微塑料污染研究范文1
一、我国生态环境现状 二、现代生物技术与环境保护
现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。首先,生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。其次,利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底的手段。再次,生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理以及有毒有害物质的无害化处理等各个方面。
三、现代生物技术在环境保护中的应用
(一)污水的生物净化
污水中的有毒物质其成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。
(二)污染土壤的生物修复
重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀,防止水土流失。
(三)白色污染的消除
废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌;另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造,此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-羟基烷酸(PHAs),研究人员正设法构建出自溶性PHAs生产菌种,即将PHAs重组菌进行发酵,在积累大量的PHAs后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,PHAs析出,以简化胞内产物PHAs的提取过程,降低提取成本。
微塑料污染研究范文2
水质问题中首当其冲的是化学物质污染。无论是在工业化国家,还是在发展中国家,每个家庭以及整个社会都在广泛使用化学物质,例如洗涤剂和药品等,在农业生产中使用的化肥和农药,也严重地污染水的质量。美联社2008年公布的一项调查报告显示,美国24个大城市的饮用水中含有抗生素和镇静剂等多种药物成分,至少4100万人在日常生活中饮用这种存在安全隐患的水。
联合国教科文组织公布的调查报告显示,在发展中国家,约90%的污水和70%的工业废水未经处理就排入河道,这会威胁到饮用水安全及生活用水的供给。
水污染带来的疾病问题也日益严重。霍乱就是典型的与水有关的传染病之一,它在很大程度上是由于缺乏足够的卫生设施引起的。垃圾散落到水中造成水污染,导致病菌在水中扩散,如果人们喝了被污染的水,就会染上传染病。国际水研究所的资料显示,全球每年有140万儿童因生活环境卫生条件差而死于痢疾等相关疾病。即使在欧洲,欧洲经济委员会56个成员所在的地区,平均每天有37名儿童由于缺乏安全饮用水而死于腹泻,每年12万人因水污染而患甲肝。
此外,工业污染转移已成为不容忽视的现象。发达国家在向发展中国家转移工业的同时也在向发展中国家转移污染。许多工业化国家的制造业已经转移到发展中国家。随着制造业中心的转移,环境问题也转移到了发展中国家,而在这些发展中国家,关于水污染问题的立法和执法力度都比较薄弱。
(来源《新华网》杨骏/文)
大西洋垃圾带塑料失踪之谜
研究人员在对发现于大西洋的一条死鳞鱼解剖后,从它的腹中找到了47块塑料碎片。
据美国国家地理网站报道,美国科学家的最新研究表明,“大西洋垃圾带”的塑料垃圾数量在过去20年没有增加。乍一听上去,这似乎是个好消息,但据他们介绍,塑料垃圾并不是没有增多,而是多出来的塑料碎片可能被海洋生物吃掉了。
据领导实施这项研究的伍兹霍尔海洋研究所海洋教育协会(SEA)海洋学家卡拉・拉文德・劳介绍,“北大西洋垃圾带”类似于“太平洋大垃圾带”,在某种程度上就像是“塑料饧”区域,无边无际,不过,大西洋上的垃圾多以微小塑料碎片的形式存在,漂浮于距北美海岸数百英里一片尚未探明的公海区域。
卡拉和同事最近分析了过去22年从“大西洋垃圾带”搜集的数据,发现那片区域的垃圾密度没有随时间推移而增加。但是,即便考虑到垃圾回收利用速度有所增强这个因素,人类过去20年对塑料的使用仍呈增长趋势。多出来的那部分塑料都到哪儿去了?
微塑料污染研究范文3
关键词 现代生物技术 生态环境 环境保护
1 我国生态环境现状
目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半城市缺水，农村则有8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难；土壤污染严重，耕地面积锐减，近10年来每年流失的土壤总量达50亿t，土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积下降，草场退化，每年减少森林面积达2 500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急剧上升。因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。
2 现代生物技术与环境保护
现代生物技术是以dna分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20 世纪 80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。
（1）生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。
（2） 利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。
（3）生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。
所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。
3 现代生物技术在环境保护中的应用
3.1 污水的生物净化
污水中的有毒物质的成分十分复杂，包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质，使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶，是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合，将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器，用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定，即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等，此方面国内外成功的例子很多，如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶，以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于处理对硫磷废水，去除率达95%以上；近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(las)方面取得较大进展，对于含100mg/l废水，降解率和酶活性保存率均在90%以上；利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。
3.2 污染土壤的生物修复
重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性，通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失。
3.3 白色污染的消除
废弃塑料和农用地膜经久不化解，估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产，若再连续使用而不采取措施，十几年后不少耕地将颗粒无收，可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境，研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌，另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如：根瘤菌)中，使两者同时发挥各自的作用，将塑料和农膜迅速降解。同时，还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。
有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯，这些聚酯是微生物内源性贮藏物质，可以用发酵方法进行生产，由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量，人们正在用重组dna技术对相关的微生物进行改造，此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-β羟基烷酸(phas)，研究人员正设法构建出自溶性phas生产菌种，即将phas重组菌进行发酵，在积累大量的phas后，加入信号物质，使裂解蛋白产生，细胞壁破坏，phas析出，以简化胞内产物phas的提取过程，降低提取成本。
3.4 化学农药污染的消除
一般情况下，使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中，特别是氯代烃类农药是最难分解的，经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法，而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物，有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物co2和h2o，这种降解途径彻底，一般不会带来副作用；有的是通过共代谢作用，将农药转化为可代谢的中间产物，从而从环境中消除残留农药，这种途径的降解结果比较复杂，有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应，就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造，改变其生化反应途径，以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染，最好全面推广生物农药。
所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称，它们多是生物体的代谢产物，主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究，主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组dna技术克服其缺点来提高杀虫效果，例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造，人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性；将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中，形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡，干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。
参考文献
1 孔繁翔. 环境生物学[m]. 北京:高等教育出版社,2000
2 陈坚.
微塑料污染研究范文4
关键词：白色污染；危害；防治对策
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.234
1 前言
数量较多的塑料袋、农用薄膜以及一次性塑料在运用之后被丢弃为固体的废物，因为胡乱的扔、丢，同时很难进行降解处理，造成此废弃物挂在树上，草坪、路边以及水面等随处可见，对人们的生活环境造成了非常大的破坏，因为废弃塑料的包装物大都为白色，所以其引起的环境污染便是“白色污染”。
2 白色污染概述
白色污染是人们对于难以降解的塑料垃圾（塑料袋）污染环境情况的一种概括。其所代表的是以聚丙烯、聚苯乙烯以及聚氯乙烯等其它的高分子化合物所合成的各式各样的生活塑料物品被运用之后变成的固体废物，因为胡乱的丢弃，无法降解处理，以造成较大环境污染的现象。
3 白色污染的危害
3.1 视觉污染
塑料是一种非常难以降解的生活垃圾，数量较多的废弃塑料品在旅游区、城市以及水体等地方均能看见，对城市市容、人们的视觉以及景点的美感等均造成了非常大的消极影响。特别是铁路运输领域，旅客在车辆行驶中的过程将已经用过的餐盒扔出窗外，部分列车的服务人们同样将垃圾扔到窗外，导致铁路沿线两侧植物的白色化。
3.2 潜在危害
除以上所述的白色污染外，白色污染依然有着非常多的潜在危害。以下针对其所具有的潜在危害进行全面的研究。
（1）塑料袋、一次性饭盒造成的危害。仅仅是由于“一次性”的运用便会导致非常多资源的浪费。在我们国家，超薄塑料袋的加工材料大都源自于废弃的塑料，此废弃塑料里面或许会包含氯乙烯这一类的毒害物质，若运用了涵盖氯乙烯单体塑料品来盛装食物，能够引起手指、手腕浮肿的问题，或许还会造成肝损伤，在一定程度上危及到了人们的身体健康。
（2）土壤恶化加剧，对农作物的生长造成影响。当前人们所大量运用的塑料品均是无法降解的，其加工工艺即使非常的简单、便于操作，然而其在运用之后的处理是非常困难的。由于自然界里面所具有的微生物仅仅可以对分子量低于2000的物质实施分解与运用，但是塑料品的分子量均超出了2万，若微生物可以对其实施分解，其分解所需要的时间为200年。所以，若将塑料品扔在农田里面，是难以在较短的时间范围内被微生物所分解运用的，然而遗存在田间的塑料品不但会对土壤的气密性造成影响，同时还会限制农作物对于水分、阳光的吸收与运用，进而对农作物的生长造成影响。
（3）塑料填埋对于环境造成的影响。当前，填埋处理依然是我们国家处理城市生活垃圾最为主要的形式。因为塑料膜的体积较大、密度相对较小，其可以非常快的填满场地，削弱了填埋场地对于其它来及处理的效率；同时，填埋之后的场地因为地基非常的松软，垃圾里面所涵盖的病毒与细菌等其它有害物质非常容易渗透至地下，对地下水造成污染。
4 白色污染的防治Σ
4.1 完善相关法律法规
在1980年之后，伴随联合国《二十一世纪议程》与《环境宣言》的出台。我们国家在1989年出台了《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》等其它法律条文，针对固体废弃物所造成污染的防治进行了相应的规定与应对对策。在1996年的时候，中国出台了《中华人民共和国固体废弃物处理法》，其间明确制定了对于固体废弃物的防治全面遵守“无害化、减量化以及资源化”的准则，针对地膜、一次性塑料品的运用同样进行了相应的规定。在2008年6月1日明确指出，在全国所有的超市禁止运用一次性塑料品。将塑料袋的免费使用改为“有偿”使用。针对生产一次性塑料品的企业征收塑料袋治污与生产税费，同时明确限制了塑料袋的运用范畴。然而最为主要的便是增强市场监管，对于违背制度的人员严格惩处。唯有这样，“白色污染”的防治才可以收获较好的成效。
4.2 增强宣传教育
增强环境保护意识的宣传教育，在社会层面产生一个相对较好的环保氛围，是防治白色污染的重要基础。增强宣传教育，全面发挥广播、电视以及网络等其它媒体所具备的教育作用。融合图片、构建志愿团队等，以使人们能够有不运用塑料袋的观念，能够达到不随意扔垃圾、对生活垃圾实施区分等。
4.3 大力发展科技
高度关注“白色污染”防治的研究与技术创新，研发能够降解的塑料。可降解塑料具备与一般塑料完全相同的运用功能，然而在运用被丢弃之后，其化学架构能够在一些环境下出现改变，使得高分子分解为分子量相对较小的分子，最终被自然所同化。在塑料品的制造环节融入相应数量的添加剂，使得塑料品的平稳性不断降低，非常容易在自然环境里面成功降解。可降解的塑料主要有以下三种：双降解塑料、光降解塑料以及生物降解塑料。我们国家全新塑料的研发同样有了较大的发展，正在研发以秸杆纤维、淀粉以及天然草浆等其它原料所制作成的“绿色”取代品。
4.4 确定合理的经济政策
我们国家所具备的全面运用优惠制度无法促使塑料废弃物的回收运用领域产生相对较好的市场体制。为了能够不增多政府部门的负担，并且完全遵循“污染者付费”的准则，需要造成废弃品的企业自身进行回收运用，无法回收运用的公司又或是个人需要上缴相应的回收处理费用，又或是关停整顿，直到将其调控在所规定的范畴内，能够极大的降低白色污染。这样的做法在国外已经普及，然而我们国家当前依然不具备类似的经济政策。
5 结语
“白色污染”不单单是技术层面的问题，同时还是社会层面的问题，需要循序渐进。在全球环境趋于一体化的背景之下，非常多的发达国家与民间组织均允诺在环境保护层面向发展中的国家提供技术与资金的支持，我们需要以积极进去的态度，引入资金与最先进的技术，推动“白色污染”的防治。
参考文献：
微塑料污染研究范文5
关键词：微生物；石油；复合污染
1 引言
石油号称“工业的血液”，是重要的工业原料， 同时又是燃料与能源。随着工业化的不断发展，全球石油用量不断增加，使得开采面积不断扩大。目前每年世界石油的总产量近30亿t，由于意外事故或管理不当，在开采、运输、贮藏、加工过程中，约有近800万t石油污染物进入环境，其中大部分污染物进入到土壤中[1]。土壤石油污染已经成为一个全球性的、突出的环境问题。我国目前每年有近60万t石油污染物进入环境，有近10万t石油污染土壤有待解决[2]。东北、华北、华南、华东、西北不同地理位置和气候特征的油田区土壤均受到了不同程度的石油污染，含油率最高可达到23%[3]。而大庆、辽河等油田的重污染区的土壤表层（0～20cm）的含油量更是高达30%～50%[4]。土壤石油污染问题已经成为我国可持续发展所面临的重要问题。
在钻井废弃物的毒性检测工作中，一些常见的具有危害性的金属几乎全部检到了踪迹，如Zn、Pb、Cu、Cd、Ni、Hg、As、Ba、Cr等。叶雅文认为，这些金属元素可能是伴随开采过程中钻井液添加剂、基础添加材料（如低品质的重晶石）进入体系的，也可能是随钻屑由地层中携带出来的。大多数重金属的致毒浓度均较低，如Cd的致毒浓度为0.2μg/L，而油田废水中Cd的平均含量可达到2.7μg/L[5]。因此，石油-重金属复合污染问题亟待解决。
石油污染土壤的修复方法主要有物理、化学、生物和综合修复方法，而生物修复方法费用低、对环境影响小、无二次污染、不破坏土壤环境，因此采用生物方法来修复石油污染土壤。土壤微生物修复是利用土壤中微生物的代谢作用将土壤中有害的污染物降解为无害物质的过程。土壤微生物修复技术是利用土壤中原有的土著微生物或者向土壤中投加的已经驯化好的微生物，并在原有的土壤生态环境中添加适当的营养物质，分解和转化有机污染物，加快修复污染土壤。
本文以山东省黄河三角洲孤岛油区石油污染土壤为研究对象，通过测定不同时期的土壤脱氢酶活性、微生物生物量碳、石油烃浓度及降解率来研究微生物在石油-重金属复合污染土壤修复过程中的作用，对石油-重金属复合污染土壤的修复，具有重要理论作用和实践意义。
2 材料与方法
2.1 材料
供试土壤：采自山东省东营市孤岛油区典型的石油-重金属复合污染的耕层土壤（0～20cm），经风干磨细过20目筛备用。
供试仪器：电子天平、紫外-可见分光光度计、干燥器、真空泵、振荡器、离心机、恒温加热消煮炉、超声波器。
供试试剂：实验所用试剂均为分析纯。
供试菌种：来自山东省科学院前期研究所筛选出的石油降解菌。
2.2 研究方法
称取0.5kg过20目筛的风干土于塑料钵中，选择2种重金属（Cd、Ni），设 Cd浓度为 0、2.5、5、10、15、20 mg/kg，设Ni 浓度为0、25、50、100、150、200mg/kg ，配置模拟污染土，每种处理设对照组和实验组，每组重复3次，在室内培养60d，重金属在土壤中的各形态分配达平衡后备用。
将石油烃溶解后加入土壤并充分混合，施加石油烃浓度达到2000mg/kg，实验组施加40mg/kg的石油降解菌剂，对照组不施加，混匀后装盆，共66盆，并保持土壤水分在田间持水量的60%～70%，以备测定。
分别测定土壤在7d、15d、30d、45d、60d的脱氢酶活性、微生物量碳、石油烃含量来研究微生物在石油-重金属复合污染土壤修复过程中的作用。
2.3 分析方法
2.3.1 脱氢酶活性的测定
采用TTC（氯化三苯基四氮唑）分光光度法[6]。
（1）绘制标准曲线。配置溶液浓度分别为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mg/mL的TTC标准溶液，取8支具塞比色管，分别依次加入2mLTris-HCl缓冲溶液（pH=7.6）、2mL去离子水和0.4mL不同浓度的TTC标准溶液。然后分别加入2mL的50mg/mL的Na2S溶液，振荡摇匀。反应20min，待充分显色后，加入5mL甲苯，振荡萃取微红色的TPF，过滤后上清液于485nm处测定吸光度值。以TPF的浓度为横坐标，以吸光度A值为纵坐标绘制标准曲线。
（2）土样测定。分别取5g新鲜土壤样品于塑料瓶中，每个塑料瓶加入2mL 1%TTC溶液，2mLTris-HCl缓冲溶液（pH=7.6），2mL 1%葡萄糖，充分混匀。置于37℃恒温箱中避光培养20h。培养结束后，加入5mL甲苯，剧烈震荡1min，后静置5min，再振荡30s，然后静置5min。将塑料瓶中的物质经0.45微米有机滤膜过滤到比色管中，并用少量的甲苯洗涤塑料瓶2～3次，定容到25mL，于485nm下测定吸光度值A，以每克干土每小时生成的TPF为脱氢酶的一个活性单位。
（3）计算公式：
脱氢酶活性（μg/（mL·h·g））=CTPF/（20·W）。
CTPF为TPF的浓度（μg/mL），W为烘干土质量（g）。
2.3.2 微生物生物量碳的测定
采用熏蒸提取-容量分析法。
（1）熏蒸。称取10g新鲜土壤三份，置于50mL小烧杯中，放于真空干燥器内，并放置盛有去乙醇氯仿（约2/3烧杯）的小烧杯2只，烧杯内放入少量沸石，同时放入一小烧杯稀NaOH溶液以吸收熏蒸期间释放的CO2，干燥器底部加入少量的水以保持湿度。连接真空泵，将真空度控制在-0.07MPa以下，使氯仿剧烈沸腾3～5min，关闭真空干燥器阀门，在25℃暗室放置24h。熏蒸结束后，取出氯仿和NaOH溶液的烧杯，清洁干燥器，反复抽真空（-0.07MPa；5～6次，每次3min），直到土壤无氯仿味为止。熏蒸的同时，另称取等量的土壤3份，置于另一干燥器中但不熏蒸，作为对照土壤。
（2）提取。将熏蒸土壤转移到100mL塑料瓶中，加入40mL 0.5mol/L的K2SO4溶液，振荡30min，用中速定量滤纸过滤到塑料瓶中，同时向对照土壤中直接加入40mL 0.5mol/L的K2SO4溶液提取，并作无土壤空白。
（3）测定。吸取10mL上述土壤提取液于消化管中，准确加入10mL 0.018mol/L K2Cr2O7-12mol/L H2SO4溶液，再加入少量的沸石，混匀后置于恒温加热消煮炉中，于175℃煮沸10min，冷却后转移到100mL锥形瓶中，用去离子水洗涤消化管3～5次，使溶液体积约为50mL，加入一滴邻菲罗啉指示剂，用0.05mol/L FeSO4标准溶液滴定，溶液颜色由橙黄色变为蓝绿色，再变为棕红色为滴定终点。
（4）计算公式：
有机碳量（mg/kg）=12/（4·W）·1000·M·（V0-V）·f
M为FeSO4溶液浓度（mol/L）；V0为空白消耗的FeSO4溶液体积（mL）；V为样品消耗的FeSO4溶液体积（mL）；f为稀释倍数；w为烘干土质量（g）。
土壤微生物生物量碳：
BC=Ec/kEC
Ec为熏蒸与未熏蒸土壤的差值；kEC为换算系数；取值为0.38。
2.3.3 石油烃含量的测定
采用超声提取-紫外分光光度法[7]。
（1）标准曲线绘制。取0.1g标准油，用CCl4稀释定容于100mL容量瓶中，制成1mg/mL的石油标准使用液，取8支25mL容量瓶，分别取0、1、2、3、4、5、6、7mL石油标准使用液，用CCl4定容，于260nm处测定吸光度，以石油烃浓度为横坐标，以吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。
（2）土样测定。精确称取干燥试样10.00g于50mL离心管中，加人10mL四氯化碳，置于超声波器水浴中超声提取15min，静止过滤到25mL比色管中，再用10mL四氯化碳重复一遍上述操作，再用四氯化碳定容到25mL，在波长260nm处测定吸光度值。
（3）计算公式：
石油烃含量（mg/g）=C石油烃·25/W
C石油烃为石油烃浓度（mg/mL）；W为烘干土质量（g）。
3 结果与讨论
微塑料污染研究范文6
农业污染是因各种农业生产活动所造成的污染，主要包括化肥污染、农药污染、农业废弃物污染等。
一、化肥污染防治
化肥污染，一是因为化肥本身含有有害物凰二是过多地、单一地施用某一种化肥，使土壤理化性质劣变，土壤微生物活动受到不良影响。化肥的过量施用，已对水质、水生生态系统、大气环境等产生了极大的危害，甚至还会造成地下水的硝酸盐和亚硝酸的污染。因此，农业中的化肥污染切不可低估，应采用适宜的绿色技术尽早防治。
1 科学施用化肥
提高化肥利用率，减少化肥环境损失，是化肥使用过程中防治环境污染的根本原则。要防治化肥对环境的不良影响，既要制定合理的施肥量，讲究科学的施肥方法又要严格执行化肥的使用规程，消灭化肥的不合理施用，控制其在环境中的积累。
2 配施有机肥
有机肥具有任何一种化肥所不能替代的优越性，第一，有机肥是“完全肥料”，有机质是作物全营养元素的重要来源，第二，有机质能促进土壤有益微生物的活动，微生物利用土壤作“粮食”，把有机质中作物不能吸收的部分转变成作物可利用的物质，以满足农作物生长的需要。其中固氮微生物还能将大气中的氮固定下来，供作物吸收利用；第三，有机质有助于土壤团粒结构的形成，提高土壤保水、保肥和缓冲能力。另外，根据土壤种类、作物品种等的需求，宜配施适量中微量元素肥料，以提高作物产量和产品品质。
3 利用垃圾堆肥
据报道，我国当前城市生活垃圾的人均日产量为0.6～0.9 kg，随着城市的不断扩大，随之出现了严重的城市垃圾问题，如果这些城市垃圾得不到妥善处理，就会对大气、土壤、水体造成严重污染。城市垃圾的消纳处理直接关系到城市的形象、居民的身心健康、社会经济的可持续发展，是世界各国普遍关注的热点课题之一。
实际上，垃圾是一种“放错了地方的原料”、“叫错了名称的资源”，若能对垃圾中的资源进行分类回收、处理，则可实现垃圾的无害化、资源化。
据统计，1998年我国城市年产生垃圾约1.4×109t，且总量以每年8％～10％的速度增长，估计到2010年将达到2.5×109t；此外还有大、中型畜禽场年产粪便超过千万吨，这些都是重要的大宗有机肥源，经过加工处理可生产出高质量的有机肥料――垃圾堆肥和垃圾复合肥，具有积极的社会效益和经济效益。
4 发展植物肥料
豆科作物具有固氮基因，能有效利用空气中的氮素合成氮肥，为植物提供营养。因此发展豆科绿肥作物是缓解化肥短缺，提高土壤肥力的一大措施。应充分利用休闲田或空白地及间套混播等方式，种植与当地耕作制度相应的经济绿肥植物，确保绿肥稳定发展。
农业生产每年丢弃的废秸秆数量多、来源广，是一种可就地利用的优质有机肥源。因地制宜，采用多途径推广秸秆还田是缓解有机肥源及钾肥资源不足的有效措施。如实行秸秆覆盖、秸秆耕翻还田、秸秆过腹还田、秸秆沼气发酵及快速堆沤技术加速秸秆转化等技术，使农业废弃物在自身循环的过程中获得充分利用。
5 应用微生枷肥
在土壤地表下30～40 cm的土层里，有一个庞大的微生物群落，它具有“天然肥料厂”的功能。如土壤微生物中的根瘤菌、磷细菌、硅酸盐细菌等，能分别通过其独特的功能，为植物提供氮肥、磷肥和钾肥。资料表明，1 hm2土地在1年中根瘤菌所产生的氮素有150～225 kg，相当于1500～1800 kg硫酸铵的含氮量。微生物中有一种磷细菌，能分解一些含磷有机物，使磷变成可溶性磷，为植物提供可利用的磷肥。钾肥则可由硅酸盐细菌来提供，因为硅酸盐细菌能把含钾丰富的石块“咬烂”，使钾从石块中分解出来，溶解于水中，供植物吸收利用。
6 利用生化技术
随着科学技术的发展及遗传工程的应用，基因工程领域正在研究把豆科作物的固氮基因移植到非固氮的禾本科作物上。目前在改良根瘤菌的固氮能力和提高固氮菌系的结瘤能力方面已取得了较大的进展。如能在水稻、小麦、玉米等禾本科作物的根上也长出根瘤，便能有效地利用空气中的氮素，从而无需施用大量肥料就能获得稳产高产。
此外，分子生物技术也可以改良植物根际的其他共生或非共生微生物，以促进共生微生物的营养吸收或非共生微生物的营养循环，从而提高作物的营养利用率。
7 推广缓控释肥
在粮食增产众多因素中，如种、肥、药、械等，化肥的作用达40％～50％。化肥已成为我国农业生产中粮食作物稳产高产的重要生产资料之一。
被称为21世纪新型肥料的缓控释肥，是节本增效型肥料、品质提升型肥料、资源节约型肥料和环境友好型肥料。缓控释肥作为一种环保型的高新技术产品，具有提高化肥利用率、降低化肥使用量、减少施肥次数、节省劳动力、减轻环境污染、提高农产品品质等诸多优点，是科学施肥技术的载体和肥料发展的一个重要方向。
研究开发缓控释肥已引起了国家有关部门的高度重视，列入了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006～2020年)》，成为国家未来15年科技发展的优先主题。
二、农药污染防治
农药污染系指由农药本身及其代谢产物给生物和整个环境所造成的污染。农药是人类主动投放到环境之中的一类有毒的化学物质，从20世纪40年代初开始，有机合成农药开始在农业生产中大规模推广应用。目前，全世界使用的农药主要品种已有300多种，每年使用的农药量已超过300万t。农药应用范围也在日益扩大，从开始的植物病虫害防治，扩展到了除草、植物生长调节等诸多领域。
农药对大气、土壤、水体的污染，对环境质量的影响十分严重。农药污染的生态效应十分深远，对生物多样性的影响尤为严重；农药对人体健康也已造成危害，如“三致”(致畸、致癌、致突变)作用、生殖功能受损等。据报道，美国农药污染造成的经济损失，每年高达百亿美元。在农业生产中，如果对农药使用不当或者长期大量使用，必将污染环境和农产品，对人类健康、生物安全、生态平衡等，都产生十分不利的影响。因此，采用绿色技术防治农药污染，是实现农业可持续发展的重要措施之一。
1 合理使用现有农药
首先搞好植物病虫害的预报工作，合理调配农药，改进农药性能，改善施用方法，使用药及时适量，以
充分发挥药效和减少环境污染。其次是混合和交替使用不同的农药，以防止产生抗药性并保护好害虫的天敌。再次是对常用的化学农药，特别是高残留、毒性大的农药应严格控制其使用范围、使用量和使用次数等，这既可以达到有效防治作物的病、虫、草害之目的，又可以减少农药对土壤及农产品的污染。
2 开发高效低毒农药
为了取代剧毒、高残留的现有农药，以减少农药对环境的污染，绿色化学化工的任务是着力开发在环境及生物体内易降解、对自然生态系统不产生破坏作用的一类新农药，目前发展的拟除虫菊酯类农药、氨基甲酸酯类农药属于较为理想的新农药。
3 研究开发生物农药
由于化学农药污染严重，世界各国十分重视生物农药的研究和开发，因此，农作物保护的发展趋势是从化学农药防治向生物农药防治转化。生物农药是利用生物体本身或由生物体产生的生理活性物质，作为杀虫剂、杀菌剂、除草剂，对特定的病、虫、草害产生作用的安全性高的一类新农药。
4 研究开发物理农药
研究开发作用机理完全不同于化学农药的另一类全新农药――物理农药，是绿色化学化工的新热点。最近美国推出了一种新型的物理杀虫剂，它是通过药剂的物理性质对害虫进行杀灭，而对人畜没有毒性。该杀虫剂为纯天然物质，是以硅藻土类为原料而制成的极细的粉末产品。此微细粒子进入虫体后，主要通过两个途径损害虫体：一方面是虫体表面被破坏，体液易蒸发，此物理杀虫剂微粒能吸收3倍于自身质量的水分，只要失去10％的体液，昆虫就会死亡；另一方面是物理杀虫剂微粒进入虫体后，会导致昆虫呼吸、消化、生理、运动系统功能紊乱。该产品只对冷血的昆虫和鱼类起作用，而对人畜无害。
这种物理杀虫剂除了用于杀虫之外，因它含有丰富的矿物质和微量元素而可作为动物饲料添加剂，能增强动物骨质结构、提高抗病能力、祛除动物粪便臭味等。
5 培育抗病虫害作物
植物抗病虫害基因工程在国内外受到普遍关注，已成为植物基因工程研究和应用的热点。采用常规育种方法选育抗病虫害作物品种是相当漫长和十分困难的，基因工程技术的发展为培育抗病虫害作物品种提供了新的手段。
利用基因工程手段培育抗病虫害作物品种，除了可利用存在于植物中的抗病虫害基因之外，还可以利用某些动物、微生物中的抗性基因，将其重组到植物染色体上，并使之在植物体内特定地遗传及表达，从而产生抗病虫害性状，开辟了植物抗病虫害作物育种的新时代。
6 综合防治病虫草害
实践证明，单纯依靠某一种方法不但不能解决植物保护问题，而且还会污染环境和污染农产品。因此，在防治作物的病虫草害时，需要研究新的杀虫途径，采取综合防治的方法，联合或者交替使用化学防治(化学农药)、生物防治(生物农药)、物理防治(如灯光诱杀、放射不孕、物理杀虫剂等)、农业防治(如培育抗病虫害作物品种、加强植物检疫、提高栽培管理技术、改进耕作制度等)。
三、废弃物污染防治
农业废弃物污染主要是指塑料农膜残留所导致的污染，以及秸秆、壳秕、牧场畜类垫草等所造成的污染。
塑料在农业生产上有着广泛的应用，但是，大量塑料残留在农田、林区和水体中，不断积累，逐渐形成阻隔层，造成“白色污染”，影响作物根系对水肥的吸收，影响生物和微生物的生长发育，从而制约农业的发展。由于废农膜极难自行分解，滞留于田间地头很不利于耕作，农膜残片对土壤的容重、含水量、孔隙度、透气性、透水性等都有显著的影响，残片越大影响越大，废农膜残片还破坏土壤结构而使土壤保水保肥能力下降，妨碍作物根系生长和土壤中水分、空气、营养元素的正常分布运行。据来自湖南的调查表明，使用地膜1年的地块，每公顷残留地膜片约为32.55 kg，使作物减产6.43％，连续使用5年地膜的地块，每公顷残留废膜325.35 kg，使作物减产24.70％。此外，农村以往焚烧秸秆等农副产品，既造成资源浪费，又造成环境污染。因此，采用绿色技术开发应用可降解塑料，大力推广秸秆等农副产品的综合利用，是防治农业废弃物污染的有效措施。
1 开发可降解塑料
目前国内外出现了多种生物可降解塑料，在众多生物可降解塑料中，采用微生物发酵法生产的聚-β-羟基烷酸(简称PHAs)，成了当前关注的热点，其中聚-β-羟基丁酸(简称PHB)、3-羟基丁酸与3-羟基戊酸的共聚物(简称PHVB)等是研究和应用最为广泛的两种。
一般的合成塑料完全降解大约需要100年左右，而PHAs制成塑料在自然界中则仅需9个月即可完全降解。在自然界中，能降解PHB的微生物很多，包括细菌、霉菌、放线菌等。目前，已利用基因工程手段将PHB胞外降解酶基因进行克隆表达，随着对PHB降解机制的进一步研究，不久将能开发出高效可降解PHB的微生物制剂，并应用于垃圾处理厂和使用于农膜的农田中，将获得显著的经济效益和环境效益。
2 秸秆的资源化利用
我国的秸秆资源非常丰富，来源广泛，包括麦秆、稻秆、玉米秆、土豆秧、红薯藤、无毒野草以及青绿水生植物等，每年农作物的秸秆产量约5亿t。
目前，秸秆利用的主要方式是秸秆还田，我国大部分地区把秸秆直接还田，发达国家也采用直接还田的方式，英国、美国的秸秆还田量占总量的65％以上。
秸秆的另一利用途径是生产秸秆饲料，我国目前用作饲料的秸秆约占总量的1/3，用秸秆加工饲料可采用氨碱处理法、复合处理法、微生物发酵法等几种方法。其中微生物发酵法加工的饲料质量较好，这是由于高效复合菌的作用，使木质纤维类物质大幅度降解，同时高效复合菌分泌大量的酶及一些生物活性物质，提高了牛、羊胃中微生物纤维素酶和解脂酶的活性，因此使麦秸饲料干物质的体内消化率比一般麦秸饲料提高20％以上，粗纤维体内消化率提高40％以上，有机物体内消化率提高30％左右。
3 植物纤维水解利用
植物纤维是一种可再生的数量巨大的潜在资源，目前世界各国对这一潜在资源的利用大约只占地球上植物纤维总量的0.5％。常见的农业植物纤维资源有麦草、稻草、稻壳、玉米秆、高粱秆、花生壳、棉籽壳等。
20世纪60年代以来，纤维素和半纤维素生产酒精的研究取得了重大突破，纤维素和半纤维素已成为最有潜力的酒精生产原料。
目前对纤维素酶合成的遗传调控和酶催化的分子机制的研究已取得较大进展，可望通过遗传工程，提高一些微生物的纤维素酶与半纤维素酶的生产能力，从而将这些微生物应用于农作物纤维废物的生物水解处理与利用。将纤维素完全水解
成葡萄糖的难度很大，目前应用的纤维素酶只有部分降解功能。因此，遗传工程中的一个重要课题是利用基因技术对纤维素酶进行改良，以实现纤维素完全水解成葡萄糖，一旦取得成功，这将使植物纤维废弃物变废为宝，其意义将是划时代的。
4 生产单细胞蛋白
1967年在美国麻省理工大学召开了第一次世界SCP(单细胞蛋白)会议，确认了开发SCP是解决粮食饲料问题的重要途径之一。会后20多年，SCP的研究得到了飞速发展，并成为一门新兴产业。
单细胞蛋白简称SCP，是指通过培养单细胞生物而获得的菌体蛋白。用于生产SCP的单细胞生物有微型藻类、酵母菌类、真菌等，这些单细胞生物可利用各种基质，如碳水化合物、碳氢化合物、石油副产物、氢气及有机废水等，在适当条件下生产单细胞蛋白。
菌体中蛋白质的含量随所采用的菌种类别及培养基质而异，一般单细胞蛋白质的含量高达40％～80％。
生产单细胞蛋白的原料来源十分广泛，农村的农业废弃物是一类数量很大、而且是可以再生的资源，如秸秆、壳秕、牧场畜类垫草等都是很廉价的原料，这同时也解决了农业废弃物对环境污染的问题。
四、发展生态农业
