第5章影響生物修復(fù)的環(huán)境條件

1、第第5章章 影響生物修復(fù)的環(huán)境條件影響生物修復(fù)的環(huán)境條件 環(huán)境條件與生物降解環(huán)境條件與生物降解 一、一、 非生物因子對生物降解的影響非生物因子對生物降解的影響 二、二、 生物因子對生物降解的影響生物因子對生物降解的影響 物理、化學(xué)和生物等環(huán)境條件都會影響物理、化學(xué)和生物等環(huán)境條件都會影響微生物的生存和活動，即影響微生物的微生物的生存和活動，即影響微生物的種類、生物化學(xué)轉(zhuǎn)化速率和生物降解產(chǎn)種類、生物化學(xué)轉(zhuǎn)化速率和生物降解產(chǎn)物。物。 如不同地點(diǎn)取樣的微生物對同一個污染如不同地點(diǎn)取樣的微生物對同一個污染物代謝情況有很大差異。物代謝情況有很大差異。第一節(jié)、第一節(jié)、 非生物因子對生物降解的影響非生物因子

2、對生物降解的影響 物理化學(xué)因子物理化學(xué)因子 礦質(zhì)元素供應(yīng)礦質(zhì)元素供應(yīng) 氧氣氧氣 生長因子生長因子 多種基質(zhì)作用多種基質(zhì)作用一、一、 非生物因子對生物降解的影響非生物因子對生物降解的影響1、 物理化學(xué)因子物理化學(xué)因子 包括：包括： 溫度，溫度，pH，土壤水分，鹽分，水壓，土壤水分，鹽分，水壓（深海和深層土壤）（深海和深層土壤） 每種微生物對環(huán)境都有一個耐受范圍。超每種微生物對環(huán)境都有一個耐受范圍。超過了范圍，降解作用就不會發(fā)生。過了范圍，降解作用就不會發(fā)生。 （1） 溫度溫度 一般是隨溫度增加而增加一般是隨溫度增加而增加（2）pH 一般用石灰調(diào)節(jié)酸性土壤一般用石灰調(diào)節(jié)酸性土壤（3）水分）水分 土

3、壤水分是重要限制因子。土壤水分是重要限制因子。最適宜的水分是最適宜的水分是田間持水量田間持水量的的30-90%。 最適水分取決于土壤特性，化合物種類最適水分取決于土壤特性，化合物種類已厭氧還是好氧轉(zhuǎn)化。已厭氧還是好氧轉(zhuǎn)化。 含油污泥的生物降解的最適水分為田間含油污泥的生物降解的最適水分為田間持水量的持水量的30-90%。 (4) 鹽分鹽分 設(shè)計(jì)滲透壓設(shè)計(jì)滲透壓（5） 壓力壓力 海底高壓力不適應(yīng)微生物降解。海底高壓力不適應(yīng)微生物降解。 盡管調(diào)節(jié)上述因子有利于提高生物修復(fù)的效率，盡管調(diào)節(jié)上述因子有利于提高生物修復(fù)的效率，但是，在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。但是，在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。 不過，在反應(yīng)器中，或者在

4、可控環(huán)境中調(diào)節(jié)溫不過，在反應(yīng)器中，或者在可控環(huán)境中調(diào)節(jié)溫度、水分、度、水分、pH值可以是生物降解反應(yīng)達(dá)到最值可以是生物降解反應(yīng)達(dá)到最佳。佳。 2、養(yǎng)分供應(yīng)、養(yǎng)分供應(yīng)（1）碳源）碳源 碳源對細(xì)菌和真菌的生長很重要。碳源對細(xì)菌和真菌的生長很重要。 有機(jī)物污染物在環(huán)境界面上的有機(jī)碳濃度很高，有機(jī)物污染物在環(huán)境界面上的有機(jī)碳濃度很高，一般不會成為限制因子，但一般不會成為限制因子，但N、P含量很低，而含量很低，而K，S，Mg，Ca，F(xiàn)e等通常不缺。等通常不缺。這是這是NP經(jīng)常經(jīng)常成為限制因子，需要添加的原因。成為限制因子，需要添加的原因。 由于共代謝等多種原因，向環(huán)境基質(zhì)中加入有由于共代謝等多種原因，向

5、環(huán)境基質(zhì)中加入有機(jī)物或單一化合物往往會促進(jìn)污染物的降解。機(jī)物或單一化合物往往會促進(jìn)污染物的降解。 見表見表5-1BHC： 六六六MCPA： 2甲4氯通常，在土壤中加入聯(lián)苯可以加速PCBs 的礦化。如何促進(jìn)有機(jī)物降解，是研究的重要內(nèi)容之一。 （2）氮和磷）氮和磷 一般，微生物要求一般，微生物要求C：N20：1；C：P M1+M2 3拮抗作用拮抗作用 MM1+M2 4獨(dú)立作用獨(dú)立作用 MM1M2（1M1）獨(dú)立作用獨(dú)立作用 MM1M2（1M1） 各單一化學(xué)物質(zhì)對生物體作用的途徑、各單一化學(xué)物質(zhì)對生物體作用的途徑、方式及其機(jī)理均不相同，聯(lián)合作用于某方式及其機(jī)理均不相同，聯(lián)合作用于某機(jī)體時，在機(jī)體內(nèi)的作

6、用互不影響。但機(jī)體時，在機(jī)體內(nèi)的作用互不影響。但常出現(xiàn)在一種有毒物資作用后時機(jī)體的常出現(xiàn)在一種有毒物資作用后時機(jī)體的抵抗力下降，而使另一種毒物再作用時抵抗力下降，而使另一種毒物再作用時毒性明顯增加。毒性明顯增加。污染物復(fù)合作用的例子污染物復(fù)合作用的例子 如水體含鹽量增加，促使沉積物中的重金如水體含鹽量增加，促使沉積物中的重金屬部分釋放出來，尤其是對于結(jié)合在顆粒屬部分釋放出來，尤其是對于結(jié)合在顆粒表面離子交換位點(diǎn)上的重金屬表面離子交換位點(diǎn)上的重金屬Hg、Cd、Ni、Pb、Zn 鋅能拮抗鳳眼蓮對鎘的吸收。低濃度的鋅能拮抗鳳眼蓮對鎘的吸收。低濃度的鎘時，鋅降低吸收，但高濃度時促進(jìn)吸鎘時，鋅降低吸收，

7、但高濃度時促進(jìn)吸收。收。五、植物營養(yǎng)物質(zhì)五、植物營養(yǎng)物質(zhì)不同作物不同土壤不同不同作物不同土壤不同 使用磷肥促進(jìn)鎘的吸收量；使用磷肥促進(jìn)鎘的吸收量； 氮肥促進(jìn)鎘的吸收量。機(jī)理：氮肥促進(jìn)鎘的吸收量。機(jī)理：NH4與與Cd形成絡(luò)形成絡(luò)合物，降低土壤對鎘的吸附。合物，降低土壤對鎘的吸附。 鉀肥也促進(jìn)鎘的吸收積累。鉀肥也促進(jìn)鎘的吸收積累。油菜增施氮肥提高油菜對鎘的吸收表 1 不同施鉀量對油菜吸收鎘的影響 含鉀量 吸鉀量 mg/盆 施鉀量 地上部 地下部 地上部 地下部 總量 K1 0.4446 0.9980 173.91 217.2197 391.1297 K2 0.5003 0.4997 221.45

8、221.1879 442.6379 K3 0.4226 0.5774 221.88 303.1728 525.0679 K4 0.4477 0.5523 277.51 342.4129 619.9229 K5 0.4519 0.5481 321.84 390.3365 712.1765 其中為含鎘量，和吸鎘量增施鉀肥對油菜鎘的含量無影響，但促進(jìn)鎘的累積處理(mg/kg)123 總和平均值P1265.2044 246.8293 226.3355 738.3692 246.1231P2214.8956 208.1317 176.9527599.98 199.9933P3208.9407 191.9

9、851 197.0278 597.9536 199.3179P4197.619 155.4307 235.9606 589.0104 196.3368P5189.3435 217.8744214.218 621.4359 207.1453增施磷肥降低油菜對鎘的吸收。腐殖質(zhì)與重金屬吸收腐殖質(zhì)與重金屬吸收 重金屬非常容易與土壤中的有機(jī)物形成重金屬非常容易與土壤中的有機(jī)物形成有機(jī)絡(luò)合物。而水溶性有機(jī)物更容易和有機(jī)絡(luò)合物。而水溶性有機(jī)物更容易和重金屬絡(luò)合，增加重金屬的移動性和生重金屬絡(luò)合，增加重金屬的移動性和生物有效性。物有效性。 富里酸與重金屬形成的絡(luò)合物一般時可富里酸與重金屬形成的絡(luò)合物一般時可溶的；溶的； 胡敏酸與重金屬形成的鹽一般難溶。胡敏酸與重金屬形成的鹽一般難溶。六、植物激素六、植物激素 向玉米噴施低劑量植物激素除草劑向玉米噴施低劑量植物激素除草劑2，4D，促進(jìn)植物對促進(jìn)植物對Ni、Cd的吸收。的吸收。七、植物七、植物-微生物相互作用微生物相互作用 主要是菌根的作用。主要是菌根的作用。 菌根能改變植物對重金屬的吸收與轉(zhuǎn)移。菌根能改變植物對重金屬的吸收與轉(zhuǎn)移。 一般，接種菌根顯著提高植物對重金屬一般，接種菌根顯著提高植物對重金屬的吸收能力。的吸收能