微生物、环境治理

利用微生物治理土壤重金属污染

广义的土壤污染生物修复是指通过土壤生物（包括植物、动物及微生物单独作用或联合作用）吸收、降解和转化土壤中的污染物，使土壤污染物含量降低或将有毒有害物质转化为无害物质的过程。

一．微生物中的很多类群，包括细菌、真菌、放线菌及藻类能够通过生物

修复机制累积和吸附环境中的多种微生物。微生物单独作用通过氧化-还原作用、甲基化作用和脱烃作用等将重金属离子进行生物转化，转化为无毒或低毒的化合物形式。微生物对重金属的富集、转化作用：

对重金属的吸附作用。微生物细胞壁的物理性吸附和与磷酸盐或通过细菌代谢产生的其它阴离子的可能的沉淀反应，细菌可以固定金属i。

氧化还原作用。细菌的代谢活动可以通过其氧化还原作用改变重金属的价态。Chang等发现一种嗜硫酸盐细菌(Sul-fate-reducing bacteria, SRB)可以还原Cr6+为低毒的溶解度较小的Cr3+,从而降低水体中的重金属毒性ii。

协同效应。研究表明结合使用两种或两种以上修复方法，形成联合修复技术，能提高单一土壤污染的修复速度和效果，还能克服单项技术的不足，实现对多种污染物形成的土壤复合/混合污染的修复。根瘤菌和菌根真菌双接种能强化紫花苜蓿对多氯联苯的修复作用iii；将从土壤中分离到RJ16细菌分别接种到添加镉(200mg/kg)的土壤并进行番茄盆栽试验，番茄地上部植株干重、根际有效镉含量及植株吸收的镉含量分别比不接菌的多iv；

菌根是土壤中一些真菌侵染植物根部形成的菌-根共生体，在自然界中普遍存，是很好的联合修复选择对象。在重金属污染条件下,菌根菌与植物形成的共生体能促进植物对营养元素的吸收, 增强植物的抗逆性。其机理主要是:

1.在土壤中形成庞大的根外菌丝网络,结合土壤中游离态金属，产生分泌物与土壤中重金属离子结合, 改变根际土壤重金属的形态, 导致土壤中有效态重金属含量变化v。

2.此外，菌根菌促进植物对N、S等矿质元素的吸收，平衡重金属元素的吸收来于增强宿主植物耐受重金属的能力vi。

3.菌根菌促进了植物的生长, 菌根定植增加了茎叶干物质产量，降低了根/叶片重量比，即使植物体内重金属含量比例降低, 但仍导致植物能够富集更多的重金属，提高了植物修复的效率vii。

4.能促进根系吸收和固持重金属, 使重金属更多地留在根部，减少地上部位的积累量，从而减轻重金属对植物地上部的毒害，增强植物的抗重金属性viii。

5. 对根际土壤的pH值产生影响, 改变根部重金属的浓度和植物可利用度ix。

二．利用微生物单独治理重金属污染存在微生物死亡后重金属回归环境的

问题，相比起来，微生物-植物联合治理能避免这种情况，种植植物还能有利于保护环境，减缓温室效应。丛枝菌根（AM）真菌与土壤生态系统中的植物形成广泛和生态重要的共生x，AM能强化重金属污染的植物修复，但现在AM强化植物修复的研究大多在室内盆栽条件下开展的,很少在野外大田条件下进行的研究, 这说明AM还远未能应用于实践，在野外进行AM-植物联合修复。同时，AM虽然能与大多数植物共生，也有部分例外，也就是说丛枝菌根不能在各地通用。

设想：要解决某个地方的重金属污染问题，要还原当地环境开展实验，取当地的土壤、植物（或相近气候环境的地方的植物，利于实际应用中更快地适应），比较与AM和与本土微生物共生的治理效果，选出最佳组合，在增加微生物的数量和加强微生物与植物的联系方面进行实验。

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