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结构生物化学/金属生物修复

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生物修复是一种利用微生物减少、消除、控制或转化沉积物、水和空气中污染物的技术。用于进行生物修复的微生物称为生物修复剂。

金属是所有土壤的重要天然成分,它们在矿物部分中的存在构成了一池潜在的可移动金属物种,许多是植物和微生物的必需营养物质,也是重要的固体成分,可以对土壤生物地球化学过程产生根本影响;例如:粘土、矿物、铁和锰氧化物。金属也存在于有机部分中——通常以结合形式存在——由于有机物质的降解,会发生一些金属循环。水相为金属转移和循环提供了移动介质,通过土壤和生物体,以及到水生环境。汞、铅和砷等金属可能对肾脏有毒,降低智力,并导致虚弱、头痛、腹部痉挛、腹泻和贫血。

金属污染物的迁移性

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金属的不可移动性主要是由导致金属沉淀或化学反应使金属保持在固相中的反应引起的。化学和物理性质影响土壤和地下水中金属的迁移性。在酸性条件下(pH 值介于 4.0-8.5 之间),金属阳离子是可移动的,而阴离子往往会转化为氧化物矿物。在高 pH 值下,阳离子吸附到矿物表面,金属阴离子被迁移。铁、铝和锰的水合金属氧化物会影响金属浓度,因为这些矿物可以去除阳离子和阴离子。

当微生物氧化或还原物种时,这种反应会导致金属沉淀。汞是可沉淀金属的一个例子。该过程从汞 (Hg2+) 被还原为硫化汞开始,导致汞转化为沉淀形式。铬是另一种可以利用微生物转化为沉淀形式的金属。该过程涉及六价铬 (Cr 6+) 被还原为三价铬 (Cr 3+),然后可以沉淀为铬氧化物、硫化物或磷酸盐。如今,研究正在集中在其他可以发生沉淀过程的金属和放射性污染物上。

参考文献

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http://mic.sgmjournals.org/content/156/3/609.full http://www.cluin.org/download/studentpapers/bio_of_metals_paper.pdf

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