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保护海洋环境,怎么能少了生物修复
时间:2018-03-01 16:58:28来源:汉斯出版社
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提要:海洋是自然的馈赠,但随着人类活动的增加,海洋金属污染越来越严重,相比传统的金属修复技术,新兴的生物修复技术具有节省费用、不破坏原有生态环境、金属去除效率高等优点,因此受到人们的广泛关注。

由于越来越多的人类活动,海洋环境受到的金属污染日益严重。航运、矿石开采、垃圾处理、矿物燃料提取等工业活动都会直接或间接地将金属、类金属排入大海 。这些活动会污染沿海地区的海水和沉积物,使人类暴露在金属污染的风险之下。金属在海洋环境中的迁移和在食物链中的积累,会对海洋生态环境带来严重污染。

传统的金属修复技术包括底泥疏浚、自然修复、原位覆盖等,这些传统技术工程量大,施工成本高,可能造成二次污染。此外,当金属含量较低时(1~100 mg/L),传统修复技术的修复效果会受到影响。与传统修复技术相比,新兴的生物修复技术具有节省费用、不破坏原有生态环境、金属去除效率高等优点,因此受到人们的广泛关注。

曹国勋和张志斌发表在汉斯出版社《海洋科学前沿》的一篇文章认为,目前对海洋环境中金属的生物修复技术的研究较少,且少有全面综述。因此,他们对近年来海洋重金属污染的微生物修复技术的研究进展进行了综述,对金属生物修复过程的影响因素和作用机理方面的研究成果进行了分析讨论。在此基础上指出目前在海洋生物治理重金属污染方面存在的不足,并对未来的研究方向提出了建议和预测。

微生物自身具备对金属的生理抗性机制,可以降低金属的毒性以防止金属的毒害作用。这些机制及其遗传基础为开发有效的生物修复技术提供了理论支持。总的来说,微生物对金属的生物累积基本上包括以下两个过程:

被动吸收:利用细胞表面基团的静电作用,将金属离子吸附到细胞表层结构中。这一过程包括物理吸附、离子交换、络合、沉淀等物理化学反应。这个过程与细胞的生理活性无关。

主动吸收:过程缓慢,金属利用主动运输通过细胞膜,然后在细胞内转换和累积。这个过程需要细胞具有新陈代谢的能力。

具体来说,微生物对金属的解毒作用涉及摄入/排出作用、细胞表面吸附作用、细胞内螯合作用、生物转化及化学改性作用。微生物与金属的相互作用是多种反应联合作用的结果。

在实际应用中,微生物与金属的相互作用会受到很多因素(如pH,温度,初始金属浓度,微生物种类和生物量浓度)的影响,从而限制生物修复技术的处理效率。

曹国勋和张志斌认为,在对海洋环境金属污染生物修复技术的研究中,大多数存在以下四种情况:一、针对某一种金属如Hg,Cd,As,Cr和Pb进行去除,而没有考虑多种金属污染的情况。二、从入海河口或沿海地区的金属污染环境中采集提取金属富集微生物,研究其吸附效率、遗传特性和生理性状,然后将其应用到生物修复技术中。三、相比于真菌,细菌因为其优势而受到更多的关注。四、由于实际污染环境的多样性和不稳定性,生物修复技术的应用实例较少。

随着生物技术的发展和对环境保护的重视,对海洋金属污染修复的研究已越来越广泛。由于其化学性质,金属元素不会在环境中消失,只能通过吸附固化的方式来降低其毒性,生物修复技术的研究为海洋中金属污染修复带来了新的思路。

目前在利用海洋生物治理金属污染方面的一些研究仍存在很多不足,例如研究内容和研究方向单一,已知金属富集微生物种类较少,缺乏对海洋生物富集重金属作用机制的了解等。

在今后的研究工作要从以下几个方面开展:第一、扩大对具有金属富集能力的海洋生物的筛选范围,加强对金属富集微生物如藻类、细菌、真菌的调查、鉴定。第二、深入研究生物金属富集作用的机理和影响因素,为生物修复技术进一步发展提供理论基础和方向指导。第三、开展更多的研究方向,例如将生物修复技术与基因工程、酶工程、细胞工程等技术相结合,培育更理想的金属富集微生物,进一步提高生物修复的处理效率,降低处理成本。第四、开发安全可靠的金属回收方法。

保护海洋生态环境,迫在眉睫。呼吁更多的人重视海洋污染,保护海洋,保护这自然的馈赠!

来源:https://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=22297

标签
金属污染 海洋环境 生物修复

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