具有解硅功能微生物的應(yīng)用研究

張麗光，劉 賽，黃志浩，苑 瑩

（河北萌幫水溶肥料股份有限公司，石家莊 051530）

隨著人們生態(tài)環(huán)保意識(shí)的提高，具有反應(yīng)溫和、無(wú)毒、無(wú)污染、節(jié)約能源等特點(diǎn)的微生物處理技術(shù)日益受到重視。硅在地殼中含量豐富，僅次于氧，大部分以硅酸鹽礦物和石英礦的形式存在于自然界中。研究表明，膠質(zhì)芽孢桿菌（Bacillusmucilaginosus）、環(huán)狀芽孢桿菌（Bacilluscirculans）、土壤芽孢桿菌（Bacillusedaphics）、根瘤菌（Rhizobiumsp.）、微桿菌（Microbateriumsp.）、黏著劍菌（Ensifer adhaerens）、節(jié)桿菌（Arthrobacter pascens）、伯克氏菌株（Burkholderia anthina）、黏液芽孢桿菌（Bacillus mucinus）、鄰單胞菌屬（Plesiomonas）、巨大芽孢桿菌（Bacillusmegaterium）、類芽孢桿菌（Paenibacillus）、解淀粉芽孢桿菌（Paenibacillus amylolyticus）、膠凍樣類芽孢桿菌（Paenibacilusmucilaginosus）以及阿氏芽孢桿菌（Bacillusaryabhattai）等菌株［1-18］均具有分解硅酸鹽礦物溶解硅的功能。有研究者利用這些微生物解硅的特性將其應(yīng)用在礦物工程領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和垃圾焚燒領(lǐng)域，在產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)具有一定的生態(tài)環(huán)保效益，因此篩選高效穩(wěn)定的解硅菌株對(duì)解硅生物技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意義。本研究主要對(duì)解硅功能微生物的應(yīng)用領(lǐng)域、解硅機(jī)理以及影響因素等方面的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 應(yīng)用領(lǐng)域

1.1 用于礦物工程領(lǐng)域

鋁土礦是氧化鋁生產(chǎn)中最主要的礦石資源，硅是其中最常見的雜質(zhì)，冶煉鋁土礦的主要方法拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過(guò)程有害。因此，鋁土礦選礦的主要目的是脫除其中主要有害雜質(zhì)硅以提高其鋁硅比，從而降低拜耳法煉鋁工藝成本。生物脫硅法具有環(huán)境友好、條件溫和、資源綜合回收率高、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，因而逐漸引起人們的重視，該法是利用微生物分解硅酸鹽和鋁硅酸鹽礦物，使硅變成可溶物，鋁仍以不溶物的形式存在，從而實(shí)現(xiàn)硅鋁分離。其中硅酸鹽細(xì)菌（Silicate bacteria，主要包括膠質(zhì)類芽孢桿菌、環(huán)狀芽孢桿菌、土壤芽孢桿菌）是常用的鋁土礦脫硅菌。孫德四等［19］利用硅酸鹽細(xì)菌JXF-1菌株，可以浸出鋁土礦原礦、綠泥石人工混合礦樣中50.4%與65.3%的硅。趙江曼等［3］利用篩選的膠質(zhì)類芽孢桿菌（命名為BM-4），采用單礦物浮選方法在高嶺土表面吸附，可將高嶺土的浮選回收率從50%提高至75%，而對(duì)一水硬鋁石的吸附可將其浮選回收率從49%降至27%，從兩礦的混合體系中通過(guò)浮選的方法除去高嶺石，提高鋁土礦的鋁硅比，從而實(shí)現(xiàn)將生物浮選方法應(yīng)用于鋁土礦預(yù)脫硅的可能性。鐘嬋娟等［9］利用2株環(huán)狀芽孢桿菌P04與P17對(duì)鋁土礦浸礦12 d后，浸出上清液中SiO2最大含量分別為54.26、42.78 mg/L，鋁土礦的A/S從浸出前的5.17分別提高到10.99、7.61?；旌暇甑拿摴枘芰?yōu)于單一菌株，Zhan等［10］指出單一浸出硅最佳的是環(huán)狀芽孢桿菌，浸出率為52.6%，其次是膠質(zhì)芽孢桿菌和土壤芽孢桿菌，浸出率分別為42.6%和35.2%；當(dāng)環(huán)狀芽孢桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌、土壤芽孢桿菌投加比例為2∶2∶1時(shí)，浸出率為66%，明顯高于3者單獨(dú)使用時(shí)浸出率。張賢珍［20］研究表明，硅酸鹽細(xì)菌JY-03可以將鋁土礦的鋁硅比從5.17提高到9.77，而誘變菌株JG-02-U02可以將之提高到11.51，表明誘變可能提高菌株的脫硅能力；菌株JY-03、JG-02和膠質(zhì)芽孢桿菌B.M等量混合，連續(xù)浸出鋁土礦15 d，可以將鋁硅比提高到13.21，脫硅率達(dá)57.4%，表明菌株混合使用并釆用連續(xù)浸出工藝有助于深度脫硅。

電解錳渣（EMR）是在電解錳金屬生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一種硅含量高的固體廢棄物，利用微生物的脫硅特性，從電解錳渣中回收硅，為電解錳渣的資源化利用、無(wú)害化處理及解決農(nóng)作物硅源問(wèn)題提供基礎(chǔ)。陳振興等［21］利用膠質(zhì)芽孢桿菌，采用搖瓶浸出法研究其對(duì)電解錳渣中有效硅的浸出效果。結(jié)果表明，在一定條件下細(xì)菌的浸出液中SiO2質(zhì)量濃度可達(dá)93.88 mg/L，對(duì)電解錳渣有一定的脫硅能力。呂瑩［22］研究表明，混合菌在溫度30℃、初始pH 7.0、顆粒大小0.150 mm、礦漿濃度5%、搖床轉(zhuǎn)速180 r/min的條件下浸出16 d，體系中有效硅的含量由5 mg/L提升至160 mg/L，而單一硅酸鹽細(xì)菌的最佳效果僅有140 mg/L，說(shuō)明硅酸鹽細(xì)菌對(duì)于電解錳渣中硅的活化有明顯效應(yīng)，且混合菌的效果優(yōu)于單一菌。

具有解硅功能的微生物除用于鋁土礦脫硅、電解錳渣中回收硅外，姚敏杰等［23］研究表明膠質(zhì)芽孢桿菌對(duì)蛇紋石和橄欖石的風(fēng)化釋硅也起重要的作用，將5 mL細(xì)菌分別加入到100 mL含0.5 g蛇紋石和橄欖石礦粉的培養(yǎng)基中，對(duì)照組加等量的滅活菌，隨著時(shí)間的變化，釋放的硅濃度變化表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，即呈現(xiàn)出開始逐漸升高，到10 d左右達(dá)到最大值，然后有所降低但逐漸趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。代群威等［24］研究發(fā)現(xiàn)，硅酸鹽細(xì)菌對(duì)硅灰石中Si的增溶達(dá)到10倍以上，增溶作用明顯，同時(shí)硅灰石對(duì)硅酸鹽細(xì)菌生長(zhǎng)也有顯著的影響作用。黃智等［25］研究發(fā)現(xiàn)，硅酸鹽礦物分解細(xì)菌Bacillus globisporusQ12菌株，能促進(jìn)黑云母和白云母礦物中K、Si、Fe、Al等元素的釋放。對(duì)含硅高的鎳礦，Yakhontova等［26］發(fā)現(xiàn)硅酸鹽細(xì)菌具有一定的除硅效果。Vrvic等［27］則利用3株硅酸鹽細(xì)菌從頁(yè)巖中除SiO2，脫除率分別達(dá)到21.4%、18.7%和17.2%，提高了頁(yè)巖的油含量。袁向芬等［28］研究表明，經(jīng)硅酸鹽細(xì)菌分解后的煤矸石中含有較多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)P、K、S、Ca、Si，直接施用到耕地上，為煤矸石固體廢棄物資源化開辟了一條可行的途徑。

1.2 用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，有研究者利用具有解硅功能的微生物能夠分解硅酸鹽礦物的特性，將其應(yīng)用于肥料生產(chǎn)中。將經(jīng)過(guò)理化處理的富含SiO2的固體廢棄物或礦物原料復(fù)配具有溶硅能力的硅酸鹽細(xì)菌-莢膜芽孢桿菌，制備出多效活性硅肥，從而實(shí)現(xiàn)硅元素速效長(zhǎng)效結(jié)合［29］。孟獻(xiàn)堡［30］在制備片沸石有機(jī)復(fù)合肥時(shí)，將含解硅菌、固氮菌、溶磷菌、解鉀菌、根瘤菌的復(fù)合菌劑作為發(fā)酵劑，使硅、鉀、鎂等離子轉(zhuǎn)化為作物易吸收的活性態(tài)。

研究表明一些微生物兼具解硅的功能。解淀粉芽孢桿菌（Paenibacillusamylolyticus）KY15同時(shí)具有解鉀、解硅、解磷和解纖維素的能力［16］；通過(guò)紫外誘變篩選培育出的膠質(zhì)芽孢桿菌JDzhs-bh具有耐高溫耐鹽堿特性，可有效適應(yīng)鹽堿板結(jié)土壤，同時(shí)具有解硅解磷的作用，促進(jìn)土壤中可溶性硅磷等元素的釋放［31］。王偉等［32］以玉米田土壤為樣品，從中分離得到的硅酸鹽膠質(zhì)芽孢桿菌h-3菌株，對(duì)一般旱田土壤環(huán)境的適應(yīng)潛力較強(qiáng)，且具有較強(qiáng)的解硅、解鉀能力。李佳等［33］從玉米田土壤中篩選出的膠凍樣類芽孢桿菌h-5在供氧充足的條件下具有較強(qiáng)的解硅、解鉀能力，具有作為生物肥料有效成分用于旱田作物從而增加作物產(chǎn)量的潛力；從水稻田土壤中篩選出的膠凍樣類芽孢桿菌s-2、s-4則有可能作為生物肥料有效成分用于水田作物，為作物提供易于吸收利用的鉀、硅等營(yíng)養(yǎng)元素，以增加作物產(chǎn)量。

目前具有解硅功能的微生物大多為硅酸鹽細(xì)菌，有的已被開發(fā)成微生物肥料，田間或盆栽應(yīng)用效果證明其可以促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高作物產(chǎn)量［34-41］，但該類菌株主要作用是解鉀、溶磷，具有一定的固氮能力，解硅能力不夠強(qiáng)，一般被開發(fā)成生物鉀肥。付學(xué)琴等［42］對(duì)水稻土壤連續(xù)2年施用硅酸鹽細(xì)菌復(fù)合肥料，結(jié)果表明，其可以改善土壤生態(tài)，降低土壤容重，提高陽(yáng)離子代換量，增加土壤速效磷、堿解氮和速效鉀的含量。洪秀杰等［43］通過(guò)對(duì)2株硅酸鹽細(xì)菌的培養(yǎng)特性的研究表明，L1菌株的解鉀能力是16%，提高有效硅含量8.86%，L2菌株的解鉀能力是9%，提高有效硅含量9.30%，L1+L2解鉀能力為18%，提高有效硅含量10.68%。銀永安等［40］選用北京新禾豐農(nóng)化資料有限公司提供的施利康解硅菌劑肥料，該產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)在于富含硅酸鹽細(xì)菌，能活化土壤中多種營(yíng)養(yǎng)元素（鉀、硅、磷等）以供作物吸收利用。其對(duì)膜下滴灌水稻發(fā)育階段生理性狀的試驗(yàn)研究表明，施用施利康解硅菌劑肥可以促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，改善水稻弱苗的光合能力。

有研究者也發(fā)現(xiàn)一些具有被開發(fā)成硅肥潛力的菌株。經(jīng)過(guò)紫外誘變獲得的膠凍樣芽孢桿菌（保藏編號(hào)為CGMCCNO.4667）具有較強(qiáng)的解硅能力，可使土壤中有效硅、水溶性硅含量提高20%以上［44］。莊忠娟等［34］通過(guò)盆栽試驗(yàn)，證明試驗(yàn)后施用該菌株制成的硅酸鹽菌劑處理的土壤有效硅含量提高2.8%，而對(duì)照的土壤有效硅含量下降2.1%，比對(duì)照提高4.9個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明該硅酸鹽菌劑可以活化土壤硅元素。一株膠凍樣類芽胞桿菌（Paenibacilusmucilaginosus）KN-18（保藏在中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏編號(hào)CCTCCNO.M2014321）具有極強(qiáng)的解硅能力和產(chǎn)芽孢能力，菌株發(fā)酵液的解硅能力可以達(dá)到26.8μg/mL。曹建芳［45］采用利福平和pPZP201-gfp分別標(biāo)記了鉀長(zhǎng)石分解細(xì)菌N1-1（根瘤菌屬Rhizobiumsp.）、菌株Bacillus edaphicusNBT和Rhizobiumsp.7G2，獲得了利福平抗性菌株N1-1R、NBT-R和GFP標(biāo)記菌株7G2-gfp，盆栽試驗(yàn)表明，未滅菌土壤接菌7G2-gfp和NBT-R，地上部和根部硅含量分別增加12.9%～36.0%和9.2%～23.2%；植稻滅菌及未滅菌土壤接菌7G2-gfp處理均顯著提高了土壤有效硅的含量，與對(duì)照相比分別提高24.3%和17.3%；不植稻土壤接菌N1-1R處理土壤有效硅含量比對(duì)照提高14.8%。

除此之外，國(guó)外也報(bào)道了假單胞菌（Pseudomonassp.）、芽孢桿菌（Bacillussp.）、柔桿菌屬（Flexibactersp.）等微生物具有解硅功能，但發(fā)現(xiàn)的這些細(xì)菌對(duì)硅酸鹽礦物水解能力并不是很強(qiáng)，更沒有見到它們被開發(fā)成把硅礦物轉(zhuǎn)化成植物可以吸收利用的硅肥的報(bào)道。針對(duì)此，河北萌幫水溶肥料股份有限公司從土壤樣品中篩選出的阿氏芽孢桿菌（Bacillus aryabhattai）可以高效分解土壤中的硅元素［18］，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效的目標(biāo)，該菌株具有耐鹽、耐酸堿、耐缺氧和耐高溫等特性，能在環(huán)境條件比較惡劣的情況下生長(zhǎng)和工作。通過(guò)在28個(gè)省123個(gè)縣（市、區(qū)）涉及29個(gè)作物（含蔬菜、水果、大田作物）上的田間應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果表明，施用阿氏芽孢桿菌MB35-5可以活化土壤硅元素，促進(jìn)植物對(duì)土壤中可溶性硅的吸收，改善作物的品質(zhì)，提高作物產(chǎn)量，增產(chǎn)增收，已獲得農(nóng)業(yè)農(nóng)村部微生物菌劑產(chǎn)品登記證，即將進(jìn)入商品化生產(chǎn)階段，開發(fā)生物性硅肥成為解決中國(guó)硅肥的重要途徑。

1.3 用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

矽肺病是因長(zhǎng)期吸入游離二氧化硅晶體粉塵而致病，根治的關(guān)鍵在于消除肺內(nèi)的二氧化硅粉塵，也就是找到能有效降解肺內(nèi)矽塵的物質(zhì)。硅酸鹽細(xì)菌能夠降解含硅礦石中的二氧化硅，王頔等［46］利用硅酸鹽細(xì)菌代謝產(chǎn)物降解肺部沉積的硅塵，觀察高效解硅菌株代謝產(chǎn)物對(duì)中國(guó)倉(cāng)鼠肺細(xì)胞（CHL）在二氧化硅暴露下的保護(hù)作用。結(jié)果表明，硅酸鹽細(xì)菌代謝產(chǎn)物對(duì)暴露于二氧化硅的CHL細(xì)胞有保護(hù)作用，并呈劑量依賴關(guān)系，且存在最佳保護(hù)作用的劑量范圍。這僅是體外細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果，在體內(nèi)是否也有保護(hù)作用，張靖等［47］進(jìn)行了進(jìn)一步研究，結(jié)果證實(shí)經(jīng)過(guò)硅酸鹽細(xì)菌代謝產(chǎn)物的霧化吸入，可以減輕二氧化硅粉塵對(duì)大鼠肺部造成的損傷，有防治矽肺的可能性，至于其臨床應(yīng)用，則還需進(jìn)一步研究。

1.4 用于垃圾焚燒領(lǐng)域

城市生活垃圾焚燒飛灰是一種具有重金屬浸出毒性的危險(xiǎn)廢物，結(jié)構(gòu)和組成類似于礦石，主要是金屬氧化物、硅酸鹽和鋁硅酸鹽［48，49］。生物淋濾法可以用于廢棄礦石、污泥、飛灰等含重金屬固廢的脫毒處理［50-53］，但是在生物淋溶過(guò)程中很大一部分包裹于SiO晶格中的金屬氧化物與有機(jī)酸很難充分接觸，影響金屬溶出效果。楊潔等［54］利用從土壤中分離篩選到的膠質(zhì)芽孢桿菌SDB6先對(duì)飛灰進(jìn)行脫硅處理，破壞飛灰中的礦物晶格，從而釋放出更多的金屬氧化物，再用耐重金屬菌株黑曲霉AS 3.879M，對(duì)其進(jìn)行生物淋濾處理，脫硅與生物淋濾組合處理后的飛灰中金屬溶出效果顯著高于未脫硅飛灰，處理后飛灰浸出毒性遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可以安全地進(jìn)入填埋場(chǎng)或進(jìn)行資源化利用。

2 解硅機(jī)理

到目前為止，硅酸鹽和鋁硅酸鹽礦物的生物脫硅機(jī)理尚無(wú)完整統(tǒng)一的定論。有研究者［3，12，55-59］認(rèn)為細(xì)菌的代謝產(chǎn)物有機(jī)酸、胞外多糖、氨基酸、胞外聚合物等均有一定的溶硅能力，在相同的pH條件下有機(jī)酸溶液溶解硅酸鹽礦物的能力比無(wú)機(jī)酸溶液更強(qiáng)，原因是無(wú)機(jī)酸溶解硅酸鹽礦物主要靠酸解作用，而有機(jī)酸靠其酸解與絡(luò)合作用同時(shí)溶解硅酸鹽礦物；莢膜多糖與礦物的接觸作用可影響硅酸鹽細(xì)菌浸礦脫硅效果；產(chǎn)酸、產(chǎn)多糖能力強(qiáng)的細(xì)菌具有更強(qiáng)的溶硅效果；細(xì)菌莢膜多糖包裹礦物顆?？墒咕植课h(huán)境中的有機(jī)酸達(dá)到較高濃度，增強(qiáng)解硅效果；并且各種代謝產(chǎn)物在浸出硅酸鹽礦物中具有協(xié)同作用，混合物的浸礦效果明顯優(yōu)于它們各自對(duì)礦物的作用效果。也有研究者［60，61］認(rèn)為細(xì)菌-礦物復(fù)合體的形成對(duì)溶硅起一定作用，所謂細(xì)菌-礦物復(fù)合體，是指在細(xì)菌生長(zhǎng)過(guò)程中分泌大分子黏性物質(zhì)，由于布郎運(yùn)動(dòng)和鞭毛運(yùn)動(dòng)等使細(xì)菌黏附在礦物顆粒的表面，在細(xì)菌與礦物之間，諸如離子鍵力、共價(jià)鍵力和范德華力等作用力的幫助下，使細(xì)菌與礦物顆粒之間的結(jié)合得到加強(qiáng)，隨著參與相互黏附作用的細(xì)菌及礦物顆粒數(shù)量的增加，使之逐漸形成穩(wěn)定的、難以分開的復(fù)合體，這種復(fù)合體的形成使礦物顆粒表面的微環(huán)境發(fā)生重大變化，對(duì)礦粉中各種離子的浸出將產(chǎn)生重大影響。微生物的解硅作用可能是由于各種機(jī)理相互作用的結(jié)果，并不是某一單純過(guò)程作用的結(jié)果，它是一個(gè)生命過(guò)程，在浸礦過(guò)程中某些階段是某一類代謝產(chǎn)物或某幾類代謝產(chǎn)物對(duì)礦物的分解起關(guān)鍵作用，在另一階段有可能是吸附在礦物表面的細(xì)菌通過(guò)其自身生長(zhǎng)代謝對(duì)礦物的分解起作用。相信隨著礦物學(xué)與分子生物學(xué)的發(fā)展，在不久的將來(lái)其機(jī)理必將越來(lái)越清晰。

3 影響微生物解硅的因素

影響微生物解硅的因素很多，主要包括以下6個(gè)方面。

1）礦物結(jié)構(gòu)。根據(jù)硅氧連接方式，硅酸鹽礦物可分為島狀結(jié)構(gòu)、組群狀結(jié)構(gòu)、鏈狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)和架狀結(jié)構(gòu)。研究表明，釋硅效果表現(xiàn)為組群狀結(jié)構(gòu)＞層狀結(jié)構(gòu)＞架狀結(jié)構(gòu)，原因是對(duì)于易解離的硅酸鹽礦物硅氧四面體中賦存有離子半徑大，電荷低的鉀破壞礦物晶格結(jié)構(gòu)所需要的能量較低，破壞其結(jié)構(gòu)的主要作用物質(zhì)為菌種所分泌的胞外多糖或有機(jī)酸，而對(duì)于架狀硅酸鹽等難解離的礦物，硅氧四面體相互結(jié)合的鍵力強(qiáng)、鍵長(zhǎng)短、物質(zhì)性能穩(wěn)定，破壞其晶格結(jié)構(gòu)所需的能量較高［59，62，63］。

2）礦物環(huán)境。不同礦物環(huán)境培養(yǎng)菌的生理生化特性有一定的差別，鉀長(zhǎng)石、高嶺石與橄欖石培養(yǎng)菌的鋁土礦浸出上清液中的含量要比其他礦物培養(yǎng)菌高0.5～1.0倍，同時(shí)，它們?cè)诎l(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)酸與產(chǎn)多糖量要比其他礦物培養(yǎng)菌高，形成了明顯的礦物-菌體復(fù)合體［64］；菌種繁殖產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)、細(xì)菌及莢膜直徑、發(fā)酵液中黏度的大小順序?yàn)椋汗杷猁}礦物培養(yǎng)基＞鋁土礦培養(yǎng)基＞赤鐵礦培養(yǎng)基＞阿什比基質(zhì)培養(yǎng)基，表明硅酸鹽細(xì)菌較易適應(yīng)硅酸鹽礦物的生長(zhǎng)環(huán)境［65］。

3）培養(yǎng)基。胞外多糖對(duì)生物脫硅具有較大影響，但胞外多糖含量、結(jié)構(gòu)及其他代謝物濃度或pH環(huán)境，受培養(yǎng)基中碳源、氮源組分及含量的影響。在含氮、無(wú)氮和無(wú)氮含石英粉的3種不同的發(fā)酵培養(yǎng)基中，菌種合成多糖的能力存在較大的差異，在有氮培養(yǎng)基中，細(xì)菌產(chǎn)生的多糖最少，而在無(wú)氮石英培養(yǎng)基中，菌種產(chǎn)生多糖量最大［55］。乳糖和尿素對(duì)膠質(zhì)芽孢桿菌GSY-1生物脫硅的影響均顯著，尿素10.35 g/L、乳糖12.60 g/L時(shí)，菌株GSY-1的脫硅效果最佳，鋁硅比由2.84提高到5.67［66］。利用在預(yù)先含有被浸礦樣的蔗糖中培養(yǎng)的菌種，并在有糖介質(zhì)培養(yǎng)基中進(jìn)行硅的浸出，其浸出硅的能力最強(qiáng)［11］。

4）生物膜與鈍化膜的形成。生物膜（菌膠團(tuán)）的形成可以促進(jìn)鋁土礦細(xì)菌溶硅，Al2O3沉淀所形成的鈍化膜對(duì)Al與Si的溶出有明顯的抑制作用［67，68］。

5）細(xì)菌-礦物接觸方式。細(xì)菌-礦物直接接觸模式比間接接觸模式對(duì)鋁土礦的降解脫硅作用更顯著，直接接觸模式下，菌絲對(duì)礦物顆粒的直接降解作用既有菌絲對(duì)礦物的蝕刻和崩解作用，也有菌絲代謝產(chǎn)物對(duì)礦物的化學(xué)降解作用；而在細(xì)菌-礦物間接接觸模式下只有化學(xué)降解作用［57，68］。

6）浸出硅的工藝。采用連續(xù)浸出工藝，細(xì)菌浸出硅的效果要明顯強(qiáng)于單瓶浸出效果，同時(shí)，連續(xù)浸出工藝可以大大縮短礦樣的細(xì)菌浸出時(shí)間［69］。

4 展望

綜上所述，通過(guò)科研工作者多年的努力，生物解硅技術(shù)已在礦物工程領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和垃圾焚燒領(lǐng)域取得一定成果，但是很多研究還只是處在試驗(yàn)階段，沒有形成完整統(tǒng)一的解硅機(jī)理。因此，下一步研究工作應(yīng)重點(diǎn)篩選高效穩(wěn)定的解硅菌株，并增強(qiáng)菌株本身對(duì)礦物或土壤環(huán)境的適應(yīng)性以應(yīng)用到實(shí)際中；研究復(fù)合菌株的解硅效果及相互之間有無(wú)拮抗作用，發(fā)揮復(fù)合菌株聯(lián)合解硅作用；進(jìn)一步探究生物解硅機(jī)制，這對(duì)生物解硅技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意義。