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微生物在生態修復中的作用范文1

關鍵詞：生物技術；環保工程；處理

隨著經濟和科學水平的發展，我國的環境問題越來越嚴重，各地不斷出現的霧霾天氣以及水資源都發生的不同程度的惡化，是我們必須要重視和加強對環保工程的治理。目前生物技術由于其自身的特點逐漸受到學者的青睞，如何充分利用生物技術手段有效的解決一些環境污染問題，使環保工作得以順利進行已成為當前研究的熱點。

1 廢氣處理工程中的應用

在目前的廢氣處理生物技術中，生物膜法和生物過濾法是最為有效的方法。

1.1 生物膜法

生物膜法主要是指在多孔性介質填料的表面附著一些微生物，并促使污染廢氣能夠在填料床層中得到生物性的處理，將一些污染物吸附于孔隙表面，再對其進行科學利用。通過合理運用微生物的新陳代謝功能將廢氣中存在著的一些有害物質轉化降解為一些有機物、CO2、中性鹽。除臭主要分為三個過程：第一步，氣液擴散過程。氣體流經填料時，在生物膜的作用下氣態中的有害成分可在較短的時間內由氣態轉化為液態。第二步，液固擴散過程。液態的有害物質被吸附固定，逐漸在生物膜中擴散。第三步，生物氧化過程。填料中的微生物通過新陳代謝不斷氧化已經被固化下來的有害物質，將一些成分作為微生物的營養物質吸收，其他成分在風機的作用下被排放出填料塔。

1.2 生物過濾法

生物過濾法是指將收集到的廢氣通過滿是微生物的填料（也就是我們常說的固體載體），并且要求在適當的條件下，氣體物質首先被固體載體所吸收，之后被微生物分解，這樣廢氣的除臭就完成了。完成物質轉換這一功能的就是微生物，其成長和培育需要充足的有機養分，因此，填料內就需要擁有充足的有機成分，要想微生物具有較高的活性，那么必要條件就是需要一個很好的生存環境，因為微生物生長的環境直接影響了微生物的生長與繁殖，所以，在會改變微生物生長環境的情況下就應該注意其生長環境的溫度、含氧量、濕度等問題。

2 水體處理工程中的應用

目前，生物膜法，活性污泥法和生物-生態修復技術是常用的處理污水的有效方法。

2.1 生物膜法

所謂生物膜法啟是一種借助某些固體物表面的生物膜（或附著的微生物）來實現有機污水處理的生物技術。污水處理生物膜法的工作原理為首先生物膜把附著在水層的有機物吸附牢固，然后有機物經好氣層的好氣菌被分解，有機物流入厭氣層，有機物經厭氣被分解，流動水層沖掉老化的生物膜，最后新的生物膜生長出來，污水凈化完成。

2.2 活性污泥法

活性污泥法是指用微生物將廢水中的生物進行處理的方式。活性污泥包括好氣性的微生物和無機有機物所生成的微生物，微生物是用來對污染物質進行降解的主要物質，這種微生物是一種易與水分離的黃褐色物質。

2.3 生物-生態修復技術

生物-生態修復技術主要是利用微生物、植物等生物的生命活動，對水中污染物進行轉移、轉化及降解作用，從而使水體得到凈化，創造適宜多種生物生息繁衍的環境，重建并恢復水生生態系統。這種技術的目的是為了讓水體得到凈化，其中的媒介是微生物和其他的一些生物，其方式是通過移動、改變和降解。重新構建了并且恢復了水體中的生態系統。蘆葦床系統是利用性價比較高的各種水生以及半水生植物的處理污水的研究中效果最好的一個。這種修復技術因其獨特的優勢，如今已經成為了水污染處理和富營養化治理這兩方面的重要的發展方向，其優勢包括：性價比高、處理的效果明顯、耗能較低、向水體中投放藥物不會出現二次污染。

3 有機固體廢物處理工程中的應用

有機固體廢物通常是指可生化降解的有機廢物，他們通常含水率低于85%～90%，如有機垃圾、污泥、禽畜糞便、秸稈等。利用生物技術河以將有機固體廢物進行無害化、資源化處理。有機固體廢物處理中目前較為有效的方法有好氧堆肥法和厭氧消化法。

3.1 好氧堆肥法

好氧堆肥法是通過人工干預的方式將自然界中的微生物的種類和數量進行控制，使其與固體廢物中的易于生物降解的有機物在微生物的作用下不斷被分解，轉化為腐殖質的過程。

3.2 厭氧消化法

所謂厭氧消化法是在缺氧環境條件下，以接種生物或自然微生物為載體，把有機物轉化成甲烷氣體及二氧化碳的生物技術。厭氧消化技術目前已倍受國內外所關注，原因在于一方面能夠消耗掉大量的有機廢棄物；另一方面能夠獲取高質量的沼氣與堆肥產品進而實現生物質能的循環再利用，但是厭氧消化的最佳生物轉化條件、生態微環境以及設計完善的過程控制系統等方面，還需要進一步深入研究，以達到最佳的處理效果。

4 污泥和土壤中重金屬的處理工程中的應用

生物技術用于處理污泥和土壤中的重金屬，主要有微生物法、生物消解技術和植物修復技術。

4.1 微生物法

微生物法能有效地去除污泥中的重金屬離子。運用微生物法對污泥及金屬進行處理時，重金屬元素的去除與pH值有關，其PH值極為重要。微生物的代謝、吸附等特性可以大大促進污泥中的重金屬形態的轉變和促使重金屬元素的溶出。在對污泥、土壤中金屬的形式轉變進行加速處理時，對于微生物的特性運用較多，如代謝及吸附性。

4.2 生物消解技術

生物消解技術是應用生態學的理論，其中的不可缺少的物質是微生物以及蚯蚓，通過水蚯蚓與微生物協同作用，人工延長污泥處理過程的生物鏈，使污泥在傳遞過程中被生物消耗達最大化。同時應用生物吸附與富集重金屬機理，有利于污泥后續處置，控制重金屬污染，實現污泥減量化、資源化、無害化處理，達到環保和節省費用的目的。

4.3 植物修復技術

植物的修復技術是一種以植物分解或超量積累某些化學元素的生理功能為基礎，利用植物及其共存微生物體系來吸收、降解、揮發和富集環境中污染物的治理技術，該技術主要是指運用植物對環境進行降解處理，所運用到的媒介多為植物及微生物。此種處理技術極為簡便環保，僅對土壤具有一定要求。

結束語

環保問題現在已經成為我國經濟社會可持續發展的頭等大事，由于生物技術自身具有的優勢，它對環保工程的推進起到非常好的效果，環境污染的治理和控制將隨著新理論、新方法的運用而日益完善，同時為社會帶來一定的經濟效益，為國家的可持續發展做出重要的貢獻。

參考文獻

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微生物在生態修復中的作用范文2

關鍵詞:土壤污染、生物修復、研究進展

前言

土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態環境質量惡化的現象。加之重金屬離子難移動性，長期滯留性和不可分解性的特點，對土壤生態環境造成了極大破壞，同時食物通過食物鏈最終進入人體，嚴重危害人體健康，已成為不可忽視的環境問題。隨著我國人民生活水平的提高,生態環境保護日趨受到重視,國家對污染土壤治理和修復的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復問題,已成為土壤環境研究領域的重要課題。而生物修復技術是近20年發展起來的一項用于污染土壤治理的新技術,同傳統處理技術相比具有明顯優勢，例如其處理成本低,只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好,生化處理后污染物殘留量可達到很低水平;對環境影響小,無二次污染,最終產物CO2、H2O和脂肪酸對人體無害，可以就地處理,避免了集輸過程的二次污染,節省了處理費用，因而該技術成為最有發展潛力和市場前景的修復技術。

1.污染土壤生物修復的基本原理和特點

土壤生物修復的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉化成無害的物質,使土壤恢復其天然功能。由于自然的生物修復過程一般較慢,難于實際應用,因而生物修復技術是工程化在人為促進條件下的生物修復,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機污染物，降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養添加等)來完成,也可接種經特殊馴化與構建的工程微生物提高降解速率。

2.污染土壤生物修復技術的種類

目前,微生物修復技術方法主要有3種:原位修復技術、異位修復技術和原位-異位修復技術。

2.1原位修復技術：

原位修復技術是在不破壞土壤基本結構的情況下的微生物修復技術。有投菌法、生物培養法和生物通氣法等,主要用于被有機污染物污染的土壤修復。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同時投加微生物生長所需的營養物質,通過微生物對污染物的降解和代謝達到去除污染物的目的。生物培養法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養物,過氧化氫則在代謝過程中作為電子受體,以滿足土壤微生物代謝,將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上幾眼深井,安裝鼓風機和抽真空機,將空氣強行排入土壤中,然后抽出,土壤中的揮發性有機物也隨之去除。在通入空氣時,加入一定量的氨氣,可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。

2.2異位修復技術：

異位修復處理污染土壤時,需要對污染的土壤進行大范圍的擾動,主要技術包括預制床技術、生物反應器技術、厭氧處理和常規的堆肥法。預制床技術是在平臺上鋪上砂子和石子,再鋪上15-30cm厚的污染土壤,加入營養液和水,必要時加入表面活性劑,定期翻動充氧,以滿足土壤微生物對氧的需要,處理過程中流出的滲濾液,即時回灌于土層,以徹底清除污染物。生物反應器技術是把污染的土壤移到生物反應器,加水混合成泥漿,調節適宣的pH值,同時加入一定量的營養物質和表面活性劑,底部鼓入空氣充氧,滿足微生物所需氧氣的同時,使微生物與污染物充分接觸,加速污染物的降解,降解完成后,過濾脫水這種方法處理效果好、速度快,但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術適于高濃度有機污染的土壤處理,但處理條件難于控制。常規堆肥法是傳統堆肥和生物治理技術的結合,向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥,加入石灰調節pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有機物向穩定的腐殖質轉化,是一種有機物高溫降解的固相過程。上述方法要想獲得高的污染去除效率,關鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此,尋找高效污染物降解菌是生物修復技術研究的熱點。

3.影響污染土壤生物修復的主要因子

3.1污染物的性質：

重金屬污染物在土壤中常以多種形態貯存,不同的化學形態對植物的有效性不同。某種生物可能對某種單一重金屬具有較強的修復作用。此外,重金屬污染的方式(單一污染或復合污染)，污染物濃度的高低也是影響修復效果的重要因素。有機污染物的結構不同,其在土壤中的降解差異也較大。

3.2環境因子：

了解和掌握土壤的水分、營養等供給狀況,擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案,補充微生物和植物在對污染物修復過程中的養分和水分消耗,可提高生物修復的效率。一般來說土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學形態、生物可利用性及生物活性有密切關系,也是影響生物對重金屬污染土壤修復效率的重要環境條件。

3.3生物體本身：

微生物的種類和活性直接影響修復的效果。由于微生物的生物體很小,吸收的金屬量較少,難以后續處理,限制了利用微生物進行大面積現場修復的應用，

植物體由于生物量大且易于后續處理,利用植物對金屬污染位點進行修復成為解決環境中重金屬污染問題的一個很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長緩慢,且對重金屬存在選擇作用,不適于多種重金屬復合污染土壤的修復。因此,在選擇修復技術時,應根據污染物性質、土壤條件、污染程度、預期修復目標、時間限制、成本及修復技術的適用范圍等因素加以綜合考慮。

4.發展中存在的問題：

生物修復技術作為近20年發展起來的一項用于污染土壤治理的新技術,雖取得很大進步和成功,但處于實驗室或模擬實驗階段的研究結果較多,商業性應用還待開發。此外,由于生物修復效果受到如共存的有毒物質(Co-toxicants)(如重金屬)對生物降解作用的抑制；電子受體(營養物)釋放的物理;物理因子(如低溫)引起的低反應速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉化成有毒的代謝產物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學能力的微生物等因素制約。因此,目前經生物修復處理的污染土壤,其污染物含量還不能完全達到指標的濃度要求。

5.應用前景及建議：

隨著生物技術和基因工程技術的發展,土壤生物修復技術研究與應用將不斷深入并走向成熟,特別是微生物修復技術、植物生物修復技術和菌根技術的綜合運用將為有毒、難降解、有機物污染土壤的修復帶來希望。為此,建議今后在生物修復技術的研究和開發方面加強做好以下幾項工作:

(1)進一步深入研究植物超積累重金屬的機理,超積累效率與土壤中重金屬元素的價態、形態及環境因素的關系。(2)加強微生物分解污染物的代謝過程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯合修復對污染物的修復作用與植物種類具有密切關系。

(3)應用現代分子生物學與基因工程技術,使超積累植物的生物學性狀(個體大小、生物量、生長速率、生長周期等)進一步改善與提高,培養篩選專一或廣譜性的微生物種群(類),并構建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物與微生物對污染土壤生物修復的效率。

(4)創造良好的土壤環境,協調土著微生物和外來微生物的關系,使微生物的修復效果達到最佳，并充分發揮生物修復與其他修復技術(如化學修復)的聯合修復作用。

(5)盡快建立生物修復過程中污染物的生態化學過程量化數學模型、生態風險及安全評價、監測和管理指標體系。

結論

綜上所述，我們不難發現由于土壤重金屬來源復雜,土壤中重金屬不同形態、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產生各種復合污染物的復雜性增加了對土壤重金屬治理和修復難度,且重金屬對動植物和人體的危害具有長期性、潛在性和不可逆性,同時進一步惡化了土壤條件，嚴重制約了我國農業生產的加速發展，所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發出更好的效率更高的修復治理技術，同時我們還不應該忘記必須加強企業自身的環保意識，提高企業自我約束能力，始終將防治污染積極治理作為企業工作的頭等大事來抓，把企業對環境的污染程度降到最低限度，形成全社會都來重視土壤污染問題的良好環保氛圍，逐步改善我們的土壤生態環境。

參考文獻：

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微生物在生態修復中的作用范文3

隨著經濟與科技的發展，以及人們生活水平的提高，淡水養殖已經成為我們經濟發展的重要組成部分。而近年來，濱州市濱城區重點發展科技漁業，水產養殖面積將近6萬畝，千畝以上的漁業養殖地、示范區共8處，全區有著強勁的漁業發展態勢，水產養殖規模也日益強大，在這種產業發展局勢下，水質的調查以及對相關污染的研究解決尤為重要，為全區水產養殖經濟的可持續發展提供技術支持與動力。

1 淡水養殖的水質污染

1.1 污染分類

淡水養殖的廢水會污染環境，尤其是集約養殖生產的污水，并且伴隨著生活污水與工業廢水的隨便排放，會降低漁塘的調節與自凈能力，導致水質的進步惡化。淡水養殖的廢水中，主要存在以下幾類污染物：重金屬污染、有機物污染、NH3-N、NO2-N等，其中，有機物污染是水產養殖廢水中的主要污染。

1.2 有機物污染

有機物污染除了會讓水體缺氧，對養殖的生物造成直接危害，而且也會誘發水產養殖的品種頻繁爆發性疾病。因此，有機物污染是淡水養殖的關鍵的制約點。有機物污染的發生主要是通過浮游生物代謝、殘餌以及養殖品種的排泄物等的分解而成。由于目前水產養殖的工業化、集約化，養殖的密度以及投餌的數量都極大的增加，殘餌以及排泄物也隨之增加，造成有機物污染更加嚴重。養殖水中的有機物污染一般由水質的COD值（化學需氧量）體現出來，COD值高則會引發魚類疾病以及感染性病毒的爆發。

2 淡水養殖水質污染處理

2.1 淡水養殖污染處理辦法分類

面對日益嚴峻的淡水養殖水質污染情勢，對污染的處理勢在必行。目前，對于污染的處理，主要有物理消毒、化學藥物及微生物修復等辦法。但物理消毒以及化學藥物處理法，在處理污染的同時，也會對水質環境、水產品、水中有益微生物帶來副作用，方法處理不當或者過量，反而會加重污染。在這種情況下，微生物修復法的研究和應用顯得更為重要。

2.2 微生物修復養殖有機污染

微生物修復法是通過生物拮抗、通過微生物間的相互抵制、相互排斥、相互殘殺來減少消滅有害生物。水產養殖水質中的有益微生物，能夠清除養殖水域底端的長期積累的殘餌、動植物殘體、排泄物和有害的氣體（硫化氫、氨等），先將其分解成小分子（多肽等），然后分解成更小分子的有機物（單糖、氨基酸等），最終將其分解成硝酸鹽、二氧化碳、硫酸鹽等，有效降低水中的BOD及COD，降低水中的NO2-N、NH3-N、氨以及硫化物的濃度，大大改善水質。并且有益微生物能夠為水域環境中的浮游類植物提供其所需的營養要素，加快其繁殖，這些植物在光合作用后，又可以為水中的養殖物的呼吸、有機物分解供氧，形成良性循環。這種循環，不僅有利于養殖物種的快速生長，而且大量繁殖的有益微生物會占據病原微生物的在生態環境中的位置，進而抑制病原微生物的繁殖，減少水產養殖物種的疾病發生。

2.3 有益微生物

水產養殖中的主要的有益微生物有光合細菌、硝化細菌、芽孢桿菌、酵母菌、蛭弧菌、放線菌、培育的復合微生物等類別。光合細菌不是利用二氧化碳，而是在厭氧條件下通過小分子的有機物合成自我繁殖時所需的養分。光合細菌對大分子有機物的氧化是無效的，因此當處理被有機物嚴重污染的底泥時，沒有多大的成效。硝化細菌是一種自給自足型的細菌，它只要在含氧的水中就能繁衍，不需要其他有機物。但硝化細菌的增殖速度非常慢，一兩天僅僅增殖出一倍的量，如果水質中含過多有機物會反而會阻礙其繁衍。芽孢桿菌在土壤、植物表層面、水體等自然環境中廣泛存在，是化能有機營養型。酵母菌是單細胞的蛋白，富含營養，其中的維生素含量，是魚粉的三十倍以上。蛭弧菌是具有攻擊、裂解、侵染其他微生物功能的寄生菌。放線菌可以產生多種抗生素、酶和維生素，同時可以降解一些難以分解物質，如纖維素、甲克素等，為其他有益維生素的增殖創造良好的水質環境。復合微生物制劑是將擁有不同的特性的微生物的菌株，經過培育與復合，形成復合微生物制劑。

3 有益微生物功能

有益微生物現在已經在水產養殖中廣泛運用，通過有益微生物與病原或者潛在的致病的微生物之間的競爭，產生相互制約作用，減少有機物污染的可能性，降低養殖生物發生病害的機率。而且有益微生物可以為魚類提供生長所需的營養物質，幫助養殖物促進消化。一些有益微生物比如齙牙桿菌，還可以有效凈化水質，減少水中的致病菌，提高水產動物的長速以及幼體存活率。與此同時，微生物試劑還能夠增強水產動物的免疫系統的抗菌和吞噬作用，增強其非特異性免疫力。

4 微生物修復水產養殖污染存在的問題

雖然微生物修復法已經得到廣泛的推廣及應用，但在實際水產養殖中仍然存在一些問題，需要水產養殖負責部門的關注和重視。首先是微生物種類的選擇，雖然現在市場上已經有許多微生物試劑運用在淡水養殖中，但這些商品性的制劑很多是為陸地生物所研究設計的，并不是全部適用于水產養殖業。所以在菌種的選擇上，應謹慎考慮，選擇與確認適合自己水域的菌株。微生物修復養殖的水體，有一定的局限性，一是水型的復雜性，二是每種生物對環境的要求都有一定的特性，有益微生物并不是適合所有的養殖水體的環境。因此在現有研究的基礎上，要針對不同的水型選擇不同的菌種，并確定相匹配的用量與用法，提高微生物修復的有效性。要加強對應用對象和水質環境的研究，注意微生物施入后，對環境與宿主的影響，有些細菌在有益微生物施用前是無毒無致病性的，環境變化后，出現了變異，反而導致了細菌的致病性，這一點在運用中需加強研究。在微生物修復養殖有機物污染的研究開發過程中，多是在特定的實驗條件下進行，并未實地考察，對各種水質條件分析試驗，而部分微生物卻是條件性致病菌，只會在特定條件中才會發揮我們期望的作用，所以若未對水域環境進行試驗，微生物在實際運用中有可能不會產生預期效果、產生的效果不持續甚至產生相反效果。

5 總結

隨著水產養殖業的不斷發展與研究，微生物修復養殖有機物污染的研究已經相對成熟，取得許多喜人的成果，并運用在實際生產中，對我國的水產養殖的發展提供重要技術支持。但是，實際運用中依然存在很多問題，需要我們有針對性的深入研究，讓微生物修復的效果更加持續穩定、適用更加廣泛。同時，水養生物的世界是仍有我們未知的領域，將來會有更多的問題爆發，需要我們在對現有污染研究的同時，做好超前研究，對潛在問題做好應對措施，讓水產養殖呈現可持續發展狀態。

參考文獻

[1]趙永坤.淡水養殖水質調查及微生物修復養殖有機物污染的研究[D].南昌大學，2008.

微生物在生態修復中的作用范文4

【關鍵詞】景觀水；富營養；技術；生態治理

1.景觀水體的現狀

隨著社會的快速發展，人們對居住質量和居住環境的要求也越來越高，對城市生活區內的景觀水面、河道的清潔提出了更高的要求。但由于城市河湖等景觀水體多為靜止或流動性很差的封閉緩流水體，水域面積小、水生態系統簡單、水環境容量小、自凈能力差，加上外來物質的污染，極易造成水體出現不同程度的富營養化問題。水體富營養化不僅使水體喪失觀賞功能，對周圍環境造成污染，而且暴發的藍綠藻會釋放藻毒素，影響居民的身體健康。因此，對景觀水體采取一定的治理維護措施來保證優美良好的水體環境，成為了社會發展的必然方向。

2.景觀水體富營養化生態治理措施

2.1曝氣增氧技術

2.1.1工藝原理

溶解氧的含量是反映水體污染狀態的一個重要指標，水體的自凈能力受水中溶解氧濃度的影響。當水體中污染物濃度較高，耗氧過度時，單靠自然的大氣復氧和水生植物光合作用復氧不再能滿足水體耗氧。這時可用人工曝氣增氧技術增氧，提高水體溶解氧含量、強化水體對有機污染物的好氧分解，減少水中污染物濃度，為水體中水生動植物的生長提供好的生長環境，給好氧微生物的大量繁衍提供氧源。使水體恢復潔凈好氧水生生態系統，強化其自凈功能。同時，曝氣產生的氣流帶動水體的紊動，使形成的藻類不易集聚，從而防止水華的大面積暴發。

2.1.2曝氣的類型

目前曝氣的種類較多，有跌水曝氣、提水曝氣、推流曝氣、微孔曝氣、水車式曝氣、倒傘曝氣、轉盤/轉刷曝氣、空氣揚水筒等。

2.2生態浮床控藻技術

2.2.1生態浮床工藝原理

生態浮床技術是按照自然界自身規律，人工把高等水生植物或改良的陸生植物種植到污染水域水面上，通過浮床基質、浮床植物的過濾吸收、吸附作用、生物降解等作用去除污染物，達到凈化水質、抑制水體中藻類的生長、防止水體富營養化、提高水體自凈能力的目的，并起到美化景觀的作用。其控藻、凈化機理表現在兩大方面。

首先，發達的植物根系可吸附大量懸浮物，并逐漸在植物根系表面形成一種生物膜，通過生物膜中微生物，吞噬和降解水中的污染物，使其變為簡單的營養物質提供給水生植物，人們通過收割浮床上的植物和捕獲魚蝦，減少水中營養物質。

其次，生態浮床通過遮擋陽光抑制藻類進行光合作用，減少浮游植物生長量，這樣可有效防止"水華"發生，提高水的透明度。在浮床的凈化過程中，藻類的附著、沉降以及浮床的遮光作用有時比植物本身的吸收凈化作用更為顯著。

2.2.2生態浮床功能效果

生態浮床處理工藝主要有以下4個功能：

（1）水質凈化功能：通過基質和植物吸收水體營養鹽、生物脫氮。

（2）生態功能：抑制“藻華”，提供水生動物、鳥類、昆蟲的棲息場所。

（3）景觀功能：陸生和濕生景觀作物。

（4）消浪功能：對湖岸和河岸的侵蝕起保護作用。

2.3生態填料技術

生態填料具有很高的生物附著表面積，除了能起到較強的吸附作用，還能為水中微生物和有益藻類等的生長、繁殖提供巨大的生物附著表面，使大量微生物在材料表面能迅速附著并形成生物膜，以有機污染物為能量來源，通過自身的新陳代謝作用降解水體中的有機污染物。在生態填料上，已發現的物種數量多達3000～5000種，有細菌類就藻類和真菌類等。這是其它載體所無法實現的。

利用生態填料一方面可以充分利用微生物群落吸收和降解水體和底泥中的營養物質；另一方面填料可以為水生生物營造棲息環境，從而恢復或建立健康的生態水環境。

生態填料的制造使用百分百的生物惰性材質，在水中不會分解，不會產生二次污染。另外生態填料治理維護系統所需的工程投資低，運行費用為零，實施極其簡單。

2.4底泥疏浚與資源化利用技術

2.4.1底泥疏浚

底泥中含有大量微生物、底棲動物、藻類和水生植物等，在好氧狀態下，這些生物能利用吸收水體中的營養鹽，對有機物進行降解。但在富營養化的水體中，底泥中往往富含過量的營養鹽，這些營養鹽會重新釋放到水體中，造成二次污染。因此，在嚴重富營養化的水體中，就需要進行底泥疏浚消除內源污染。利用專用的底泥疏浚設備清除腐敗的底泥，可以疏通河道，降低底泥污染，增大水體透明度，為水生生態系統的恢復創造條件。

2.4.2污染底泥資源化利用

采用快速干燥措施處理疏挖底泥。快速干燥，干化后的底泥，可結合湖岸景觀綠地建設，用作景觀綠化用土、生產肥料、制作建筑材料等。

2.5水下生態修復技術

水下生態修復技術是基于水生態系統構建的綜合技術，通過對水體生態鏈的調控，實現水下生態系統中生產者（水生植被）、消費者（水生動物）、分解者（有益微生物菌群）三者的有機統一，構建水域生態系統實現水域的自凈。

采用水下生態修復工藝對沉水植被、挺水植被和浮葉植被進行合理分布，對水生動物進行放養，適時適量投放有益微生物，可改善水生物種群結構，促進生物的多樣化，不僅能恢復穩定的水生態系統，有效治理水體富營養化，為水生動植物提供賴以生存的自然生態環境，而且能給人們打造水清、水美的優美生態水景，使水體充分發揮其生態效益和社會效益。

3.總結

目前景觀水體富營養化問題已經成為人們必須解決的一個難題。利用單一的物理、化學方法，如機械過濾、化學潑灑藥劑等方法很難從根本上解決景觀水體的富營養化問題。景觀水體的富營養化治理，需要從生態的角度去考慮，利用各種技術措施，增加水體中的溶氧、增加水體中水生動植物、有益微生物等種群，構建完整的水生態系統。利用水生態系統的自凈能力，從根本上解決水體富營養化問題的發生。 [科]

【參考文獻】

[1]陳荷生，宋樣甫，鄒國燕.利用生態浮床技術治理污染水體，中國水利，2005.5.

[2]王治國.關于生態修復若干概念與問題的討論（續）.中國水土保持，2003，11：20～21.

微生物在生態修復中的作用范文5

1微生物水質修復機理

1.1微生物對有機污染物的降解作用

當前已知的環境污染物達數十萬種，其中大部分是有機化合物，微生物能夠降解、轉化這些物質，降低其毒性或使其完全無害化。微生物降解有機物有兩種作用方式：第一，通過微生物分泌的胞外酶降解；第二，污染物被微生物吸收到微生物細胞內后，由胞內酶降解。

1.2微生物對重金屬污染物的修復機理

包括微生物對重金屬離子的轉化解毒作用和吸收累積作用。環境中重金屬離子的長期存在使自然界中形成了一些特殊微生物，它們對有毒重金屬離子具有抗性，可以使金屬離子發生轉化。對微生物而言，這是一種很好的解毒作用；對環境而言，則是一種很好的修復作用。另一方面，微生物吸附是微生物將重金屬離子吸附在微生物表面，而微生物吸收是指微生物活細胞吸收重金屬離子進入細胞內，并參與微生物新陳代謝過程，一般也稱為微生物累積。失活微生物只能產生吸附作用，而活體微生物同時產生吸附和吸收作用。吸附和吸收都是對重金屬離子的收集和濃縮，因此，利用微生物吸附、吸收重金屬，再經過一定的處理，使其具有一定的粒度、硬度及穩定性后加以去除，可以達到去除水中重金屬污染的目的。

2微生物水質修復技術

微生物對水質的修復技術包括采用生態方法強化微生物自凈作用和生物化學技術兩類。所謂生物自凈作用的生態強化，是大力發展水生高等植物，尤其是沉水植物，構建良好的生態環境，增加微生物的附著面，以促進微生物的自然繁殖，增大微生物在水體自凈中的作用。生物化學技術有兩種，一種是向水體投加某些專性細菌的營養物質，促使細菌大量繁殖；另一種是直接向水體投加細菌，使水體微生物瞬間增大，并維持在一個較高的水平。

2.1投加微生物營養劑

盡管所有的微生物在生長繁殖過程中都需要有機質、無機營養鹽，以進行同化和異化作用，其間存在共性，但不同種類的微生物在營養結構上有各自的特點，它們在水質凈化中處理的污染物也不同。為了處理某些特定的污染物，需要培養針對這種污染物的專性微生物，可以向水體投加該專性微生物必須的專性營養物，使該微生物大量繁殖，稱為優勢菌種，達到水質修復的目的。

2.2生物試劑添加技術，又稱為投菌法

該方法是向被污染的水體中投加人工培養的活性微生物，強化水體有機物的降解。以往的水處理理論認為細菌無處不在，在某特定環境中只要給予足夠的時間，就會自然產生僅適應這種環境的菌群，并稱為在這種環境下生存的強者。投菌法理論則認為，在某特定環境中自然生成的菌群雖能很好適應這種環境，但并不一定是這種環境中的最強者。因此，有必要投加經過篩選的具有特殊分解能力的菌種。通過對勝利油田地區原水生物資源和水質調查，展開通過向水體中投加微生物試劑，來提高水體的生物降解能力，從而有效緩解目前困擾水處理工藝的有機物降解問題。

3黃河下游微污染水源微生物修復試驗研究

3.1黃河下游微污染水源現狀

勝利油田地處黃河下游，以黃河水為水源。近年來,由于黃河水源污染加劇，致使油田的水源水庫普遍存在富營養化的問題。又由于油田平原水庫一般蓄水深度較淺，庫容面積大，蒸發量大，水庫內水的停留時間長，當地日照充足，為水庫內藻類的生長提供了極為有利的條件，并隨著季節的更替，藻類在水庫內生長、死亡、腐爛、沉積、釋放，使油田水庫有機污染與藻類含量水平居高不下，水庫水質部分指標超出《地表水環境質量標準》（GB3838—2002）Ⅲ類水體的要求。2006年8月，我們對黃河取水口和油田11座大中型水庫原水進行了采樣分析，證實黃河取水口總磷、總氮超標，AOC（生物可同化有機碳）含量較高，Ames致突變試驗結果呈陽性，藍氏賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲有檢出；來水經沉沙蓄存后，CODMn一般處于5.5mg/L左右，最高可達8.6mg/L，藻類指標最高可達3.7億個/L。蓄存期間，TOC明顯上升，Ames致突變試驗為弱陽性，兩蟲均有檢出。為了解決這些問題，勝利油田供水公司開展了微生物修復試驗研究，研究微生物對水庫原水中藻類、氨氮及有機物的影響，對降低原水微污染水平、提高供水水質具有非常積極的意義。

3.2實驗方案及數據采集

2007年，勝利油田供水公司在孤島一庫進行了微生物制劑的投放試驗，本次實驗共分為5個批次進行，每25天投放藥劑一次，10月后不再投放，采樣頻次7天。微生物菌種的檢測采用常規細菌檢測方法，對細菌檢測的數據說明，菌群活性的增強與細菌總數有較密切的關系，盡管我們共計進行了五次投藥（其中后四次是補充投藥），細菌總數并未出現大幅度的增長，說明試驗水體已實現初步的生態平衡，投加菌劑過多有可能導致細菌總數大量繁殖的設想是不成立的。此次試驗菌種由北京三安集團提供。應用三安集團Tech-BIA即“生命信息調控技術”，是目前世界首創的活信息生命科學研究技術方法，具有速度快、準確性高和成本低等優勢）技術生產的水體環境凈化菌種。孤島一庫在2006年供水體系運行調整中已作為備用水庫，封閉管理，水域內有野生魚類種群，數量較為稀少。

試驗結果表明：

（1）溫度對微生物活性有很大影響：通過對試驗數據的分析發現：微生物菌種活性受溫度的影響很大。當水溫在25攝氏度以上時，微生物活性較為明顯，對于氨氮、有機物、對藻類生長的抑制都明顯優于低溫狀態下的活性。對細菌總數的檢測結果也驗證了上述結論。

（2）微生物菌劑對水體中的有機物去除效果：高錳酸鹽指數：該項指標反映水體中有機物質的多少。我們在檢測中采用的是高錳酸鹽指數法。通過分析發現：微生物菌劑對水體中的有機物有一定的去除作用。相對于2006年同期，化學需氧量（COD）指數大幅飆升的勢頭被遏制，試驗期間試驗水體中高錳酸鹽指數未發生超標現象。

（3）微生物菌群對藻類生長的抑制作用：通過對試驗數據分析表明，微生物菌群對藻類的生長有一定的抑制作用，但相對于藻類的龐大數量，抑制效果并不明顯。項目組分析認為，由于菌群的生長消耗大量營養物質（如氮、磷等），產生了與藻類相互競爭的關系，但由于菌群不能無限增長，因此對藻類生長的抑制并不太理想。具體見圖2-3。

（4）菌群對氨氮類指標的去除：投放微生物菌群的水域氨氮含量低于未投放水域，說明微生物菌群對氨氮的吸收是有效果的。部分采樣點內，氨氮的含量上升通過分析認為有以下幾個原因造成：其一是由于夏季水庫水體富營化程度加劇，氨氮總量超出微生物菌群的處理能力，是可能導致氨氮檢測上升的直接原因。其二是由于水體中的生物鏈并不完善，微生物菌群的硝化反應與水庫底泥的反硝化反應一直存在，當硝化反應后微生物菌群由于水體中缺乏足夠的食物鏈（氨氮微生物浮游生物魚類，水體中魚類不足）也是導致氨氮監測結果出現反復的主要原因。

微生物在生態修復中的作用范文6

【關鍵詞】生態修復技術 技術比較 技術展望

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1.引言

作為城市系統中自然地理因素之一的城區河道，它具有供應水源、提供綠地、保護環境和開展旅游等一系列的生態功能，對城市生態建設具有十分重要的意義，可為城市的生活和生產就近提供水源，減弱城市熱島效應和洪澇災害，為城市綠地建設提供基地，豐富城市景觀多樣性和城市物種多樣性，為市民創造文體娛樂與親近自然的空間。河流獨特的形象功能具有不可估量的社會經濟意義，世界上有許多著名城市中河流及兩岸景觀，已成為該城市的標志，如巴黎的塞納河，倫敦的泰晤士河等。城市河流作為城市生態系統的重要因素，越來越為城市建設者所關注，其生態功能的應用，也逐漸被引人到生態城市的建設中。

2.城市河道底泥處理技術比較

城市河流水體底泥污染已經成為世界范圍內的一個環境問題。污染物主要是通過大氣沉降、廢水排放以及雨水淋溶和沖刷進人水體，最后沉積到底泥中并逐漸富集，使底泥受到嚴重污染。

底泥的污染歸根結底是對水體的污染和底棲生物的危害。如果能消除其對水體和底棲生物的作用，則就能有效降低污染底泥的環境影響。因而，底泥污染的控制既可采用固定的方法阻止污染物在生態系統中的遷移，也可采用各種處理方法降低或消除污染物的毒性，以減小其危害。由于有些城區河道底泥淤積嚴重，開展底泥修復工作是提高河道排洪能力和促進河水水質改善的必要措施。底泥修復技術主要有兩種，即物理修復和生物一生態修復。

2.1物理修復

物理修復是借助工程技術措施，消除底泥污染的一種方法，主要有疏浚、引水、填沙掩蔽等措施。其中疏浚是最常見的方法。物理修復最大的優點是見效快。當底泥中污染物的濃度高出本底值2一3倍時，即認為對人類及水生生態系統有潛在危害，則要考慮進行疏浚。

目前國內最常用的疏浚清淤機型式主要有抓斗式、鏈斗式、反鏟式、耙吸式和絞吸式等。但是這些機型基本上都是龐然大物，適合大型水體，而城區河道一般寬度不是很大，而且橋梁較多，凈高凈寬都小，而且難以拋錨，所以這些龐然大物并不適合城區河道進行疏浚作業。

通過相關研究和技術應用來看，物理疏浚技術在一定程度上取得了效果較為明顯，但是從總體來說還是存在以下幾個問題:

(1)成本比較高。疏浚的成本受到許多因素影響，其中主要包括設備類型、項目大小、堆放場、底泥密度、輸送距離、底泥的綜合利用等。也有人作過相應的預算，機械清淤lhm2時底泥約需9.9一24.7萬美元。

(2)疏浚過深將會破壞原有的生態系統。底泥疏浚可能會去除底棲生物，破壞魚類的食物鏈。如果底泥被完全疏挖，可能需要2一3年的時間才能重新建立底棲生物群落。如果底泥疏挖不徹底，底棲生物群落的恢復相對比較快。因此采取疏浚方法時，必須加強實驗研究和科學決策，慎重考慮投入效益比。

(3)城市河道清淤疏浚工作不同于湖泊，湖泊水面開闊，方便疏浚船進行水上作業。而城區河道斷面一般較小，且河道中長年有水流動，這給疏浚作業帶來了困難。特別是有些需要清淤的河道靠近鬧市區，疏浚工作必須安排在夜間進行，這也會給施工帶來一定的不便。

(4)疏浚底泥的處理是環境保護的選擇。疏浚底泥以其量大、污染物成分復雜、含水率高而使其處理困難。目前國內多采用農田施用和填埋處理，污泥的利用價值低，處理不徹底，又極易造成二次污染。

2.2生物一生態修復

城市河道接納的主要污染物是生活污染源，所以底泥中有機物含量高，可生化性強，而且城區河道水條件穩定，適合采用生物一生態修復技術。底泥的生物一生態修復技術，是指利用培育的植物或培養、接種的微生物的生命活動，對底泥中的污染物進行轉移、轉化及降解，從而達到底泥修復的目的。近年來生物一生態修復技術已經得到各國廣泛的重視。

城市河道底泥的生物一生態修復技術包括原位修復技術和異位修復技術。原位修復技術就是指底泥不疏浚直接采用生物一生態技術對實進行修復。異位修復是指對疏浚后的底泥進行進一步的生物一生態修復。

2.2.1原位修復技術對有機污染的底泥，最實用的辦法就是不疏浚，而是采用生物一生態修復技術在原地直接吸收、降解污染物。這樣不但可以節省大量疏浚費用，而且還能減少疏浚帶來的環境影響。

自然的河道中有大量的植物和微生物，它們都有降解污染有機物的作用。植物還可以向水里補充氧氣，有利于防止污染。河道生物一生態修復包括微生物修復和水生生物修復兩大部分，兩者棄一不可，只有互相配合，才能獲取總體治理效果。有研究表明，運用水生植物和微生物共同組成的生態系統能有效地去除多環芳烴的污染，高等水生植物可提供微生物生長的所需碳源和能源，根系周圍好氧菌數量多，使得水溶性差的芳香烴，如菲、蕙以及三氯乙烯在根系旁能被迅速降解。根周圍滲出液的存在，能提供降解微生物的活性。種植的水生植物的根莖能控制底泥中營養物的釋放，而在生長后期又能較方便的去除，帶走部分營養物。城區河道由于其特殊的地理位置，采用生物一生態修復技術時所選用的植物不但要滿足凈化水體的要求，而且還應該滿足美化環境的要求。

使用生物一生態修復技術，可以使河道整治由環境水利向生態水利轉化。但該修復技術在應用中也暴露出以下主要缺點:

(1)在城市河道底泥修復過程中，生物—生態修復速度是十分緩慢的，相對于河道底泥疏浚，底泥修復其實是一個十分緩慢的過程。而且生物一生態修復過程中的水生植物的生長是與季節有關，微生物的生長活性與溫度、pH、溶解氧等諸多因素有關。

(2)河流水質變化是隨機性，因為河流水質一般與進人河流的污染源排放特性相關，與河流周圍居民的生活特性和工廠生產周期相關。所以河道接納的污染物的不確定性對所選取修復的生物種類提出了很高的要求。

(3)在以水生植物修復時，必須及時將其清除，從而避免植物在枯萎后產生腐敗分解，重新污染水體。

2.2.2異位修復

異位修復技術是與底泥疏浚同時進行使用的。此技術融合了疏浚和生物一生態修復技術的優點于一身，在今后一段時間內就有著很好的應用前景。疏浚底泥在很多時候是一種必需的選擇，但疏浚后的底泥處理則是一個環境保護的難題。目前國內多采用農田施用和填埋處理，污泥的利用價值低，處理不徹底，又極易造成二次污染。因此，建議采用生物處理方法加強對疏浚底泥的處理力度，利用人工反應器對疏浚污泥進行處理，先使其達到無害化，然后用作它用。比如用作建筑材料或路基材料，以代替粘土。底泥具有顆粒細、可塑性高、結合力強、收縮率大等特點，所生產的磚瓦質量高，而且不損壞耕地。這樣一方面可節省粘土的用量，減少對土地資源的破壞，另一方面又充分利用了污泥，減少了處置費用，節約用地，一舉多得。而且建筑材料需求量大，完全有可能大量接納疏浚污泥，使疏浚污泥變廢為寶。

3.結語

相對于我國來說，各種水體都受到了不同程度的污染，其中，城市河道的污染最為嚴重，如果采用國外投入大量資金用于疏浚和污泥處理來達到修復底泥的目的，這是不現實。綜合考慮經費投入和處理效果，大力發展生物一生態修復技術，如高等植物對底泥中重金屬的累積，特異微生物對有機物的分解等，在我國是一條切實可行的途徑。我國河流污染大都較為嚴重，單純使用物理修復疏浚所需經費太大，而單純使用生物處理又難以達到理想的效果，今后在城區的河道修復中應以發展疏浚和生物處理相結合的方法為主，實現底泥的資源再優化。

參考文獻

1李正最.吳雅琴.河流與城市生態系統〔J〕.水電站設計，2001.17(4).18一20