[摘 要] 土壤重金屬污染已逐漸成為我國土壤環(huán)境面臨的一個嚴峻的環(huán)境問題和社會問題，對人類身體健康構(gòu)成極大威脅。本文介紹我國土壤重金屬污染的現(xiàn)狀，概括重金屬超富集植物修復(fù)、微生物修復(fù)和植物-微生物聯(lián)合修復(fù)三類土壤重金屬生物修復(fù)技術(shù)，并展望生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展情景，以期為進一步開展土壤重金屬修復(fù)研究提供參考和借鑒。

[關(guān)鍵詞] 土壤污染；重金屬；生物修復(fù)技術(shù)

[中圖分類號] X53 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2017）07-66-2

“民以食為天，食以土為本”。土壤是人類賴以生存的基礎(chǔ)。然而，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥的大量使用，土壤污染問題愈加突出。土壤中的污染物如重金屬難以被微生物分解和消化，造成土壤結(jié)構(gòu)、組分和功能發(fā)生變化，有害物質(zhì)不斷在土壤環(huán)境中殘留、累積。當重金屬濃度超過一定限值時，會對土壤—植物系統(tǒng)產(chǎn)生毒害效應(yīng)，進而通過食物鏈進入人體，危害人類健康。1931年，日本富山縣發(fā)生的“痛痛病”事件就是聞名世界的重金屬鎘污染案例。因此，加強土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)研究，積極探索修復(fù)重金屬污染土壤的方法，對于推動我國生態(tài)文明建設(shè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，十分必要且十分迫切。

1 我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀及危害

重金屬是指含量超過5 g/cm3的金屬元素，如鎘、汞、銅、鉛、鋅和鎳等金屬及準金屬砷。土壤重金屬污染是指由于人類活動將重金屬帶到土壤中，致使土壤重金屬含量超過背景值，并出現(xiàn)生態(tài)破壞和土壤環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。目前，我國土壤環(huán)境質(zhì)量不容樂觀，重金屬污染狀況堪憂。2014年，環(huán)境保護部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示，我國土壤重金屬超標范圍較大的是西南和中南地區(qū)，其中鎘、汞、砷、鉛的含量分布從西北到東南、從東北到西南逐漸升高，而鎘污染物點位超標率高達7.0%。近年來，我國重金屬污染事故頻發(fā)。2010年，湖南省郴州市200多名兒童血鉛超標事件；2012年，廣西河池市2家冶煉企業(yè)泄漏約20 t鎘，致使龍江河鎘污染；2014年，湖南省衡陽市化工污染導(dǎo)致300多名兒童血鉛超標事故；2014年，貴州省萬山縣出現(xiàn)土壤汞污染事件。這些污染事故的發(fā)生，引發(fā)社會高度關(guān)注和廣泛討論。

重金屬污染容易使人體致癌、致疾、致突變。如長期接觸一定劑量的鎘，會損害人體腎臟功能，嚴重時導(dǎo)致腎臟衰竭，進而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松和軟化[1]。美國國家環(huán)境保護局規(guī)定，土壤中重金屬砷的濃度限值為24 mg/kg，金礦豐富的地區(qū)土壤中砷的濃度遠高于土壤背景值，砷污染地區(qū)膀胱癌和肺癌患者人數(shù)是其他地區(qū)的2倍。土壤重金屬污染具有隱蔽性、長期性、積累性和不可逆性等特點，不僅使我國土地利用效率大大下降，更嚴重威脅人們的生命健康和食品安全。2016年5月，《土壤污染防治行動計劃》發(fā)布實施，加強涉重金屬行業(yè)污染防控，將重金屬污染耕地修復(fù)納入重點治理內(nèi)容，有望逐步改善我國重金屬污染現(xiàn)狀。

2 土壤重金屬污染生物修復(fù)技術(shù)

重金屬污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)具有經(jīng)濟有效、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢，可廣泛地應(yīng)用于礦山開采、金屬冶煉企業(yè)周邊土壤恢復(fù)，具有較好的發(fā)展前景[2]。目前，最常見的生物修復(fù)技術(shù)包括植物修復(fù)、微生物修復(fù)和植物-微生物聯(lián)合修復(fù)。

2.1 植物修復(fù)

植物修復(fù)是指利用種植在重金屬污染地塊中的特定植物（超富集植物）對重金屬元素的吸收、富集作用，將植物收獲后進行回收處理，將重金屬從土壤中轉(zhuǎn)移出來，從而降低土壤重金屬污染物含量，達到污染防治的治理技術(shù)。

超富集植物對重金屬的累積量是一般植物的100倍以上，在低濃度重金屬環(huán)境中對污染物的累積速率較高[3]。目前已發(fā)現(xiàn)有700多種重金屬超富集植物，已報道的鉛超富集植物有17種，印度芥菜是目前公認的鎘/鉛/鋅耐-富集型植物。我國的超富集植物及對應(yīng)的富集元素有東南景天（鎘、鋅）、蜈蚣草（鎘）、蒲公英（鎘鉛銅鋅）等。超富集植物在重金屬污染地塊修復(fù)中的實踐應(yīng)用越來越廣泛。

近年來，隨著越來越多的超富集植物被人們報道、研究，植物修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域的研究重點已由篩選超富集植物向提高超富集植物的修復(fù)效率轉(zhuǎn)變。添加天然螯合劑可以促進植物對重金屬的吸收和富集，增加植物修復(fù)效率。

2.2 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)是利用微生物的氧化還原、甲基化和去甲基化作用，吸收多種重金屬，或產(chǎn)生特殊的生物表面活性劑，參與土壤中污染物的循環(huán)過程，降低有毒重金屬污染物的活性，達到土壤重金屬污染修復(fù)的目的。這種方法投資費用低、易于管理與操作、效果較好、不產(chǎn)生二次污染，能縮短修復(fù)時間，提高修復(fù)效率。該方法正日益受到人們的重視，成為土壤重金屬污染修復(fù)的研究熱點。

2.3 植物-微生物聯(lián)合修復(fù)

植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是利用植物與根際微生物的共生作用，來提高植物富集、固定土壤中重金屬的能力，增強重金屬修復(fù)的效果。

叢枝菌根（AM）真菌是自然界分布最廣的植物共生真菌，與宿主植物建立共生關(guān)系，提高宿主植物對重金屬脅迫的耐性，促進植物修復(fù)重金屬污染土壤的效率。在重金屬污染環(huán)境下，AM真菌通過根外菌絲的過濾和螯合作用，改變根際環(huán)境和土壤重金屬生物有效性，改善植物生理代謝和營養(yǎng)生長，增強宿主植物對重金屬的吸收、轉(zhuǎn)運和累積。

參考文獻

[1]黃益宗，郝曉偉，雷鳴，等.重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)及其修復(fù)實踐[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2013（3）：409-417.

[2]紀冬麗，孟凡生，薛浩，等.國內(nèi)外土壤砷污染及其修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報，2016（1）：90-99.

[3]楊啟良，武振中，陳金陵，等.植物修復(fù)重金屬污染土壤的研究現(xiàn)狀及其水肥調(diào)控技術(shù)展望[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2015（6）：1075-1084.