土壤微生物与土壤污染修复

土壤微生物与土壤污染修复单位：资源微生汇报人：马腾飞导师：晁群芳物实验室土壤——微生物的天然培养基土壤是许多不同微生物的栖息地，包括细菌、真菌、病毒都存在于土壤中。土壤的各种特性使得土壤成为微生物生长发育的天然培养基，极为适合微生物的生长发育。1.养分土壤中含有丰富的动植物和微生物残体，可供微生物作为碳源、氮源等。2.水分和氧气土壤富含足量水分供微生物生长所需。土壤水分的存在又影响土壤中氧气的含量，进而影响土壤中好氧菌和厌氧菌的分布情况。3.pH土壤的pH值范围在3.5~10.0，多数在5.5~8.5。而大多数微生物的适应生长pH也在这一范围。4.温度土壤温度变化幅度小而缓慢，这一特性极利于微生物的生长。如夏季土壤温度比空气温度低，而冬季土壤温度又比空气温度高。土壤的温度范围恰是中温性和低温性微生物生长的适宜范围。5.保护层土壤表层土一般只有几毫米，含量少但作用巨大，因为土壤表层土是微生物的天然保护伞，能够吸收大部分太阳辐射的紫外线，以保护土壤中的微生物。土壤中的微生物土壤中的微生物种类是极其丰富的，种类齐全、数量多，是主要的微生物源。1.土壤微生物区分法土壤微生物区分法是由俄国土壤微生物学家C.H.维诺格拉斯基提出的，并由后人不断发展。此区分法将土壤微生物分为以下三类。（1）土著微生物或天然微生物一般指土壤中天然具有的微生物，其中包括革兰氏阳性球菌类、色杆菌、芽孢杆菌、放线菌、青霉、曲霉、丛霉等。（2）发酵微生物发酵微生物一般在土壤中有新鲜有机质加入，并在空气流通的情况下出现。其中包括革兰氏阴性无芽孢杆菌、酵母菌，以及芽孢杆菌、链霉菌、根霉、曲霉、木霉、镰刀霉等。（3）暂居微生物暂居微生物是不适合在土壤中长期生存的微生物，它们一般由外来物带入土壤之中的。如植物残体上带有的病原菌。2.土壤微生物类群土壤微生物主要分为土壤细菌、土壤放线菌、土壤真菌、土壤藻类和土壤原生动物5大类群。土壤细菌在土壤微生物中数量最多、分布最广。土壤细菌包括土壤自养细菌（soilautotrophicbacteria）和土壤异养细菌（soilheterotrophicbacteria）。自养细菌能直接利用光能或无机物氧化时所释放的能量，并能同化二氧化碳，进行营养，如硝化细菌、硫黄细菌、硫化细菌、铁细菌、氢细菌。异养细菌从有机物中获取能源和碳源。对农业生产来说，土壤细菌又可分为有益的和有害的，有益的如固氮菌、硝化细菌和腐生细菌，有害的如反硝化细菌。土壤细菌土壤放线菌是指在形态学特征上是细菌和真菌间过渡的单细胞微生物，数量仅次于土壤细菌。具有直径0.5-0.8μm呈分枝状的菌丝。典型丝状放线菌主要属于链霉菌属（Strephomyces）和小单孢菌属（Micromonospora）两类。均属好气性异养型，能够广泛利用纤维素、半纤维素、蛋白质、木质素等含碳和含氮化合物。最适pH6.8-7.5，最适温度25-30℃。农田土壤中检出的放线菌主要是链霉菌属。土壤放线菌土壤真菌（soilfungi）是指土壤中具有真核细胞的单细胞或多细胞分枝丝状体或单细胞个体，属真核生物。土壤真菌以土壤作为活动场所完成其全部或部分生活史。常见者有藻菌纲(Phycomycetes)、子囊菌纲(Ascomyctes)、担子菌纲（Basidiomycetes）及有性世代不明的半知菌属（Fungiimperfecti）等。土壤真菌土壤藻类：土壤中有许多藻类，其中大部分是单细胞的硅藻、单细胞或丝状体的绿藻和蓝澡（蓝细菌）。藻类在土壤中的主要作用是防止土壤中有机矿物质的流失，并通过利用有机矿物质合成必须物质来增加土壤中的有机物质。一部分藻类还能够在土壤中分泌粘液，板结土壤，有效防止土壤流失。土壤藻类土壤原生动物一般可通过其营养类型分为以下三类。（1）自养型类群少量原生动物能够营光合作用，体内含有叶绿素，能够将简单的无机物质合成复杂的供生命活动所需的有机物质。（2）腐食性类群以土壤中各种动植物与微生物残体中含有的有机物质为食，可以加速土壤中有机物质的分解，释放其中的可溶解性养分。（3）食菌性类群土壤中的大多数原生动物如肉足虫、纤毛虫等都能以细菌为食，甚至以其他小型原生动物为食。土壤中原生动物的主要作用是促进物质循环，使营养物质更加适合植物生长的需要，同时也能加速土壤中有机物质的降解，增加土壤肥力。土壤原生动物土壤环境与污染土壤是人类赖以生存与发展的重要资源与生态环境条件。在长期的生产过程中，人类利用和改造土壤的同时，产生了新的环境问题。目前人们较为关心的土壤问题主要有如下三个方面：（1）人类大规模生产、生活活动改变了影响土壤发育的生态环境，使土壤本身的自然循环状态受到影响或破坏。如人类对森林、草原等天然植被的破坏引起土壤侵蚀、水土流失、土地沙化和贫瘠化，由此引发干旱、沙尘暴、河流断流、地下水位下降等一系列生态环境问题。（2）现代化农业生产对农药、化肥的大量使用，使土壤遭受长期污染。（3）现代城市发展以及现代工业排放的大量废气、废水和废渣中的各种污染物，常常经由不同途径污染土壤。典型的土壤污染：土壤重金属污染、土壤化学农药污染、土壤化肥污染、土壤石油污染等。土壤中主要的污染物质有：无机污染物和有机污染物。土壤环境的自净作用土壤污染物数量土壤自净能力土壤环境的自净作用，即土壤环境的自然净化作用，是指在自然因素作用下，通过土壤自身的作用，使污染物在土壤环境中的数量、浓度或者毒性、活性降低的过程。在正常情况下，土壤环境中污染物的输入、积累和土壤环境的自净作用处于一定的动态平衡状态。但是，当土壤环境中所含污染物的数量超过土壤自净能力或当污染物在土壤环境中的积累量超过土壤环境基准或土壤环境标准时，即为土壤污染。土壤污染修复技术1.物理修复技术物理分离技术主要应用在污染土壤中无机污染物的修复技术上，它最适合用来处理小范内射击场污染的土壤，从土壤、沉积物、废渣中分离重金属、清洁土壤、恢复土壤正常功能。物理修复技术主要包括：土壤蒸汽提取技术、固化/稳定化技术、玻璃化技术、热处理技术、电动力学修复技术、稀释和覆土等。2.化学修复技术污染土壤的化学修复技术是利用加入到土壤中的化学修复剂与污染物发生一定的化学反应，使污染物被降解和毒性被去除或降低的修复技术。化学修复技术主要包括：化学淋洗技术、溶液浸提技术、化学氧化还原修复技术、土壤改良修复技术等。3.植物修复技术污染土壤植物修复技术指利用植物及其根际微生物对土壤污染物的吸收、挥发、降解、固化作用而去除土壤中污染物的修复技术。植物修复技术主要包括：植物提取修复、植物挥发修复、植物稳定修复、植物降解修复、根际圈生物降解修复。4.微生物修复技术污染土壤的微生物修复技术是指利用天然存在的或特别培养的微生物在可调控的环境条件下将土壤中有毒污染物转化为无毒物质的处理技术。受污染土壤的微生物修复