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結構生物化學/金屬生物修復

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生物修復是一種利用微生物減少、消除、控制或轉化沉積物、水和空氣中汙染物的技術。用於進行生物修復的微生物稱為生物修復劑。

金屬是所有土壤的重要天然成分,它們在礦物部分中的存在構成了一池潛在的可移動金屬物種,許多是植物和微生物的必需營養物質,也是重要的固體成分,可以對土壤生物地球化學過程產生根本影響;例如:粘土、礦物、鐵和錳氧化物。金屬也存在於有機部分中——通常以結合形式存在——由於有機物質的降解,會發生一些金屬迴圈。水相為金屬轉移和迴圈提供了移動介質,透過土壤和生物體,以及到水生環境。汞、鉛和砷等金屬可能對腎臟有毒,降低智力,並導致虛弱、頭痛、腹部痙攣、腹瀉和貧血。

金屬汙染物的遷移性

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金屬的不可移動性主要是由導致金屬沉澱或化學反應使金屬保持在固相中的反應引起的。化學和物理性質影響土壤和地下水中金屬的遷移性。在酸性條件下(pH 值介於 4.0-8.5 之間),金屬陽離子是可移動的,而陰離子往往會轉化為氧化物礦物。在高 pH 值下,陽離子吸附到礦物表面,金屬陰離子被遷移。鐵、鋁和錳的水合金屬氧化物會影響金屬濃度,因為這些礦物可以去除陽離子和陰離子。

當微生物氧化或還原物種時,這種反應會導致金屬沉澱。汞是可沉澱金屬的一個例子。該過程從汞 (Hg2+) 被還原為硫化汞開始,導致汞轉化為沉澱形式。鉻是另一種可以利用微生物轉化為沉澱形式的金屬。該過程涉及六價鉻 (Cr 6+) 被還原為三價鉻 (Cr 3+),然後可以沉澱為鉻氧化物、硫化物或磷酸鹽。如今,研究正在集中在其他可以發生沉澱過程的金屬和放射性汙染物上。

參考文獻

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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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