詹敬江

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的城市現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快，工業(yè)、交通、生活垃圾等的排放量也隨之增加。這些排放物中有很多重金屬污染物，其很難被分解，最終沉積于環(huán)境當(dāng)中，威脅著人類的身體健康。近年來，科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，微生物修復(fù)治理重金屬污染具有低成本、高效率、無二次污染等優(yōu)勢(shì)，利于改善生態(tài)環(huán)境，具有良好的應(yīng)用前景。為此，本文就微生物修復(fù)技術(shù)在重金屬污染治理中的應(yīng)用做了進(jìn)一步的研究。

關(guān)鍵詞：微生物修復(fù)技術(shù)；重金屬污染；治理；研究進(jìn)展

引言：重金屬一般以天然濃度廣泛存在于自然界中，但人類對(duì)重金屬的開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動(dòng)日益增多，造成不少重金屬進(jìn)入大氣、水、土壤中，引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。近年來，我國(guó)重金屬污染事件頻發(fā)。2014年4月，國(guó)家環(huán)保部調(diào)查顯示，全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤重金屬污染較重。這些重金屬污染物很容易通過食物鏈進(jìn)入到人體內(nèi)。重金屬一旦進(jìn)入人體后，會(huì)在人的某種器官中富集，當(dāng)富集的量超過人體所能耐受的限度，就會(huì)引起人體慢性中毒、亞急性中毒、急性中毒，甚至死亡?？傊亟饘傥廴緦?duì)人體會(huì)造成很大的危害。因此，如何有效治理重金屬污染，限制重金屬的排放，減少重金屬造成的環(huán)境污染已經(jīng)成為現(xiàn)代環(huán)境科學(xué)研究的重要課題。運(yùn)用傳統(tǒng)的物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)來治理重金屬污染的方法投入的成本高，治理效果不明顯，且容易破壞土壤的生態(tài)環(huán)境。而與物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)相比，微生物修復(fù)技術(shù)具有成本低，效果明顯且不會(huì)產(chǎn)生二次污染的優(yōu)勢(shì)。因此，微生物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代環(huán)境科學(xué)中治理重金屬污染的主要手段。

1微生物修復(fù)技術(shù)在重金屬污染治理中的應(yīng)用

1.1微生物吸附技術(shù)

1949年，美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)微生物可以去除廢水中的Pu，說明了大量的微生物對(duì)Pu具有一定的吸附能力。微生物對(duì)重金屬的吸附可歸納為3類：細(xì)胞外吸附、細(xì)胞表面吸附和細(xì)胞內(nèi)吸附。細(xì)胞外吸附是指微生物細(xì)胞外可以分泌多聚糖、糖蛋白和可溶性氨基酸等物質(zhì)，這些物質(zhì)能與重金屬離子相互作用，從而沉淀重金屬污染物。細(xì)胞表面吸附是指當(dāng)重金屬離子通過微生物細(xì)胞時(shí)，能與細(xì)胞表面的多糖、脂類或化學(xué)基團(tuán)相互作用，從而將重金屬污染物吸附到細(xì)胞表面。如酵母細(xì)胞壁上的氨基、羧基等化學(xué)基團(tuán)能夠與Cu2+相互結(jié)合，起到了吸附Cu2+的作用。細(xì)胞內(nèi)吸附是指一些能透過細(xì)胞膜的金屬離子進(jìn)入細(xì)胞后，微生物可通過區(qū)域化作用將其分布到代謝不活躍的區(qū)域，將其轉(zhuǎn)化為低毒的形式，如某些細(xì)菌能夠吸附Hg2+，可通過細(xì)胞內(nèi)的Hg還原酶，與Hg2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而將Hg2+轉(zhuǎn)化為了低毒性揮發(fā)態(tài)的Hg。

1.2微生物-植物聯(lián)用技術(shù)

在生物治理重金屬污染物的技術(shù)中，最常見的除了微生物治理外，還有植物治理重金屬技術(shù)。植物利用吸收作用、降解作用和穩(wěn)定作用等可以有效地吸附沉淀重金屬污染物。但是植物治理技術(shù)存在著吸附量有限、修復(fù)效率低、對(duì)深層土壤污染修復(fù)能力差等不足之處。因此，將微生物與植物治理技術(shù)聯(lián)合運(yùn)用，可以大大降低這種局限性，從而提高重金屬污染治理的效率。微生物-植物聯(lián)用技術(shù)是環(huán)境科學(xué)研究的一個(gè)新領(lǐng)域，它是指利用土壤-植物-微生物組成的復(fù)合體系共同降解重金屬污染物，清除環(huán)境污染物的一種環(huán)境污染治理技術(shù)。植物在生長(zhǎng)過程中，通過根系為微生物提供了生活場(chǎng)所；反過來，微生物的旺盛生長(zhǎng)增強(qiáng)了對(duì)污染物的降解，確保植物有更加優(yōu)越的生長(zhǎng)空間，這樣的植物-微生物聯(lián)合體系就促進(jìn)了污染物的快速降解。

1.3化學(xué)鈍化-微生物聯(lián)用技術(shù)

除了微生物-植物聯(lián)用技術(shù)外，化學(xué)鈍化-微生物聯(lián)用技術(shù)也是當(dāng)前重金屬污染治理的一個(gè)研究方向?；瘜W(xué)鈍化是指在土壤中添加鈍化劑，使重金屬與鈍化劑自然作用而產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象，從而達(dá)到減少某種重金屬含量的目的。常用的鈍化劑可分為無機(jī)、有機(jī)及無機(jī)-有機(jī)混合鈍化劑。將微生物與鈍化劑聯(lián)合使用，可以達(dá)到更好的修復(fù)效果。一般對(duì)化學(xué)鈍化-微生物進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用可以從以下幾個(gè)方面入手：（一）要篩選固定能力較強(qiáng)的鈍化劑，掌握鈍化劑本身對(duì)環(huán)境的效應(yīng)及修復(fù)穩(wěn)定性；（二）篩選對(duì)重金屬有強(qiáng)吸附力并且能與鈍化劑協(xié)同作用的微生物；（三）了解化學(xué)鈍化-微生物對(duì)重金屬修復(fù)效果最佳時(shí)的環(huán)境條件。

2結(jié)論與展望

與傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)相比，微生物修復(fù)技術(shù)具有物種資源豐富，遺傳特性易于改造等優(yōu)勢(shì)，這使得對(duì)微生物修復(fù)機(jī)理的研究越來越深入，成為當(dāng)下最具前景的生物修復(fù)技術(shù)之一。然而，目前我國(guó)的微生物修復(fù)重金屬污染治理技術(shù)還處于研究階段，在環(huán)境修復(fù)中還存在著諸多的問題。今后我們需要在以下幾個(gè)方面進(jìn)一步深入地研究：（一）在目前研究的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)微生物對(duì)重金屬吸附、沉淀作用機(jī)理的研究；（二）加強(qiáng)對(duì)新型菌種的重視和研究，選擇出對(duì)重金屬離子吸附量大、平衡時(shí)間短的菌種，以應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中；（三）學(xué)會(huì)將微生物修復(fù)技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合，以獲得更好的重金屬修復(fù)效果。

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