染水体研究进展

近年来,中国水环境质量不断改善,但在典型流域中,仍有部分水体断面存在较为严重的水污染,主要体现在氮、磷等污染物超标严重。水生植物已被广泛应用到受污染水体修复中,但单独的水生植物对水体的修复效果不理想。将水生植物与微生物相结合组成耦合修复系统,已成为一种低成本、生态友好和可持续的污染水体修复技术。该文综述了近年来水生植物-微生物耦合修复污染水体的应用现状,重点阐述了水生植物-微生物耦合的形式、相互作用机制以及微生物强化水生植物去除水体污染物机制。最后,结合已有研究现状,对该耦合修复技术的研究方向提出了展望。

生物炭联合微生物修复重金属污染土壤研究进展

生物炭以其疏松多孔结构、良好的重金属吸附性能,以及为微生物生长和活动提供适宜的生存条件引起了人们极大关注.综述了生物炭及其联合微生物修复重金属污染土壤的研究进展,重点分析了生物炭固定土壤重金属的机理及其修复重金属污染土壤的影响因素.总结了生物炭-微生物联合修复重金属污染土壤的作用机制,包括生物炭为微生物提供生长空间和营养物质、改善土壤环境、改变土壤酶活性、影响微生物之间的交流、降低污染物对微生物的毒害等.最后,探究了生物炭-微生物联合修复重金属污染土壤过程中存在的问题及今后的发展方向,以期为生物炭治理与修复重金属污染土壤提供理论依据,对改善和提高污染土壤资源开发利用具有重要的现实意义.

接种微生物对黑心菊铅镉耐性的影响及联合修复效果

采用室内盆栽试验,外源添加不同浓度的Pb、Cd混合污染,研究单、双接种淡紫拟青霉菌、拟青霉菌、嗜麦芽窄食单细胞菌对黑心菊耐受力的影响和联合修复的效果。结果表明,接种微生物能有效缓解不同浓度铅镉复合污染土壤对黑心菊的毒害,拟青霉菌和淡紫拟青霉菌组合接种后黑心菊生物量提高73.1%~207.31%,表现出最好的耐受能力。除淡紫拟青霉菌、嗜麦芽窄食单细胞菌双接种外,其余五种接种方式黑心菊Pb、Cd富集系数及转运系数大于1,双接种在富集能力上表现优于单接种。接种微生物后土壤有效态Pb、Cd含量分别提高8.91%~702.22%和0.13%~23.26%,在土壤Pb 1500 mg kg、Cd 1 mg kg浓度下,黑心菊-微生物联合修复具有良好的效果,有利于对土壤中Pb、Cd的活化,其中拟青霉菌和淡紫拟青霉菌组合接种效果最佳。

多环芳烃污染土壤的微生物与植物联合修复研究进展

本文综述了多环芳烃(PAHs)污染土壤中微生物降解途径、机理及生物反应器的应用,并从植物修复角度,进一步阐述了与微生物联合作用促进污染土壤中PAHs降解的途径、机理及其应用。提出了利用微生物共代谢降解及其与植物联合修复PAHs污染土壤环境的生物修复技术未来研究课题。

微生物强化植物修复铅污染土壤的机制研究进展

重金属铅(Pb)是造成土壤污染进而对生物安全构成严重威胁的重金属之一,微生物在缓解植物受Pb的毒害中发挥重要作用。与植物根际相互作用过程中,土壤微生物通过多种途径改善根际微生态环境促进植物对Pb的修复及降低Pb的毒害作用。聚焦了土壤微生物与重金属Pb生物化学作用过程,综述了微生物对植物修复Pb污染的作用机制,结论如下:(1)微生物细胞壁表面存在大量的结合位点和带负电荷的官能团,对Pb具有较强的吸附作用。(2)微生物在与重金属作用过程中,阳离子与重金属发生离子间的相互交换作用。(3)微生物通过代谢分泌胞外分泌物,与重金属形成稳定的Pb络合物。(4)微生物通过氧化还原反应改变或转化土壤中重金属的形态,或将Pb氧化还原为难溶沉淀,降低土壤重金属的毒性。(5)微生物分泌的生长激素可以促进植物生长发育,提高植物抗性,其代谢产物可以改善根际重金属的特性,促进植物对Pb的吸收或将Pb固定在植物根际以降低Pb对植物的毒害作用。对微生物吸附Pb的主要机理进行了全面讨论,总结了微生物联合植物修复Pb污染土壤中微生物与植物间的作用关系,为深入了解土壤重金属修复过程中植物、微生物、重金属三者间相互作用的机制提供依据。