摘要：随着工业的飞速发展，土地污染现象越为普遍，致使原本贫瘠的国土资源更加紧缺。重金属污染是绝大部分工业企业的主要污染，也是我国土地的主要污染，其重金属主要有铅、铜、汞、镉等会对人体造成致癌作用的重金属。此类物质一旦进入土壤环境中，会随着地下水流方向发生不同程度的迁移转化，对环境造成污染。本文主要概括了我国重金属污染土壤的现状，研究了微生物对于重金属土壤污染的修复机理，探究了不同微生物对重金属污染土壤的修复作用。本文的主要目的是为了通过研究微生物对重金属污染土壤的修复机理及作用，为国家土地污染修复问题提供参考。
关键词：微生物；重金属；金属污染；土壤污染；土壤修复
前言：近几年，国内的重金属土地污染现象严重，使得修复工作成为国家及民众最为关注的问题之一。重金属，是工业事业发展必不可少的材料，随着我国工业的逐渐兴起，其应用数量逐年增多。若重金属污染现象持续加重，有可能危机到人类的生命安全。文章依据现阶段国内重金属土壤受污染的程度，以及微生物对其进行修复的机理，研究了不同微生物的修复作用，对改善国家土壤问题具有理论性的意义，对解决我国土资源短缺的问题有现实性的指导意义。
一、我国重金属污染土壤的现状
我国总人口约占世界人口的22%左右，人均耕地面积仅占世界耕地面积的6.5%，其耕地面积占比率较低的原因与土壤受到污染有很大的关系。土污染问题的日渐加重，使得国家开始注重土地修复和保护工作[1]。经济的快速发展，带动了工业的发展，致使含有大量重金属的废弃物排放于自然环境当中，由于国家未能及时有效的采取控制和修复措施，使得污染进一步扩大。常规重金属的污染主要是来源于农田灌溉、化肥与农药的使用以及工业废弃物排放等，其主要的污染物众多，最为常见有镉、汞、铅、铜、砷以及锌等。据相关的统计数据显示，当前，国内的重金属物总体量为921吨左右，被其污染的土地总面积可达2150万公顷左右，占耕地总面积的21%。具相关数据显示，在我国出现重金属土壤污染问题以后，其重金属污染排放量高达950吨，至少有2300万公顷的土地遭受污染，其中，耕地面积占污染面积的23%左右。依据各地区的污染情况报表分析，其污染范围较广，全国各地区均有出现相应的污染问题。
二、微生物对于重金属土壤污染的修复机理
（一）微生物的富集及吸收
微生物修复技术主要原理有两点，一点是细胞吸附作用，另一点是细胞其表面的吸附作用。细胞吸附，是指微生物的产物。例如，荚膜物质以及胞外聚合物等。该产物会与环境中的重金属离子进行结合，在结合之后，会与其发生一系列的反应。例如，螯合以及络合等。在二者进行反应的过程中，会产生相关的作用，致使胞外沉淀物质生成，阻挡了微生物进入细胞内的通道。一般的微生物，其本身具有一定的脂多糖与糖蛋白等，二者均属于是胞外聚合物之一，且其大部分均是阴离子携带的基团[2]。重金属的成分多是属于阳离子，微生物中的携带的阴离子会对阳离子有吸附的作用。细胞表面吸收。一般重金属其阳离子会被阴离子吸附于细菌的表面，即是活性位点。且在吸附的过程中，重金属成分会自动形成“核”，阳离子会被吸附在“核”周围，随着时间的发展逐渐积累增多。
（二）生物溶解及转化
生物溶解和生物转化是两种不同的概念。生物溶解，主要指的是微生物的溶解功效。具相关的研究人员表示，微生物对于重金属具有一定的溶解作用，即通过微生物的代谢活动对重金属实施直接或者是间接的溶解。在相关的试验数据中显示，微生物在进行代谢活动时，其过程中会产生乙酸、甲酸、苹果酸以及柠檬酸等物质。此类物质均是属于低分子的有机酸，正是此类有机酸，才能够将土壤中隐藏的重金属成分进行溶解，进而达到减轻土壤污染的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆生物转化，是指微生物在土壤中具有的转化作用。在被污染的土壤中，重金属间可以发生相应的氧化与还原反应，进而产生一定的去甲基化与甲基化等成分[3]。此类成分会因为土壤中微生物的入侵，而与微生物中的有机成分进行结合，从而降解土壤中存有的络合配位。此种有机结合，可以将重金属的毒性进行转化，即微生物具有减轻重金属毒性污染的作用。一般对于氧化与还原最为常见的反应有Cr6+还原成Cr3+，又或者是Hg2+还原成Hg0等。
三、微生物在重金属污染土壤修复中的作用研究
（一）真菌的修复作用
工业的发展，使得重金属的使用越来越广泛。在对其进行使用的过程中，部分企业并未进行科学化处理后排放。而是使用后，直接排放环境当中。随着排放数量的增多，致使土壤污染越发严重。土壤污染范围的扩大，使得我国的土地资源面临着逐渐减少的问题。为此，国家逐渐提高了污染治理问题的关注度，并让多名研究学者研究出新的治理技术，在保护土壤的基础上，对其污染进行治理[4]。据实验研究证明，其对于重金属污染具有很强的抗性。因为真菌对重金属有着较强的耐性，在土壤污染严重的区域，释放真菌，真菌可在短时间内扩大成巨大的生物群体，既而占领整个污染区域，将重金属成分进行吸附。
（二）细菌的修复作用
生物学家研究表明，在微生物中，聚居着多种生物群体，其中，细菌是数量最多、规模最大的生物群体。在微生物中，其的修复功能最强，尤其是对重金属的修复功能。因其此种特色，细菌现已经被广泛应用在土壤污染的修复工作当中。当前，已经被相关研究机构证实，具有修复污染的细菌种类有诸多。例如，假单胞菌、微球菌、根瘤菌、链霉菌属以及芽孢杆菌等。其中，生物学家研究最多，且研究最为成功的细菌是芽孢杆菌。事实上，有诸多种类细菌均对重金属污染具有较强的吸附及耐性性。例如，苏云金芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌以及地衣芽孢杆菌等[5]。据实验证明，假单胞菌对于重金属的吸附最大量可达279mg/g，而对于单离子Cd的吸附量为95mg/m左右。
（三）藻类的修复作用
藻类，对于重金属的修复功效相比于真菌及细菌的功效较低，其在水资源污染方面的治理功效应用较为广泛。现阶段，藻类对于土壤污染的研究还仅是停留在试验证明时期。主要是采用稻田或者是盆栽进行试验模拟，重点研究其对于稻田等土壤中的重金属进行吸附，进而减少其在土壤中的残留。在研究人员进行的藻静态吸附的试验中，相关的试验结果表明，1克的小球藻可以吸附重金属的数量是不一样的。例如，对于汞的吸附量为27.60mg/m，对于镉的吸附量为17.94mg/m，而对于铅的吸附量是22.52mg/m等。在藻类中，除了小球藻，其椭圆形以及梅尼小球吸附重金属的能力也很强。
结论：言而总之，近年来，随着科技的进步，微生物修复技术逐渐兴起，其发展也日趋成熟。微生物修复技术，属于一项最新的生物技术。据相关的研究人员表名，对于近年来土壤污染问题的治理，微生物的治理方式十分管用，且具备环保的特性。文章针对我国当前土壤重金属污染的情况，分析总结出的微生物的富集及吸收、生物溶解及转化等生物修复机理，提出了真菌的修复作用、细菌的修复作用以及藻类的修复作用等，希望日后能够对土壤污染的治理提供帮助。
参考文献：
[1]赵岫章.重金属污染土壤植物修复中的微生物功能研究进展[J].科学与财富，2017，21(7).
[2]彭昌盛，孟柯，臧小龙，等.微生物淋滤在重金属污染土壤修复中的研究进展[J].环境污染与防治，2016，38(3):77-81.
[3]李韵诗，冯冲凌，吴晓芙，等.重金属污染土壤植物修复中的微生物功能研究进展[J].生态学报，2015，35(20):6881-6890.
论文作者:姚佳斌,陈娟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/23
标签：重金属论文; 微生物论文; 土壤论文; 作用论文; 土壤污染论文; 细菌论文; 芽孢论文; 《基层建设》2018年第14期论文;