【文献精读】微生物-胞外聚合物-生物炭的相互作用机制及其环境应用

摘要

本综述综合了当前对微生物、胞外聚合物和生物炭之间相互作用及其在环境修复中应用的理解。微生物及其胞外聚合物在生物膜形成、增强微生物对环境胁迫的抵抗力以及促进污染物降解中发挥关键作用。生物炭由生物质热解产生，其多孔结构为微生物提供栖息地，并且是有机污染物的高效吸附剂。微生物-胞外聚合物-生物炭相互作用的协同效应提高了污染物去除能力和土壤肥力。本综述强调了这些相互作用的四种基本机制：（1）粘附与界面过程；（2）庇护与营养物质传递；（3）信号传导；（4）生物调控以及微生物与生物炭的电子转移。将生物炭与微生物系统相结合，在处理重金属和有机污染物以及改善土壤性质方面显示出潜力。然而，综述也指出了知识空白，强调需要进一步研究以阐明生物炭对微生物群落和胞外聚合物的长期影响，并优化这些相互作用在环境可持续发展中的应用。

关键图文

图1. 图文摘要

图2. 微生物-胞外聚合物-生物炭相互作用的可能机制

图3. 微生物-胞外聚合物-生物炭相互作用改善土壤特性的机制

亮点

1.提出了微生物-胞外聚合物-生物炭相互作用的四种基本机制；

2.探讨了强化三者相互作用在环境污染物修复以及土壤改良中的具体应用；

3.总结了三者相互作用在污染物生物修复及土壤改良中的潜在作用机理；

4.强调了目前微生物-胞外聚合物-生物炭相互作用研究的局限性和未来发展方向。

结论

1.生物炭为微生物提供了庇护所和营养，增强了微生物的环境适应性；

2.胞外聚合物在微生物与生物炭之间起到了桥梁作用，促进了电子传递和信号传导；

3.微生物、胞外聚合物和生物炭的协同作用在土壤改良和污染修复中显示出巨大潜力；

4.该综述为理解生物炭和微生物在环境污染治理中的作用提供了新的视角。

作者简介

1.段桂兰（通讯作者），中国科学院生态环境研究中心研究员，主要从事土壤-微生物-植物系统中污染物迁移转化机制、污染及退化，土壤修复技术与材料研发等领域的研究；

2.王海龙（通讯作者），佛山大学环境与化工学院特聘教授，主要从事废弃物处理与资源化、生物炭应用和环境修复研究；

3.米热扎提江·喀由木（第一作者），中国科学院生态环境研究中心博士研究生，主要研究方向为生物炭负载功能菌及环境应用。

文章转载自公众号推文：《BIOCHAR综述 | 微生物-胞外聚合物-生物炭的相互作用机制及其环境应用》by Biochar生物炭

推文原链接：https://mp.weixin.qq.com/s/XmWTwiYHi2kos-nw0h5Ozw

原文献地址：Interactions between microbial extracellular polymeric substances and biochar, and their potential applications: a review | Biochar