土壤重金属污染微生物修复技术简述

土壤重金属污染微生物修复技术简述

文章从土壤重金属污染的现状入手，简要介绍了目前主要的土壤重金属污染修复技术，并对微生物修复技术的优缺点、特征、机理、研究方法及如何提高微生物修复技术的效率等方面进行了综述，为今后的土壤重金属污染微生物修复提供了参考。

标签：土壤；重金属污染；微生物修复技术

引言

随着科学技术的快速发展，重金属产品在社会中得到了广泛的应用，但由于重金属产品使用后的不当处理，导致重金属污染物不断进入环境中，污染物的数量不断累积，对人们赖以生存的环境造成了严重污染。我们常见的重金属污染物主要有镉、铅、汞、镉、钡、银、铜、锌、镍等，这些重金属污染物不仅能在环境中能长时间滞留，而且难于降解、且毒性较大，能不断地通过水、土壤、大气等介质进入动植物体内，再由食物链进入人体，对人体健康造成极大地危害。

1 土壤重金属污染修复的方法

目前，主要的土壤重金属污染修复技术有物理修复、化学修复和生物修复。其中物理修复的方法有客土工程、电修复法、电热修复、热处理法和土壤淋洗法；化学修复的方法有土壤稳定化法、光催化降解法和改良法；生物修复的方法有植物修复、动物修复和微生物修复。

2 微生物修复技术的原理

土壤重金属污染微生物修复技术是利用土壤环境中的微生物（如藻类、细菌、真菌等）对重金属污染物进行吸收、沉淀、氧化和还原等作用，来降低重金属在土壤中的毒性。

3 微生物修复技术的优缺点

3.1 微生物修复技术的优点

对比传统的物理、化学修复技术，运用生物修复技术对重金属污染的土壤进行修复，生成的产物不会破坏植物的生长环境，同时生物修复技术还具有成本低、效率高、不会产生二次污染、操作简单和适用范围广等特点。

对比微生物修复技术和动植物修复技术，微生物具有个体微小、比表面积大、繁殖快、代谢能力强、种类多、分布广、适应性强、容易培养等特点。

3.2 微生物修复技术的局限性

微生物修复技术的局限性主要体现在以下几个方面：（1）微生物在遗传的过程中容易发生变异，稳定性较差，需要多次重复操作才能将土壤中重金属污染物去除干净。（2）微生物对重金属污染物的吸附等作用具有一定的容量限制，也会和土壤中的土著菌株为生存展开激烈竞争。（3）微生物对不同的环境其适应性有很大的差异。

4 微生物修复技术的方法

微生物对土壤重金属污染物活性的影响主要体现在以下几个方面：（1）溶解作用；（2）生物吸附作用；（3）氧化还原作用；（4）菌根真菌与土壤重金属的生物有效性影响。

4.1 微生物对重金属离子的溶解

该方法是指土壤中的微生物能够有效的利用营养和能源，在土壤滤沥过程中通过其自身的各种代谢活动不断产生多种低分子量的有机酸来络合并溶解重金属离子。

4.2 微生物对重金属离子的生物吸附

该方法是指微生物可通过其细胞表面所带的电荷吸附重金属离子，也可以通过微生物来主动吸收重金属离子来获取其生长所需的营养元素，从而不断地将土壤中的重金属离子富集在细胞表面或内部。

4.3 微生物对重金属离子的氧化还原

该方法是指微生物通过氧化还原作用在土壤中能使某些重金属元素的价态发生改变，而呈现出低价离子化合物，从而使土壤中重金属离子的溶解度加大，活性和毒性减低。

4.4 菌根真菌与土壤重金属的生物有效性影响

菌根真菌与植物根系共生作用能促进植物对营养养分的吸收和植物生长。菌根真菌能借助代谢活动产生的有机酸来活化土壤中的重金属离子，并通过离子交换、分泌有机配体、激素等形式来间接作用，促进植物对重金属的吸收。

5 提高微生物修复技术效率的方法

5.1 生物刺激和生物强化

生物刺激法主体是土著菌，通过调节菌的生长环境促进菌在污染土壤中降解能力；生物强化法主体是人为投入有高效降解能力的菌或菌群，菌浓度可认为控制，降解能力强。

5.2 固定化微生物技术

该方法是通过某种载体将微生物固定，从而屏蔽外界不利因素和抑制土著菌与微生物恶性竞争的侵害，为土壤环境中微生物的生长提供了适宜的环境，提高对重金属污染物的降解率。

5.3 微生物-植物联用

该方法是利用微生物和植物的互利作用。植物为微生物提供生存所需要的场所，通过转移氧气使根区的好氧作用能正常进行，而且根部区域产生的分泌物质能不断地刺激微生物的降解作用；同时微生物可将重金属污染物转换成植物可吸收利用的状态，从而不断减低了污染物的毒性。

5.4 电动-微生物联用

该方法是通过将电动修复技术和生物修复技术结合起来，利用电动效应来加速土壤污染环境中重金属污染物和微生物运动，不断地向土壤注入营养物质、活性微生物或利用电极反应、电流热效应为重金属污染物的降解创造条件。

6 结束语

随着土壤重金属污染问题的日益加重，我国今后必将在土壤重金属污染修复领域加大投入，而相比传统的物理、化学修复技术和动植物修复技术，微生物修复技术以其自身的优越性，也必将引起人们的高度重视，而目前仍然有许多问题有待解决。例如微生物修复中菌株的筛选、土壤环境引起微生物的变异作用、微生物对土壤修复机理的研究、促进联合修复技术的效率、建立完善的重金属污染土壤修复指标体系等。因此，我们只有在修复技术上不断地突破和创新，才能使土壤的重金属污染问题得到有效解决。

参考文献

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