微生物治理重金屬污染

A. 利用微生物處理重金屬污水，有哪些可能的技術

利用微生物處理重金屬污水，有哪些可能的技術
含重金屬廢水處理：為使污水中所含的重金屬達到排水某一水體或再次使用的水質要求，對其進行凈化的過程。

目前，重金屬廢水處理的方法大致可以分為三大類：(1)化學法；(2)物理處理法；(3)生物處理法。

化學法
化學法主要包括化學沉澱法和電解法，主要適用於含較高濃度重金屬離子廢水的處理，化學法是目前國內外處理含重金屬廢水的主要方法。
2.1.1化學沉澱法
化學沉澱法的原理是通過化學反應使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物，通過過濾和分離使沉澱物從水溶液中去除，包括中和沉澱法、硫化物沉澱法、鐵氧體共沉澱法。由於受沉澱劑和環境條件的影響，沉澱法往往出水濃度達不到要求，需作進一步處理，產生的沉澱物必須很好地處理與處置，否則會造成二次污染。
2.1.2電解法
電解法是利用金屬的電化學性質，金屬離子在電解時能夠從相對高濃度的溶液中分離出來，然後加以利用。電解法主要用於電鍍廢水的處理，這種方法的缺點是水中的重金屬離子濃度不能降的很低。所以，電解法不適於處理較低濃度的含重金屬離子的廢水。
2.1.3螯合法[1]
螯合法又稱高分子離子捕集劑法,是指在廢水處理過程中通過投加適量的重金屬捕集劑,利用捕集劑與金屬離子鉛、鎘結合時形成相應的螯合物的原理實現鉛、鎘的去除分離。該反應能在常溫和較大pH范圍(3?11)下發生,同時捕集劑不受共存重金屬離子的影響。因此該方法去除率高,絮凝效果佳,污泥量少且整合物易脫水。
2.1.4納米重金屬水處理技術
納米材料因其比表面積遠超普通材料，故同一種物質將會顯示出不同的物化特型，很多新型的納米材料都不斷地在水處理行業中實驗、實踐。被環保部、科技部、工信部、財政部四部委聯合審批立項為「2011年國家重大科技成果轉化項目」———納米水處理工藝及系列產品，在江西銅業股份有限公司應用取得了歷史性的突破，填補了國內空白。
國內通常採用的重金屬廢水處理方法，包括石灰中和法和硫化法等。這些傳統的處理工藝，雖然可以將廢水中的重金屬去除掉，但是處理效果並不穩定，處理後回收的清水水質仍難以確保穩定達標排放，而且還會產生二次污染。納米重金屬水處理技術不僅能使處理後的出水水質優於國家規定的排放標准且穩定可靠，投資成本和運行成本較低，與水中重金屬離子反應快，吸附、處理容量是普通材料的10倍到1000倍，而且使沉澱的污泥量較傳統工藝降低50%以上，污泥中雜質也少，有利於後續處理和資源回收。有數據顯示，同樣是每日處理300立方米重金屬污水量，傳統工藝每天要產生25噸石灰渣污泥，而採用納米技術後每月只產生25噸納米金屬泥。尤其值得關注的是，這種污泥中的重金屬單位含量提高了30倍。若以銅冶煉廠的廢水處理為例，其回收的納米銅泥品位已達到20%，完全可以作為銅礦資源再生利用。

B. 微生物能徹底修復土壤中重金屬污染嗎

一. 工程措施 包括客土、換土、深耕翻土、固化、穩定化、電力修復等工程措施具穩定、見效快優點存工程量、投資費用高、二污染隱患等缺點適宜面積污染土壤治理 二. 化治理措施 包括淋溶、施用改良劑等能夠短期內降低土壤重金屬毒性物效性向土壤施加化葯劑易造二污染且該種原位修復重金屬Cd仍存留土壤容易再度化危害植物其潛威脅並未消除 三. 農業態修復措施 通調節諸土壤水、土壤pH值、土壤陽離代換量(CEC)、CaCo三土壤氧化原狀況及氣溫、濕度等素降低Cd物效性減弱重金屬植物毒害作用Cd形態發改變仍存土壤容易再度化物產危害 四. 微物修復 微物抗重金屬機制包括物吸附、胞外沉澱、物轉化、物累積外排作用微物面降低土壤重金屬毒性並吸附積累重金屬；另面改變根系微環境提高植物重金屬吸收、揮發或固定效率目前部微物修復技術局限科研實驗室水平實例研究面積推廣 5. 物修復 利用土壤某些低等物蚯蚓進行重金屬cd污染修復研究仍局限實驗室階段且受低等物環境等素制約其修復效率般並種理想修復技術 陸. 植物修復 某種特定植物種植重金屬污染土壤土壤污染元素具特殊吸收富集能力植物收獲並進行妥善處理(灰化收)重金屬移土體達污染治理與態修復目 陸.一 植物提取利用些植物某種重金屬吸收部蓄積並通收獲部達減少土壤重金屬含量目比較前景修復 陸.二 植物揮發指植物吸收土壤重金屬體內重金屬轉化揮發狀態並通植物葉片等部位揮發降低土壤重金屬含量揮發重金屬造氣重金屬污染 陸.三 植物穩定通吸收、解、氧化、固定等程降低重金屬流性物利用性防止重金屬滲漏轉移減少重金屬植物危害重金屬Cd仍存留土壤 二、超積累植物 一. 特徵 一）超積累植物部重金屬含量同等境條件其普通植物含量 一00 倍鎘一00mg／kg 二）部重金屬含量高於根部該種重金屬含量即運轉率於一 三）部重金屬含量高於土壤含量即富集系數於一 二. 局限性 一）超積累植物般植株矮物量低緩慢季節性較強易機械化作業修復效率高 二）野型植物物氣候條件要求比較嚴格區域性布較強引種受嚴重限制 三）專性強種植物往往作用於種或兩種特定重金屬元素土壤其含量較高重金屬則表現毒症狀限制種重金屬污染土壤治理 四）植物器官往往通腐爛、落葉等途徑使重金屬重返土壤 5）防止植物籽實能誤食導致食物鏈污染 三. 鎘積累植物 公認鎘超積累植物遏藍菜屬少數幾種植物遏藍菜屬植物緩慢、植株矮、 部物量實際應用受限制 鎘富集植物：蕨類、向葵、油菜、月季等花卉作物、雜

C. 重金屬污染治理措施有哪些詳細一些，謝謝！！！！

比起大氣、水污染，土壤污染通常更難以治理，同時治理方法往往需要根據不同的污染情況而設計，並沒有單一的解決方案。
常見的重金屬土壤治理的方法包括化學法、生物法、熱力學方法等，每種方法又包含不同的技術，每種技術又可以採用不同的施工方案實施。化學法主要通過將重金屬污染土壤與化學穩定劑混合來實現重金屬的穩定化，而石灰等穩定劑通常不能有長期的治理效果，分子鍵合是目前業界關注的一種以長期穩定性為特點的修復葯劑。生物法一般有植物修復和微生物修復等。植物修復通過超積累植物吸收土壤中的重金屬，比較安全但是修復周期長；微生物修復通過土壤中微生物降解重金屬，但是影響修復效果的因素較多，目前應用較少。熱力學方法可以通過高溫來使重金屬玻璃化，但是成本很高。

D. 利用微生物處理重金屬污水，有哪

污水處理廠的生物池是對污水進行微生物凈化的地方，其中含有大量的有益微生物，能夠吸收污水中的重金屬離子、富營養物質等有害物，使得污水能夠變得更加干凈，加速污水凈化。從污染源排出的污（廢）水，因含污染物總量或濃度較高，達不到排放標准要求或不適應環境容量要求，從而降低水環境質量和功能目標時，必需經過人工強化處理的場所，這個場所就是污水處理廠，又稱污水處理站。

E. 微生物如何修復土壤重金屬污染

有些微生物有嗜性，可以比較有針對性的吸收土壤中的某種重金屬，我們可以利用它的這種特性減小污染。

F. 談談處理重金屬污染物的微生物方法和原理有哪些

2.1 生物化學法
生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法,該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,重金屬離子和H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO2-4轉化為S2-而使廢水的pH值升高,從而形成重金屬的氫氧化物而沉澱。中國科學院成都生物研究所從電鍍污泥、廢水及下水道鐵管內分離篩選出35株菌株,從中獲得高效凈化Cr(VI)復合功能菌[3]。
袁建軍等[4]利用構建的高選擇型基因工程菌生物富集模擬電解廢水中的汞離子,發現電解廢水中其他組分的存在可以增大重組菌富集汞離子的作用速率,且該基因工程菌能在很寬的pH范圍內有效地富集汞。但高濃度的重金屬廢水對微生物毒性大,故此法有一定的局限性,不過,可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株,微生物處理重金屬廢水一定具有十分良好的應用前景。 2.2 生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的具有絮凝能力的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。生物絮凝劑又稱第三代絮凝劑，是帶電荷的生物大分子，主要有蛋白質、黏多糖、纖維素和核糖等。目前普遍接受的絮凝機理是離子鍵、氫鍵結合學說。目前對於硅酸鹽細菌絮凝法的應用研究已有很多[5-6]，有些已取得顯著成果[7]。運用基因工程技術，在菌體中表達金屬結合蛋白分離後，再固定到某些惰性載體表面，可獲得高富集容量絮凝劑。
Masaaki Terashima 等[8]利用轉基因技術使 E.coli表達麥芽糖結合蛋白（pmal）與人金屬硫蛋白（MT）的融合蛋白pmal-Ml並將純化的 pmal-MT 固定在Chitopeara 樹脂上，研究其對 Ca2+和 Ga2+的吸附特性，該固定了融合蛋白的樹脂具有較強的穩定性，並且其吸附能力較純樹脂提高十倍以上。 2.3生物吸附法
生物吸附是對於經過一系列生物化學作用使重金屬離子被微生物細胞吸附的概括理解, 這些作用包括絡合,螯合,離子交換,吸附等。活的微生物和死的微生物對重金屬離子都有較大的吸附能力,藻類中的某些種屬對於重金屬的吸附容量可達400Hg/kg(生物乾重),例如甲囊馬尾藻(Sargassummatans)。
吸附法分為物理吸附法和離子吸附法兩種,前者使用具有高度吸附能力的硅膠、活性碳、多孔玻璃、石英砂和纖維素等,吸附劑將生物細胞吸附到表面上使之固定化。這是一種最古老的方法,操作簡單,反應條件溫和,載體可反復利用,但結合不牢固,細胞易脫落。後者根據細胞在離解狀態下可因靜電引力(即離子鍵合作用)而固著於帶有異相電荷的離子交換劑上,如DEAE2纖維素、DEAE2Sephadex,CM2纖維素等。
Green使用藻類去除水的金,Tsezos,Mara2no使用真菌吸附水中的鈾,Ferguson和Breuer等利用泥炭蘚去除水中的Fe,Al,Pb,Cu,Cd,Zn等金屬離子。Barkley利用藻類吸附有機廢水中的Cd,Cu等金屬離子。MarkSpinti等把泥炭蘚固定在多孔的聚合碸基質中成功地應用於去除含Zn,Cd,Mg等金屬離子的酸性礦井水中,用聚合碸固定泥炭蘚製成的球狀小粒機械強度大,化學性能穩定,容易再生,不膨脹不收縮。生物吸附法以其獨特的優點近年來在含重金屬廢水處理領域引起了人們普遍的關注,進行了廣泛的研究,取得了可喜的成果。但生物吸附技術還只是處於經驗、實驗室階段,在實用化和工業化應用中還存在著諸多問題有待研究解決,還需通過進一步的研究和開發工作完善此項技術。

G. 土壤中重金屬超標如何處理

（一）常見治理方法
土壤重金屬污染治理途徑主要有兩種，一是改變重金屬在土壤中的存在狀態，使其由活化態轉為穩定態；二是從土壤中除去重金屬。
常採用的物理及物理化學的方法時熱解吸法、電化學法和提取法。對於揮發性重金屬可用加熱方法從土壤中解吸出來。若重金屬滲透性不高且傳導性差則用電化學法除去。提取法可利用試劑和土壤中的重金屬作用，形成溶解性的重金屬離子或金屬試劑絡合物，回收再利用。
(二)工程物理化學法
工程物理化學法是利用物理、化學等方法治理重金屬污染土壤的方法。在重金屬污染的初期，由於污染較集中，這種方法較為普遍採用，主要方法有：客土法、沖洗絡合法、電動化學法、熱處理法、物理固化法等。對於污染重、面積小的土壤運用物理化學法具有治理效果明顯、迅速的優點，但對於污染面積較大的土壤則需要消耗大量的人力與財力，而且容易導致土壤結構的破壞和土壤肥力的下降，因此對於大面積重金屬污染地不宜採用這種方法。
熱處理法是將污染土壤加熱，使土壤中的揮發性污染物揮發並收集起來進行回收或處理；電解法是使土壤中重金屬在電解、電遷移、電滲和電泳等的作用下在陽極或陰極被移走。
（三）生物修復法
生物修復是指利用生物的新陳代謝活動減少土壤中重金屬的濃度或使其形態發生改變，從而使污染的土壤環境能夠部分或完全恢復到原始狀態的過程。修復措施主要包括植物修復、微生物修復和動物修復等。因其具有效果好、投資省、費用低、易於管理與操作、不產生二次污染等優點，日益受到人們的重視，成為污染土壤修復研究及工程運用的熱點。 1、植物修復措施
植物修復措施是以植物忍耐和超量積累某種或某些化學元素理論為基礎，一些重金屬污染區存在著對重金屬具耐性的植物，這些植物通過排斥或在局部使重金屬富集，使重金屬在植株根部細胞壁沉澱而「束縛」其跨膜吸收，或與某些蛋白質、有機酸結合生成不具生物活性的解毒形式，從而提高了對重金屬傷害的忍耐度。利用植物及其共存微生物體系清除環境中的污染物是一門新興起的環境應用技術。植物治理措施的關鍵是尋找合適的超積累或耐重金屬植物，超積累植物可吸收積累大量的重金屬，但植物修復措施也有局限性，如超積累植物通常生物量低，生長緩慢，效果不顯著。
2、微生物修復措施
微生物治理是利用土壤中的某些微生物對重金屬具有吸收、沉澱、氧化和還原等作用，從而降低土壤中重金屬的毒性。原核生物（細菌、放線菌）比真核生物（真菌）對重金屬更敏感，利用此原理在土壤中培養富汞細菌，將這些細菌收集後，經蒸發、活性碳吸附等方法治理受汞污染的土壤。當前運用遺傳、基因工程等生物技術，培育對重金屬具有降毒能力的微生物，並運用於污染治理，是土壤重金屬污染研究中較活躍的領域之一。
土壤重金屬污染的微生物修復主要包括2方面：即生物吸附和生物氧化-還原。生物吸附是重金屬被生物體吸附,如藍細菌、硫酸還原菌以及某些藻類能夠產生具有大量陽離子基團的胞外聚合物如多糖、糖蛋白等，並與重金屬形成絡合物；而生物氧化是微生物對重金屬離子進行氧化、還原、甲基化和脫甲基化作用，降低土壤環境中重金屬含量。
3、低等動物修復措施
土壤中的某些低等動物（如蚯蚓類）能吸收土壤中的重金屬，因而能一定程度地降低污染土壤中重金屬的含量。韓國有科學家運用蚯蚓毒理學試驗對3個廢棄的砷礦及重金屬礦區尾礦進行修復實驗，研究表明蚯蚓對鋅和鎘有良好的富集作用。由此可見，在重金屬污染的土壤中放養蚯蚓，待其富集重金屬後，採用電激、清水等方法驅出蚯蚓集中處理，對重金屬污染土壤有一定的治理效果。
（四）農業治理方法
農業治理是因地制宜的改變一些耕作管理制度來減輕重金屬的危害，在污染土壤上種植不進入食物鏈的植物。主要有：控制土壤水分是指通過控制土壤水分來調節其氧化還原電位，達到降低重金屬污染的目的；選擇化肥是指在不影響土壤供肥的情況下，選擇最能降低土壤重金屬污染的化肥；增施有機肥是指有機肥能夠固定土壤中多種重金屬以降低土壤重金屬污染的措施；選擇農作物品種是指選擇抗污染的植物和不要在重金屬污染的土壤上種植進入食物鏈的植物。
農業治理措施的優點是易操作、費用較低，缺點是周期長、效果不顯著。 目前，土壤重金屬污染治理的主要措施就是「預防為主，防治結合」。對於沒有被污染的土壤以預防為主，切斷污染源，提高土壤環境容量；對於已被污染的土壤主要是進行改造、治理，以消除污染。土壤重金屬污染物的遷移轉化非常復雜，治理極其艱難，必須引起人類的高度注重，杜絕土壤的重金屬污染。