微生物对环境污染的生物修复作用

微生物对环境污染的生物修复作用

摘要：随着化肥、农药、洗涤剂等的普遍应用, 环境中的氮、磷含量增加引起水体富营养化已经成为现代废水处理一项新的研究课题，本文综述了植物-微生物-土壤动物交互作用在生物联合修复、微生物对水产养殖环境修复作用、环境生物技术在污水除磷脱氮过程中的应用及发展前景.

关键字：环境生物技术；氮磷去除；污水；生物修复

Microbial bioremediation on environmental pollution

Name：Han Guang

Student ID: 112008320001729

Major: Microbiology of resource and environment college

Abstract: Because of universal application of chemical fertilizer , pesticide and detergents, the increasing content of nitrogen and phosphorus of wastewater which bring about rich nutrition in water has become a matter of interest to many people. The study on nitrogen and phosphorus removal of wastewater has become a new problem. Plant-micro-organisms-the interaction of soil animals in the United biological repair, micro-organisms on the environment for aquaculture repair. Application and prospects of environmental biotechnology in nitrogen and phosphorus removal of wastewater were introduced in this paper .

Key words: environmental biotechnology ; nitrogen and phosphorus removal ; wastewater；biological repair

微生物是生物修复的一支主力军，它不仅能消除水体的油污，其他许多类型的污水也不在话下，并发展出了很多相关处理技术。例如，现在很多污水处理厂的核心部分实际就是一个生物修复反应器—活性污泥或生物膜，它们都是由许多微生物生长在一起形成的，只是前者呈泥状，后者呈膜状。这些微生物分解污物的能力非常强，黑乎乎的工业和生活废水经过它们的作用能大大得到净化。近年来对于令人头疼的湖泊蓝藻和日益频繁的近海赤潮，一些科学家也正尝试用生物修复的方法加以治理，即借助于蓝藻和赤潮生物的致病病毒使其染病死亡，这真是不折不扣的生物战。生物修复还能清除土壤的污染。土壤和水一样都是非常宝贵的资源，但令人遗憾的是，今天它也成为人类对环境破坏的主要受害者之一。通过如污水灌溉、化肥和农药的大量施用等种种渠道，大量污染物进入土壤，土壤品质不断下降，一些污染物经过食物链进入人体危害人的健康。正因如此，一些地方的农民甚至从不吃自己种的菜，尽管这是他们用汗水换来的。对于被农药、石油、苯等有机物污染的土壤，可以像阿拉斯加原油泄漏事件中采取的方法一样，向土壤中加入合适的微生物营养物质，使居住在土壤中的那些能分解这些污染物的微生物生长速度加快，从而使这些污染物的分解速度大大加快。为了提高效果，也可以向土壤中引入合适的外来微生物，这些外来微生物可以是科学家从自然界分离到的分解这些污染物能力特别强的菌株，还可以是采用基因工程修饰改良的菌株。利用天然存在的或特别培养的微生物在可调控环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理技术，可以

消除或减弱环境污染物的毒性，减少污染物对人类健康和生态系统的风险[1]。为此，生物修复属于生产后期的污染控制，简称产后控制，是可持续发展在环境保护上的重要体现。

1 生物修复的概念和原理

所谓生物修复(bioremediation) ，是指利用生物的生命代谢活动减小存在于环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全恢复到原初状态的过程。它是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能，对环境中污染物起到降解催化作用，加速去除环境中的污染物。生物修复与生物净化( biopurification) 的不同点在于，前者强调人们有意识的利用生物进行环境无害化处理[2]。

生物修复方法是利用土著的、引入的微生物的代谢作用进行消除或富积有毒有害物质的生物学过程。应用环境生物修复技术处理污染物时，最终产物大都是无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水、氮气等，而且这种处理方法能一步到位，避免了污染物的多次转移。它与传统的去除和清除环境中污染物的方法，如物理方法、化学方法也是不同的。比较而言，生物方法是最本质的和可以循环使用且永续受益的。生物修复技术有许多方面的优点：可以使污染物完全从环境中去除，处理时间短，对周围环境影响较小，并且资金需要量小，不会产生二次污染，尤其原位修复(in-siteremediation)可以使污染物在原地被清除，操作简单，使人类直接暴露在污染物下的机会减小[1]。

2 植物-微生物-土壤动物交互作用在生物联合修复研究中的应用

土壤是包括植物、微生物、动物在内的复杂体系[3]，在这一体系中，植物、微生物和土壤动物彼此之间往往是紧密联系、相互作用，参与着环境中的各种反应。因此，上述植物、细菌、真菌和土壤动物耐/抗铜的分子机理的阐述为生物联合修复提供了理论基础，使三者在联合修复中的应用成为可能。

2.1 植物与微生物联合修复

土壤微生物的分泌物对重金属具有活化作用。微生物通过对重金属元素的价态转化或通过刺激植物根系的生长发育而影响植物对重金属的吸收;另外，微生物也能产生有机酸，提供质子或与重金属络合的有机阴离子，交换或络合金属离子，使土壤溶液中金属浓度增加，有利于植物的吸收[4]。而在重金属高浓度条件下某些微生物仍能存活或生长，表现出对重金属的抗性，有些微生物还能通过生物转化作用或生理代谢活动(如胞外络合作用，胞外沉淀作用，胞内积累与转化等)，使金属由高毒状态变为低毒状态，使重金属离子对植物的毒性减弱。目前丛枝菌根真菌(AMF)与植物联合作用在重金属修复研究中的应用较多。自1957年Mosses[5]发现丛枝菌根真菌能促进苹果幼苗对微量元素的吸收以来，接种丛枝菌根以提高宿主植物对土壤微量元素的吸收和利用的相关研究已受到广泛关注，特别是丛枝菌根能改善植株磷素营养状况已为众多研究所证实。自1981年Bradley等[6]首次报道石楠属菌根能降低宿主植物对过量重金属锌和铜的吸收以来，菌根真菌对过量重金属耐受性的研究、重金属污染土壤中菌根-植物系统与重金属元素的相互作用、以及菌根植物对重金属污染的生物修复可行性等研究，已逐渐引起人们的关注。申鸿等[7]通过对菌根对重金属铜修复的研究发现，菌根玉米地上部和根系铜浓度分别降

低24.3%和24.1%，吸铜量分别提高了28.2%和60.0%，表明菌根植物对铜污染土壤具有一定的生物修复作用。但由于无法对AMF进行纯培养，菌根植物如何吸收、积累重金属元素的研究结果有较大分歧。目前关于菌根-植物系统和重金属的交互作用机理尚不清楚，植物与其它微生物的相互作用研究则相对更少。

2.2 土壤动物-微生物的联合作用

以某些土壤真菌为食物的弹尾目昆虫和甲瞒类土壤微动物通过选择性地取食真菌会影响真菌的群落结构[8,9]。普遍认为节肢动物可以选择性地取食某些外生菌根真菌，尽管外生菌根并不是弹尾目昆虫和甲瞒类动物最偏爱的食物[9]，但这些微小的节肢动物却能够在基部切断菌丝而致命地影响菌丝网。田间和实验室的试验表明，食真菌的微小节肢动物通过对菌根的取食能够影响植物生长，但这种与取食相关的影响仍在争论中。Bonkowski等[9]阐述了线虫和菌根真菌之间的相互作用，及其对植物生长和植物病害方面的影响。但关于土壤动物和微生物之间的相互作用，则也仅限于在生理水平上阐述通过菌根的作用来影响植物的生长，最终有可能影响到植物对重金属的修复，并没有把这些土壤中小型动物和微生物之间的交互作用与重金属的生物修复结合起来。因此，目前土壤动物和土壤微生物之间的交互作用在重金属生物修复研究中的应用还处于起步阶段。

2.3 植物-微生物-动物联合修复

土壤动物、微生物和植物三者之间的交互作用[8]，但也仅限于描述该系统中各个主体之间的相互关系及其对植物生长的影响，而并没有针对其在重金属修复研究中的应用进行专门的讨论。目前这三者联合应用在重金属修复研究中应用最好的应属蚯蚓-菌根在植物对镉污染土壤修复中的应用[10]。接种菌根不仅能促进黑麦草对Cd的吸收，而且还能促进Cd从植物根部向地上部分转移，由于接种蚯蚓可以提高菌根的浸染率，所以二者具有促进Cd向地上部转移的协同作用[11]，这对于重金属污染土壤的植物修复具有十分重要的意义。因此，在铜污染土壤的植物修复研究中也可以采用三者结合的方法来提高铜污染修复效率。越来越多的证据表明植物的生长与根际微生物2动物之间相互作用密不可分，因此，需要植物生理学、土壤学、微生物学和动物学的知识，才能充分利用三者在重金属污染土壤修复研究中的作用，才能够更深刻地理解调节矿化、养分循环和植物生长的根际过程。此外，生物修复强调的是多相、异源的环境，如在污染的土壤中，污染物的存在与土壤的粒径、土壤溶液中的溶解和土壤空气等都有关系。因此，成功的生物修复应是多学科交叉的结果，不仅需要上述学科，还需要生态学、工程学、地质学和化学等学科的共同参与来完成。

3 微生物修复在水产养殖环境修复中的研究现状

微生物修复技术在水产养殖中主要应用于养殖环境的原位修复中，主要处理底泥的有机污染和水体的富营养化问题。在底泥有机物处理方面，1994年日本利用枯草杆菌处理鱼池底泥取得显著效果，底泥中的有机污染得到有效处理[12]。李卓佳[13]用芽孢杆菌为主的复合微生物制剂分解养殖鱼池的有机污染实验，一个月池底3～5 cm的污染底质被分解。在菌类筛选方面，李秋芬[14]报道，从虾池底泥中分离出331株细菌，筛选到10株有机降解菌，72h内化学耗氧量（CODMn）去除率分别在60%和70%以上，同时李秋

芬[15]对虾池修复作用菌生长影响因子作了研究。近几年来，固定化细菌处理工艺等高效处理系统也在研究应用中。Lekang 等[16]2001年报道了一种生物膜处理法，生物膜能大量吸附小颗粒物质，能去除43.2%的总磷和7.3%的总氮。2002年，Paniagua[17]报道用玻璃纤维固定化细菌处理对虾养殖废水，在20d的处理周期中氨氮和亚硝氮的去除率分别达到97%和95%。

微生物修复优点明显，微生物修复已经逐渐从应用机理和基础研究转向实际应用方面，并且取得了明显的效果，但仍没能真正大规模、大范围地应用到水产养殖的环境修复工程中。微生物修复也有缺点：对磷的处理方面的研究较少，而且微生物处理相对于物理化学方法来说处理速度较慢，受处理环境变化的影响较大。因此建议加强以下几个对养殖环境的微生物修复方面的研究：（1）加强修复作用菌的研究，筛选出高效作用菌或利用现代生物技术构建高效基因工程菌[18]；（2）加强环境因子对修复菌修复能力影响的研究，提高微生物修复在实际应用中的效率；（3）加强微生物修复技术的应用性以及大范围推广的研究以及微生物技术在中国水产环境修复的应用。

3.1 微生物对浅海养殖环境的修复作用

对于海洋污染的生物修复，尤其是海水养殖区环境的生物修复，目前多尝试应用微生物技术。水中的异养微生物靠分解有机物作为碳源和能源而生活，有机物质可在微生物特别是细菌产生的各种酶的作用下，经过好氧或厌氧过程，发生一系列化学反应，被逐步降解，最后转化成无机元素(矿化)而被植物吸收利用[19]。国内对有益微生物在水产养殖中应用的研究，目前主要集中在对光合细菌的研究。乔振国报道了3株光合细菌在中国对虾和脊尾白虾育苗中的作用。光合细菌添加在对虾饲料中和养殖水体中，对促进对虾的生长和改善养殖水质都有重要作用。崔竞进等也有类似的报道，他们用几株光合细菌混合菌液作为中国对虾育苗水休的水质净化剂及虾苗辅助饵料，取得了明显效果。育苗池水透明度提高，幼体死亡率下降，仔虾产量提高[20]。虽然微生物对海水养殖区中的污染物尚有良好的降解效果，但对于受污染的海洋沉积物，微生物技术在原位生物修复中还存在很大的局限性，而且该技术能够使水体COD含量降低，但并未使营养元素总量减少，而只是将有机物变为无机物，从而可能加速海水的富营养化。

3.2 微生物在水产养殖环境生物修复中的作用机制

3.2.1 微生物对水产养殖生态系统生物修复的功能和途径

水产养殖生态系统是一个维持水质、病原、养殖生物之间平衡关系的极为复杂的系统。微生物生态学和微生态的研究表明，养殖水环境和水产养殖生物中存在大量的有益微生物，这些微生物直接影响水质和水产养殖产量和效益[21]。微生物无论是群体还是个体都具有两重性，既有致病作用，也有生理作用，致病作用和生理作用是相对的，只有在特殊状态下，才会表现致病作用。

3.2.2 微生物对水质净化的作用机理

水产养殖生态环境中的有益微生物( 硝化细菌、光合细菌、硫化细菌、芽孢杆菌等净水微生物) 在池塘连续养殖情况下，能清除因池塘长时间养殖水域底部，尤其是老池塘底积累的大量残余饲料、排泄物、动植物残体以及有害气体( 氨、硫化氢等)，使之先分解为小分子(多肽、高级脂肪酸等)，后为更小分子有机物( 氨基酸、低极脂肪酸、单糖、环烃等)，最终分解为CO2、碳酸盐、硫酸盐等物质，有效地降低了水中COD和BOD，

使水体中的氨氮( NH4-N)与亚硝酸氮( NO2- N)降低，起到了净化水质的作用。并且能为单细胞藻类为主的浮游植物提供营养物质，促进藻类等浮游植物的繁殖；这些藻类为主的浮游植物的光合作用，又为池塘内底栖动物、水产养殖动物的呼吸和有机物的分解提供氧气，从而形成一个良性的生态循环，有利于水产养殖动物的迅速生长。同时由于有益微生物的大量繁殖，在池内形成优势种，可抑制病原微生物的繁殖，减少养殖动物的疾病发生。

3.2.3 微生物对养殖环境的生物修复功能

(1)去碳、去氮、解磷的功能

芽孢杆菌、碱杆菌属、假单孢菌、黄杆菌等复合菌具有去除水中碳、氮、磷系化合物的能力，并能转化硫、铁、汞、砷等有害物质。光合细菌能降解98%的含碳污水( BOD 含量较高)，去除总氮的66.7%[22]。

(2)絮凝作用

如芽孢杆菌、不动杆菌、专性厌氧的脱硫孤菌、假单孢菌、产碱杆菌、黄杆菌、无色杆菌、微球菌、动胶菌等复合菌具有生物絮状作用，它们能互相粘连在一起，构成菌胶团，担负氧化分解的任务，将有机物结合成絮状，使重金属离子、磷元素沉淀，从而使水体得到净化。

(3)硝化作用

硝化作用是微生物将水体中产生的NH3氧化成硝酸盐，为藻类生长提供养料。主要分两个过程：第一阶段是在亚硝化菌( 如亚硝化杆菌、亚硝化螺菌、亚硝化球菌等)作用下，氨被氧化为亚硝酸盐;第二阶段是在硝化菌(如硝化杆菌、硝化球菌、硝化刺菌等)作用下，亚硝酸盐被氧化为硝酸盐。

(4)反硝化作用

芽孢杆菌、短杆菌、假单杆菌等复合菌均为好氧和兼性厌氧菌，它们以分子氧为载体，在供氧不充分的时间与空间，可以利用硝酸盐为最终载体产生NO2-、N和N2，而起反硝化作用，将硝酸盐移出系统外，提高pH值。

(6)去除淤泥

活性碳除淤泥法是利用活性碳淤泥的微生物在好氧条件下，利用有机物开始生长，有机物部分被微生物降解，水体中的COD和BOD得到降低。例如，日本用氟石和火成岩砂吸附一种乳杆菌，用以分解虾池底部有机淤泥，结果使有机淤泥发生量减少了1/2~1/3，H2S 减少了1/3，虾的成活率提高了10%~20%[23]。

(7)固氮作用

固氮作用主要是一些固氮藻类及细菌( 如固氮单胞菌属、肠杆菌、芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、光合细菌、鱼腥蓝细菌、苜蓿根瘤菌等) 将N2变为有机氮，为水产养殖提供饵料和肥料[24]。

总之，水产养殖环境微生物修复技术，在清洁养殖环境、提高水产养殖动物的免疫力、避免水体富营养化和防止药物滥用、减少病害发生、维持水产养殖业的可持续发展上均具有重要意义。

4 微生物在废水脱氮除磷中的应用

4.1 生物法除氮

废水生物脱氮处理技术的原理是在采用异养型微生物将废水中的含氮有机化合物转化为氨氮的基础上，通过自养型硝化细菌再将氨氮转化为硝态氮；再经反硝化将硝态氮还原为气态氮从水中逸出，从而脱除废水中的氮化物[25].生物硝化过程由自养型好氧微生物完成，它包括两个步骤：第一步由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐，称为亚硝化反应；第二步由硝酸菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐，称为硝化反应。生物反硝化过程由异养型微生物完成，主要作用原理是利用微生物将硝酸盐或亚硝酸盐还原成气态的氮，反应一般在缺氧(即无分子态氧) 的条件下进行一般为了使反硝化反应正常运行，常投加甲醇作为外加碳源。图1 为以甲醇作碳源的三级生物脱氮工艺流程[25].

该工艺特点是在一般缺氧-好氧基础上，增设一厌氧段，从而较好地对废水水解酸化。张志斌等采用两组曝气生物滤池处理含工业废水的城市生活污水，结果表明，在水温26.7℃～29.5℃，气水比为6∶1，滤速为2.2m/h 的条件下，生活污水的脱氮率达到97.8%[26]。

4.2 生物法除磷

废水中磷的存在形态取决于废水类型，最常见的是磷酸盐(H2PO4-、HPO42-、PO43- )、聚磷酸盐和有机磷。生物除磷的基本原理是[25]：首先废水进入厌氧区，在厌氧区内污水中易发生生物降解的COD被产酸菌和某些聚磷菌酸化分解为乙酸等低分子脂肪酸(VFA)，这些VFA不仅适合被聚磷菌利用，而且能诱导激发细胞将体内积累的高能聚合磷分解，释放出磷酸根和键能，通过三磷酸腺苷(ATP )～二磷酸腺苷(ADP)的转换，聚磷菌将VFA摄入体内，并以聚B-羟基丁酸盐(PHB)的形式贮存，形成了厌氧过程磷的释放。使聚磷菌处于饥饿状态。进入好氧区后，处于饥饿状态的聚磷菌消耗内部的PHB类和外源基质，并在合成新细胞和进行新陈代谢过程中过量摄取水体的磷酸盐，在细胞内完成聚磷过程，如此可使废水中的磷化物得到有效去除。研究表明，废水中的VFA含量越高，合成的PHB越多，厌氧磷释放越彻底，则好氧区聚磷菌合成量越大，聚积到污泥中的含磷量越高，水中的磷去除率越高。

图2为废水生物除磷的A/O工艺流程[25]。

王传瑜等采用活性污泥法处理低浓度含磷废水研究，在厌氧-好氧交替条件下，活性污泥对磷浓度不同的生活废水除磷试验表明，磷质量浓度在6mg/L左右的废水处理效果最好，去除率高达97%；而磷质量浓度在16.66 mg/L和2mg/L左右废水除磷效率也分别达到为78.4% 和75.3%，远高于传统废水处理工艺[27]。

5 生物修复的应用前景

生物修复是目前环境工程领域应用广泛、较为重要的一项技术，从经济和环境的发展角度来看具有很大的诱惑力。从生物修复优于物理修复、化学修复的众多特点来看，虽然它具有广阔的应用前景，但只有与物理修复、化学修复方法组成统一的修复技术体系，生物修复才能真正为解决人类所面临的最困难的环境问题—有机污染和重金属污染—提供一种可能。最经济有效的结合是首先用生物修复技术将污染物处理到较低的水平，然后采用费用较高的物理或化学方法处理残余的污染物。随着生物技术的飞速发展，生物修复的可行性与有效性逐渐增强，将被更多的人接受和采纳。由于进行生物修复技术需要对地点状况和存在的污染物进行详细而昂贵的考察，微生物活性易受环境条件影响，在有些状况下生物修复技术不能将污染物全部去除，所以，今后应主要发展解决安全使用基因工程菌和从根本上清除污染的生物修复技术。植物修复的理论在研究环境污染削减控制领域十分活跃，同时植物修复技术也带动了一种新兴的环保产业技术的发展[28]。要深入了解植物修复的原理，从而进一步更好地利用植物，必然要求我们对植物生物学、分子生物学有更进一步的理解。目前，已有一些前沿研究着眼于利用植物、菌类或动物的基因改良植物以利用植物对特定物的修复[2,29]。植物修复作为直接利用绿色植物系统通过转移、降解或保持的方式修复污染的土壤、沉积物、水和空气的一种新兴技术[29]，不仅具有美学价值、价格低廉、仅需太阳能驱动、能去除大部分环境污染物，且对于浅层轻度污染的区域非常有效[28]。因此，植物修复的市场前景相当乐观。专家估计，2005年植物修复在美国市场将增长到2.35～4亿美元[29]。生物修复技术是一种环境友好替代技术，在国内外受到日益广泛的重视。从科学的角度客观地看，生物技术本身是一项复杂的系统工程，要使生物修复技术成功并广泛地应用，应尽可能解决其中涉及的技术难题，以尽早实现生物修复研究的技术转换。

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环境污染对生物影响课程设计

环境污染对生物影响课程设计 [教学目标 ] 1．以酸雨为例,说明人类的破坏性活动造成的环境污染对生物的危害。 2．设计并完成酸雨对生物的影响的探究实验。 3．培养学生的科学探究、创新实践、发散思维、合作交流等多种能力。 4．提高环保意识,增强关心爱护生物圈的情感。 [教学重点、难点] 1．设计并完成酸雨对生物的影响的探究实验。 2．培养学生的多种能力,增强环保意识,加深关心爱护生物圈的情感。［课前准备］ 1．学生准备 （1）搜集人类活动造成的环境污染对生物影响的图片、资料,有关酸雨的成因、危害的图片、资料,有关废电池的危害的图片资料。（2）预习探究实验,小组成员合作,初步拟定本组探究方案。 2．教师准备 （1）搜集由人类活动造成的环境污染对生物的影响的图片、资料,有关酸雨的知识、成因、危害的图片、视频资料,有关废电池的资料。（2）设计并制作课件（图片、资料、酸雨形成动画、废电池造成危害的动画、探究提示、问题设置、诗句欣赏）。 （3）录像片段（国外有关酸雨的情况报道及治理方法）。

（4）为探究实验提供的材料用具（不同pH（pH=3．4．5）的模拟酸雨,清水,培养皿,标签,活小鱼。 [教学方法]探究解决式教学法。 [课时安排] 一课时 [教学过程 ] （一）两分钟课前“热身” 利用两分钟课前准备时间,多媒体以新闻纪实方式展现一组对比强烈的图片或视频（美丽的地球家园和人为破坏情况）,然后呈现“只有一个地球”的警示语,并伴有音响效果。通过视、听的感官刺激,一方面使学生认识到人类改变地球面貌已经成为毋庸置疑的事实,激发起学生的探究愿望,尽快进入学习状态,另一方面为本节课的探究主题创造意境。 （二）创设情境、激发探究兴趣 1）通过学生交流展示课前搜集的有关人类活动造成的环境污染对生物的影响的图片、资料,提高了学生主动搜集信息、表达交流的能力,培养了学生关心爱护生物圈、关注社会的情感。教师予以评价、鼓励。学生通过观察、辨析,达成共识：环境污染有多种类型（大气污染、水污染、土壤污染等）,它们已经对生物造成了不同程度的伤害。2）利用被腐蚀的佛像放大与原型的比较及佛像拟人化的问题“伤害我的元凶是谁”,创设了质疑情境,激发了学生探究酸雨对生物影响的浓厚兴趣。

污染土壤微生物修复技术研究进展

污染土壤微生物修复技术研究进展课程论文 摘要针对2014年4月环境环保部公布的首次全国土壤污染状况调查结果，撰写我国最严重的耕地污染中主要污染物镉、砷、滴滴涕和多环芳烃的微生物修复研究进展。 关键词土壤污染；微生物修复；重金属污染；有机物污染 2005年4月至2013年12月我国开展的首次全国土壤污染状况调查结果显示全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。人类赖以生存的耕地中土壤点位超标率高达19.4%，迫在眉睫的主要污染物为镉、砷、滴滴涕和多环芳烃[1]。 微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群，在适宜环境条件下，促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术，它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和生力军[2]。由于我国土壤调查结果显示在农田耕地中重金属污染物镉、镍、砷、有机污染物滴滴涕和多环芳烃超标最严重，对这些污染物的治理已经迫在眉睫。所以，本文重点阐述针对这5种污染物的微生物修复技术研究进展。 1、重金属污染土壤微生物修复研究进展 土壤微生物种类繁多、数量庞大，是土壤的活性有机胶体，比表面大、带电荷和代谢活动旺盛，在重金属污染物的土壤生物地球化学循环过程中起到了积极作用。微生物可以对土壤中重金属进行固定、移动或转化，改变它们在土壤中的环境化学行为，可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性，从而达到生物修复的目的[3]。因此，重金属污染土壤的微生物修复原理主要包括生物富集 (如生物积累、吸附作用)、生物转化(如生物氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解)、生物固定（如与S2-的共沉淀）、生物滤除（如细菌的淋滤作用）等作用方式。 1.1镉污染 将具有重金属吸附能力的天然蛋白或人工合成肽展示在微生物细胞表面,可以提高微生物对重金属的吸附能力。Kuro da等[4]改造了微生物表面蛋白使得当酵母金属硫蛋白( YMT )串联体在酵母表面展示表达后,4 聚体对重金属吸附能力提高5.9 倍, 8 聚

微生物在环境污染治理中的作用

微生物在污染治理中的应用 环境工程101 陶涛201008340230 摘要：自然环境在没有或只受到有限的人为活动所造成污染时，能自动地维持生态平衡，环境洁净，各种生物和谐生存，繁衍生息。但随着人类生产、生活领域及其规模的不断扩大，特别是包括煤炭和石油等矿物能源及生物外源性有毒、有害物质，生物难降解化学品的广泛开发和利用，排放的污染物数量突破了自然环境所固有的自净负荷，给自然环境造成了越来越严重的污染。环境污染的恶化不仅给经济的可持续发展带来滞后性，而且直接影响到人类的健康、稳定的生活。因此，环境问题日益引起了人类的高度重视。微生物作为生物界的主要降解类群，在水体污染、固体废弃物污染、重金属污染、化合物污染、石油及大气污染等治理过程中，均取得显著效果且不易造成二次污染，应用范围广泛，所以倍受人们关注。 关键词：环境污染；生物技术；微生物；生物降解；污染治理；应用；极端微生物

微生物在废水处理等环境污染防治方面具有广泛的应用，在农林牧渔业、环保等各方面发挥着巨大的作用。近年来，人们对微生物在环境中的分布状况、分离纯化和开发（包括驯化和基因操作等）利用等方面的报道与日俱增。伴随着人口增加、经济发展和大规模工业化进程，进入环境中的有害物质逐年增多，并在环境中长期存在且难以降解，致使环境问题成为当今世界所面临的一个重要问题。同时，长期以来形成的重经济发展、轻环境治理的状况，使我国的环境污染问题尤为突出。加入世贸组织后，环境保护已不再是我国的内部事务，它将直接并严重影响着我国国民经济的持续发展。因此，绿色区的环境保护和污染区的环境治理迫在眉睫。 1.环境污染的现状与微生物技术 我国是世界上环境污染最为严重的国家之一，大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，环境保护的压力将进一步加重，由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。如何在经济高速发展的同时控制环境污染，改善环境质量，以实现社会经济可持续发展之目标是我同目前谚待解决的重要问题。 1 .1.生物技术在环境治理中的优势 科技的发腱也充分证明微生物技术是环境保护的理想武器，这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显著优越性充分体现在它是一个纯生态过程，从根本上体现了可持续发展的战略思想。微生物技术在处理环毙污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反鹿条件温和以受无二次污染等显著优点，加之其技术开发所预示的广阔的市场前景，受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视。 目前微生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术。其在水污染控制、大气污染治理，有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测．污染环境的修复和污染严重的f业企业的清洁生产等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的 作用。应用微生物技术处理污染物时，最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水和氮气。利用微生物方法处理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次转移，因此它是一。种消除污染安全而彻底的方法。特别是现代微生物技术的发展，尤其是基因工程、细胞f程和酶工程等生物高技术的飞速发展和应用，使微乍物处理具有更高的效率，更低的 成本和更好的专一性，为微生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。 2. 微生物在污染治理中的应用 应用微生物的高效降解、转化能力治理环境污染，在污水治理、固体废弃物处理、重金属降解、化合物分解、石油修复等方面均取得了良好的效果。其治理过程分为：①高效生物降解能力和极端环境微生物的筛选、鉴定；②污染物生物降解基因的分离、鉴定和特殊工程菌的构建；③生物恢复的实际应用和工程化。 2 .1 .污水治理 环境中的污染物，在自然界中经过迁移、转化，绝大多数将归入水体，引起水体不断受到污染的胁迫。尤其是高浓度生活污水和工业废水的大量倾入，使水体富营养化现象日趋严重。通常情况下，只要这种污染不超过阀值，污染的水体在物理、化学和生物的综合作用下，是可以得到净化的，这种净化主要源于水体中的微生物能直接或间接地把污染物作为营养源，在满足微生物生长需要的同时，又使污染物得以降解，达到净化水质的目的。目前，世界各国在应用微生物治理污水方面积累了较丰富的经验，具备了一定的研究基础，应用于污水治

微生物与它对环境的影响

微生物与它对环境的影响 摘要：在整个食物链中微生物对死亡的生物和被生物排出的有机物进行分解,死亡的生 物和被生物排出的有机物相当分散能量和可用性较小,无法被大型生物使用,所以微生物对 食物链有至关重要的作用. 关键词：微生物自然环境 当前，由于环境污染，生态资源遭到破坏，农产品质量不断下降，残留污染物所带来的“瓜不甜、果不香、菜无味”等致病致癌物质的增多，严重危害人类的生存,食品安全已成为日常生活中头等大事。怎样生产出无污染无毒副作用的绿色无公害食品，已成为各方探讨的焦点。传统种养殖方式受到新的挑战，微生物技术的应用是改变这一现状的有效途径，是时代的选择和农牧业可持续发展的需要。 微生物是一类形体微小的单细胞或个体结构比较简单的多细胞，微生物是存在于自然界中体积微小(小于1nm)结构简单、种类繁多的微小生物的统称，泛指肉眼看不到或看不清楚的微小生物。分为真核细胞型微生物、原核细胞型微生物和非细胞结构型微生物【、微生物的发现与微生物学的发展简史微生物的发展经历了三个时期，即经验微生物学时期（16世纪以前、实验微生物学时期（17-19世纪）和现代微生物学时期（20世纪以后）】。人类自诞生以来就一直与微生物有着密切的联系，早在公元前三世纪时人们就感受到它们的存在并不知不觉的利用它们，我国悠久的酒文化的传承就是微生物的功劳。随着 列文虎克第一台显微镜的面世，科学家的观察为微生物的存在提供了有力依据。19世纪是近代微生物发展非常迅速的时期，法国科学家巴斯德首次指出细菌与 人类生活、生命的关系，奠定了微生物学的理论基础，被称为现代微生物学之父。 进入20世纪以后，由于生物化学、化学分析技术的发展，电子显微镜的问世，使微生物学研究从细胞水平进入到分子水平，新技术的运用使人们更加了解微生物，在新的领域有了更加广泛的运用。 微生物是把双刃剑微生物如同是一把双刃剑一样，它给我们的生活带来了极

环境污染的生物修复

环境污染的生物修复 【摘要】随着我国经济的快速发展，环境污染问题日趋突出，减少环境污染、遏制生态环境的恶化已成为人们关注的焦点。生物修复技术以其成本低、效果好、无二次污染等优点受到普遍关注，成为环境治理的主要方法和技术。本文综述了环境生物技术的形成发展、应用前景等，着重分析了环境生物修复技术在水产养殖废水方面的应用。 【关键词】环境生物技术；生物修复技术；水产养殖废水 1 生物修复技术的基本概念及其原理 生物修复又称生物改良，是指利用生物的生命代谢活动，来减少污染环境中的有毒有害物的浓度或使其无害化，从而使污染了的环境能够部分或完全地恢复到原初状态的过程。 生物修复根据所利用的生物，可以分为植物修复、动物修复、生态修复、微生物修复四类。根据被修复的污染环境，可以分为土壤生物修复、水体生物修复和大气生物修复。而由于生物修复的实施方法不同，又分为原位生物修复和异位生物修复。 1.1 生物修复的基本原理 生物修复技术是通过生物的降解和转化，将有机污染物转化为无害的小分子化合物和二氧化碳与水。利用生物对环境污染物的吸收、代谢及降解等功能，对环境中污染物的降解起催化作用，加速去除环境中的污染物。 1.2 生物修复技术的特点 生物修复技术具有投资费用低，对环境影响小，使用效果好，使用区域范围广，使用面积大等特点，而且能同时处理受污染的土壤和地下水。在土壤修复中还可以去除环境中的重金属和放射性核素。但其也存在局限性，生物不能降解进入环境中的所有污染物，并且受外部环境的影响较大。 2 生物修复技术在水产养殖废水中的应用 氨氮是水产养殖的最主要危害，但传统的加注新水、曝气、漂白粉或臭氧氧化、使用斜发沸石进行离子交换等方法脱氮效果并不理想[2]。而活性污泥法、生物膜法和稳定塘法等生物处理法存在或伴有污泥产生、反应启动慢、出水水质不稳定等问题。随着生物技术的发展，生物修复技术在水体氨氮污染的处理上被广泛应用。微生物修复技术在水产养殖中主要应用于养殖环境的原位修复中，主要处理底泥的有机污染和水体的富营养化问题。

环境污染对生物的影响资料

环境污染对生物的影响 环境污染是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境结构和功能发生变化，对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。环境污染有不同的类型，按环境要素可分为大气污染、水体污染和土壤污染。 造成环境污染的污染物发生源称之为污染源。污染源又可分为工业污染源、农业污染源、交通运输污染源、生活污染源等。其中工业污染源是指在原料生产、加工过程、燃烧过程、燃烧过程、加热冷却等过程中所使用的生产设备都有可能成为工业污染源。农业污染源是指在农业生产过程中对环境造成有害影响的农田和各种农业设施。交通运输污染源是指对周围环境造成污染的交通运输设施和设备。这类污染源是运行中发出噪声引起振动、运载的有害物的泄露、汽油柴油煤油燃料燃烧等。生活污染源主要是城市化造成的，由于城市人口密集，是人类消费活动集中地。消费能源排出废气可以造成大气污染，排出的生活污水(包括粪便)可以造成水体污染，城市排出的厨房垃圾、废塑料废纸、金属、煤灰可以造成环境污染。 污染物排入环境后经过环境的迁移、分布、扩散、转化，并通过不同的途径进入生物机体。污染物进入生物机体后，经过生物体内的代谢，一些污染物被代谢成无毒的物质排出体外，另一些污染物或一些污染物的代谢产物通过在生物体内浓缩积累和放大，对生物产生不利影响。污染物对生物机体的最早作用是从生物大分子开始的，然后逐步在细胞----器官----个体---种群----群落----生态系统各个水平上反

映出来。 （1）污染物在生物化学和分子水平上的影响 ①污染物对生物体酶的影响 ◆污染物对酶辅助因子的影响 一些污染物能与酶的辅助因子相互作用，从而使辅助因子失活，影响到酶的活性。例如氰化物等能与细胞色素酶中的铁离子相互结合，形成稳定的络合物，而抑制细胞色素的酶活性，使其不能传递电子，则细胞内的氧化代谢过程中断，使机体不能利用氧，出现窒息性缺氧。 ◆对酶活性中心的影响 污染物还能和酶的其他活性基团结合。例如，汞和砷与某些酶的活性基团结合就很牢固，从而使酶失去活性。 ◆破坏酶的结构 有些污染物能取代酶分子中的某些成分，从而使酶失去活性。 ◆与酶激活剂作用 有些酶需要激活剂才能表现出活性，酶激活剂往往是金属离子，凡是能与激活剂作用的污染物都能抑制酶的活性。 ◆污染物与基质竞争同种酶而抑制酶的作用 污染物与底物具有相似的结构，也能和酶形成复合物。从而与底物竞争没得活性中心。 ②污染物对生物大分子的影响 污染物对生物大分子的影响主要表现在以下方面：

第十章 污染环境的微生物净化与修复

第十章污染环境的微生物净化与修复 第一节有机污染物的微生物降解与转化 自然界中化学物质的降解方式有： 光降解 化学降解 生物降解：指微生物对有机物的破坏与矿化作用，包括生物的降解能力、有机物降解的难易程度以及有机物的降解途径等 生物转化：指各种有机物通过生物的吸收和代谢而改变形成或转变成另一种物质的过程。 一、微生物降解有机污染物的潜力 微生物个体微小，比表面积大，代谢速率快 微生物种类繁多，分布广泛，代谢类型多样 微生物降解酶 微生物繁殖快，易变异，适应性强 微生物体内的调控系统——质粒 二、工程菌的构建 质粒分子育种

o降解性质粒：编码某些有机化合物代谢途径的质粒。通过接合、转化或转导，降解性质粒可由一个菌株转移至另一个菌株。 美国生物学家查克拉巴蒂用连续融合法构建了“多质粒超级菌株”解芳烃、解多环芳烃、解萜烃、解脂肪烃

o质粒分子育种（PAMB）：是美国Chakrabarty等人提出的一种培育新功能菌株的方法。 在施加选择性压力的条件下，将多种微生物置于恒化器中长期混合培养，通过微生物之 间质粒的自然传递，使某些菌株获得外来降解性质粒而具有新的代谢功能。 基因工程育种 o基因工程：指把外源DNA通过具有复制能力的载体分子（如质粒、噬菌体、病毒等）形成重组DNA分子，导入到不具有这种重组分子的受体细胞内，进行稳定的复制和表达， 使受体产生新的生物性状的操作过程。 o基因工程操作步骤： ?基因分离 ?基因提取 ?酶促合成 ?化学合成 ?DNA体外重组 ?载体传递 ?复制与表达 ?筛选与繁殖

三、有机污染物的可生物降解性 可生物降解性 可生物降解性：在微生物作用下大分子有机物转变成小分子化合物的可能性，包括降解转化历程、终产物的稳定性、矿化程度、毒性等。 研究可生物降解性的意义： 1. 可预测环境行为 2. 指导工作

浅谈微生物在环境污染治理中的作用

浅谈微生物在环境污染治理中的应用 我国是世界上环境污染最为严重的国家之一，大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，环境保护的压力将进一步加重，由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。如何在经济高速发展的同时控制环境污染，改善环境质量，以实现社会经济可持续发展之目标是我国目前及待解决的重要问题。 微生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以受无二次污染等显著优点，加之其技术开发所预示的广阔的市场前景，受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视，从根本上体现了可持续发展的战略思想。 应用微生物的高效降解、转化能力治理环境污染，在污水治理、固体废弃物处理、重金属降解、化合物分解、石油修复等方面均取得了良好的效果。其治理过程分为：①高效生物降解能力和极端环境微生物的筛选、鉴定；②污染物生物降解基因的分离、鉴定和特殊工程菌的构建；③生物恢复的实际应用和工程化。 一、污水治理 环境中的污染物，在自然界中经过迁移、转化，绝大多数将归入水体，引起水体不断受到污染的胁迫。尤其是高浓度生活污水和工业废水的大量倾入，使水体富营养化现象日趋严重。通常情况下，只要这种污染不超过阀值，污染的水体在物理、化学和生物的综合作用下，是可以得到净化的，这种净化主要源于水体中的微生物能直接或间接地把污染物作为营养源，在满足微生物生长需要的同时，又使污染物得以降解，达到净化水质的目的。 二、固体废弃物治理 固体废弃物污染严重影响我国的环境质量。我国同体废弃物年产量数目极大。造成的经济损失每年达千亿元以上。目前我国处理城市垃圾的方法主要是填埋、堆放和焚烧。填埋、堆放既占用土地资源，又会使有害物质渗漏、扩散，造成二次污染。固体废弃物焚烧产生的二嚼英等有害物质会严重危害人类的健康与生产。利用微生物分解固体废弃物中的有机物，从而实现其无害化和资源化，是经济而有效的处理同体废弃物方法。微生物技术治理同体废弃物的优势是：可以有选择地浓缩或去除污染物：节省运营和投资成本：废物总体积显著降低：可以将废弃物转化为再利用资源。其缺点在于反应速度慢，某些同体废弃物难以降解。尽管如此，人们相信生物降解中存在的问题会随着对微生物研究的深入很快得到解决．

生物修复对环境污染的作用

微生物对环境污染的生物修复作用 摘要：随着化肥、农药、洗涤剂等的普遍应用, 环境中的氮、磷含量增加引起水体富营养化已经成为现代废水处理一项新的研究课题，本文综述了植物-微生物-土壤动物交互作用在生物联合修复、微生物对水产养殖环境修复作用、环境生物技术在污水除磷脱氮过程中的应用及发展前景. 关键字：环境生物技术；氮磷去除；污水；生物修复 Microbial bioremediation on environmental pollution Abstract: Because of universal application of chemical fertilizer , pesticide and detergents, the increasing content of nitrogen and phosphorus of wastewater which bring about rich nutrition in water has become a matter of interest to many people. The study on nitrogen and phosphorus removal of wastewater has become a new problem. Plant-micro-organisms-the interaction of soil animals in the United biological repair, micro-organisms on the environment for aquaculture repair. Application and prospects of environmental biotechnology in nitrogen and phosphorus removal of wastewater were introduced in this paper . Key words: environmental biotechnology ; nitrogen and phosphorus removal ; wastewater；biological repair 微生物是生物修复的一支主力军，它不仅能消除水体的油污，其他许多类型的污水也不在话下，并发展出了很多相关处理技术。例如，现在很多污水处理厂的核心部分实际就是一个生物修复反应器—活性污泥或生物膜，它们都是由许多微生物生长在一起形成的，只是前者呈泥状，后者呈膜状。这些微生物分解污物的能力非常强，黑乎乎的工业和生活废水经过它们的作用能大大得到净化。近年来对于令人头疼的湖泊蓝藻和日益频繁的近海赤潮，一些科学家也正尝试用生物修复的方法加以治理，即借助于蓝藻和赤潮生物的致病病毒使其染病死亡，这真是不折不扣的生物战。生物修复还能清除土壤的污染。土壤和水一样都是非常宝贵的资源，但令人遗憾的是，今天它也成为人类对环境破坏的主要受害者之一。通过如污水灌溉、化肥和农药的大量施用等种种渠道，大量污染物进入土壤，土壤品质不断下降，一些污染物经过食物链进入人体危害人的健康。正因如此，一些地方的农民甚至从不吃自己种的菜，尽管这是他们用汗水换来的。对于被农药、石油、苯等有机物污染的土壤，可以像阿拉斯加原油泄漏事件中采取的方法一样，向土壤中加入合适的微生物营养物质，使居住在土壤中的那些能分解这些污染物的微生物生长速度加快，从而使这些污染物的分解速度大大加快。为了提高效果，也可以向土壤中引入合适的外来微生物，这些外来微生物可以是科学家从自然界分离到的分解这些污染物能力特别强的菌株，还可以是采用基因工程修饰改良的菌株。利用天然存在的或特别培养的微生物在可调控环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理技术，可以消除或减弱环境污染物的毒性，减少污染物对人类健康和生态系统的风险[1]。为此，生物修复属于生产后期的污染控制，简称产后控制，是可持续发展在环境保护上的重要体现。

高中生物知识梳理复习 环境污染的危害

第二节环境污染的危害 教学目的 1．环境污染对生物的不利影响（C：理解）。 2．环境污染与人体健康的关系（C：理解）。 教学重点 环境污染对生物和人体健康的不利影响。 教学过程 【板书】 大气污染的危害 水污染的危害 环境污染的危害土壤污染的危害 固体废弃物污染的危害 噪声污染的危害 【注解】 一、大气污染 （一）类型：煤炭型污染（我国） （二）主要污染物：烟尘及SO2 温室效应 （三）主要污染问题酸雨 臭氧层破坏 二、水污染 （一）生物富集作用：环境中的污染物通过食物链在生物体内大量积累的过程 （二）富营养化 1．原因：水体中N、P等植物必需元素含量过多，导致藻类等植物大量繁殖，并引起水质恶化和鱼群死亡现象 2．具体现象：水华（淡水）、赤潮（海湾） 三、土壤污染 （一）概念：人类在生产和生活中产生的污染物进入土壤，污染物的数量超过了土壤的容纳和承受能力，使土壤重量下降 （二）实例：“镉米”事件 四、固体废弃物污染的危害 （一）概念：人类生产生活中丢弃的的固体物质往往含有多种对人和其他生物有害的物质，如不及时加以利用，长期堆放越积越多，污染环境 （二）固体废弃物的再利用：固体废弃物只是在某一过程或某一方面没有使用价值，实际上往往可以作为另一生产的原料 损伤听力 干扰睡眠 五、噪声污染诱发多种疾病 影响心理健康 【例析】 ．在下列实例中，通过食物链而引起的生态危机是（C） A．酸雨 B．温室效应 C．汞镉等有毒物质的积累和浓缩 D．臭氧减少，臭氧层出现空洞

【同类题库】 环境污染对生物的不利影响（C：理解） 大气污染 ．科学家认为：人类活动使大气中二氧化碳的浓度逐年增加，造成温室效应，对气候和人类活动产生一定的影响。请问：导致温室效应的主要原因是（D） A．动物数量增加 B．很多物种的灭绝 C．水源被污染 D．森林被大量砍伐．在一个以燃煤供暖和取得动力的大城市，附近没有地衣生长，原因是大气中何种物质含量过多（B） A．CO2B．SO2 C．NO D．CO ．下列哪项不是近几十年来大气中CO2浓度增加的原因（C） A．砍伐热带雨林 B．燃烧大量的石油产品 C．世界范围内初级生产量的增加 D．非洲撒哈拉沙漠的扩展 ．当大气中的二氧化碳增多时，下列说法不正确的是（A） A．一定会形成“温室效应” B．生物吸收会显著增多 C．沉积的碳酸钙会显著增多 D．海洋吸收的二氧化碳会显著增多 ．造成“温室效应”的主要原因和缓解全球温室效应危机的重要措施分别是（A） A．煤、石油、天然气大量燃烧；营造森林绿地 B．SO2等有毒气体的大量产生；种植夹竹桃等能大量吸收SO2的植物 C．人造含氟制冷剂的泄漏；采用无氟制冷剂 D．汽车和工厂排放的废气和烟尘；收取排污费，限令整改 水污染 ．海洋污染对海洋生物造成严重威胁,日本水湾鱼体内甲基汞含量高达50ppm,比周围水内含量大3000倍,甲基汞进入鱼体的主要途径是（D） A．通过饮水 B．通过鳃交换气体 C．通过皮肤的主动运输 D．通过食物链．今年我国东海多次发生赤潮,给海水养殖业带来重大损失.从生态学角度分析,产生赤潮的原因是（B） A．大气中的二氧化碳增多 B．工业和生活废水大量排入海洋 C．树木的大量砍伐 D．海洋石油的开采 ．近年来赤潮在我国时有发生，当赤潮发生时，海水中某些微小浮游生物大量繁殖，使水体呈红紫等颜色，并对海洋生物造成灾害，下列说法不正确的是（D） A．赤潮是水体富营养化的结果 B．含磷洗涤剂广泛使用与排放是发生赤潮的主要原因之一 C．在封闭的海湾更容易发生赤潮 D．赤潮的发生与人类活动无关 ．随着环境污染的加剧,可能引起海洋表层的浮游植物大量死亡,其后果将是（A） A．导致大气中二氧化碳增加，从而进一步加剧温室效应 B．导致海洋表层二氧化碳增加，与温室效应无关 C．导致大气中臭氧增加，紫外线大量进入大气圈 D．留出大量生活空间，导致浮游动物大量增加 ．“富集”是指（D） A．某些生物在人体内大量积累 B．某些物质在生物体内大量积累 C．生物从食物链中大量积累某些物质

七年级生物下册 第二节 探究环境污染对生物的影响教案

第二节探究环境污染对生物的影响 教学设想： 在“探究环境污染对生物的影响”中安排了模拟探究——“酸雨对生物的影响”，为学生进行自主探究提供了空间。模拟探究中有相关的背景资料和探究提示，既创设了问题的情境，又为学生在预习的基础上初步设计探究方案提供了指导和帮助。 教学目标： 知识与技能： 1、通过研究酸雨和废电池对生物的影响，充分认识到环境污染对生物的危害。 2、通过设计两个探究实验的方案，进一步提高探究的能力。 过程与方法： 培养学生的科学探究、创新思维、合作交流、语言表达等多种能力。 情感态度与价值观： 认同环境污染对生物的影响，提高环保意识。 教学重点、难点： 1.设计并完成模拟酸雨对生物的影响的探究实验。 2.培养学生的多种能力，增强环保意识，加深关心爱护生物圈的情感。 课前准备： 1.学生准备： （1）搜集人类活动造成的环境污染对生物影响的图片、资料；有关酸雨的成因、危害的图片、资料。

（2）预习探究实验，小组成员合作，初步拟定本组探究方案。 2.教师准备： （1）搜集人类活动造成的环境污染对生物的影响的图片、资料；有关酸雨的知识、成因、危害的图片、资料。 （2）探究实验提供的材料用具：以食醋和清水为材料配制pH=4的模拟酸雨、清水、培养皿、标签、喷壶、菜豆种子。 教学方法：探究式教学法。 教学过程： 一、课前“热身”。 利用两分钟课前准备时间，通过教师讲解环境污染方面的材料，一方面使学生认识到人类改变地球面貌已经成为毋庸置疑的事实，激发起学生的探究愿望，尽快进入学习状态，另一方面为本节课的探究主题创造意境。 二、创设情境、激发探究兴趣。 1.你说我说大家说。 通过学生交流展示课前搜集的有关人类活动造成的环境污染对 生物的影响的图片、资料，提高了学生主动搜集信息、表达交流的能力，培养了学生关心爱护生物圈、关注社会的情感。教师予以评价、鼓励。

环境污染及其生物修复的研究

第24卷第2期　2004年5月 承德民族师专学报 Jo urnal o f Chengde Teacher s'College for Nationalities Vo l .24No .2M ay.2004　 收稿日期:2003-06-05 作者简介:张温典(1965-),女,承德民族师专化学系副教授。 环境污染及其生物修复的研究 张温典1 ,　姚钢乾 2 (1.承德民族师专,　河北　承德　0670002.承德旅游职业学院,　河北　承德　067000) 摘要:随着人类生活水平的提高,各种各样的污染越来越严重,环境污染对人类造成的伤害日渐明显,引起了人类高度的重视。人类治理环境污染的方法越来越多,也更加完备。特别是生物治理的方法,由于它无第二次污染的优点,现已广泛被研究和应用,它会给环境污染的治理带来光明的前景。本文介绍了环境污染的类型,可以对污染的环境进行修复的各种重要微生物。 关键词:环境污染;治理方法;生物修复 中图分类号:X 172 文献标识码:B 文章编号:1005-1554(2004)02-0054-03 1　环境污染的类型 随着人类生活水平的日益提高,相应产生越来越多的生活污水、人粪便,有机固体废弃物(包括厨余),生活用品废弃物等生活垃圾。随着现代工业的不断发展,工业合成的非天然物质日益增多。例如:有机磷农药、有机氯农药、塑料、合成洗涤剂等,不宜被现存的微生物分解,它们在土壤和水中停留的时间较长,严重污染环境。同时工业产生废水。废水源源不断地排入江、河、湖、海,严重污染水体。由于长期的污、废水灌溉农田和废水的土地处理,有机固体废弃物的填埋处置,造成地下水和土壤的严重污染。各种类型的工厂和汽车产生大量的废气,废气中含有CO 、CO 2、NOx 、SO 2、H 2S 、NH 3、碳氢化合物、酚、氰、粉尘及附着在其上的各种微生物,甚至致病的微生物。人类健康受到极大损害。SO 2和NOx 导致酸雨产生。大量CO 2排入大气引起世界性气候异常,引起全气球行性温室效应和厄尔尼诺现象。氮氧化合物和碳氢化合物经阳光下反应形成光化学烟雾,含有的有害物质如NO 、O 3和过氧乙酰硝酸酯(PAN )等,造成大气二次污染,引起人类许多疾病。50年代后公害问题相继发生。美国洛杉矶的光化学烟雾、伦敦烟雾、日本四日市的哮喘病、熊本由于汞引起的水俣病及神通川骨痛病,均对人类造成极大伤害。总而言之,废水、废气、固体废弃物三大公害严重污染人类的生存环境。我们国家的环境污染问题 的解决已迫在眉睫。 2　对污染环境的常规治理方法 为了治理有毒污染物的污染,使用物理的、化学的或物理化学的方法对环境进行修复。最传统的修复方法是将污染的土壤挖出,卫生填埋或施用土壤改良剂等进行土壤修复,或者是将污染的地下水抽出来处理进行地下水修复。如今已开发出多种新的物理和化学修复方法。例如物理修复采用污染物萃取技术或热处理技术去除污染物;化学修复使用氧化还原剂,如氧化物、过氧化物,还使用光解、紫外—氧化处理和还原脱氯等方法分解污染物;物理化学法有固化法、玻璃化法、电化学法、空气吹脱法以及热频加热等。3　生物修复的方法 由于生物修复法与物理法、化学法相比,具有经济高效的优点,更重要的是可以达到无害化。微生物是对废弃物进行生物处理,净化环境的工作主体。在自然界中存在许多优良菌种,有的可以快速的降解对环境的污染物。使得微生物在环境保护和环境治理中,在保持生态平衡方面与其他生物一样起着举足轻重的作用。微生物有其容易发生变异的特点,随着新污染物的产生和数量的增多,微生物的种类可随之相应增多,显现出更加多样性。这使其又有别于其他生物,在环境污染治理中,微生物的作用更独树一帜。 3.1　可用于治理环境污染的微生物 自20世纪70年代以后,许多极端环境生活的微生物引起了人们的极大兴趣和关注,开发极端微生物资源来修复环境有着广阔的前景。降解微生物 — 54—

微生物在环境治理中的应用

微生物在环境治理中的应用 微生物是一类形态微小、结构简单、必须借助显微镜才能看清它们面目的生物。“微生物”不是分类学上的概念，而是一切微小生物即个体小于0.1毫米生物的总称。 目前已确定的微生物种数还只有10万种左右，但近些年来由于分离培养方法的改进，微生物新种的发现正在以很快的速度增长。也许在将来的某一天，微生物的总数可能会超过目前动、植物种数之和。 凡自然界存在的有机物，都能被微生物利用、分解。有些微生物还能利用有毒物质如酚、氰化合物作为营养，同时将有毒物质转化、分解为简单化合物如水、二氧化碳等。在治理环境污染中，致力于生物环保技术的专家们采用科学的分离、培养方法，寻找和培养出了用于处理各种污染物质的微生物菌种。 生物降解的巨大潜力 迄今为止已知的环境污染物达10万之多，其中大量的是有机物。所有的有机污染物，可根据微生物对它们的降解性，分成可生物降解，难生物降解和不可生物降解三大类。 作为一个整体，微生物分解有机物的能力是惊人的。可以说，凡自然界存在的有机物，几乎都能被微生物所分解。环境微生物在环境污染治理中，至少可以在以下几方面发挥重要作用： 1、修复污染生态环境 运用环境微生物手段既可以修复受污染天然水体生态，尤其是富营养化湖泊、河道和港湾，也可以修复污染土壤生态，尤其是残留农药污辱的农田土壤和油田开采过程中被原油污染的土壤。给水体投加除碳（有机碳）、除氮菌株，正成为一项消除水体富营养化的可行技术措施。给土壤添加除油（矿物油）菌株，已成为一项成熟的修复油污土壤的技术措施。 2、处理污水及固体废弃物 事实证明，污染物降解菌在环境治理工程中有其不可替代的独特作用。它无论在污染物降解的专一性，还是在污染物降解活性的强度和持久性，尤其在降解那些难降解有机化合物方面，均比以往任何一种生化处理工艺占有绝对的优势，具有不可替代性。当筛选出强势目标化合物降解菌，配以合理的工艺流程和工程设备，就能得到意想不到的处理效果。 对于生活垃圾、禽畜粪便、农业废弃物等非有毒有害固体废弃物来说，微生物的作用更是其它生化治污手段所望尘莫及。同样是堆制发酵，投降解菌和不投降解菌的效果大相径庭。投菌者，污染物去除率高、发酵温度高、发酵周期短。 对于有毒有害工业固体废弃物来说，投加有专性降解功能的菌株，更是不可缺少的技术措施。由于缺乏其它有效的生化处理手段，专性降解微生物的作用就显得格外重要。 在污染物的生物毒性检测方面，微生物也有着独特的功能，多种污染物敏感菌，均可供作检测环境污染物毒性之用。其中，发光细菌法，已被定为国家标准（GB）方法和世界标准（ISO）方法。 空气、水体和土地资源的污染越来越严重，不但影响了国民经济的可持续发展，甚至已威胁到人类的健康、智力乃至生存，因此全球各国近几年都在寻找新

探究环境污染对生物的影响

人教版七年级下册第七章第二节《探究环境污染对生物的影响》授课人：汪云 课题：探究环境污染对生物的影响（第一课时） 教学目标1、知识与技能：探究酸雨对小麦种子发芽率的影响。 2、过程与方法：尝试设计并完成酸雨对生物影响的探究实验。 3、情感、态度与价值观：以酸雨的危害为例，说明环境污染对生物的不良 影响，认同环境污染对生物的影响，提高环保意识。 教学重点人类的破坏性活动造成环境污染对生物的危害 教学难点引导学生如何对探究实验的过程进行设计。通过让学生自己设计实验步骤，体验科学探究的一般过程，从而学会设计实验。 教具准备PH试纸、食醋、废电池、水、烧杯、种子、花盆、土壤、喷瓶、 教学方法讲授法，分析讨论法，实验法 教学过程教师活动学生活动教学改进 导入（3min) 1.同学们好，我是今天给你们上课的老师， 我叫汪云。现在我们开始上课。 2.上课之前我用（废水的排放；滥砍乱发； 废气的排放。）这几张图片帮助同学们回忆 一下上节我们讲的内容。这几张图片直观 的反映了人类活动影响生态环境的后果。 也让同学知道了人类的许多活动正在破坏 生态，造成环境污染。今天所讲的内容将 在此基础上进一步探究环境污染对生物究 竟有什么影响？ 3.请同学们翻开书第108页，让我们来学习 第二节内容《探究环境污染对生物的影响》 1.学生和老师 一起板书。 核辐射 1.人类的活动严重的影响着环境，那环境的 污染又会怎样影响人类了？我们通过一则 新闻来了解一下。 2.图片上红色地带显示的是日本福岛核电 站，在这里发生了什么了？2011年3月， 日本东部发生特大地震，地震导致福岛核 电站放射性物质泄漏。由此引起严重的核 污染。为此核电站周边几十公里内的居民 被疏散，只留下抢险人员。 3.这张图片上的工作人员就当时站在一线 的抢险人员，当时他们被称为“敢死队员”3.学生思考 4.学生做出反应，表示惊讶。

《探究环境污染对生物的影响》教学设计

《探究环境污染对生物的影响》教学设计 7年级生物杨全领 教学目标 知识能力： 1、以酸雨或废电池的危害为例，说明环境污染对生物的不良 影响。 2、全球性大气污染问题除了酸雨以外，还包括温室效应和臭 氧层破坏 过程方法： 设计并完成酸雨或废电池对生物影响的探究实验。 态度价值： 认同环境污染对生物的影响，提高环保意识。 重点难点 设计并完成酸雨或废电池对生物影响的探究实验 教学板书 探究环境污染对生物的影响 一、酸雨对生物影响及控制 二、废电池对生物影响 三、全球性大气污染问题除了酸雨以外，还包括温室效应和臭氧层破坏教学过程 【自学环节】 创设情景，导入课题： 教师出示一组图片，哭泣的森林、污染的环境、受酸雨影响的水稻，让学生观察、体验、感悟，环境污染对生物的影响。 请讲一讲。环境污染对生物的影响问题，你知道多少？你怎么知道的？你亲眼看到或亲身经历过吗？ 生物圈是人类的家园。地球上，我们的家园怎么样呢？危害我们生存环境的事实让人触目惊心，下边我们以酸雨或废电池的危害为例，说明环境污染对生

物的不良影响。 提出问题，自主学习 学生自学教材，完成以下问题 1、酸雨对生物有危害，被成为_____？酸雨是怎样形成的？有什么危害？控制酸雨的根本措施是什么？ 2、废电池含有___、____和_____重金属,对生物的影响是什么？控制废电池的根本措施是什么？ 3、水俣病,是居民食用含__重金属的鱼虾造成的, 痛痛病是长期食用含____污水灌溉的水稻造成的。 4、温室效应跟______气体排放有关。臭氧层破裂跟_____气体排放有关。它们的危害是什么？ 5、全球性大气污染问题除了酸雨以外，还包括_______和_________。 学生记忆这些问题。 【互动环节】 一、提出疑问，互动探究： 酸雨对生物有不利的影响。在实验室条件下怎样模拟酸雨对生物的影响呢？根据下面的提示、你能设计一个探究方案吗？有了方案，再尝试完成它。 课件出示实验提示与要求。提问边点拨。 ?可以用食醋和清水配置供实验用的模拟酸雨，把pH控制在？ ?怎样测定酸雨条件下种子的发芽率或幼苗的生长情况？ ?是否需要设计对照实验？如果需要的话，应当怎样设计？ ?本实验需要进行数量统计吗？ ?只做一组实验，实验的结果可靠吗？你认为怎样做，实验结果才可靠？ ?设计一个表格，记录观察和实验的结果。 二、合作交流，共同释疑： 学生分小组讨论交流，设计并完成酸雨或废电池对生物影响的探究实验方案。回答问题： 1、模拟的酸雨和真实的酸雨有什么差别？查查资料，酸雨含有什么成分？

《探究环境污染对生物的影响》参考教案

7.2探究环境污染对生物的影响 ●教学目标 知识目标 1.以酸雨或废电池的危害为例，说明环境污染对生物的不良影响。 2.设计并完成酸雨或废电池对生物影响的探究。 3.明白实验安排对照组和重复组的必要性。 能力目标 1.通过完成探究实验的设计和实验过程，培养学生科学设计实验的能力和实验操作能力。 2.通过对实验现象的观察，培养学生的观察能力。 3.通过对实验数据的分析，培养学生统计分析能力。 情感目标 1.认同环境污染对生物的影响，提高环保意识。 2.通过完成探究实验，养成实事求是的科学态度，培养不断探求新知识的精神和合作精神。 3.知道在实验过程中保护自己和保护环境的做法，并能付诸于实践行动。 ●教学重点 1.设计并完成酸雨或废电池对生物影响的探究实验。 2.认同环境污染对生物的影响，提高环保意识。 ●教学难点 设计探究的方案。 设计对照组的方法。 ●课前准备 1.教师准备：收集人类活动造成的环境污染及其危害的资料。准备学生探究活动所需的用具(烧杯、培养皿、pH试纸等)和材料(已浸泡一昼夜的小麦种子)，提前培育的长有三片幼叶的南瓜苗若干。 2.学生准备：(1)以小组为单位确定探究计划。 (2)准备食醋、废电池浸出液等实验材料。 (3)设计一个记录观察和实验结果的表格。

阅读课本118页的“温室效应和臭氧层破坏”资料。 ●课时安排 1课时 ●教学方法 探究结合观察、讨论。 ●教学过程 ［导入新课］ 教师：播放酸雨、重金属盐、农药化肥、温室效应等对环境和生物的影响，同学们想一想，这些现象是怎么造成的？ 学生：人类活动造成的。 教师：你是怎么知道的？是亲眼所见还是亲身经历？ 学生：大部分资料是看电视、报纸知道的。 教师：这节课我们就亲自动手探究一下环境污染对生物的影响。 ［讲授新课］ 一、完善实验设计方案 介绍探究实验过程：提出问题——作出假设——制定方案——探究实验——实验结果——实验结论。 教师：课前对学生完成的实验方案进行检查摸底。课上选有代表性的小组阐述实验设计方案。 学生代表：投影实验设计方案并做简要介绍： ①配制模拟酸雨，把pH控制在4。 ②将模拟酸雨放入一烧杯中，再放入三株南瓜幼苗。 ③每隔2分钟观察一次幼苗生长的情况。 ④记录每次观察的结果(写在提前设计好的表格中)。 ⑤得出结论。 教师：这位同学的实验设计方案比较好。我请大家思考这样一个问题：南瓜幼苗出现的症状一定是模拟酸雨造成的吗？ 学生：议论纷纷，有的认为是，有的认为不一定是。会不会是南瓜苗本身有病，或者是温度太低导致的。