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生物修复本文重定向自 生物修復

对受海啸影响土壤所使用的盐分移除生物修复机制。

生物修复(英语:Bioremediation)是一种使用生物体来移除或中和污染现场污染物的技术[1]。根据美国国家环境保护局的定义,生物修复是一种“使用自然产生的生物体来把有害物质分解成毒性较低或无毒物质的处理方法”。生物修复技术一般可被分为“原地”(in situ)和“异地”(ex situ英语Ex situ conservation)。原地生物修复在现场处理污染材料,而异地生物修复则把污染材料带往其他地方处理。与生物修复相关的技术还包括植物修复生物通风英语bioventing生物滤化土地耕耘英语landfarming生物反应器堆肥生物强化根滤作用英语rhizofiltration生物刺激英语biostimulation

生物修复可能自己发生(自然衰减或固有生物修复),也有可能只在添加肥料或氧等强化介质内吃污染微生物生长的物质(生物刺激)时有效。例如,美国陆军工程兵部队就成功透过对汽油污染土壤进行堆积风乾和通气来对使用土地耕耘英语landfarming的生物修复进行强化[2]。土壤氮素耗尽状态可能会促进某些含氮有机化合物的分解[3],而能够大量吸收污染物土壤材料可能会因为对微生物有限的的化学物生物利用度而减慢了生物降解的速度[4]。最近的研究进展还成功证实了对介质添加对应的微生物品系能加强原居微生物人口分解污染物的能力。能够实施生物修复功能的微生物叫“生物修复剂”(bioremediators)。

然而并不是所有的污染物都能用微生物的生物修复来简单处理。例如像这样的重金属就不能轻易地被微生物吸收或捕获。但是最近有实验指出鱼骨能一定程度地从污染土壤中吸收到铅[5][6]。科学家已经证实了骨炭能对小量的进行生物修复[7]。而最近的一个批量实验指出海洋微海藻可用于移除制革厂污水中的污染物(硝酸盐、硅酸盐、铬和硫化物)[8]。食物链若有着像这样的金属同化可能会让整个系统变壤。在这种情况下使用植物修复是有用的,因为自然植物或转基因植物能够把这些毒素透过生物累积储存在水面以上的部位,然后就可以把植物的这些部位移除[9]。被收割起来的生物质中的重金属则可以透过焚化来集中,甚至可以回收作工业用途。博物馆一些受到损坏的工艺品含有可被视为生物修复剂的微生物[10]。与上述情况相反,像汽油中常见的芳香碳氢化合物等的污染物,对微生物分解来说是相对简单的目标,有些土壤甚至还能自己进行一定程度的看起来是自动修复的修复,这是因为里面住有能够分解这些化合物的微生物部落的缘故[11]

要在环境中消灭各种类型的污染物和废弃物就需要继续深入理解碳通量不同线路和监管网络的相对重要性,尤其是某些特定环境和某些化合物的,因为它们肯定能促进生物修复技术和生物转化作用过程的发展速度[12]

真菌修复

真菌修复是生物修复的形式之一,其中真菌被用于净化污染区域。术语真菌修复具体是指在生物修复中使用真菌的菌丝体

生态系统真菌的主要角色之一是分解作用,这是由菌丝体执行。菌丝体分泌真菌胞外酶活动英语Fungal extracellular enzyme activity分解木质素纤维素,这些是植物纤维的两个主要组成部分。这些由的长链,在结构上类似的许多有机污染物组成的有机化合物。使用真菌修复的关键是针对特定污染物确定合适的真菌种类。据报道某些菌株已经成功地降低了神经毒素VX沙林毒气。

真菌过滤是一个类似的过程,用真菌菌丝体在土壤里的水中过滤有毒的废物和微生物

细菌修复

参看

参考资料

  1. ^ http://ei.cornell.edu/biodeg/bioremed/
  2. ^ Mann, D. K., T. M. Hurt, E. Malkos, J. Sims, S. Twait and G. Wachter. 1996. Onsite treatment of petroleum, oil, and lubricant (POL)-contaminated soils at Illinois Corps of Engineers lake sites. US Army Corps of Engineers Technical Report No. A862603 (71pages).
  3. ^ Sims, G.K. Nitrogen Starvation Promotes Biodegradation of N-Heterocyclic Compounds in Soil. Soil Biology & Biochemistry. 2006, 38: 2478–2480. doi:10.1016/j.soilbio.2006.01.006.
  4. ^ O'Loughlin, E. J; Traina, S. J.; Sims, G. K. Effects of sorption on the biodegradation of 2-methylpyridine in aqueous suspensions of reference clay minerals. Environ. Toxicol. and Chem. 2000, 19: 2168–2174. doi:10.1002/etc.5620190904.
  5. ^ Kris S. Freeman. Remediating Soil Lead with Fishbones. Environmental Health Perspectives. January 2012.
  6. ^ http://coastguard.dodlive.mil/2012/07/battling-lead-contamination-one-fish-bone-at-a-time/
  7. ^ Huan Jing Ke Xue. Chemical fixation of metals in soil using bone char and assessment of the soil genotoxicity. February 2007.
  8. ^ Adam s. marine Biology and ocenography. (原始内容存档于2016-05-15).
  9. ^ Meagher, RB. Phytoremediation of toxic elemental and organic pollutants. Current Opinion in Plant Biology. 2000, 3 (2): 153–162. PMID 10712958. doi:10.1016/S1369-5266(99)00054-0.
  10. ^ Francesca Cappitelli; Claudia Sorlini. Microorganisms Attack Synthetic Polymers in Items Representing Our Cultural Heritage. Applied and Environmental Microbiology. 2008, 74: 564–9. PMC 2227722. PMID 18065627. doi:10.1128/AEM.01768-07.
  11. ^ Olapade, OA; Ronk, AJ. Isolation, Characterization and Community Diversity of Indigenous Putative Toluene-Degrading Bacterial Populations with Catechol-2,3-Dioxygenase Genes in Contaminated Soils. Microbial Ecology. 2014, 69: 59–65. PMID 25052383. doi:10.1007/s00248-014-0466-6.
  12. ^ Diaz E (editor). Microbial Biodegradation: Genomics and Molecular Biology 1st. Caister Academic Press. 2008. ISBN 1-904455-17-4. http://www.horizonpress.com/biod.

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