微生物技術(shù)在重金屬污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用研究

馬永波

（遼寧省檢驗檢測認證中心，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，但當環(huán)境中濃度過高時就成了有毒物質(zhì)，而微生物可以改變其在土壤環(huán)境中的化學行為，對其進行轉(zhuǎn)化、移動及固定，進而更好的達到生物修復(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

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

1.2 生物轉(zhuǎn)化

生物轉(zhuǎn)化的主要作用機理是生物還原、氧化，甲基化和去甲基及有機物的絡(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，一般順序為，放線菌＜細菌＜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，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，類似于藍細菌等其他微生物，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，甚至部分有機物可起到促進植物生長的作用。

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)誘導成沉淀，進而達到重金屬的降解。

4 微生物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點和局限性

4.1 優(yōu)點

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)具有獨特優(yōu)勢；強吸附能力，且在修復(fù)過程中無需添加化學物質(zhì)，減少再次污染的可能。

4.2 局限性

一般選取強降解和強吸附性的微生物，且須在特定的條件下（溫度、pH適宜）才能發(fā)揮最大作用。但事實是，自然環(huán)境的條件很難達到試驗條件，微生物的降解和吸附能力會受到影響，修復(fù)效果無法完全符合實驗預(yù)期。因此，在進行全面使用微生物修復(fù)技術(shù)前需進行大批量的田間試驗反復(fù)驗證，這嚴重影響了微生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用進程。

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。