土壤重金屬污染的微生物修復(fù)技術(shù)探討

戴洪萍 呂冰 侯蘭梅 孫翠娟 徐一飛 申濤

摘 要 當(dāng)前，隨著我國各個(gè)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，土壤污染問題受到越來越多關(guān)注。在土壤污染中，重金屬是造成土壤污染的核心原因，也是最難分解的污染物。當(dāng)前，隨著科技水平不斷提高，微生物修復(fù)技術(shù)逐步被應(yīng)用于重金屬污染和防治方面。通過微生物對重金屬的消化和分解作用，可降低土壤中重金屬含量，達(dá)到修復(fù)土壤的目的。基于此，分析了我國土壤重金屬污染現(xiàn)狀以及土壤重金屬的危害，探討了土壤重金屬污染的微生物修復(fù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞 重金屬;土壤污染;微生物修復(fù)技術(shù)

中圖分類號：F302.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.29.071

土壤是人們賴以生存的基礎(chǔ)，糧食的供給、住房的建造都離不開土壤。在社會發(fā)展過程中，土壤也一直扮演著重要角色，掌握絕大多數(shù)戰(zhàn)略資源，但與此同時(shí)，土壤也隨著社會的發(fā)展受到了一定影響。在社會的發(fā)展過程中，多數(shù)污染物都采用深埋等手段進(jìn)行處理，嚴(yán)重污染了土壤環(huán)境。而伴隨著工業(yè)化不斷推進(jìn)禽畜養(yǎng)殖作物種植都對土壤提出了更高要求。因此，改善土壤環(huán)境，修復(fù)土壤顯得尤為重要。

1 土壤重金屬污染現(xiàn)狀

不同地區(qū)土壤中重金屬的種類不同，且不同種類的重金屬造成的污染類別以及污染程度也有較大差別。城市中土壤污染的來源是大氣降塵，大氣中的重金屬被雨滴、雪花等介質(zhì)包裹，滴落在土壤中，被土壤吸收相關(guān)研究表明，道路旁土壤中鉛的含量居高不下，公園的土壤中除了鉛元素之外還含有大量的銅元素和鋅元素。而且，這些地區(qū)土壤中的重金屬含量并不穩(wěn)定，還在持續(xù)增長[1]。人類的活動面積越大，科技發(fā)展的覆蓋面積越廣，土壤中的重金屬的含量也就越高。土壤受到重金屬污染，對于全國范圍內(nèi)造成的影響巨大，單純從生產(chǎn)方面來看，僅一年的時(shí)間內(nèi)就會造成上千萬噸糧食減產(chǎn)，而且每年還有超過1 200多萬噸的糧食被污染，無法食用，將這些損失換算成人民幣，那么1年時(shí)間內(nèi)由于土壤污染造成的糧食浪費(fèi)就有200億元之多。因此，重金屬污染土壤的修復(fù)工作刻不容緩。

2 土壤重金屬污染的影響

2.1 影響土壤中動物生長

土壤遭受污染，對土壤中生長和生活的植物、動物而言是一個(gè)毀滅性的打擊。現(xiàn)如今，由于多種重金屬摻雜在土壤中，土壤中呈現(xiàn)出高度富集重金屬狀態(tài)，這些高密度的重金屬嚴(yán)重危及土壤中動物的生命[2]。相關(guān)研究表明，過于富集化的土壤會給在土壤中生活的動物（如蚯蚓、線蟲等無脊椎動物）的生長造成負(fù)面影響，使這些動物生長受損。此外，土壤重金屬污染還會對土壤中動物群體的數(shù)量以及群體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，最終影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。

2.2 影響作物的質(zhì)量

土壤重金屬污染對動物的影響比較直觀，可以通過觀察及時(shí)發(fā)現(xiàn)，但對植物的影響則由于植物生長緩慢以及外在表現(xiàn)微弱等，很難直觀發(fā)展植物受到的影響，進(jìn)而錯(cuò)過最佳搶救時(shí)機(jī)，造成植物大面積死亡或者受到嚴(yán)重污染，喪失使用價(jià)值[3]。農(nóng)田土壤受到重金屬污染，會導(dǎo)致農(nóng)作物內(nèi)部的相關(guān)物質(zhì)、酶等生物元素大量流失，農(nóng)作物喪失生物活性，就會影響到自身的生長和發(fā)育。一旦作物中積累過多重金屬元素，就很容易通過植物的內(nèi)部運(yùn)輸，體現(xiàn)在物的果實(shí)中，導(dǎo)致作物失去食用價(jià)值，給種植戶帶來經(jīng)濟(jì)。

2.3 威脅人體健康

土壤受到污染，并非人類可以免受傷害，恰恰相反，人類是和土壤有最密切聯(lián)系的物種。人類從日常飲食到生活起居，沒有一項(xiàng)可以拋開土壤獨(dú)立完成。就飲食方面，沒有土壤，植物就無法生長，人們也就無法獲取食物。因此，土壤中的重金屬被植物吸收后又被動物吞食，最終還是會匯聚在人體中，影響人體健康。大量重金屬攝入會嚴(yán)重?fù)p傷人的身體構(gòu)造，對新陳代謝的器官以及正常的生理活動造成嚴(yán)重危害，進(jìn)而對人的生命健康造成影響[4]。另外，人類經(jīng)常會和土壤直接接觸，在接觸過程中土壤中的微小重金屬也會通過人體的表皮系統(tǒng)進(jìn)入到人體內(nèi)部，伴隨血液等體液在體內(nèi)運(yùn)動，影響人的生長和發(fā)育。

3 微生物修復(fù)技術(shù)

3.1 細(xì)菌修復(fù)技術(shù)

細(xì)菌修復(fù)技術(shù)可以顯著改善受重金屬污染土壤的質(zhì)量，而且這種修復(fù)方式也是當(dāng)前使用較為廣泛，并且效果較好的一種方式。在自然環(huán)境中，細(xì)菌為大面積存在的特殊生物，土壤中蘊(yùn)含著數(shù)不清的細(xì)菌。這些細(xì)菌往往都有自己的作用，共同維持整個(gè)土壤生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定[5-7]。

應(yīng)用于土壤重金屬修復(fù)中的細(xì)菌通常都是從受到嚴(yán)重污染的土壤中提取出來，之后進(jìn)行區(qū)分，并分別進(jìn)行培養(yǎng)和純化得出的。經(jīng)過這些步驟處理的細(xì)菌具備一定的抗性，可以實(shí)現(xiàn)對土壤中重金屬的清理。

3.2 真菌修復(fù)技術(shù)

真菌修復(fù)技術(shù)中真菌大多數(shù)都是從植物的根莖細(xì)胞中提取的，這類細(xì)胞具備較強(qiáng)的生物活性，而且具有修復(fù)細(xì)胞的作用，如叢枝菌根就可以修復(fù)土壤，并且凈化土壤環(huán)境，降低重金屬含量[8]。采用真菌修復(fù)土壤，經(jīng)過提取處理的真菌可以和土壤中的重金屬直接發(fā)生反應(yīng)，降低重金屬的散發(fā)特性，修復(fù)土壤的生物環(huán)境狀態(tài)，改善土壤面貌[9]。此外，AM真菌可以降低重金屬對植物的毒害作用，促使植物發(fā)揮修復(fù)土壤的功能。

3.3 微藻修復(fù)技術(shù)

微藻修復(fù)技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)在廢水處理以及土壤治理等多方面起到了較好的效果，技術(shù)已經(jīng)相對成熟。該技術(shù)的核心應(yīng)用場所是一些養(yǎng)殖廢水、城市污泥發(fā)酵液、染印廢水等區(qū)域，用于治理水域污染。微藻主要利用自身生活在水域的特性壓制重金屬的擴(kuò)散影響能力，限制重金屬的影響范圍，以降低重金屬對水域的長期影響[10]。降低水域污染，在一定程度上可以減少其對地面土壤的污染，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)土壤污染治理。

4 結(jié)語

當(dāng)前，土壤重金屬污染難以完全避免，只能對重金屬污染范圍進(jìn)行一定限制，降低重金屬的影響效果。而通過細(xì)菌修復(fù)、真菌修復(fù)以及微藻修復(fù)技術(shù)可以解決當(dāng)前已經(jīng)出現(xiàn)的絕大多數(shù)重金屬污染問題，且在科技發(fā)展階段，通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的保護(hù)也是當(dāng)前科技發(fā)展的重點(diǎn)[11]。

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（責(zé)任編輯：趙中正）