微生物与重金属之间的相互关系

微生物在矿业废弃物处理中的应用与矿区生态修复矿业废弃物长期以来一直是一个严重的环境问题。

这些废弃物中含有大量的重金属、有机化合物和酸性物质，对土壤、水体和空气造成了极大的污染。

而微生物在矿业废弃物处理和矿区生态修复过程中发挥着重要的作用。

本文将介绍微生物在矿业废弃物处理中的应用以及在矿区生态修复中的作用。

一、微生物在矿业废弃物处理中的应用1.1 微生物在重金属污染处理中的应用微生物可以通过吸附、沉淀和转化等方式有效去除矿业废弃物中的重金属。

其中，菌类微生物是最常见的应用对象。

菌类微生物通过菌丝的分泌物和胞外聚合物来吸附重金属离子，将其转化成不溶性的沉淀物，从而达到去除重金属的目的。

此外，一些嗜热菌和嗜酸菌还可以将重金属离子还原为金属微粒，进一步降低重金属对环境的污染程度。

1.2 微生物在有机化合物处理中的应用微生物在降解有机化合物方面也具有独特的优势。

一些细菌和真菌可以分泌特定的酶，将有机化合物分解为无机物和水。

这些微生物可以通过自然界中的菌根作用、腐霉菌降解和异养微生物降解等途径来清除矿业废弃物中的有机化合物。

其机制主要是通过微生物降解代谢作用将有机物转化为无机物，从而实现对有机化合物的处理。

二、微生物在矿区生态修复中的作用2.1 微生物对矿区土壤的修复作用矿业活动会造成土壤的严重破坏，导致土壤中的养分流失和微生物生物多样性的降低。

微生物对矿区土壤的修复起到了重要的作用。

一方面，微生物可以分解有机物质，促进土壤组成的形成，提高土壤质量；另一方面，微生物还可以降解土壤中的有毒物质，减少污染物对土壤的损害。

通过适当的微生物增殖、根际微生物的引种和功能菌的施加，可以有效地修复矿区土壤的功能和生态系统。

2.2 微生物对水体和大气的净化作用矿业废弃物通过地表径流或气态扩散进入水体和大气中，对水质和空气质量造成了严重的污染。

微生物可以通过降解有机物、吸附重金属和氧化还原过程等方式修复水体和大气的质量。

例如，一些微生物可以分解水体中的有机物，将其转化为无机物，从而净化水体；另外，微生物也可以将空气中的有机物和有毒气体转化为无害物质，降低空气污染的程度。

土壤重金属熟化的原理
土壤重金属熟化是指通过某些技术手段，将土壤中的重金属转变为不可溶性或稳定的形式，从而降低对环境和生物的危害。

土壤重金属熟化的原理主要包括以下几个方面：
1. 吸附作用：土壤中的矿物质、有机质和粘土等对重金属具有吸附能力，可以通过吸附将重金属固定在土壤颗粒上，减少其活动性和迁移能力。

2. 离子交换作用：土壤中的主要离子如钙、铝、铁和锰等可以与重金属形成离子交换反应，将重金属离子固定在土壤中。

3. 沉淀作用：某些物质如磷酸盐、碱性硫酸盐等在土壤中能与重金属形成不溶性的沉淀物，将重金属转化为固体形式。

4. 氧化还原作用：土壤中的氧化还原环境对重金属的形态转化起着重要作用。

氧化环境有利于将重金属转变为氧化态，而还原环境有利于将重金属还原为较低价态。

5. 微生物作用：土壤中的微生物可以通过吸附、吸收和还原等方式与重金属发生相互作用，将重金属转化为无害或较低毒性的形态。

通过上述原理，可以采取一系列措施来实现土壤重金属熟化，如添加改良剂、调节土壤pH值、增加有机物质、利用微生物修复等。

这些措施可以促进土壤中重金属与土壤颗粒的结合，降低重金属的活性和溶解度，从而降低其对环境和生物的危害。

《重金属胁迫下土壤微生物胞外聚合物在多环芳烃降解过程中的作用》一、引言随着工业化的快速发展，重金属污染和有机污染物如多环芳烃（PAHs）的排放问题日益严重，对土壤生态系统造成了巨大的压力。

土壤微生物在重金属和多环芳烃的生物修复过程中扮演着重要角色。

其中，土壤微生物的胞外聚合物（EPS）在多环芳烃的降解过程中发挥了关键作用。

本文旨在探讨重金属胁迫下，土壤微生物胞外聚合物在多环芳烃降解过程中的作用及其机制。

二、重金属胁迫与多环芳烃降解重金属如铬、铅、镉等常因工业活动进入土壤环境，对土壤微生物产生胁迫效应。

这种胁迫会改变微生物的生理生化活动，进而影响其对多环芳烃等有机污染物的降解效率。

而多环芳烃是一类典型的持久性有机污染物，因其稳定性高、难以降解而成为环境修复的难题。

三、土壤微生物胞外聚合物的角色土壤微生物胞外聚合物（EPS）主要由多糖、蛋白质、核酸等组成，是微生物与外部环境之间的桥梁。

在重金属胁迫下，EPS通过其复杂的化学结构与功能，对多环芳烃的吸附、运输和降解过程产生重要影响。

四、EPS在多环芳烃降解过程中的作用机制1. 吸附作用：EPS的多糖和蛋白质成分具有较高的表面活性，能够吸附多环芳烃分子，减少其在环境中的迁移和扩散，从而增加其被微生物利用的机会。

2. 运输作用：EPS通过其网络结构，将吸附了多环芳烃的微生物细胞连接在一起，形成一个有效的运输通道，将多环芳烃运输至细胞内部进行降解。

3. 酶促反应：EPS中的某些酶类可以催化多环芳烃的降解反应，加速其分解过程。

五、重金属胁迫下的影响及应对策略重金属胁迫会破坏土壤微生物的生理平衡，降低EPS的产量和活性，进而影响多环芳烃的降解效率。

为了应对这一挑战，可以采取以下策略：1. 土壤修复：通过施加改良剂，如生物炭、磷灰石等，减轻重金属的毒性，提高土壤微生物的活性。

2. 生物强化：引入具有高效降解能力的外源微生物或其产生的EPS，增强土壤微生物对多环芳烃的降解能力。

环境中重金属污染物的迁移与转化研究重金属污染是当前环境问题中的一大难题，对人类健康和生态环境造成了严重威胁。

为了探索和理解重金属污染物在环境中的迁移与转化规律，科学家们进行了大量的研究。

本文将针对重金属污染物的迁移途径、影响因素以及转化过程展开探讨。

1. 迁移途径重金属污染物在环境中的迁移主要通过以下几种途径：1.1 土壤迁移：重金属通过地下水和土壤孔隙水的流动迁移到地下水中，进而进入河流、湖泊等水体，形成水环境的污染。

1.2 大气迁移：重金属通过颗粒物悬浮在空气中，通过降雨沉降到地表，导致土壤和水体的污染。

1.3 水体迁移：重金属可以直接溶解在水中，通过水流迁移到其他地方，并对水生生物造成直接毒害。

1.4 生物迁移：重金属通过生物体的吸收、积累和迁移，从而进入食物链，对生物体造成间接毒害。

2. 影响因素重金属污染物的迁移与转化受到多种因素的影响，包括但不限于以下几个方面：2.1 pH值：土壤和水体的酸碱度对重金属的迁移和转化有重要影响。

低pH值条件下，重金属更容易释放并迁移至地下水中。

2.2 有机质含量：有机质对重金属的吸附、解吸和转化起着重要作用。

有机质含量高的土壤和水体能够有效地限制重金属的迁移和转化。

2.3 土壤类型：不同类型的土壤具有不同的吸附和保持能力，影响重金属在土壤中的迁移和转化速率。

2.4 温度和湿度：温度和湿度的变化可导致土壤和水体中重金属的溶解度和迁移速率发生变化。

2.5 微生物活动：微生物在环境中的活动可以促进重金属的转化和迁移，包括还原、氧化和沉积等过程。

3. 转化过程重金属污染物在环境中经历多个转化过程，包括溶解、沉降、吸附、解吸、络合等。

这些转化过程对重金属的迁移和生物有效性起着重要作用。

3.1 溶解：重金属在水中可以以溶解态存在，溶解度与温度、酸碱度、络合等因素有关。

溶解态的重金属可以直接对生物体造成毒害。

3.2 沉降：重金属通过颗粒物和悬浮物的沉降进入土壤和水体中，从而影响环境的质量。

重金属污染物的微生物修复策略作者：王瑾王永刚朵建文冷非凡陈吉祥孙尚琛来源：《安徽农业科学》2023年第18期摘要随着我国工业进程的不断加快，重金属污染已成为制约我国经济建设和影响居民健康的主要因素。

对重金属污染场地进行科学高效地防治和治理是实现生态环境可持续发展，保障人类生命健康的重要途径。

相比传统的化学法和物理法，微生物具有可培养性强、操作简单、环境友好等特点，微生物修复策略被认为是目前重金属污染场地的修复过程中最有潜力的技术。

从重金属对微生物的影响和微生物对重金属胁迫的响应方式两个方面进行论述，以为微生物修复技术的规模化应用提供思路及理论基础。

关键词重金属；微生物；修复；机制中图分类号 X 172文献标识码 A文章编号 0517-6611（2023）18-0024-05doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.18.006开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Microbial Remediation Strategies for Heavy Metal ContaminantsWANG Jin1，WANG Yong-gang2，DUO Jian-wen1 et al（nzhou Resources & Environment Voc-Tech University，Lanzhou，Gansu730030;nzhou University of Technology，Lanzhou，Gansu 730050）Abstract With the continuous acceleration of China’s industrial process，heavy metal pollution has becom e the main factor restricting China’s economic construction and affecting residents’ health.Scientific and efficient prevention and control of heavy metal contaminated sites is the main factor in achieving sustainable development of the ecological environment and ensuring human pared with traditional chemical and physical methods，microbial remediation strategy is considered as the most potential technology in the remediation process of heavy metal contaminated sites due to its strong culturability，simple operation，environmental friendly.In this paper，the effects of heavy metals on microorganisms and the response ways of microorganisms to heavy metal stress were discussed to provide ideas and theoretical basis for the large-scale application of microbial remediation technology.Key words Heavy metal;Microorganism;Remediation;Mechanism目前，由于快速發展的工业活动、矿山开采、高价态金属废弃物倾倒、化肥的过度使用等，重金属在环境中的迁移加剧、迁移速度大大加快，越来越多的含金属残留物被排放到地表进入土壤系统和地下水，并通过食物链富集在人体中，进而对人体和生态系统造成严重危害［1-2］。

重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制的研究进展随着工业和农业的发展，重金属污染已成为环境保护领域的一个热门话题。

这些重金属对土壤微生物和植物的成长发育产生严重的影响，使植物吸收水分和养分的能力下降，促使生物地球化学循环过程中发生异常。

因此，探究重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制，有助于深入了解生物地球化学循环过程，提高植物的生长质量，对于环境保护和农业发展有重要意义。

重金属的污染与土壤微生物群落和活性密切相关。

研究表明，重金属污染逐渐增加，会导致土壤微生物群落结构发生变化，微生物的生物量和活性下降，并且偏向于产生厌氧微生物。

此外，重金属还能与重要的生物化学反应底物结合，从而影响微生物的代谢过程。

重金属胁迫下，植物会受到生理生化代谢的影响。

除了影响光合作用和呼吸作用等细胞功能外，重金属也会影响植物食物链以上的生态系统的稳定性。

植物促生机制受到影响时，植物的生长速度会降低，抗病力下降，并导致次生物代谢的积累。

1.土壤微生物对植物的促生作用：微生物在土壤中扮演着调控土壤生态系统的重要角色。

它们可以分解有机物质，生成肥料、维持土质稳定性、氮、磷、钾等元素的转化循环。

此外，微生物还会分泌生长激素，如植物生长素、赤霉素等，直接或间接地对植物的生长产生促进作用。

2.重金属对植物生长的影响：重金属对植物的生长有明显的负面影响，可通过减少光合作用、呼吸和氮代谢的能力降低植物的生长速度和抗病力。

对于科学家来说，调解重金属污染对植物生长的影响，是关注的焦点。

3.微生物修复重金属污染的应用：微生物具有较好的修复能力，可以去除污染的有机化合物、汞、铅、镉等毒性金属。

近年来，通过启动微生物修复技术，可以在一定程度上改善重金属污染的土壤环境，此外还可以改善土壤生态系统的微生物群落结构，并保护植物生长环境，从而改善植物的生长与发展。

结论：在重金属胁迫下，微生物和植物之间的相互作用对于保护和改善环境具有重要意义。

在这个过程中，需要科学家研究和技术支持，以开发和运用更有效的土壤沉积物处理技术和微生物资源，更好地应对重金属污染带来的影响，实现生态系统的平衡和可持续发展。

重金属对细菌生长的毒性效应细菌是一类微生物，它们广泛存在于自然界的各种生物和非生物环境中，如水体、土壤、空气等。

对于重金属污染物质的生物治理，细菌类微生物是有重要作用的一个相关研究领域。

然而，由于重金属污染严重，高浓度的重金属对细菌生长发挥着毒性效应，也就是说，重金属污染会对细菌造成极大的危害。

因此，本文将探讨一下重金属对细菌的毒性效应。

一、重金属的种类及影响细菌生长和发展的机制重金属是指具有较高比重、密度和毒性的金属元素，广泛应用于工业和日用品生产中，如石油、原油化工、轻金属、化肥、电子和电器等生产领域，它们的广泛应用和排放产生了大量的重金属污染。

重金属分为两大类，一是非生物活性的重金属污染物质，如铅、汞、镉、银和铜等，另一种是对细菌有生物活性的重金属污染物质，如锰、钴、镍、锌、铁等。

重金属对细菌的毒性效应是以细胞膜的生理和生化功能为基础的，主要表现为细胞膜通透性、蛋白质含量和细胞DNA等基本生物学指标的改变。

实验研究表明，细胞膜的通透性和蛋白质含量在受到较高浓度的重金属污染后会大大降低，而DNA的含量则会随着重金属的浓度的增加而锐减。

这些变化是由于重金属对电子传递、代谢产物合成和调节细胞酶等机制的直接干扰和破坏所导致的。

二、重金属对不同种类细菌生长的影响重金属在不同种类的细菌生长中会产生不同的效应。

有些细菌可以利用重金属持续存活和生长，而其他一些细菌则会受到严重地干扰和破坏，这取决于细菌的生存环境以及其代谢和分解重金属污染物的能力。

以下是重金属对不同种类细菌生长的影响：1. 铜和镍对蓝藻的生长没有显著的影响。

蓝藻可以以重金属为代谢物而不造成生长受影响。

2. 镍、锌等重金属对梭菌和链球菌等成分以上的细菌的生长有抑制作用。

3. 镉能使大肠杆菌、耶氏菌等细菌的生长受到重大影响，导致生长速度和生物量降低。

三、利用细菌去除重金属污染物的前景由于细菌对重金属有非常高的代谢分解和沉积能力，因此人们将其用于重金属污染物的去除受到了广泛关注。

微生物修复土壤中重金属的原理与应用土地是我们人类赖以生存的最基本资源之一，其中土壤是维持大自然生态系统平衡的重要组成部分。

然而，由于人类不可避免的活动，如工业污染、农业化学品使用、废弃物填埋等，导致土壤中含有大量的重金属物质。

这些重金属物质不仅危害人类健康，还会影响环境和生态系统的平衡。

为了改善重金属污染土壤的状况，一种叫做微生物修复的方法逐渐得到了人们的关注和应用。

本文将探讨微生物修复土壤中重金属的原理与应用。

一、什么是微生物修复微生物修复是指利用微生物代谢特性对自然与人工环境中的污染物进行处理的过程。

微生物修复可通过多种方式在环境中发挥作用，例如通过分解有机物质、去除有毒金属离子、还原有毒化合物等。

在重金属修复中，微生物是利用这些特性修复土壤中的重金属。

二、微生物修复土壤中重金属的原理微生物修复土壤中重金属的原理是基于微生物代谢特性进行的。

微生物代谢重金属的方法有以下几种：1. 吸附作用一些具有菌株特定吸附作用的菌种可以吸附重金属，使其在环境中得以稳定。

这些菌可以在处理重金属的污染物时，通过吸附重金属离子并沉淀在土壤中，从而减少环境中重金属离子的浓度。

2. 沉淀作用与吸附作用相似，有些菌株可以沉淀重金属，并将其稳定在土壤中。

这种作用可以通过改变土壤的物理和化学特性来减少重金属污染物浓度。

3. 活化作用微生物代谢重金属还可以通过活化作用来进行。

该过程可以利用菌株间特定的代谢特性来活化重金属污染物，并将其转化为无害的形式。

例如，某些细菌能够利用重金属与硫的化合反应形成硫化物，从而将其稳定下来。

4. 生物降解作用重金属污染物有时与有机物质结合在一起，形成有毒化合物。

此时，一些有机物降解细菌可以将有毒化合物降解成无毒的物质并将其分解代谢。

无论哪种方法，微生物修复都是通过促进众多菌株的增殖，以实现对重金属的处理。

这些不同种类的微生物通过多样化的代谢途径和互补作用，协同作用来共同发挥作用。

三、微生物修复的应用微生物修复已广泛应用于不同类型的重金属污染土壤的治理中，包括农业土壤、煤矿土壤、工业废弃地等。

第一作者:李娟英,女,1978年生,博士,副教授,主要从事水污染控制研究。

*上海市教委一般创新项目(No.10YZ128);上海海洋生物学重点学科项目(No.J50701);同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室开放课题资助项目(No.PCRRF09007);上海大学生创新基金计划项目(No.B 294002072007201)。

重金属对活性污泥微生物毒性的比较研究*李娟英1 赵庆祥2 王 静1 陈 洁1 高 峰1(1.上海海洋大学生命学院,上海201306;2.华东理工大学资源与环境学院,上海200237)摘要 采用发光细菌毒性、活性污泥脱氢酶毒性、硝化抑制毒性3种方法测定H g 、Cd 、Zn 、Pb 4种重金属对活性污泥微生物的毒性,并对测定结果进行了比较。

结果表明,发光细菌毒性测定方法的灵敏度最高,测得的重金属半数有效浓度(E C50)最低,4种重金属对发光细菌发光强度的抑制程度由大到小顺序依次为H g>Cd>Zn>Pb;活性污泥脱氢酶毒性和硝化抑制毒性的测定结果与发光细菌毒性测定结果相比,灵敏度相对较低,测得的重金属E C50相对较高,测得的活性污泥脱氢酶活性的抑制程度由大到小顺序依次为Cd>H g>Zn >Pb,与测得的活性污泥硝化速率抑制程度大小顺序一致,但2者测得的EC50有所差别。

为了更准确的判定重金属对活性污泥微生物的毒性影响,至少应取不同的重金属毒性终点指示指标做一组毒性实验,而不能以发光细菌毒性测定结果作为唯一的判定依据,这可能会过分夸大重金属对污水处理工艺的冲击能力,导致污水处理成本无谓增加。

关键词 重金属 发光细菌 脱氢酶 硝化抑制Compara tive study on the biotoxicity of heavy metals pollutants Li J ua nying 1,Zhao Qingxia ng 2,Wang J ing 1,Chen J ie 1,Gao F eng 1.(1.College of F isher ies a nd lif e science ,Shanghai Ocea n Univer sity ,Sha ngha i 201306;2.School of R esour ce and Envir onmenta l E ngineer ing ,East China University of Science a nd Technology ,Sha ngha i 200237)Abstr act: The bio 2toxicity of Hg,Cd,Zn and P b on microor ganism in activated sludge was detect ed by the three methods of detecting luminous bact er ia toxicit y,dehydr ogenase activit y of act ivated sludge and nitrification inhi 2bit ion rate.The results showed that luminescent bact eria toxicity method pr esented the highest sensitivity and the lowest EC50value;the bio 2toxicity of 4heavy metals followed the sequence of H g>Cd>Zn >P b.T he ot her two methods had r elatively low sensit ivity and high EC50value,and the order of heavy metal bio 2toxicity was Cd>H g>Zn>Pb.In or der to determine the toxicity of heavy metal pollutants mor e accurately,at least one set of t oxicity test should be targeted at activat ed sludge,luminescent bacteria biotoxicity could not be the sole basis to determine the short 2ter m impact on the wastewater t reatment capacity,which would r esult in unnecessary costs of wastewater tr eat 2ment significant ly.Keywor ds: heavy metals;luminescent bact eria;dehydrogenase;nitr ification inhibition目前,在重金属对生态环境的毒性影响方面最常用的毒性测定方法是生物试验法,即通过生物体或细胞的存活时间和繁殖量来判断毒性的大小,从而获得重金属毒性的相关信息[1]。

植物根系分泌物促进重金属吸收研究一、植物根系分泌物研究概述植物根系分泌物是植物在生长过程中通过根系释放到土壤中的一类有机物质，这些物质包括但不限于氨基酸、有机酸、酚类化合物、酶等。

它们在土壤中的作用极其重要，不仅影响土壤的物理、化学性质，还与植物的营养吸收、病害防御以及与土壤微生物的相互作用密切相关。

近年来，随着环境污染问题的日益严重，特别是土壤重金属污染，植物根系分泌物在促进重金属吸收方面的研究逐渐成为环境科学与植物生理学领域的热点。

1.1 植物根系分泌物的组成与功能植物根系分泌物的组成复杂多样，其功能也相当广泛。

在促进植物生长方面，根系分泌物可以改善土壤结构，增加土壤的通气性和保水性，从而为植物根系提供良好的生长环境。

同时，根系分泌物中的有机酸可以与土壤中的矿物质元素形成络合物，增加这些元素的溶解度，促进植物对营养元素的吸收。

此外，根系分泌物还具有调节植物与土壤微生物关系的作用，通过吸引有益微生物或抑制病原微生物的生长，增强植物的抗病性。

1.2 植物根系分泌物与重金属吸收的关系土壤中的重金属元素，如铅、镉、汞等，对植物生长和人类健康都构成严重威胁。

植物根系分泌物在重金属吸收方面的作用主要表现在以下几个方面：首先，某些根系分泌物能够与重金属离子形成稳定的络合物，降低重金属的生物有效性，减轻其对植物的毒性；其次，根系分泌物可以促进土壤中重金属的迁移和转化，增加植物对重金属的吸收；最后，根系分泌物还能够影响植物体内重金属的分布和积累，降低重金属在植物可食用部分的浓度。

二、植物根系分泌物促进重金属吸收的机制2.1 根系分泌物与重金属络合作用植物根系分泌物中的有机酸，如柠檬酸、草酸、苹果酸等，具有与重金属离子形成络合物的能力。

这些有机酸通过其羧基与重金属离子发生配位反应，形成稳定的络合物，从而降低重金属在土壤中的活性，减少其对植物的毒性。

同时，这种络合作用也增加了重金属在土壤中的溶解度，有利于植物根系的吸收。

利用微生物技术治理重金属污染研究随着现代工业生产的不断发展，大量的有害物质被排放到环境中，其中最严重的就是重金属污染，这种污染对人类健康和环境产生了严重的影响。

为了减轻这种污染对环境的影响，研究人员开始研究利用微生物技术治理重金属污染的方法。

一、重金属污染的危害重金属是指相对密度大于4.5的金属元素，它们具有极强的毒性和生物蓄积性，在环境中累积的速度很慢，能够长期的残留在大气、水体和土壤中。

当人们吸入或食入含有重金属的物质时，会将这些物质残留在体内，随着时间的推移，可能会导致慢性中毒。

重金属污染还能够对土壤和水体的质量产生严重的影响，导致环境的恶化。

二、利用微生物技术治理重金属污染的原理微生物技术是一种新型的污染治理方法，它利用微生物能力消化各种有机和无机物质的特点来处理污染物质。

在治理重金属污染中，微生物技术主要通过以下几种方式：1.菌种降解法。

将适应重金属环境的微生物培养出来，并放入含有重金属的环境中，通过微生物代谢的作用来分解重金属离子，从而减少其毒性。

2.重金属还原法。

利用厌氧微生物的代谢作用，将重金属离子还原为较不活泼的元素状态，如将铬离子还原为铬酸盐。

3.重金属吸附法。

将适合生长的微生物细胞放置于含有重金属的环境中，通过微生物细胞表面的吸附物质吸附重金属离子，在一定条件下可以达到去除重金属的效果。

三、微生物荧光法治理重金属污染的应用微生物荧光法是一种新型的治理重金属污染的方法，它通过将一种发光的微生物与含有重金属的土壤接触，借助发光效应来检测重金属及其污染程度。

荧光生物传感器的原理很简单，它将一种荧光蛋白与含有重金属离子的化合物接触，当这种离子进入生物体之后就会发生化学反应，从而激发荧光蛋白的发光效应。

使用微生物荧光法治理重金属污染有以下几个优点：1.荧光生物传感器是一个有效的在线检测方法，只需要将荧光生物传感器添加到含有重金属离子的样品中，就可以实时检测含重金属离子的浓度，而且检测结果准确性高。

微生物在重金属污染处理上的应用摘要：为了要研究微生物修复技术在重金属污染治理中的应用，特综述了国内外近几年有关微生物修复技术作用机理及方法的研究，也同时阐述了不同微生物（细菌、真菌和藻类）对重金属的修复及其应用现状。

尽管微生物修复治理重金属污染具有良好的应用前景，但因为该技术在工业化应用等方面还存在不足，今后仍需要进一步研究。

关键词：重金属污染；微生物修复；生物吸附；生物转化前言由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动的日益增多，造成了不少重金属如Pb，As，Hg，Cd，Cu等进人大气、水、土壤中，由此引起严重的环境污染。

而以各种化学状态或化学形态存在的重金属，在进入环境或者生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。

重金属指的是密度在4 g／cm3以上大约60种元素或密度在5．0 g／cm3以上的45种元素，主要包括有Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ag、Co、Ni等。

某些重金属像Cu、Zn、Cr、Ni、Co等是生物体新陈代谢所必须的微量元素，适量的摄取可促进生物体正常生长，但如果生物体对其的摄人量超过所需范围后，就会影响到生物的生长发育。

而其它某些重金属如：Hg、Cd、Pb、As等元素，就算浓度很低，也会对人体及其他生物体造成毒害作用，这类重金属应该严格控制其使用。

随着城市化、工业化、农业化的集约发展，大量有毒重金属通过各种方式被排放到环境中，人类和一切动植物赖以生存的土壤、水体、大气等环境受到严重的重金属污染。

由于重金属不能被降解消除，会随着土壤、水体及大气的迁移和流动在环境中进行迁移富集，并最终通过食物链进人人体，危害到人类身体健康。

如震惊世界的“水俣病”和“骨痛病”就是因为汞污染和镉污染所致。

因此，寻找科学、合理、有效的重金属污染处理方法成为人类生态环境保护领域一个亟待解决的问题。

1.微生物修复技术以及作用机制生物修复技术是利用生物的生命代谢活动来降低环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害，从而使污染的土壤部分地或者完全地恢复到原始状态。

植物修复土壤中重金属的方法一、引言重金属污染是当前环境面临的严重问题之一。

重金属对土壤和生物体的毒性效应具有长期性和积累性，对人类健康和生态系统稳定性造成了威胁。

因此，寻找有效的修复方法成为了迫切的需求。

本文将介绍几种植物修复土壤中重金属的方法。

二、植物吸收修复法植物吸收修复法是利用植物对重金属的吸收能力来修复受污染的土壤。

植物通过根系吸收土壤中的重金属，将其转移到地上部分，然后通过剪除、收割等方式将重金属带走，从而减轻土壤重金属污染程度。

常用的修复植物有耐重金属的植物（如拟南芥、铜锈树等）和富集重金属的植物（如剑麻、酸模等）。

此方法具有操作简便、成本较低的优点，但效果受到植物生长状况和土壤环境的影响。

三、菌根修复法菌根修复法是通过植物与菌根共生菌的相互作用来修复土壤中的重金属。

菌根能够增加植物的营养吸收能力和抗逆性，促进植物生长，同时菌根菌还能够与重金属形成络合物，减少其毒性。

因此，通过引入菌根菌来促进植物生长和修复土壤中的重金属污染已成为一种有效的修复方法。

目前已有许多研究表明，菌根菌在修复重金属污染土壤方面具有良好的应用前景。

四、土壤改良修复法土壤改良修复法是通过改良土壤性质来减轻土壤中重金属的毒性。

常用的改良方法有添加有机物、石灰等。

有机物能够提高土壤的保水性和通透性，促进土壤微生物的活动，降低土壤中重金属的有效性。

石灰能够中和土壤中的酸性物质，提高土壤的pH值，减少重金属的毒性。

因此，通过改良土壤性质来修复重金属污染的土壤是一种常用的修复方法。

五、植物-微生物联合修复法植物-微生物联合修复法是通过植物和微生物的共同作用来修复重金属污染的土壤。

植物能够吸收土壤中的重金属，而微生物能够降解重金属和促进植物生长，二者相互协同作用，达到修复土壤的效果。

目前已有许多研究证明，植物-微生物联合修复法在修复重金属污染土壤方面具有较好的效果。

六、生物炭修复法生物炭修复法是利用生物炭对土壤中重金属的吸附作用来修复重金属污染的土壤。

生物对重金属的富集机制重金属富集指的是生物体内重金属元素的积累或富集。

重金属包括铅、汞、铬、镉、镍等对生物体具有潜在毒性的金属元素。

生物体对重金属具有不同的富集机制，主要包括生物累积、生物积累和生物富集。

生物累积是指重金属在生物体内通过生物吸收和排泄过程积累。

生物累积通常通过两种途径进行，包括生物吸附和生物吸收。

生物吸附是指重金属通过生物体表面的吸附作用，例如，活性炭可以吸附水中的重金属离子。

生物吸附主要依靠生物体表面的孔隙结构和化学性质，是一种较为简单和常见的富集机制。

生物体在吸附重金属后，可以通过代谢和排泄途径将其排出体外。

生物吸收是指重金属通过生物体细胞膜进入生物体内部。

重金属在生物吸收过程中可以通过活动细胞膜的蛋白通道、载体蛋白和膜上的气体泵等方式进入细胞内。

生物吸收主要依靠生物体细胞膜上的特定仿生物、离子泵和转运蛋白酶等结构来实现。

例如，植物通过根毛吸收土壤中的重金属离子，然后通过根部细胞间隙和细胞膜的转运蛋白将其转运到细胞内。

生物积累是指生物体通过摄食或吸收环境中重金属元素而导致其在体内富集。

生物积累主要发生在食物链中，重金属在食物链中逐级富集。

例如，海洋中的浮游生物摄食含有重金属的微小有机颗粒，然后被中级消费者（如小鱼）摄食，最终又被高级消费者（如大鱼）摄食，重金属元素逐级积累。

生物积累通常会导致生物中重金属的浓度较高，容易引发生物中毒。

生物富集是指生物体对重金属元素具有较高的亲和力和富集能力。

有些生物体对重金属元素具有吸收和积累的特殊机制，例如嗜金属微生物和寡核苷酸链。

嗜金属微生物是指对重金属元素有高度亲和力的微生物，它们可以吸附重金属元素并进行生物转化。

嗜金属微生物的应用可以用于重金属的生物修复和富集研究。

寡核苷酸链是寡核苷酸分子与重金属形成稳定的复合物，通过这种方式富集重金属元素。

寡核苷酸链具有高度选择性和高效性，可以用于重金属的富集和监测。

总之，生物对重金属的富集机制是多种多样的，包括生物累积、生物积累和生物富集。

2005年5月水 利 学 报SHUILI XUEBAO 第36卷 第5期收稿日期:2004-05-17基金项目:教育部科学技术研究重大项目(2004-295);国家自然科学基金(49872080);国土资源部西部专项课题(20010301-06)作者简介:武强(1959-),男,内蒙古人,博士,教授,主要从事水资源与水环境、地理信息系统应用和三维可视化建模研究。

E -mail:wuq@ 文章编号:0559-9350(2005)05-0588-05地表河网-地下水流系统耦合模拟 :模型武强,孔庆友,张自忠,马振民(中国矿业大学(北京)水资源与环境研究所,北京 100083)摘要:本文通过采用联立求解地表河流一维明渠非恒定渐变流与地下水拟三维非稳定流运动方程的技术路线,提出了地表河网与地下水流耦合模拟算法。

该算法中地表河网流动分别由质量和动量守恒定律而建立的连续性方程和运动方程所组成;地下水流采用多层 拟三维 非稳定流模型,通过彼此间的水力联系,建立了地表河网-地下水流耦合模拟评价模型,该模型可用于地表水与地下水转化关系较为密切地区的水资源综合评价预测中。

关键词:一维明渠流;地表河网;拟三维流;耦合模拟中图分类号:P641 2文献标识码:A地表水与地下水的相互转化是自然界普遍存在的一种水文现象,它是水资源的基本属性之一。

在进行水资源评价和规划管理中,必须十分注重地表水与地下水的密切水力联系,将两者耦合起来考虑才能为水资源的评价和规划管理提供坚实的基础[1~3]。

在地表水与地下水相互作用系统中,以河流-含水层相互作用研究的意义最重要。

1 国内外研究现状及存在问题在20世纪60年代以前,对河流-含水层相互作用的研究主要集中在推导一维地下水流受 完整河 补给的解析解及其应用方面,一般利用河流退水曲线来确定基流量并估算河流对地下水的补给量,这种方法一般称 基流分割 法。

探讨从含水层抽取地下水引起邻近河流流量减少的计算模型一直是河流-含水层相互作用研究的重点。