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微生物负载复合修复材料 - Coggle Diagram
微生物负载复合修复材料
微生物固定化优势
创建微环境：适合微生物生存和发挥作用
将目标微生物与土壤环境隔离开来
屏蔽与土著微生物之间的恶性竞争
减少环境因素对功能微生物的影响
极大提高目的微生物的存活能力和污染处理效果
固定载体本身功能特点
提供微生物分解利用的碳源能源
提供微生物分解利用的电子供体
本身具有较强吸附性能
具有改良土壤功能
如花生壳作为载体可降低土壤容重
提高水、氧、营养物质和碳氢化合物传质速率
使用少量微生物即可制备产品
可供选择的载体材料多样
可循环利用且后期维护成本低
微生物知识点
微生物表面疏水性
有利于附着于污染物表面进行降解
有利于胞外聚合物EPS富集，形成生物膜
生物膜
保护微生物，形成稳定高效微生物群落
利于传质、传氧、基因水平转移等生理功能
对有机污染物也具有溶出效应
是土壤中的污染物向微生物传递的中间介质和纽带，微生物能够利用生物膜的作用对土壤界面吸附态的污染物进行有效降解
生物表面活性剂生成
有利于菌体与载体间形成共价键
助于保持生物膜活性，帮助菌体在污染环境中存活
载体材料
优势
吸附剂协助污染物向细胞传质
把污染物吸附到载体周围，增加污染物与微生物接触概率
载体表面物理化学性质刺激微生物分泌EPS，利于形成生物膜
能够刺激微生物降解酶类的分泌和表达
载体疏松的孔隙也为微生物胞外酶提供了聚集的场所，强化了污染物质的降解
细菌表面一般呈电负性
载体表面改性可实现带正电
劣势
吸附浓度过高毒害微生物
土壤修复中的限制
土壤是非流体介质（区别于水和空气）
不利于微生物与污染物的接触
土壤环境十分复杂
颗粒状矿物质、有机质、水分、空气、大量土著菌、土壤动植物
实验方法
实验对照比较
MIT组
游离菌组
载体组
空白组
重金属结合形态（Tessier法）
金属可交换态( 可交换态)
弱酸溶解态
吸附在粘土、腐殖质及其他成分上的金属，对环境敏感，易于迁移转化，能被植物吸收
碳酸盐结合态( 碳酸盐态)
弱酸溶解态
土壤中重金属元素在碳酸盐矿物上形成的共沉淀结合态
铁( 锰) 氧化物结合态( 铁/锰态)
可还原态
一般是以矿物的外囊物和细粉散颗粒存在，活性的铁锰氧化物比表面积大，吸附或共沉淀阴离子而形成
有机质及硫化物结合态( 有机态)
可氧化态
是土壤中各种有机物和动植物体、腐殖质及矿物颗粒的包裹层等与土壤中重金属形成的螯合物
残渣晶格结合态( 残渣态)
一般存在于硅酸盐、原生和次生矿物等土壤晶格中，是自然地质风化的结果，在自然条件下不易释放，能长期稳定存在，不易被植物吸收
磁性材料
优点
利用磁场定向运动
制备过程中：反应器中搅拌和回收
在实际用用中易实现大规模连续生产应用
修复过程中：定向迁移
修复之后：回收
微生物的分离和筛选
土壤污染环境中直接筛选高效功能菌株
优势
具有提高土壤中污染物的生物有效性的能力
具有高效降解酶系
方法
采取加筛选压力的方法
如为了降解吸附态污染物，应采用吸附态底物进行筛选