(环境微生物技术)污染环境的微生物修复技术.ppt

分解酶基因检测 * * P1 C1 甲苯双加氧酶 未受污染的土壤P1中未检测到分解酶的基因，C1中检测到编码甲苯双加氧酶的基因，表明受污染土壤中的微生物有降解芳香族污染物的潜力。 基因芯片检测 通过构造基因芯片来分析受污染土壤是否适合进行微生物修复。 * * 烷烃水解酶 甲苯双加氧酶 甲苯单氧酶 二甲苯单氧酶 邻苯二酚双加氧酶 萘双加氧酶 联苯双加氧酶 芘双加氧酶 基因芯片检测 * * P. Aeruginosa KCTC1636 C1 烷烃水解酶 甲苯双加氧酶 烷烃水解酶 萘双加氧酶 联苯双加氧酶 芘双加氧酶 甲苯双加氧酶 微生物生物修复 生物抽除：通过真空吸引式的抽汲技术，运用生物通风和污染物抽提回收两种机制清除污染土壤中的挥发性有机污染物或石油烃类污染物。 生物通风：又称土壤曝气，通过加压（并可适当加温）对污染土壤进行曝气，使土壤中的氧气浓度增加，从而促进好氧微生物的活性，提高土壤中污染物的降解效果。 土壤气相抽提：通过专门的地下抽提系统，利用抽真空或注入空气产生的压力迫使非饱和区土壤中的气体发生流动，从而将其中的挥发和半挥发性有机污染物脱除。 * * 实验室小试 * * 5cm深处 降解效率： 63.7% - 68.7% 离抽气井距离影响不大 30cm深处 降解效率： 46.1% -58.9% * 野外修复作业 * 苯系物(350 - 450cm) 174.3±30.2 - 12±2.4 mg/kg 修复效率：93% 总石油烃(250 – 350cm) 3642±432 - 384.5±63.9 mg/kg 修复效率： 89.4% 总石油烃(350 - 450cm) 2408±149 -194.8±21.4 mg/kg 修复效率： 91.9% * * 通过不同的分子生物学技术来判断降解污染物的微生物的存在性以增加成功进行生物修复的可能性。 成功应用了基因芯片作为检测工具来评估污染土壤生物修复的潜力。 大规模运用生物抽除技术成功修复选定的受污染土壤，两年内使总石油烃与苯系物污染物浓度降到国家标准之下。 污染环境的微生物修复技术 微生物修复的基本原理 生物修复：利用微生物及其他生物，降低土壤、地表水、地下水或海洋中危险性污染物的毒性或将其降解转化成为无害物质的工程技术方法称为生物修复， 利用微生物进行的环境修复称为微生物修复 微生物修复的影响因素 微生物 1.土著微生物 2. 外来微生物 3.基因工程菌 污染物的物理化学性质 淋失 吸附 挥发 生物降解和化学反应 环境条件和状况 微生物营养盐 电子受体 共代谢基质 pH 温度 污染现场特性 微生物修复的一般过程 数据调查（污染物、现场特性、微生物、标准和法规） 技术查询 选择技术路线 可处理性试验 实际工程设计 有机污染环境的微生物修复技术 地表水有机污染的微生物修复 海洋有机污染的微生物修复 1.海洋石油降解微生物 2.环境因子对微生物降解海洋石油的影响 温度 氧 营养盐 3.海岸微生物修复效果的评价 地下水有机污染的微生物修复 生物充气法 地下水循环系统 内在微生物修复法 外加微生物处理法 自然衰减 生物墙 土壤中有机污染的微生物修复 原位修复 生物通风法 挖掘堆置处理 反应器处理 微生物对土壤中金属污染修复 微生物吸附 微生物氧化还原 微生物生物挥发 植物－微生物联合修复 * * 毒性依次增大 溶解度由小到大 石油烃污染场地微生物修复 * * 基因芯片 基因芯片：又称DNA微阵列，是由大量DNA或寡核苷酸探针密集排列所形成的探针阵列，其工作的基本原理是通过杂交检测信息。 * * 基因芯片原理 基因芯片 荧光标记的样品 共聚焦显微镜 获取荧光图象 杂交结果分析 探 针 设 计 杂交 采样土壤分析 * * P2/C1：受污染地区 P1：未受污染地区，空白对照 采样土壤分析 * * P1 P2 P2富集 C1 C1富集 土壤微生物的多样性 P1比P2多样性程度高，石油烃污染物减少了微生物群落的多样性。 富集后只有某些条带变宽，污染物导致大部分微生物生长受到抑制，但是促进了能够降解石油烃的微生物生长。 出现在受污染土壤DNA中而没出现在未受污染土壤DNA中的条带可能是能够降解污染物的微生物，或者至少是能耐受污染物的微生物。 分解酶基因检测 通过特定的PCR引物来检测土壤中是否存在编码特定分解酶的基因。 * * 烷烃羟化酶 甲苯双加氧酶 邻苯二酚双加氧酶 萘双加氧酶 邻苯二酚2,3双加氧酶