摘要：随着现代化进程的不断加快，土地资源越来越紧张。然而在工业高速发展的过程中，土地的重金属污染问题也十分突出，更加剧了需 求与供给之间的矛盾。在文章中，笔者首先简要说明了当前重金属土壤污染的现状；其次，介绍了微生物修复的内在原理以及不足之处；最 后，在此基础上大胆的预测了今后的研究热点与方向，希望给学界和业界提供一些启发。
关键词：重金属污染；微生物修复；研究进展
引言
与普通的生态污染不同，重金属往往具有较强的破坏性，而且在土壤中也较为顽固给修复工作造成极大的阻碍。其不仅使土壤失去了使用价 值，而且还会对周边的环境及生物链造成一定的影响。微生物技术在土壤重金属修复方面效果显著，且能够有效地缩短修复周期，因此近年 来理论成果相继涌现。但仍有诸多问题未得到解决，在应用上也未能达到预期的效果。可见，对微生物修复技术的重难点问题进行研究，不 断创新修复方法已显得十分迫切。
一、国内重金属土壤污染现状
据国土资源部提供的数据显示，我国人口约占全球人口的两成，但耕地面积却仅有7％。尤其是在城市化的推进下，用地规划越来越紧张甚至 已经关系到人们的生存发展。究其原因，主要是在过去三十多年的发展中，工业排放的重金属未能得到治理，使部分土地资源污染严重。国 内年均排放的重金属超过1000吨，而因此造成的土地污染也高达2000万公顷。不仅如此，一些投产的耕地也时常受到重金属的污染，每年约 有1000余万吨的粮食因此滞销。一方面土壤重金属污染给人们造成了巨大的经济损失；另一方面重金属污染破坏着生态环境，严重威胁到人 们的健康。
二、微生物修复的一般原理
（一）生物吸附
吸附技术主要是依靠微生物与重金属元素混合凝结，从而形成较大的物理结构避免造成对作物的生理机能造成影响。这种技术成本较低，而 且见效快能够使土地迅速恢复生产。比如在污染土壤内培植一些真菌，这些微生物会定期分泌一种聚合物，使重金属元素被吸附沉淀。镉元 素的污染在我国尤其严重，而常规的修复技术不仅吸附量小，而且极容易出现反复的现象。而借助于柠檬酸杆菌与其发生化学反应，生产的 盐类化合物则能够解决这个问题。该化合物不溶于水，及时后期出现降水或者灌溉也能保持分子结构。抑或是利用产气菌与镉离子生成硫化 物，使土壤中游离的镉元素固定减少对土壤的伤害。
（二）生物转化
转化技术主要是根据化学以及生物酶工程的相关原理设计的，将污染严重的重金属元素转化为低毒甚至是无害的其它化合物。比+6价的铬通 过微生物的氧化反应，能够在化合物中呈现出+3价的稳定化学性质。尽管+3价铬对人体仍然有一定的危害，但与此前相比已经有较大的改观 。目前在许多环保商品中，均采用这种化合方法。以往在治理铬元素污染时，经常采用化学方法来治理。这种方不仅代价高昂，而且化学反 应较为复杂，也存在对土地造成二次污染的隐患。而使用苍白杆菌对铬元素进行固定，不仅效果显著而且也不会对土壤造成破坏。经过验证 ，苍白杆菌中的缓冲液对铬元素的固定率超过九成，而且可溶的+3价镉离子还可以通过其它手段清除。
三、现阶段微生物修复存在的不足
（一）技术尚未成熟
由于我国微生物修复技术起步较晚，因此相关的理论研究以及实践方法均有待完善。通常而言，国内主张“谁污染谁治理”与“谁受益谁治 理”两大原则，但往往难以落到实处。对污染排放的企业而言，修复土壤重金属污染不仅意味着成本的投入，而且还必须对落后的设备与工 艺革新。而我国第二产业还处在转型升级的重要阶段，部分中小型企业在设备和专利上难以达到污染治理的需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而且生物修复还需要关注 真菌的代谢周期，目前学界在这个领域的成果较少，因此微生物修复技术始终未能取得进一步的突破。在重金属污染的土壤环境中，供微生 物生长繁殖的营养物质贫乏，阻碍了转化的有序进行。
（二）易受环境影响
经过实验表明，微生物在一些大面积的重金属污染中效果十分显著，而且成本也较物理、化学方法更低廉。但由于真菌等微生物的培植需要 良好的环境，因此在应用上普及程度并不高。实际上以往微生物修复技术主要应用于水资源的治理，经过吸附沉淀或者化合析出的方式能够 将其与水体分离。然而在土壤环境中更为复杂，修复过程中不仅要关注微生物的繁殖情况，而其也必须考虑到后期的分离问题。但实属遗憾 ，目前学界还未能提出较为妥善的方法，这无疑给微生物修复的推广造成了阻碍。
（三）修复方法单一
微生物修复技术的提出固然更符合经济、环保理念，但由于这项技术要求较为严格，并非适应每一种重金属污染。物理与化学修复技术在某 些特定的金属元素污染中效果更加突出，而且在后期的分离过程中也相对容易。不仅如此，植物在生长过程中也能对部分金属元素吸收固定 ，从而改善土壤的品质。不过植物生长对当地的自然条件要求较为苛刻，因此其应用范围较为狭窄。由此可见，重金属污染的修复方法十分 多样，但微生物技术在应用上并没能取长补短。应该针对该地区污染的具体情况，将微生物修复技术与化学、物理原理有机结合，提出更加 高效、环保的治理方案。
四、微生物修复的研究方向
（一）普通真菌
早在上个世纪真菌就已经普遍的应用在环保工程中，这种微生物在业界的应用也最为广泛。通过微生物表面的菌丝能够使重金属元素附着其 上，从而达到过滤和固定的效果。此外，真菌还能够分泌大量的生物酶来降解部分污染化合物。不过生物技术通常是对症下药，在制定修复 方案之前需要对具体的污染物质进行全面的调研。因此，笔者建议在往后的真菌研究中，应该明确真菌在不同金属污染中的表现，从而给菌 种的选取和培植提供有力的依据。比如花斑曲霉在同样的环境中，其对铬、镍和铜的净化能力分别为九成、三成以及两成，那么在铬污染严 重的地区就应该使用花斑曲霉。同理，在铅元素污染严重地区曲霉的修复能力也较强，需要根据不同的情况定制个性化的治理方案。
（二）联合修复技术
前文也曾提到过，微生物修复技术与其它修复方法各有优劣，因此要不断创新修复方法。近几年植物修复技术也逐渐成熟，不仅极大地改善 了土壤的质量，而且还实现了经济效益与生态效益的双赢。植物在生长程中会不断吸收污染物质，当土壤内化学参数回归正常范围后再将其 灰化。这样一来也解决了以往微生物技术难以实现的分离问题。但植物修复技术一方面对环境要求较高，另一方面净化吸附效果也受到根系 的限制。因此，笔者认为将植物修复技术与微生物技术相结合，不仅能增强治理的效果而且还能得到有效的分离。通过培植微生物给植物提 供赖以生存的营养物质，使植物的根系生长更为繁茂。而植物也给微生物的成长和繁殖提供了场所，使治理修复的成本越来越低。
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论文作者:莫雪莹
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/20
标签：微生物论文; 重金属论文; 土壤论文; 技术论文; 真菌论文; 环境论文; 元素论文; 《基层建设》2018年第18期论文;