微生物菌剂在河道修复中的作用.doc

河北大学学年论文（课程设计）装订线微生物菌剂在河道修复中的作用摘要 随着河道的污染越来越严重，人民面临的问题也越来越严重，近些年来，很多专家们在对河道的修复过程中研究了很多修复技术，实施了很多修复措施，其中微生物菌剂修复技术是最环保也最有效的措施，因此我们必须了解微生物菌剂对河道修复的作用，只有这样我们才可以更好的去选择最合适的菌剂。河道修复是一个比较复杂的过程，不能只靠微生物菌剂修复技术来完成，还需要结合其他的修复技术，综合起来的作用才是最有效的。本文就将着重介绍微生物菌剂对河道修复的作用以及它的研究进展。关键词：微生物 菌剂 河道修复Abstract装订线 As the river pollution is more and more serious, people are faced with the problem is becoming more and more serious, in recent years, many experts in the repair process of river channel was studied a lot of repair technology, a lot of repair measures, including microbial agents repair technology is one of the most environmental protection is the most effective measures, so we have to explore the effects of microbial agents to river restoration, only in this way we can be better to choose the most suitable inoculants. River restoration is a complex process, not just by microbial agents to complete the repair technology, also need to be combined with other repair technology, the effect of combination is the most effective. This paper will focus on the role of microbial agents to river restoration and it course of study.Keywords: microbes bacteria agent or agents river restoration装订线目录装订线一 引言1二 河道生态系统修复的含义2三 微生物修复技术种类3四 微生物菌剂修复技术研究进展及其作用机制4 4.1多环芳烃的微生物降解4 4.2投加优势菌法4五 微生物菌剂修复技术的最新进展6六 微生物菌剂对河道的修复中存在的问题7七 总结8参考文献9装订线一 引言随着经济的高速发展，人民生活水平的日益提高，城市化进程加快，河道污染已经越来越严重。河流是陆地生态系统和水生态系统间物质循环的主要通道,健康的河流能够实现生态以及水利等诸多重要功能 Karr J R, Chu EW. Sustaining living riversJ.Hydrobiologia, 2000,422/423:114.。然而河流生态比较容易受到外来污染的影响,并且一旦发生污染,则很容易波及整个流域。根据水利部对全国 700 余条长约 10 万 km 河流开展的水资源质量评价：46.5%的河床受到污染 （相当于 VI、V 类）； 10.6%的河床严重污染（已劣于 V类），水体己丧失使用价值。 90%以上的城市水域污染严重。在全国七大流域中，太湖、淮河、黄河流域均有70%以上的河段受到污染；海河、松辽流域污染也相当严重，污染河段占 60%以上 李振国.藻型富营养化水体的生态修复技术研究D .南京师范大学， 2006， 1.。同时由于资源的不当利用和气候等因素,部分河道的生态环境严重退化。在这种情况下,研究发展河道修复技术是十分必要的，尤其是微生物菌剂在河道修复中的作用。装订线二 河道生态系统修复的含义 严格来说,修复包括恢复、重建等几个方面的含义。恢复是指受损状态恢复到未被损害前的完美状态的行为,即包括回到起始状态又包括完美和健康的含义;重建是将生态系统的现有状态进行改善,结果是增加人类所需要的特点,使生态系统进一步远离它的起始状态。河流生态修复是在遵循自然规律的前提下,控制待修复生态系统的演替方向和演替过程,把退化的生态系统恢复或重建到既可以最大限度地为人类所利用,又保持了系统的必要功能,并使系统达到自维持的状态。通常没有必要也难以将河流修复至完全自然的状态,而是根据经济技术条件修复至人类所需要的合适状态。三 微生物修复技术种类微生物修复技术是指利用微生物，将存在于土壤、地下水和海洋等环境中的有毒有害的污染物降解或转化为无害物质，从而使污染生态环境修复为正常生态环境的工程技术体系。微生物修复技术主要包括土著微生物培养法和接种微生物法。根据工程实施装订线方法又可以分为原位修复技术和异位修复技术。原位修复技术就是主要依赖于土著微生物的降解能力处理污染水体。异位修复技术就是通过投加外源的微生物(光合细菌PSB、有效微生物群EM、东江菌、集中式生物系统CBS、固定化细菌等)来治理污水。 下面我将介绍这两种技术方法： (l)土著微生物培养法 这种微生物修复技术是通过向水体中投加营养物质、促生液、电子受体或共代谢基质或增加水体中的溶解氧来激活水体环境中本身就具有降解污染物能力的土著微生物，充分发挥土著微生物对污染物的降解能力，从而达到水体修复的目的。徐亚同等研究的水体净化促生液(主要含有多种酶、有机酸、微量元素和维生素等成分)，对上海徐汇区上澳塘黑臭水体进行生物修复试验。研究发现，该促生液可以增加水体中微生物多样性，使污染水体向良性生态系统发展，从而促进水体中污染物的降解，达到净化水质的目的。有些有机污染物不能作为碳源和能源被微生物利用，但是在添加其他的基质提供碳源和能源后，水体中的微生物(包括净水微生物)能快速生长，水体中的污染物(氮、磷、硫化物等)会通过这些微生物的代谢作用而被降解转化，从而使污染水体得以净化。 (2)接种微生物法 这种技术是通过向污染水体中投加菌种来实现净水效果的。引入菌种主要来源:从污染水体中富集的土著微生物;从其他自然生态环境中分离的微生物;基因工程菌。美国一家公司的科学家针对城市内陆河的有机污染，开发研制了CBS水体生物修复技术，用喷洒微生物的方法把被污染河道水体中有机物转化为无机物，构成了降解功能强大的微生物菌群，它不仅可以去除水体中有机污染物、消除恶臭和解决水体富营养化问题，而且对底泥有一定的消化作用。四 微生物菌剂修复技术研究进展及其作用机制4.1多环芳烃的微生物降解2000年郭楚玲等 郭楚玲，郑天凌，洪华生.多环芳烃的微生物降解与生物修复J.海洋环境科学， 2000，19（3）:24-28.利用假单胞菌属Pseudomonas 、黄杆菌属、莫拉氏菌属、弧菌属、海杆菌属等海洋细菌来降解低分子量的多环芳烃，其降解速率较快有利于水污染的修复。装订线 2007年陶雪琴等 陶雪琴 ，卢桂宁 ，等.鞘氨醇单胞菌GY2B降解菲的特性及其对多种芳香 有机物的代谢研究J.农业环境科学学报，2007，26（2）：548-553培养鞘氨醇单胞菌GY2B，菌株GY2B通过降解水杨酸成1-羟基-2-萘酸和萘，再经过邻苯二酚间位途径裂解为2-羟基粘康酸半醛，最后通过TCA循环进一步降解为CO2 和H2O，进而对多环芳烃进行微生物降解达到修复的效果。4.2投加优势菌法2000年丁吉震 丁吉震.CBS水体修复技术J.洁净煤技术 ，2000，6（4）:36-38.采 用Central Biological system 公司的科学家开发研制的CBS水体修复技术，利用光合菌、孔酸菌、放线菌和酵母菌等构成了功能强大的菌团，投放4040kg生物制剂到重庆桃花溪中，去除水体中有机污染物，消除恶臭并解决水体富营养化问题。2001年任翱和史家梁 任翱 ，史家梁.应用微生物技术改善育鳖池水质的实验研究J.农村生态环境， 2001，17（1）:48-51.采用光合细菌PSB、硝化细菌NB、玉垒菌S30 等有益微生物进行温室育鳖，有益微生物的联合使用可以有效分解底泥中的污染物，去除水体中的有机物氨氮、亚硝态氮，减少换水次数、节约用水量，并起到保护环境的作用。2005年薛维纳等 薛维纳 ，裴红艳 ，杨翠云 ，等.复合微生物菌剂处理城市污染河流的静态模拟J.上海师范大学学报（自然科学版），2005，34（2）:91-94.研究的复合微生物含有4个功能菌群:氨化菌、硝化菌、反硝化菌、磷细菌，其中每个菌群的细颗粒状含活菌数109个/mg。用这个微生物菌剂对城市污染河流进行静态模拟处理，水体中氨态氮、磷酸盐的浓度均有不同程度的先上升后下降趋势 ，当复合微生物菌剂添加浓度为0.4g/L时，磷酸盐的去除率达到最大为25.52%，复合微生物菌剂添加浓度为0.8g/L时氨态氮、硝态氮的去除率达到最大分别为81.06%、69.2%。2008年赵海霞等 赵海霞，连宾，谢作晃，等.贵州凯里煤矿地区水质分析与微生物处理实验研究J.矿物学报，2008，28（1）:71-76.利用硅酸盐细菌GY03菌株（学名是胶质芽胞杆菌)所产生的絮凝物质对煤矿废水的吸附作用和处理效果进行探讨，其结果表明硅酸盐细菌GY03菌株所产生的絮凝剂对水样的最大絮凝率达97.94%、SS去除率达99.43%，对总铁Zn2+和Ti4+的最大去除率分别为91.94%、90.93%。由此可见硅酸盐细菌GY03装订线菌株所产生的絮凝剂能够有效改善受污染水体的水质，微生物在遭受有毒有害的污染后 将会有一个天然的驯化选择的过程，使适合的微生物得到不断增长繁殖，数量不断增多后，能培育出在某种污水环境下生长的微生物，这将有利于水污染的微生物修复。因此我们可以利用这个菌株来大量生产菌剂，更好的进行河道的修复。五 微生物菌剂修复技术的最新进展 装订线 随着微生物菌剂修复技术的发展， 近几年来一些用于水体修复的营养剂、 刺激剂或表面活性剂的发明专利相继问世。 Levy Levy, Richard. Compositions and Methods for Reducing the Amount of Contaminants in Aquatic and Terrestrial Environments P . US Patent: 5， 939， 086 ， 1999.发明了一种用于水和陆地环境中有机或无机污染物控制的污染物减少剂传递物质，这种污染物减少剂除包含微生物制剂外，还含有营养剂 （碳源、氮源、磷源的混合物）、成膜剂（用来增加油/水界面，提高生物可利用性），可用于修复被石油、柴油、汽油等污染的水体。Wolfe 等 Wolfe， N Lee， Carreira， et al. Method and Composition for Remediating Environmental Contaminants P .US Patent ： 6， 100，382， 2000.针对受硝基有机化合物、卤代烃、五氯酚 (PCP)以及重金属等污染水体的修复，发明了生物刺激剂，该生物刺激剂主要包含一种从沉积物中提取的还原剂，这种还原剂通常具有较高的有机质含量，通过暴露于氧气或空气， 被还原的污染物继而可被氧化成对环境无毒无害的产物。实践证明，这种生物刺激剂可应用于受有机物污染水体的原位或间歇修复过程。唐玉斌等 唐玉斌，郝永胜，陆柱等.景观水体的生物激活剂修复J . 城市环境与 城市生态， 2003 ， 16 (4)： 37-39.采用美国 EIT 公司生产的生物激活剂，对上海植物园的景观水体进行了现场修复试验。结果发现，该生物激活剂可促进水体中有机物的降解，去除氨氮、磷等污染物效果十分显著，同时对提升水体溶解氧和提高水体透明度也很有作用。污染水体中烃类的降解可通过向水体中添加一种无毒且具有一定表面活性、可生物降解的烃溶液和氮、磷等营养物质而得到强化。该表面活性剂能够增强憎水性化合物的亲水性和生物可利用性，从而提高微生物的有机物降解速率。因此人们在加入某种营养成分的同时，往往复合加入表面活性剂。六 微生物菌剂对河道的修复中存在的问题微生物修复污染河道也存在一定的局限性,主要体现在以下几个方面:微生物难于降解污染物的存在会导致水体修复困难、修复效果甚微;由于微生物对污染物降解的专一性使得并非进入环境的所有污染物都能被生物去除;微生物的活性受温度、酸碱性等环境因素的影响较大;微生物对污染物的降解存在极限浓度，超过这个浓度，微生物的降解能力就显得明显不足。总之，污染河道的修复是一项极其复杂的系统工程。而目前我国的河道污染情况均较为严重，仅仅采用单一的微生物修复技术是很难达到理想的修复效果的。因此，要想达到预期的净水效果，就要将微生物修复技术与其它修复技术相结合来协同处理污水;另外，对新的生物修复技术要进行深入研究和考察。在利用微生物修复技术治理污染水体的过程中,今后的发展方向主要集中在:微