微生物去除海洋中的有机污染物刘淑雅.ppt

4 未来趋势 多环芳烃 PAHs 是一类广泛分布于海洋环境中的化学污染物 主要来源于人类活动和能源利用过程 通过地面径流 污水排放及机动车辆等燃料不完全燃烧后的废气随大气颗粒的沉降进入海洋沉积环境中 多环芳烃从环境中去除的途径包括挥发 光氧化 化学氧化 生物积累 土壤吸附及微生物降解等 研究表明微生物降解是沉积环境中多环芳烃去除最主要的途径本实验研究混合微生物在不同多环芳烃的生长变化 及在不同浓度的芘的生长水平和降解速率 外加营养盐对微生物降解的影响 成功地利用生物修复技术治理多环芳烃污染环境提供了科学的理论依据参考文献 郭楚玲1 哈里德 郑天凌 海洋微生物对多环芳烃的降解 台湾海峡2001 多环芳烃 4 未来趋势 抗生素 四环素类 大环内酯类 喹诺酮类 磺胺类和 内酰胺类等五大类抗生素的环境效应研究已都有所涉及 且抗生素的环境转归和对环境微生物及其生态学等方面的影响也进行了初步的研究 通过上述的归纳分析表明 抗生素环境效应研究有待进一步深入 1 环境介质中抗生素污染是多种抗生素及其它有机无机污染物 如重金属 PCBs PAHs等 共存的复合污染 但已报道的研究多以单种或单类抗生素作为研究对象 多对其在环境介质 主要是土壤 中的吸附 解吸 迁移和降解 消解 等行为或过程进行研究 缺乏抗生素复合污染的环境效应研究 并且抗生素进入土壤 水和沉积物等环境介质的迁移 转化和降解过程与植物 动物及微生物生态效应耦合关系有待进一步研究 2 在分析技术上 环境抗生素残留浓度和种类的高通量 快速和准确检测方法或系统有待建立 在不同的环境介质中均发现抗生素耐药菌和抗性基因 应加强对环境抗药性基因检测方法的研究 并对耐药微生物和抗药性基因的环境生物学和生态学效应等研究领域进行积极探索 3现有的抗生素环境暴露和生态毒理效应研究尚缺少多尺度和多层次 即个体 群落和生态系统等 的研究 应加强抗生素环境生态毒理学研究 并与抗生素环境化学研究相结合 以建立环境抗生素残留预测模型 环境效应模型和生态风险评估体系 实现对抗生素环境安全性的预测预警和评价 为抗生素使用的有效管理提供依据 参考文献 俞慎 王敏 洪有为 环境介质中的抗生素及其微生物生态效应 生态学报2011 4 未来趋势 对于海洋污染的生物修复 尤其是海水养殖区环境的生物修复 目前多尝试应用微生物技术 水中的异养微生物靠分解有机物作为碳源和能源而生活 有机物质可在微生物特别是细菌产生的各种酶的作用下 经过好氧或厌氧过程 发生一系列化学反应 被逐步降解 最后转化成无机元素 矿化 而被植物吸收利用 进展 袁有宪 2000 1 等从虾池底质中分离 筛选出近10株虾池有机物降解菌 初步实验表明 在短时间内 可降解虾池底部有机物80 以上 显示出良好的应用前景 王彦波 2005 2 采用高活性生物修复菌制剂 对养殖中后期的南美白对虾池塘进行了改善水体质量的试验 结果表明 水体COD和磷酸盐的含量分别降低31 64 49 71 和30 58 62 43 养殖水体的富营养化状态明显改善 Westerman等 3 应用生物滤器进行水产养殖废水的处理都获得某种程度的成功 高效复合微生物菌群 EM 在生长过程中能迅速分解污水中的有机物 抑制有害微生物的生长繁殖 激活水中具有净化功能的原生动物和微生物 起到净化水质的作用存在问题 未来趋势 对水中的污染物尚有良好的降解效果 但对于受污染的海洋沉积物 微生物技术在原位生物修复中还存在很大的局限性 而且该技术能够使水体COD含量降低 但并未使营养元素总量减少 而只是将有机物变为无机物 从而可能加速海水的富营养化 参考文献 吴益春 赵元凤 吕景才等 海水养殖环境生物修复研究进展 生物技术通报2006 有机物 4 未来趋势 污染水体中有机物 微生物修复是水体修复的主体技术 在修复实践中 需要以微生物修复为主综合运用几种修复手段方可达到修复目的 今后在水体修复技术的研究与应用方面需强调以下几点 1 积极开发以生物膜净水工艺为主的原位修复技术 探索将投菌法与生物膜法耦合使用的可行性 2 将物理化学方法与微生物修复技术联用 或者微生物修复联合生态修复技术 3 投菌法与投加营养物 盐 生物激活剂 表面活性剂结合使用的联用技术的开发 4 投加表面活性剂或生物激活剂与生物膜修复技术结合使用 5 水利技术与微生物技术联用等 总之 以微生物修复为主体的组合技术将是水体修复技术研究与应用的方向 参考文献 陈芳艳 唐玉斌 污染水体的生物修复技术进展 环境科学与技术 2004 4 未来趋势 海洋环境的污染物 由以上讨论可知 1 一种污染物长期存在于环境中 原因可能不在于这种污染物不能降解 而可能在于该环境不能诱导降解微生物的产生 2 尽管生物修复单种菌株的引入能有效地降解微生物 共代谢仍是多种污染物去除的主要机制 如假单胞菌能以酚作为唯一的碳源 却无法代谢酚与苯的混合物 在于苯能抑制酚的水解酶的产生 因而 接种菌降解能力的实验室研究应尽可能模拟现场环境 生物修复中微生物进化障碍微生物对污染物的适应性正如细菌对抗生素产生抗药性一样 已有大量数据表明是显而易见的 然而 大量污染物排放到生物圈中已超过污染物的自然分解速率 在环境中累积 转移 造成了严重的环境危机 自然选择净化过程赶不上污染物排放速率 原因是多方面的 如低浓度污染物 多种底物的竞争等不足于诱导降解微生物的生成 甚至某些低浓度污染物的毒性对微生物有致死作用 对人类及其它生物体构成健康威胁 同时 自然界中微生物遗传变异机率毕竟是较低 因此 通过遗传工程合成高效降解菌是可行的选择 也是当今环境微生物学家致力研究热点 展望 为进一步提高生物修复的治理效果 获得海洋环境污染治理新突破 其发展前景在于采用新工艺手段 生产易于生物降解的化合物 合成具有特殊降解能力的工程菌 从而减少污染物在环境中的累积 转移 保持生态系统的平衡 实现海洋环境的可持续发展 参考文献 郑天凌 庄铁城 蔡立哲 微生物在海洋污染环境中的生物修复作用 厦门大学学报 自然科学版 2001 4 未来趋势 小结 1 积极开发微生物技术与其他技术的联用 以微生物修复为主体的组合技术将是水体修复技术研究与应用的方向 2 如何全方位了解微生物降解 合理控制生物降解过程使之向有利的方向发展是非常重要的3 生物修复中微生物进化障碍 因此 通过遗传工程合成高效降解菌是可行的选择 也是当今环境