微生物生态与环境生态工程中的微生物作用

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1、第二篇微生物生态与环境生态工程中的微生物作用第七章微生物生态土著微生物：authochthonousmicroorganism指在一定给定的生境中生存、生长和进行活跃代谢的微生物，并且这些微生物能与来自其他群落的微生物进行有效的竞争，它从生理方面完全适应了这一生境的物化条件。外来微生物：allochthonousmicroorganism指来自于其他生态系统的微生物，这些微生物不能在这一生境中长期生活下去。第二节土壤微生物生态一、土壤的生态条件1、营养：丰富的营养2、pH：适合大多数微生物生长。3、渗透压：等渗或低渗环境。4、氧和水：团粒结构中可保持大量空气和水。5、温度

2、：保温性强，变动幅度小，10-25℃6、保护层：吸收紫外线。二、微生物在土壤中的种类、数量和分布（一）种类和数量土壤中的微生物可粗分为两大类：土著微生物、外来微生物。一般土壤微生物指的是土著微生物。种类主要有细菌、放线菌、真菌、藻类和原生动物五类。数量上以细菌最多→放线菌→真菌→藻类→原生动物。但生物量真菌常比细菌大，放线菌接近细菌。pH的变化可引起微生物种类和数量的变化.1、细菌：杆状的居多，球状的较少，G+较多，主要是异养菌。2、放线菌：链霉菌属、诺卡氏菌属最多，小单胞菌也很普遍，随土壤深度增加而减少比细菌慢。3、真菌：大多是好氧性的。存在于10cm以内的顶层土壤中，

3、30cm以下就很少4、藻类和蓝细菌：多栖息于多水的表层土壤。季节性变化明显，春秋多冬夏少。5、原生动物：最多的是鞭毛虫，其次是肉足类，纤毛虫较少。（二）微生物在土壤中的分布水平分布垂直分布三、土壤自净和污染土壤的微生物生态（一）土壤自净土壤对施入其中一定负荷的有机物或有机物污染物具有吸附和生物降解能力，通过各种物理、生物化学过程自动分解污染物使土壤恢复到原有水平的净化过程。自净能力取决于土壤中微生物的种类和数量，以及土壤自身的理化性质如土壤团粒结构、有机物含量、pH值、阴阳离子的种类和含量等。土壤容量指土壤对污染物的最大承受量或负荷量。（二）污染土壤的微生物生态污水长期灌

4、溉会引起土壤微生物生态的变化：区系和数量改变。（1）产生可分解各种污染物的微生物种类。（2）重金属的作用。隐蔽性和潜伏性不可逆性和长期性后果严重性特点四、土壤污染和土壤生物修复（一）土壤的污染及其不良后果土壤污染的后果破坏土壤生态平衡随食物链危害人体健康致病微生物的存在（二）土壤修复土壤生物修复是利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株，构建特异的基因工程菌株加入污染土壤中，将滞留的污染物快速降解和转化，恢复土壤的功能。费用省环境影响小最大限度地降低污染物浓度可用于其他技术难以应用的土地可同时处理污染土壤和地下水优点不能降解所有的污染物要对地点和存在污染物进行考察微生

5、物活性受温度和环境条件的影响不能将污染物全部去除局限性1、土壤生物修复的工作步骤：①调查本底资料②选择技术路线，进行可处理性试验技术咨询→列出方案→确定最佳技术→设计小试和中试③技术实施引入土壤的大多数基因工程菌在无外加碳源的条件下，不能在土壤中生存和增殖，目的基因表达的产物对微生物本身的活动并无益处，有时还会降低基因工程菌的竞争力。解决这一问题的途径是为基因工程菌创建一个生态位使其能利用土著菌不能利用的选择性基质.加入后会造成土壤微生物系统的暂时失衡，土著微生物需要一段时间来适应，基因工程菌就可利用这段时间来建立自己的生态位。2、土壤生物修复技术的关键（1）微生物种①土

6、著微生物②外来微生物③基因工程菌（2）微生物营养：土壤和地下水中，尤其是地下水中，氮、磷都是限制微生物活性的重要因素。因此要保持一定的C：N：P比值，一般以土壤微生物C：N=25：1，污水好氧生物处理BOD5：N：P=100：5：1作为参考值。（3）溶解氧：溶解氧是现场处理的关键因素。土壤结构、土质、污染物数量的不同，溶解氧含量也不同。为了增加溶解氧，可以采用一些工程的方法：鼓风、添加产氧剂。（4）微生物的环境因子（1）微生物修复①原位处理：直接采用生物修复技术，不需要将土壤挖出和运输，一般采用土著微生物处理。先钻注水井、抽水井，通过向地面上抽水推动地下水在地层流动，促进

7、微生物的分布和营养物质的运输，保持氧供应。工艺较简单，费用较省，但处理时间较长，而且在长期的生物修复过程中，污染物可能会进一步扩散到深层土壤和地下水中。适用于处理污染时间较长，状况已基本稳定的地区或污染面积大的地区。2、土壤生物修复工程生物通风bioventing：是改进和强化原位处理的一种方法。通常用于地下储油罐泄漏造成的轻度污染土壤的生物修复。②异位生物修复主要包括现场处理法、预制床法、堆制处理法、生物反应器和厌氧生物处理法a、现场处理法土壤耕作处理是现场处理土壤污染常用的方法。被污染的废物施在土壤上，通过施肥、灌溉和加石