微生物去除海洋中的有機污染物劉淑雅.ppt

4 未來趨勢 多環(huán)芳烴 PAHs 是一類廣泛分布于海洋環(huán)境中的化學(xué)污染物 主要來源于人類活動和能源利用過程 通過地面徑流 污水排放及機動車輛等燃料不完全燃燒后的廢氣隨大氣顆粒的沉降進(jìn)入海洋沉積環(huán)境中 多環(huán)芳烴從環(huán)境中去除的途徑包括揮發(fā) 光氧化 化學(xué)氧化 生物積累 土壤吸附及微生物降解等 研究表明微生物降解是沉積環(huán)境中多環(huán)芳烴去除最主要的途徑本實驗研究混合微生物在不同多環(huán)芳烴的生長變化 及在不同濃度的芘的生長水平和降解速率 外加營養(yǎng)鹽對微生物降解的影響 成功地利用生物修復(fù)技術(shù)治理多環(huán)芳烴污染環(huán)境提供了科學(xué)的理論依據(jù)參考文獻(xiàn) 郭楚玲1 哈里德 鄭天凌 海洋微生物對多環(huán)芳烴的降解 臺灣海峽2001 多環(huán)芳烴 4 未來趨勢 抗生素 四環(huán)素類 大環(huán)內(nèi)酯類 喹諾酮類 磺胺類和 內(nèi)酰胺類等五大類抗生素的環(huán)境效應(yīng)研究已都有所涉及 且抗生素的環(huán)境轉(zhuǎn)歸和對環(huán)境微生物及其生態(tài)學(xué)等方面的影響也進(jìn)行了初步的研究 通過上述的歸納分析表明 抗生素環(huán)境效應(yīng)研究有待進(jìn)一步深入 1 環(huán)境介質(zhì)中抗生素污染是多種抗生素及其它有機無機污染物 如重金屬 PCBs PAHs等 共存的復(fù)合污染 但已報道的研究多以單種或單類抗生素作為研究對象 多對其在環(huán)境介質(zhì) 主要是土壤 中的吸附 解吸 遷移和降解 消解 等行為或過程進(jìn)行研究 缺乏抗生素復(fù)合污染的環(huán)境效應(yīng)研究 并且抗生素進(jìn)入土壤 水和沉積物等環(huán)境介質(zhì)的遷移 轉(zhuǎn)化和降解過程與植物 動物及微生物生態(tài)效應(yīng)耦合關(guān)系有待進(jìn)一步研究 2 在分析技術(shù)上 環(huán)境抗生素殘留濃度和種類的高通量 快速和準(zhǔn)確檢測方法或系統(tǒng)有待建立 在不同的環(huán)境介質(zhì)中均發(fā)現(xiàn)抗生素耐藥菌和抗性基因 應(yīng)加強對環(huán)境抗藥性基因檢測方法的研究 并對耐藥微生物和抗藥性基因的環(huán)境生物學(xué)和生態(tài)學(xué)效應(yīng)等研究領(lǐng)域進(jìn)行積極探索 3現(xiàn)有的抗生素環(huán)境暴露和生態(tài)毒理效應(yīng)研究尚缺少多尺度和多層次 即個體 群落和生態(tài)系統(tǒng)等 的研究 應(yīng)加強抗生素環(huán)境生態(tài)毒理學(xué)研究 并與抗生素環(huán)境化學(xué)研究相結(jié)合 以建立環(huán)境抗生素殘留預(yù)測模型 環(huán)境效應(yīng)模型和生態(tài)風(fēng)險評估體系 實現(xiàn)對抗生素環(huán)境安全性的預(yù)測預(yù)警和評價 為抗生素使用的有效管理提供依據(jù) 參考文獻(xiàn) 俞慎 王敏 洪有為 環(huán)境介質(zhì)中的抗生素及其微生物生態(tài)效應(yīng) 生態(tài)學(xué)報2011 4 未來趨勢 對于海洋污染的生物修復(fù) 尤其是海水養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境的生物修復(fù) 目前多嘗試應(yīng)用微生物技術(shù) 水中的異養(yǎng)微生物靠分解有機物作為碳源和能源而生活 有機物質(zhì)可在微生物特別是細(xì)菌產(chǎn)生的各種酶的作用下 經(jīng)過好氧或厭氧過程 發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng) 被逐步降解 最后轉(zhuǎn)化成無機元素 礦化 而被植物吸收利用 進(jìn)展 袁有憲 2000 1 等從蝦池底質(zhì)中分離 篩選出近10株蝦池有機物降解菌 初步實驗表明 在短時間內(nèi) 可降解蝦池底部有機物80 以上 顯示出良好的應(yīng)用前景 王彥波 2005 2 采用高活性生物修復(fù)菌制劑 對養(yǎng)殖中后期的南美白對蝦池塘進(jìn)行了改善水體質(zhì)量的試驗 結(jié)果表明 水體COD和磷酸鹽的含量分別降低31 64 49 71 和30 58 62 43 養(yǎng)殖水體的富營養(yǎng)化狀態(tài)明顯改善 Westerman等 3 應(yīng)用生物濾器進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的處理都獲得某種程度的成功 高效復(fù)合微生物菌群 EM 在生長過程中能迅速分解污水中的有機物 抑制有害微生物的生長繁殖 激活水中具有凈化功能的原生動物和微生物 起到凈化水質(zhì)的作用存在問題 未來趨勢 對水中的污染物尚有良好的降解效果 但對于受污染的海洋沉積物 微生物技術(shù)在原位生物修復(fù)中還存在很大的局限性 而且該技術(shù)能夠使水體COD含量降低 但并未使?fàn)I養(yǎng)元素總量減少 而只是將有機物變?yōu)闊o機物 從而可能加速海水的富營養(yǎng)化 參考文獻(xiàn) 吳益春 趙元鳳 呂景才等 海水養(yǎng)殖環(huán)境生物修復(fù)研究進(jìn)展 生物技術(shù)通報2006 有機物 4 未來趨勢 污染水體中有機物 微生物修復(fù)是水體修復(fù)的主體技術(shù) 在修復(fù)實踐中 需要以微生物修復(fù)為主綜合運用幾種修復(fù)手段方可達(dá)到修復(fù)目的 今后在水體修復(fù)技術(shù)的研究與應(yīng)用方面需強調(diào)以下幾點 1 積極開發(fā)以生物膜凈水工藝為主的原位修復(fù)技術(shù) 探索將投菌法與生物膜法耦合使用的可行性 2 將物理化學(xué)方法與微生物修復(fù)技術(shù)聯(lián)用 或者微生物修復(fù)聯(lián)合生態(tài)修復(fù)技術(shù) 3 投菌法與投加營養(yǎng)物 鹽 生物激活劑 表面活性劑結(jié)合使用的聯(lián)用技術(shù)的開發(fā) 4 投加表面活性劑或生物激活劑與生物膜修復(fù)技術(shù)結(jié)合使用 5 水利技術(shù)與微生物技術(shù)聯(lián)用等 總之 以微生物修復(fù)為主體的組合技術(shù)將是水體修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用的方向 參考文獻(xiàn) 陳芳艷 唐玉斌 污染水體的生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)展 環(huán)境科學(xué)與技術(shù) 2004 4 未來趨勢 海洋環(huán)境的污染物 由以上討論可知 1 一種污染物長期存在于環(huán)境中 原因可能不在于這種污染物不能降解 而可能在于該環(huán)境不能誘導(dǎo)降解微生物的產(chǎn)生 2 盡管生物修復(fù)單種菌株的引入能有效地降解微生物 共代謝仍是多種污染物去除的主要機制 如假單胞菌能以酚作為唯一的碳源 卻無法代謝酚與苯的混合物 在于苯能抑制酚的水解酶的產(chǎn)生 因而 接種菌降解能力的實驗室研究應(yīng)盡可能模擬現(xiàn)場環(huán)境 生物修復(fù)中微生物進(jìn)化障礙微生物對污染物的適應(yīng)性正如細(xì)菌對抗生素產(chǎn)生抗藥性一樣 已有大量數(shù)據(jù)表明是顯而易見的 然而 大量污染物排放到生物圈中已超過污染物的自然分解速率 在環(huán)境中累積 轉(zhuǎn)移 造成了嚴(yán)重的環(huán)境危機 自然選擇凈化過程趕不上污染物排放速率 原因是多方面的 如低濃度污染物 多種底物的競爭等不足于誘導(dǎo)降解微生物的生成 甚至某些低濃度污染物的毒性對微生物有致死作用 對人類及其它生物體構(gòu)成健康威脅 同時 自然界中微生物遺傳變異機率畢竟是較低 因此 通過遺傳工程合成高效降解菌是可行的選擇 也是當(dāng)今環(huán)境微生物學(xué)家致力研究熱點 展望 為進(jìn)一步提高生物修復(fù)的治理效果 獲得海洋環(huán)境污染治理新突破 其發(fā)展前景在于采用新工藝手段 生產(chǎn)易于生物降解的化合物 合成具有特殊降解能力的工程菌 從而減少污染物在環(huán)境中的累積 轉(zhuǎn)移 保持生態(tài)系統(tǒng)的平衡 實現(xiàn)海洋環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展 參考文獻(xiàn) 鄭天凌 莊鐵城 蔡立哲 微生物在海洋污染環(huán)境中的生物修復(fù)作用 廈門大學(xué)學(xué)報 自然科學(xué)版 2001 4 未來趨勢 小結(jié) 1 積極開發(fā)微生物技術(shù)與其他技術(shù)的聯(lián)用 以微生物修復(fù)為主體的組合技術(shù)將是水體修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用的方向 2 如何全方位了解微生物降解 合理控制生物降解過程使之向有利的方向發(fā)展是非常重要的3 生物修復(fù)中微生物進(jìn)化障礙 因此 通過遺傳工程合成高效降解菌是可行的選擇 也是當(dāng)今環(huán)境