馬永波

（遼寧省檢驗(yàn)檢測認(rèn)證中心，遼寧 沈陽 110000）

土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。近年來，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生活垃圾中的各種污染物流入土壤，導(dǎo)致土壤環(huán)境惡化。目前，我國被重金屬污染的土壤已經(jīng)成為重要的環(huán)境問題之一，其不僅影響農(nóng)作物的產(chǎn)量，也會(huì)直接威脅到居民的身體健康。目前，微生物技術(shù)不斷發(fā)展，采用微生物技術(shù)優(yōu)化土壤重金屬污染是合理控制重金屬污染問題的基礎(chǔ)，也是保證土壤正確修復(fù)的關(guān)鍵。

1 微生物修復(fù)原理

在人類生命所必需的物質(zhì)和元素中包括不少重金屬，但當(dāng)環(huán)境中濃度過高時(shí)就成了有毒物質(zhì)，而微生物可以改變其在土壤環(huán)境中的化學(xué)行為，對其進(jìn)行轉(zhuǎn)化、移動(dòng)及固定，進(jìn)而更好的達(dá)到生物修復(fù)的目的。生物吸附和生物轉(zhuǎn)化屬于微生物的修復(fù)原理。

1.1 生物吸附

細(xì)胞壁使整個(gè)細(xì)菌表面表現(xiàn)出陰離子的特性，通過細(xì)菌細(xì)胞中部分陰離子作用來增加吸附金屬離子。此外，細(xì)胞壁中的分子結(jié)構(gòu)使細(xì)胞表面的金屬螯合，細(xì)菌通過細(xì)胞表面的絡(luò)合作用抑制部分重金屬物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的敏感部位。

1.2 生物轉(zhuǎn)化

生物轉(zhuǎn)化的主要作用機(jī)理是生物還原、氧化，甲基化和去甲基及有機(jī)物的絡(luò)合配位和重金屬的溶解轉(zhuǎn)化來降解重金屬，改變其毒性，從而形成解毒機(jī)制。

2 微生物修復(fù)技術(shù)

微生物的類型決定對重金屬污染的耐性，類型不同耐性不同，一般順序?yàn)?，放線菌＜細(xì)菌＜真菌。微生物具有的高效降解活性可就地凈化土壤環(huán)境，其特殊的去毒作用已被用于土壤生物的改造和改良，但微生物修復(fù)易受到水分、溫度、氧氣及pH等多種環(huán)境因素影響，微生物的活性受到影響，將會(huì)直接影響土壤修復(fù)效果。微生物修復(fù)技術(shù)是指通過微生物的代謝功能來吸收、富集和減少溶解沉積水中的污染因子，微生物不能直接降解重金屬，一般多以輔助其他技術(shù)存在。

3 微生物在重金屬污染土壤修復(fù)中的作用

微生物修復(fù)技術(shù)可充分發(fā)揮微生物代謝活動(dòng)的活性菌優(yōu)勢，減少土壤重金屬濃度及毒性，使其處于無害狀態(tài)，進(jìn)而修復(fù)土壤重金屬污染。微生物修復(fù)技術(shù)的環(huán)保性強(qiáng)，成本低，二次污染的概率很低。

3.1 吸附作用

微生物的種類多種多樣，類似于藍(lán)細(xì)菌等其他微生物，在代謝過程中產(chǎn)生大量物質(zhì)（多糖和糖蛋白等），其產(chǎn)生的物質(zhì)與土壤環(huán)境中存在的重金屬離子結(jié)合形成絡(luò)合物，吸附土壤中的重金屬，且該絡(luò)合物毒性較低或不存在毒性。此外，該絡(luò)合物還可吸附土壤環(huán)境中存在的其他重金屬物質(zhì)，同時(shí)起到修復(fù)土壤的作用。

3.2 轉(zhuǎn)化作用

不少經(jīng)過重金屬還原的物質(zhì)，毒性降低，減輕土壤環(huán)境的危害。微生物修復(fù)技術(shù)可充分利用其微生物的還原特性使土壤中重金屬物質(zhì)的毒性降低，甚至部分有機(jī)物可起到促進(jìn)植物生長的作用。

3.3 沉淀作用

在土壤環(huán)境的修復(fù)過程中，可利用部分微生物誘導(dǎo)成礦的能力固定住土壤環(huán)境中的重金屬物質(zhì)，將碳酸鹽等物質(zhì)誘導(dǎo)成沉淀，進(jìn)而達(dá)到重金屬的降解。

4 微生物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和局限性

4.1 優(yōu)點(diǎn)

土壤是巨大的微生物資源庫，其中含有大量可利用資源。微生物數(shù)量大，體積小，且能夠同時(shí)處理多種重金屬；生長速度快，修復(fù)成本低，與植物聯(lián)合修復(fù)具有獨(dú)特優(yōu)勢；強(qiáng)吸附能力，且在修復(fù)過程中無需添加化學(xué)物質(zhì)，減少再次污染的可能。

4.2 局限性

一般選取強(qiáng)降解和強(qiáng)吸附性的微生物，且須在特定的條件下（溫度、pH適宜）才能發(fā)揮最大作用。但事實(shí)是，自然環(huán)境的條件很難達(dá)到試驗(yàn)條件，微生物的降解和吸附能力會(huì)受到影響，修復(fù)效果無法完全符合實(shí)驗(yàn)預(yù)期。因此，在進(jìn)行全面使用微生物修復(fù)技術(shù)前需進(jìn)行大批量的田間試驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證，這嚴(yán)重影響了微生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)程。

5 結(jié)語與展望

微生物修復(fù)技術(shù)是控制土壤污染問題的基礎(chǔ)，也是目前進(jìn)行土壤修復(fù)的新興技術(shù)，具有較好的生態(tài)效益。在普遍土壤受到污染的環(huán)境下，采用微生物修復(fù)技術(shù)不僅能加快植物生長，提高作物產(chǎn)量及重金屬的吸收率，而且能夠降解土壤中的重金屬，減輕對土壤的危害。因此，在未來的發(fā)展過程中，將微生物修復(fù)與其他方式相結(jié)合，揚(yáng)長避短，利用微生物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢，將其優(yōu)勢發(fā)揮到極致，可以更好地提高土壤修復(fù)效果。