Page 67 - 《环境工程技术学报》2022年第5期

第 5 期 李卫平等：生物磁效应在环境污染治理与修复中的应用 · 1423 ·

生长的细菌用来降解有机物，有机物分解产生的 菌 10 min，其过氧化氢酶（CAT）活性增幅最大；100
CO 和废水中丰富的氮、磷等营养物质可以作为微 m 时处理根瘤 菌 10 min， 其 SO D 活性增幅最大。
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藻生长的原料，进而合成生物质所需的细胞材料。 张传进等 [67 ] 研究不同磁处理方式对豌豆根际土壤生
已有研究发现，在微藻培育过程中磁场引入可促进 物学性状的影响，发 现 200 m 磁场 加 5 磁化铁粉
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小球藻生长，提高脂质含量 [51-53] ，同时微藻的产氧能 可显著提高豌豆根际土壤中的微生物数量、细菌多
力也有明显提高 [54] 。Deamic 等 [55 ] 研究发现，60 mT 样性和酶活性。微生物可吸附土壤中的重金属并将
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磁场能提高螺旋藻的生物量，同时增加蛋白质、碳水 其转化为低毒形态，从而降低重金属污染程度 。
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化合物的含量；T 等 [54 ] 发现，静磁场对细菌-藻类共 如 Q 等 在研究重组微生物对土壤进行生物修复
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生系统中藻类的生长和产氧有促进作用，适当的磁 时得出，弱磁场可以促进污染土壤 中 Cr（Ⅵ）的解吸和
场强度（100 mT）可以降低曝气对城市污水中有机物 G 株（Geotrichum sp.）的生长，但 对 B 株（Bacillus sp.）
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降解所需要的能量消耗。Swaminatha 等 [56 ] 研究发 有抑制作用。目前，磁处理技术在土壤修复中的应
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现，脉冲磁场在提高染料工业废水中微藻产量的同 用报道较少，利用磁场诱导微生物重组进行生物修
时，显著降低了废水 中 BOD 、CO 以及硝酸盐等污 复的研究还有待深入探索。
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染物浓度。Sha 等 [57 ] 研究表明，磁场不仅提高了螺 2.2.2 对植物修复重金属污染土壤的影响
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旋藻产量，同时提高了微藻去除重金属离 子 Cd 2+ 植物修复被认为是一种应用前景广、潜力大的
的效率。席婷婷 [58 ] 研究发现，27 号斜生栅藻 在 100 土壤重金属修复技术 [69] ，主要通过植物体的吸附、吸
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m 磁场下处 理 0.5 可提高产氧 量 15 % 以上，在 收、分解、转化、挥发以及根际过滤等作用来容纳、
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200～500 m 强磁场下其生长则会受到抑制， 而 9 号 固定、转移或转化土壤中的重金属，最终通过收割植
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蛋白核小球藻在不同磁场强度作用下生物量和产氧 物实现土壤中重金属不同程度的去除。研究表明，
量都有所提高。 外加磁场可通过光合作用刺激植物生长和发育，改
磁场不仅可以用于提高微藻活性，也可与其他 变植物系统在细胞膜水平上的静电平衡 [70 ] 和植物器
废水处理工艺相结合。如通过在厌氧氨氧化工艺进 官的生化平衡 [71] ，有效促进重金属从地下部向地上
水口施加磁场，可使其脱氮率提 高 30%，且工艺的启 部的转移，提高植物对重金属的吸附能力。Ji 等 [72]
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动时间缩短 约 1/4 [59] 。Wan 等 [20 ] 通过外加静磁场 用不同强度和方向的静磁场处理拟南芥幼苗，发现
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（48 mT）来加速活性污泥转化为好氧颗粒，结果表明 静磁场能刺激细胞数量的增加，显著促使植物根系
外加磁场使活性污泥积累了铁化合物，改善了颗粒 的生长。Bula 等 [73 ] 运用强度 为 6 与 120 m 交变
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的沉降性，刺激 了 EP 的分泌，将制粒时间 从 41 d 电磁场（50 Hz）对白芥子种子进 行 1 mi 预处理后，
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减 至 25 d，同时磁场促进了亚硝酸盐氧化细菌的生 白芥子种子芽中 的 C 含量分别高于对照 组 73 % 和
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长和活性。综上所述，磁场处理具有处理效率高、无 78%，电磁场预处理显著增加 了 C 在地上部的积
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二次污染、能耗低等优点，将磁场用于废水处理时对 累。Lu 等 [74 ] 通过添加磁场提高了高羊茅 对 C 的
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增强微生物活性，缩短启动时间，提高生物降解和污 修复效率，植物枯死叶吸收 C 含量增加 23.6%。
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染物去除性能等具有良好效果。 Lu 等 [75 ] 发现磁场也可以提高天蓝遏蓝菜 对 Cd、
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2.2 在土壤环境治理的应用 Z 的富集，强化蒸腾速率，产生较强水势梯度驱动重
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2.2.1 对土壤微生物的影响 金属离子向上运输，从而抑制了 Pb、C 的淋溶。
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外加磁场能够影响土壤理化性质、土壤微生物 Lu 等 [76 ] 的研究还发现，植物蓝桉播种前经静磁场
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数量及微生物群落结构。适宜的磁场能够降低土壤 处理后植物中的金属浓度显著升高，并且在修复过
ζ 电位、比表面积及土壤膨胀量等物理性状，增强土 程中可以有效截留降雨模拟试验产生的渗滤液。磁
壤微团聚化作用，从而改善土壤肥力水平 [60] 。土壤 场 可 以 改 变 植 物 细 胞 中 某 些 抗 氧 化 酶 活 性 ，如
微团聚体的增加可显著提高土壤微生物数量及其酶 CAT、SOD、过氧化物酶（POD）等。 如 Bhardwa 等 [77]
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活性 [61] ，优良的土壤营养水平有利于土壤微生物 研究发现，黄瓜种子暴露于静磁场时，SO D 活性提
的繁殖 [62] 。土壤微生物可分泌具有催化活性的物 高 8%，CA 活性提 高 83%。重金属进入植物体内
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质——土壤酶 [63] ，其活性受微生物数量和种类影响 会在细胞膜上诱导积累大量自由基导致脂质过氧
较大 。依艳丽等 [65 ] 发现，500 m 磁场处理棕 壤 10 化，造成植物酶活性改变 [78] ，经磁场处理可以克服有
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mi 可有效抑制脲酶活性，抑制时间长 达 42 d。李晓 害的环境因素。Çeli 等 [79 ] 研究发现，经磁场处理后
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忱等 [66 ] 研究发现，磁场强度 为 300 m 时处理根瘤 植物防御系统中的 SO D 和 CA 活性功能增强。
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