微生物介导碳酸盐/磷酸盐沉淀技术修复铅(Pb)污染地下水和黄土的影响机理研究

中国西北金属矿藏开发利用虽加速当地经济发展,然而不当的含铅(Pb)废水处置将导致场地污染,对周边生态环境和人类健康造成极大威胁。该研究分别探究了微生物介导碳酸盐沉淀(MICP)技术和微生物介导磷酸盐沉淀(MIPP)技术修复铅污染地下水和黄土的潜力,并对二者修复效率和内在影响机理进行深入分析。试验结果发现,巴氏芽孢八叠球菌在酸性条件解脲能力较差导致尿素水解程度较低,得到的修复效率仅为10.82%,且矿化产物碳酸铅(PbCO3)和碱式碳酸铅(Pb3(CO3)2(OH)2)化学稳定性低;而巨大芽孢杆菌在酸性条件下表现出较强的解磷能力,仍可以得到80%以上的修复效率,且矿化产物磷氯铅矿(Pb5(PO4)3Cl)化学稳定性高,微观试验识别的矿化产物是以细菌为成核位点的共沉淀结构(Ca2Pb3(PO4)3Cl矿物与磷酸盐矿物),降低了Pb2+再次迁移扩散的概率。铅污染黄土修复试验中,巨大芽孢杆菌得到修复效率较高且赋存形态主要为铁锰氧化态Pb,相较巴氏芽孢八叠球菌修复后的碳酸盐结合态Pb具有更高的化学稳定性和更低的生态毒性。

稀土采矿尾水硫酸盐污染的微生物处理技术及其影响

本文对稀土采矿行业含硫酸盐污水处理领域的研究进展进行梳理与分析。对比目前常用的化学沉淀、离子交换、膜分离和生物技术等处理方法,发现利用硫酸盐还原菌微生物修复技术具有经济高效、环境友好、绿色安全等优势,为此进一步归纳生物法技术在提高污水处理效率、降低处理成本和减少环境危害等方面的关键因素,最后展望稀土含硫酸盐污水处理技术的发展方向、工艺优化和资源化利用等可能性。

基于微生物检测技术的水污染处理应用研究

随着我国社会经济的快速发展,水污染问题日益凸显,成为制约可持续发展的重要因素。本文针对水污染现状,深入分析了微生物检测技术在处理水污染问题中的重要作用及其应用潜力。本文通过对该技术的核心原理进行剖析,并探讨了其在水污染治理领域的实际运用情况,如发光细菌法、大肠菌群检测、PCR技术等,阐述了微生物检测技术对提高水质监测效率和实时反馈污染情况的重要性。未来应进一步提升微生物检测技术的应用水平,推动与新兴技术的融合,为我国水资源可持续管理提供技术支持。

采矿尾水重金属污染微生物治理技术研究进展

我国矿产资源丰富,但长期矿山开采活动导致矿区周围水体遭受不同程度的重金属污染,严重影响农产品质量,危害生态环境,甚至威胁人体健康,重金属污染问题也成为了我国亟待解决的环境问题之一。本文主要概括了重金属污染的来源、多种重金属治理方法及其优缺点,重点介绍了光合微藻重金属处理技术的潜力和应用前景,为修复重金属污染技术提供重要参考。

石油烃污染土壤修复中微生物电化学技术运用分析

当前,石油行业迅速发展,可随之也形成了严重的土壤污染问题。通过研究发现,石油烃污染危害较大,对环境有非常大的威胁。现实中,想要治理石油烃污染,将污染程度有效降低,需要借助科学的微生物电化学技术,借此改善石油烃污染土壤。微生物电化学技术较为先进,对土壤的修复需要使用微生物作为介质,也就是电催化剂,从而实现污染物的有效降解。本文将基于石油烃污染的危害,分析微生物电化学技术优势,以及其在修复污染土壤中的具体应用,以便为今后的石油烃污染土壤修复提供合理借鉴。

微生物菌剂与植物协同修复铅污染土壤

为了有效修复和美化污染的土壤环境,降低重金属的污染,将培养生物菌剂与2种富集植物联合修复铅(Pb)污染的土壤,通过微生物培养、高效液相色谱、微生物群落多样性分析等方法,研究土壤中重金属残留、酶活性、叶绿素含量、重金属抗性菌、微生物数量和群落多样性。结果表明:Pb污染浓度为400 mg/kg,分别经过联合修复30 d和60 d,土壤中重金属浓度分别下降了19.61%、19.48%,60 d比30 d吸附率分别提高了16.82%、17.83%。过氧化氢酶由对照组的5.6 mg/kg增加到11.4、15.9 mg/kg;碱性磷酸酶的活性由45.6 mg/kg增加到88.4、93.4 mg/kg;蔗糖酶的活性由4.2 mg/kg增加到9.6、9.9 mg/kg;脲酶的活性由32.6 mg/kg增加到66.3、71.2 mg/kg。叶绿素的含量分别增加9.16%、9.18%。重金属抗性菌检出量分别减少21.31%和20.27%。细菌、真菌和放线菌的数量最高增加了97.68%、67.63%、210.09%。微生物群落多样性和丰度也相应增加2.7%、2.9%。可见污染土壤经过微生物菌剂与植物联系修复后,植物的光合作用增强,加快重金属的吸附和转运,提高酶活性,提升植物对重金属的耐受性,重金属抗性菌数量显著降低,微生物群落多样性增加;阐明微生物菌剂和植物协同作用下对重金属污染土壤的强化修复机制,为高效治理土壤污染提供科学依据。

原位激发微生物矿化处理铅污染土的工程特性与环境安全性研究

随着城市化进程的加速,重金属污染场地的修复、开发和再利用日益受到社会关注。以典型重金属污染物铅为研究对象,利用原位激发微生物矿化方法探究了铅浓度对土壤酸碱度、活菌数以及尿素和铵根浓度等细菌活性指标的影响,通过测试固化土的无侧限抗压强度、渗透系数和毒性浸出浓度,评估了铅污染土的固化效果。结果表明,原位激发方法可以实现低铅浓度污染土中脲酶菌的富集,激发7d后土中活菌数最高可达到10^(9)CFU/g数量级,但高浓度的铅污染物将显著抑制微生物的生长与活性。原位激发MICP处理铅污染土的强度和防渗性均随固化时间呈增长趋势,其中40mM铅污染土固化14d的强度大幅提高,渗透系数可降低至6.5×10^(-6)m/s。铅的浸出浓度随固化时间均不断降低,低铅浓度污染土固化14 d后在中性或弱酸性环境下的浸出浓度可低于0.1 mg/L。根据固化铅污染土的工程特性与环境安全性试验结果,结合环境扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和微生物16 s全基因组重测序等手段,揭示了原位激发微生物矿化处理铅污染土的固化机理。

2023年北京市某区洪涝灾害后农村自备井微生物污染应急监测分析

目的了解北京市某区23·7洪涝灾害后农村自备井微生物污染情况,落实“快”“准”针对性防制措施,确保饮用水卫生安全。方法洪涝灾害发生后立即对19个乡镇街道的226个村存在供水能力的247口农村自备井饮用水进行应急普查。经过恢复重建,随机抽样选取45口自备井抽查。本文采用描述性流行病学方法对与介水疾病密切相关的总大肠菌群和大肠埃希菌两种致病微生物指示指标的监测结果进行分析。结果应急监测结果显示,247口农村自备井总大肠菌群和大肠埃希菌两种致病微生物指示指标综合评价超标率达68.42%,超标率分别为67.21%和35.22%。重度、中度和轻度受灾地区自备井两种致病微生物指示指标超标率比较,差异无统计学意义(χ^(2)=0.781,P=0.677)。根据定量分析,严重受灾地区末梢水总大肠菌群检出情况最严重,最大概率数(MPN)中位数(M)和四分位数(P_(25),P_(75))为62.85(1.00,200.50)/100 mL,大肠埃希菌MPN M(P_(25),P_(75))为1.00(0.00,5.85)/100 mL。不同受灾地区末梢水总大肠菌群(Kruskal-Wallis检验,H=7.892,P=0.019)和大肠埃希菌(Kruskal-Wallis检验,H=6.023,P=0.049)指标检测量差异有统计学意义。经两两比较,主要是重度和轻度地区末梢水(总大肠菌群调整后,P=0.015,大肠埃希菌调整后P=0.045)污染情况比较,差异有统计学意义。恢复重建后,抽样监测自备井超标3口(6.67%),均位于严重受灾地区;出厂水和末梢水均超标3件,为总大肠菌群超标,大肠埃希菌合格。恢复重建后较应急监测合格率明显上升,应急处置前后自备井(χ^(2)=59.968,P<0.001)、出厂水(χ^(2)=37.257,P<0.001)和末梢水(χ^(2)=40.008,P<0.001)两种致病微生物指示指标综合评价超标率差异均有统计学意义。结论“23·7”暴雨历时长、总量达、强度高,导致重度、中度、轻度三类不同受灾地区均出现不同程度普遍性的生物污染;其中重度受灾地区污染程度更重;落实各项干预措施后效果显著,水质合格率大幅度提升。应急监测有助于对其他地区灾后自备井饮用水管理工作提供参考。

常州市校园及其周边食品微生物污染情况分析

目的:了解江苏省常州市校园及其周边商店食品卫生状况。方法:2021—2023年每年选择1个城区和1个郊县,每个县(区)随机抽取小学各2所,中学各1所,中等职业学校各1所,大学共1所,每年监测9所学校。采集学校及其周边商店中学生食用频率较高的学生餐、含乳饮料、现制饮料、学生饮用奶、调味面制品和豆干,并进行卫生指示菌及常见食源性致病菌等指标的检测。结果:部分学生餐中检出蜡样芽胞杆菌,个别学生餐中检出金黄色葡萄球菌;调味面制品、豆干及现制饮料均未检出食源性致病菌,但部分现制饮料中菌落总数和大肠埃希氏菌计数超出检出限且存在超标情况。结论:校园食品生产者、加工者、经营者等均应采取防控措施尽可能降低致病菌含量,减少食源性疾病的发生概率。

3种中药配方颗粒全生产链的污染微生物考察

目的:对郁金、桑叶、蝉蜕中药配方颗粒生产全过程污染微生物进行考察,建立数据库,探索中药配方颗粒生产过程微生物关键控制点及控制措施,为企业提供示范性研究,为制定标准、改进生产工艺提供依据,填补质量全过程控制的空白。方法:对3种中药配方颗粒的原材料、中间产品、成品按照《中国药典》2020年版进行分析检测,采用质谱技术对负载微生物进行鉴定,分析研究从药材原料到中药配方颗粒成品的外源性污染微生物的程度及容易污染微生物的种类。结果:3种中药配方颗粒的原材料(中药饮片)微生物污染较严重,原材料的耐热芽孢杆菌即使经过工艺处理后,仍能在中间产品、成品中检出,并造成部分批次需氧菌总数结果超出限度规定;中间产品、成品中还检出来源于人和动物肠道中的屎肠球菌。结论:①加强中药饮片的微生物污染控制,有利于降低终端产品的微生物负载;②3种中药配方颗粒的生产工艺存在芽孢类微生物污染的风险,需优化生产工艺参数来降低微生物负载;③药品生产企业需加强对产品全过程控制,降低微生物污染风险。

同种异体骨软骨移植微生物检测与防治研究进展

新鲜同种异体骨软骨移植(osteochondral allograft transplantation,OCA)是针对大块软骨局限性损伤的有效治疗方式[1]。微生物污染是OCA过程中面临的巨大风险[2]。完善的生物安全保障体系是实现OCA治疗体系顺利运转的关键一环。任何一个环节出现问题,都有可能造成OCA手术的失败,甚至引发关节感染和疾病传播[3]。因此,针对OCA治疗提供生物安全保障,一方面,是对患者负责,避免因为手术感染不必要的疾病;另一方面,为推进我国OCA治疗体系的建立提供保障。然而,目前国内针对OCA治疗尚未建立完善的生物安全保障体系,这极大地制约了OCA治疗的进一步发展。

有机污染场地土壤化学氧化耦合微生物修复技术

化学氧化耦合微生物修复是通过适度氧化预处理降解转化污染土壤中的高浓度、难降解有机污染物,并增强其生物可利用性,再利用微生物降解有机污染物的技术,在有机污染场地土壤修复中具有良好的应用潜力.本文评述了化学氧化耦合微生物修复技术的研究进展,重点介绍了土壤氧化还原电位精准预测、土著微生物优化或工程菌强化方法,阐述了基于机器学习的土壤污染修复调控策略,以期提升化学氧化耦合微生物修复效率,为有机污染场地土壤绿色、经济、安全、高效修复的工程应用提供参考.

食品微生物污染源与传播途径研究

食品中的微生物污染容易导致食品腐败变质,降低食品品质,甚至引发食源性疾病,对公共健康构成严重威胁。食品微生物污染的源头既包括土壤、水、空气和尘埃等自然因素,又涵盖食品加工、储存、运输过程中的不当操作等人为因素;其传播途径既包括直接接触被污染的食品和水源,也包括接触受污染的工具、设备以及昆虫和害虫等间接方式。深入研究食品微生物污染的源头和传播途径,有助于对食品微生物污染进行更严格的预防和控制。

土壤中微塑料与环境污染物的复合作用及其对微生物的影响

随着塑料制品在工农业和生产生活中的广泛使用,大量微塑料被释放到土壤中,带来不可忽视的生态环境与健康风险。长久以来,人们更关注微塑料本身的生态毒性,对微塑料与环境中的其他化学污染物的联合作用及其环境效应研究较少。由于土壤微生物在微塑料降解过程中起着关键作用,认识土壤微塑料是如何通过影响土壤环境而直接或间接影响土壤中微生物群落和土壤生态功能的微观机理,已成为未来推进微塑料的降解和科学认识微塑料生态系统风险的关键。本文综述了近年来微塑料在土壤中吸附和迁移机理,以及微塑料的吸附程度和位置对其迁移行为的影响。总结了微塑料与土壤中有机污染物和重金属的复合作用的进展,探讨了这些复合作用对土壤环境风险的影响,包括污染物的毒性、生物利用度和迁移性的变化。评述了微塑料对土壤微生物群落的影响及作用机制,微塑料对微生物的物种丰富度、活性和结构的影响,以及微塑料表面的定殖和选择性富集能力。建议未来应该加强以下三方面的研究:①深入探索微塑料与环境污染物的复合作用及其生态毒理作用的微观机理;②认识土壤中微塑料对土壤微生物群落结构改变的微观机制;③探索通过科学调控土壤理化特性、特异性微生物在微塑料表面的定殖与富集能力等途径来控制土壤中微塑料及微塑料-其他环境污染物复合污染的可能性。

常温和冷藏条件下鲜切西瓜中微生物生长研究

目的分析不同品种鲜切西瓜在常温和冷藏保存条件下微生物负载量随时间的变化规律。方法选择市售较多的麒麟、甜王和黑美人西瓜30批次420份样品为研究对象,对其进行切分处理后分别在常温和冷藏条件下保存2、4、6、8、10、12、24 h进行微生物项目检测,得出菌落总数、大肠菌群计数、霉菌和酵母菌计数、金黄色葡萄球菌的微生物污染情况。结果3个品种鲜切西瓜的菌落总数、大肠菌群计数、霉菌和酵母菌计数均随贮藏时间延长而增加,麒麟、甜王和黑美人西瓜分别在常温保存8、10、12 h后菌落总数超过10^(5) CFU/g,保存8 h后大肠菌群计数超过100 CFU/g,10 h后霉菌和酵母菌总数超过100 CFU/g;冷藏条件下,麒麟、甜王和黑美人西瓜保存8 h后平均菌落总数均超过10^(4) CFU/g;大肠菌群计数、霉菌和酵母菌计数均在保存10 h后超过100 CFU/g。金黄色葡萄球菌在常温保存4 h后被检出、冷藏保存6 h后检出,总检出率32.86%。结论鲜切西瓜在常温保存8 h后因微生物污染引起的安全风险增高,消费者购买后应尽快食用,如需保存尽量低温冷藏存储。

加油站场地气相抽提(SVE)拖尾污染物的微生物降解效果研究

针对加油站场地气相抽提(SVE)拖尾污染物组成及其含量,首先利用不同浓度石油烃对活性污泥中石油烃降解微生物进行驯化、富集以及筛选,共分离出7株优质石油烃降解菌;其次利用混合降解菌群进行降解试验,对人工配制模拟石油烃污染土壤(石油烃初始质量分数约1400μg/g)生物降解180 d后,石油烃降解率大于86%;最后,开展混合降解菌对目标加油站真实污染土壤(石油烃初始质量分数1532.3μg/g)降解试验研究,结果表明,微生物混合菌群将真实污染土壤中石油烃质量分数降至342.6μg/g(230 d),满足美国堪萨斯州风险评估标准(非居民用地石油烃质量分数小于450μg/g),降解率可达77.6%。

矿山废弃地生态修复工程中微生物修复技术的优化应用研究

矿山废弃地修复挑战多,传统方法存成本高、二次污染及植物吸收能力低等问题,微生物修复技术具低成本、环保优势,能吸附重金属、转换金属价态,但面临环境适应性等挑战。可筛选培育特定微生物,利用基因工程改进性能,并结合其他修复方法提高效率,案例显示,微生物修复有效控制土壤和废水污染,恢复生态系统结构和功能,潜力巨大。

石膏钙源微生物固化/稳定化锌污染粉土试验研究

微生物固化/稳定化重金属污染土时,反应速率过快和高浓度盐离子对细菌活性的抑制作用是阻碍单次搅拌工艺应用的关键问题。采用低溶解度的石膏(二水硫酸钙)作为钙源,以钙盐掺量和锌污染浓度为控制变量,进行微生物单次搅拌固化/稳定化锌污染粉土试验,研究固化/稳定化锌污染粉土的强度、锌离子浸出浓度和形态的变化规律。试验结果表明,锌污染浓度为500 mg/kg的污染粉土固化强度较处理前提高了77.3%,锌离子浸出浓度较处理前降低了87.3%;固化/稳定化后,锌污染粉土强度大幅提升,重金属锌迁移性明显降低;固化/稳定化锌污染粉土中有碳酸钙、碳酸锌和碱式碳酸锌生成,碳酸盐晶体聚集形成多孔簇状团聚体。研究结果表明,基于石膏钙源的单次搅拌微生物矿化处理能够有效固化/稳定化锌污染粉土,具有良好的应用潜力。

土壤重金属污染微生物修复技术研究进展

随着人类社会的发展,土壤重金属污染引起了社会的广泛关注,现代科学对土壤重金属污染研究的范围也日益深入。常见的物理或化学修复不仅成本高,而且会对环境造成二次污染,亟须寻找一种新的修复方式来对重金属污染的土壤进行修复。本文分别从内生菌、抗性微生物、细菌、真菌以及微生物淋滤法等方面综述了利用微生物修复土壤重金属污染的新技术,以期在未来更好地解决这类问题。

土壤微塑料污染及微生物降解研究进展

微塑料已成为国家重点关注新污染物,但目前仍缺乏防范其环境风险的有效技术手段。本文综述了微塑料的土壤污染危害、微塑料与其他污染物的主要耦合机制,以及聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯4类微塑料的土壤微生物降解研究进展,提出石油石化企业防范微塑料环境风险应重点关注的3个方面,即行业微塑料污染特征、微塑料-有机物相互作用机制和微生物降解微塑料技术。