■土壤污染和土壤生物修复
1．土壤污染及其后果
• 来源：废水（农田灌溉和土地处理）、固体 废弃物、油库泄漏或农药的使用等。
• 污染物质：农药、石油类、氨、重金属等。
• 易降解的污染物在土壤中会被逐渐分解，而 难降解物质和重金属等会在土壤中停留和积 累，甚至进入地下水中。
Municipal water well
▲污染土壤微生物生态
• 土地是天然的生物处理厂，可用土地法处理废水， 生活污水和易被微生物降解的工业废水经土地处 理后得到净化。
• 进行土壤灌溉时，要十分小心，要注意：
• （1）要根据物质和植物的特点，合理灌溉；
• （2）不能超过自净容量；
• （3）不能用含有有毒或难以降解物质的污水。这 是因为这些物质会在生物体内积累、富集，最终 会影响到人类自己。
Ocean
Fresh water
sept ic t ank leakage
Saline W at er
Lateral int rusion of saline water
Inf iltrat ion of pest icides and f ertilizers from
f armlands
Brine leakage f rom rupt ured well casing
G-为0.5~0.6 Mpa。所以，土壤是等渗或低渗溶液，有利于微生物吸收水份和 营养。
• 4．氧气和水 • 土壤具有团粒结构，有孔隙，可以通气和保持水分。土壤中氧气的含量要
少于空气中，一般为7~8%。 • 5．温度 • 土壤具有较强的保温性，其变化幅度要小于空气。 • 6．保护层 • 表面几毫米厚的土壤，可以使下面的微生物免受紫外线的直接照射。
Confining Unit
Abandoned oil well
Municipal landfill
Accident al f uel spill
pond
W at er table
Leaking petroleum
t ank
Leakage from hazardoushallow well
• 群落：生活在同一特定空间共建或区域的所有生 物种群的集合体，是生态系统的组成单位。
• 生物圈：生态系统组成生物圈。
▲生态平衡
生态系统能通过自行调节的能力恢复到原 来的稳定状态——生态平衡。 ▲生态系统的分类
第二节 土壤微生物生态
• 一、土壤的生态条件
• 1．营养 • 土壤内有大量的有机和无机物质（动植物的残体、分泌物、排泄物等） • 2．pH • 3.5~8.5，多为5.5~8.5；适合于大多数微生物的生长繁殖。 • 3．渗透压 • 土壤内通常为0.3~0.6MPa，而在微生物（细菌）体内，G+为2.0~2.5 MPa，
生态系统=生物群落+环境条件
生态系统组成、结构和功能
生态系统的基本功能单位
• 生物生产 • 能量流动 • 物质循环 • 信息传递
生态系统中的几个名词
• 个体：指某一具体的生物单个个体，具有生长、 发育、繁殖和死亡的过程，是组成种群的单位。
• 种群：是生活在同一特定空间的同一生物种的所 有个体的集合，是生物群落的组成单位。
Alcaligenes Bacillus Cellulomonas Corynebacterium Micrococcus Pseudomonas
■土壤自净和污染土壤微生物生态 ▲土壤自净 • 1．土壤自净 • 土壤对进入其中的一定负荷的有机物或有机污染
物具有吸附和生物降解能力，通过各种物理、生 化过程自动分解污染物使土壤恢复到原有水平的 净化过程，称土壤自净。 • 土壤自净是有一定限度的，即自净容量。如果超 过这个容量，就会造成土壤污染。土壤自净能力 的大小取决于土壤中微生物的种类、数量和活性； 取决于土壤结构、通气状况等理化性质。土壤有 团粒结构，并栖息着极为丰富、种类繁多的微生 物群落，这使土壤具有强烈的吸附、过滤和生物 降解作用。
Bacteria
108
160
Fungi
105
200
Actinomycetes
105 - 106
160
Algae
104 - 105
32
Protozoa
104
38
Main types of soil microorganisms
Agrobacterium Arthrobacter Caulobacter Clostridium Flavobacterium Mycobacterium Staphylcoccus
• 综合以上各方面，所以说，土壤具备了微生物所需要的营 养和各种环境条件，是微生物良好的天然培养基。
• 微生物在土壤中的种类、数量和分布
1.数量和种类 在肥土中，微生物数在几亿~几十亿个/克；在贫瘠土中为几百 万~几千万个/克。 从种类上看，以细菌最多，达70~90%，其次为放线菌、真菌， 以及藻类、原生动物和微型后生动物等。 从生物量上来看，放线菌的量几乎可以与细菌相等。 2.分布 水平分布——不同类型的土壤中所含微生物不同 垂直分布——同一土壤的不同深度，微生物的分布不同
Confining Unit
Deep Aquif er
• 土壤污染的后果： （1）改变土壤的性质，破坏土壤生态系统； （2）污染物通过食物链迁移或进入水体，危害
人类健康；
（3）各种病原微生物可能通过各种途径传播。
2．土壤修复
• 土壤生物修复是利用土壤中的天然微生物 或人为加入特定菌株，使土壤中的污染物 质加快降解和转化的速度，使土壤恢复其 天然功能。
Proportion of different soil microorganisms in soil
Microbial number and biomass in cultivated field soil（15 cm）
Microbes Numbers / g
Biomass (g / m3）
第七章 微生物生态
主要内容： 土壤生态系统及其微生物 空气生态系统及其微生物 水体生态系统及其微生物
第一节 生态系统
• 生态系统和生物圈
▲生态系统 是在一定时间和空间范围内由生物（动物、植
物和微生物的个体、种群、群落）与它们的生 境（光、水、土壤、空气及其他生物因子）通 过能量流动和物质循环所组成的一个自然体。