淺談生物技術在土壤修復上的應用

李燕

土壤是植物的生存之本，要想有一個健康土壤種植出優質的農產品，需要對土壤的微生物、有機質、礦物質、水、空氣進行綜合性考慮。按照植物所需的微量元素和營養，在土壤中施入相應的營養物質，改善土壤團粒結構和豐富微生物多樣性，增加土壤肥力。工作人員在進行土壤修復和改良時，更多考慮土壤結構和生態恢復，對土壤的性質及周邊環境進行仔細調查與分析，提高修復效果。因此，在土壤修復過程中講究因地制宜、綜合施策、綜合治理，達到整體平衡。生物修復是目前比較好的土壤修復方式，包括植物修復、動物修復、微生物修復方法。

1 植物修復技術

植物修復技術是通過重金屬經超富集植物根系吸收后，轉移、儲存到植物莖葉，通過刈割莖葉，達到去除土壤重金屬元素的目的。超富集植物具三個特點：一是對重金屬的提取量比普通植物高100倍以上;二是植株地下部分重金屬含量比植株根部高;三是植物本身對重金屬有一定的耐性，不會表現出毒害現象。超積累植物能吸收鉻（Cr）、鈷（Co）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鉛（Pb），吸收量達1.0克/公斤或以上;能吸收錳（Mn）、鋅（Zn），可吸收量達10.0克/公斤或以上;能吸收鎘（Cd），可吸收量達100.0毫克/公斤或以上。通常，超積累植物地上部吸收的重金屬量比根部吸收的量大，即轉運系數（地上部吸收量/根部吸收量）大于1.0;超積累植物植株體內重金屬含量高于污染土壤中的含量，即富集系數大于1.0;從而修復重金屬污染土壤。目前，世界各國學者已發現的超積累植物有500多種，但70%以上為“鎳（Ni）”超積累植物。資料顯示這些超積累植物，特別是我國境內生長的超積累植物，對我國重金屬污染土壤的治理具有十分重要的科學價值。植物修復具費用低、二次污染低等優點，是農田土壤修復目前最有發展前景的修復方法之一。篩選新的能富集多種金屬，且生長快、生物量大、適用范圍廣的超富集植物是重要的發展方向。目前，對超積累植物的產后處置有焚燒法、壓縮填埋法、堆肥法、高溫分解法、灰化法和液相萃取法等，主要將修復植物作為垃圾或者危險物進行處置，存在占用土地、處理成本高、滲濾液污染等風險。因此，富集后生物體的處置也是植物修復技術發展需面對的重要問題。

2 動物修復技術

土壤動物是指生命活動在土壤中進行的動物，對土壤結構形態產生一定的影響，土壤動物涉及的門類很廣泛，常見的土壤動物有蚯蚓、螞蟻、鼠、蜘蛛等。土壤動物通過自身的生命活動，對土壤中的污染物粉碎、分解、消化、富集等，從而使污染物降低或消除的一種生物修復技術。特別是土壤動物對土壤中有機污染物機械粉碎、分解作用，它們分泌腸液，通過腸道排出體外，與土壤微生物共同分解污染物或轉化其形態，使得污染物濃度降低或消失。一些土壤動物對土壤重金屬有較強的富集和轉化能力，利用植物富集重金屬對土壤肥力有一定的消耗，而利用土壤動物來富集重金屬，可以增加土壤肥力。

3 微生物修復技術

微生物修復技術一種新型環保修復技術，修復能力強，對環境破壞力小。相對于物理化學修復技術來說，具有更徹底的修復能力。土壤微生物是土壤中的微小生物的總稱，嚴格意義上應包括細菌、真菌、病毒、原生動物和藻類等。微生物修復技術，是指利用微生物的一些特性減少土壤中的重金屬含量，例如一些真菌可通過分泌氨基酸、有機酸以及其他代謝產物溶解重金屬及含重金屬的礦物，如硫-鐵桿菌類等可對土壤中的重金屬進行移動、固定或轉化等。

土壤生物修復就是把土壤動物、植物、微生物3種修復方式相結合，協同合作，發揮各自的優勢，提高修復能力，植物調節土壤環境，提高土壤動物、微生物的繁殖能力，增強動物、微生物處理和富集污染物的能力。土壤動物、植物、微生物3種技術有效結合進行土壤修復，修復能力事半功倍，建立良好的土壤生態結構，提高農作物品質和經濟效益。