土壤重金屬污染微生物修復技術簡述

摘 要：文章從土壤重金屬污染的現狀入手，簡要介紹了目前主要的土壤重金屬污染修復技術，并對微生物修復技術的優缺點、特征、機理、研究方法及如何提高微生物修復技術的效率等方面進行了綜述，為今后的土壤重金屬污染微生物修復提供了參考。

關鍵詞：土壤；重金屬污染；微生物修復技術

引言

隨著科學技術的快速發展，重金屬產品在社會中得到了廣泛的應用，但由于重金屬產品使用后的不當處理，導致重金屬污染物不斷進入環境中，污染物的數量不斷累積，對人們賴以生存的環境造成了嚴重污染。我們常見的重金屬污染物主要有鎘、鉛、汞、鎘、鋇、銀、銅、鋅、鎳等，這些重金屬污染物不僅能在環境中能長時間滯留，而且難于降解、且毒性較大，能不斷地通過水、土壤、大氣等介質進入動植物體內，再由食物鏈進入人體，對人體健康造成極大地危害。

1 土壤重金屬污染修復的方法

目前，主要的土壤重金屬污染修復技術有物理修復、化學修復和生物修復。其中物理修復的方法有客土工程、電修復法、電熱修復、熱處理法和土壤淋洗法；化學修復的方法有土壤穩定化法、光催化降解法和改良法；生物修復的方法有植物修復、動物修復和微生物修復。

2 微生物修復技術的原理

土壤重金屬污染微生物修復技術是利用土壤環境中的微生物（如藻類、細菌、真菌等）對重金屬污染物進行吸收、沉淀、氧化和還原等作用，來降低重金屬在土壤中的毒性。

3 微生物修復技術的優缺點

3.1 微生物修復技術的優點

對比傳統的物理、化學修復技術，運用生物修復技術對重金屬污染的土壤進行修復，生成的產物不會破壞植物的生長環境，同時生物修復技術還具有成本低、效率高、不會產生二次污染、操作簡單和適用范圍廣等特點。

對比微生物修復技術和動植物修復技術，微生物具有個體微小、比表面積大、繁殖快、代謝能力強、種類多、分布廣、適應性強、容易培養等特點。

3.2 微生物修復技術的局限性

微生物修復技術的局限性主要體現在以下幾個方面：（1）微生物在遺傳的過程中容易發生變異，穩定性較差，需要多次重復操作才能將土壤中重金屬污染物去除干凈。（2）微生物對重金屬污染物的吸附等作用具有一定的容量限制，也會和土壤中的土著菌株為生存展開激烈競爭。（3）微生物對不同的環境其適應性有很大的差異。

4 微生物修復技術的方法

微生物對土壤重金屬污染物活性的影響主要體現在以下幾個方面：（1）溶解作用；（2）生物吸附作用；（3）氧化還原作用；（4）菌根真菌與土壤重金屬的生物有效性影響。

4.1 微生物對重金屬離子的溶解

該方法是指土壤中的微生物能夠有效的利用營養和能源，在土壤濾瀝過程中通過其自身的各種代謝活動不斷產生多種低分子量的有機酸來絡合并溶解重金屬離子。

4.2 微生物對重金屬離子的生物吸附

該方法是指微生物可通過其細胞表面所帶的電荷吸附重金屬離子，也可以通過微生物來主動吸收重金屬離子來獲取其生長所需的營養元素，從而不斷地將土壤中的重金屬離子富集在細胞表面或內部。

4.3 微生物對重金屬離子的氧化還原

該方法是指微生物通過氧化還原作用在土壤中能使某些重金屬元素的價態發生改變，而呈現出低價離子化合物，從而使土壤中重金屬離子的溶解度加大，活性和毒性減低。

4.4 菌根真菌與土壤重金屬的生物有效性影響

菌根真菌與植物根系共生作用能促進植物對營養養分的吸收和植物生長。菌根真菌能借助代謝活動產生的有機酸來活化土壤中的重金屬離子，并通過離子交換、分泌有機配體、激素等形式來間接作用，促進植物對重金屬的吸收。

5 提高微生物修復技術效率的方法

5.1 生物刺激和生物強化

生物刺激法主體是土著菌，通過調節菌的生長環境促進菌在污染土壤中降解能力；生物強化法主體是人為投入有高效降解能力的菌或菌群，菌濃度可認為控制，降解能力強。

5.2 固定化微生物技術

該方法是通過某種載體將微生物固定，從而屏蔽外界不利因素和抑制土著菌與微生物惡性競爭的侵害，為土壤環境中微生物的生長提供了適宜的環境，提高對重金屬污染物的降解率。

5.3 微生物-植物聯用

該方法是利用微生物和植物的互利作用。植物為微生物提供生存所需要的場所，通過轉移氧氣使根區的好氧作用能正常進行，而且根部區域產生的分泌物質能不斷地刺激微生物的降解作用；同時微生物可將重金屬污染物轉換成植物可吸收利用的狀態，從而不斷減低了污染物的毒性。

5.4 電動-微生物聯用

該方法是通過將電動修復技術和生物修復技術結合起來，利用電動效應來加速土壤污染環境中重金屬污染物和微生物運動，不斷地向土壤注入營養物質、活性微生物或利用電極反應、電流熱效應為重金屬污染物的降解創造條件。

6 結束語

隨著土壤重金屬污染問題的日益加重，我國今后必將在土壤重金屬污染修復領域加大投入，而相比傳統的物理、化學修復技術和動植物修復技術，微生物修復技術以其自身的優越性，也必將引起人們的高度重視，而目前仍然有許多問題有待解決。例如微生物修復中菌株的篩選、土壤環境引起微生物的變異作用、微生物對土壤修復機理的研究、促進聯合修復技術的效率、建立完善的重金屬污染土壤修復指標體系等。因此，我們只有在修復技術上不斷地突破和創新，才能使土壤的重金屬污染問題得到有效解決。

參考文獻

[1]張艷，鄧揚悟，羅仙平，等.土壤重金屬污染以及微生物修復技術探討[J].有色金屬科學與工程，2012（2）.

[2]劉奇，李智.土壤修復技術研究進展與現狀[J].2016（5）：152.

[3]羅輝，朱易春，馮秀娟.重金屬污染土壤的生物修復技術研究進展[J].安徽農業科學，2015，43（5）：224-227.

[4]莫小榮，王蕓，胡曉熙，等.廣東化工，2016，43（4）：58-60.

[5]串麗敏，趙同科，鄭懷國，等.土壤重金屬污染修復技術研究進展[J].環境科學與技術，2014，37（120）：213-222.

[6]張聞，陳貫虹，高永超，等.石油和重金屬污染土壤的微生物修復研究進展[J].環境科學與技術，2012，35（12J）：174-181.

作者簡介：張博（1991，10-），男，碩士研究生，地質工程專業，主要研究方向為環境修復工程。