程樹(shù)青 夏建東 趙寬

摘要在討論土壤重金屬污染物來(lái)源和分布的基礎(chǔ)上，著重分析了重金屬污染土壤研究現(xiàn)狀及其植物修復(fù)技術(shù)和微生物修復(fù)技術(shù)，旨在為土壤重金屬污染的有效修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞土壤；土壤污染；重金屬；修復(fù)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)X53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2017）12-0040-03

AbstractBased on discussing the source and distribution of heavy metals，the current situation and research on plant of heavy metal contaminated soil remediation and microbial remediation was emphatically analyzed，which in order to provide scientific evidence for effective remediation of heavy metal pollution in soil.

Key wordsSoil；Soil pollution；Heavy metal；Remediation technology

隨著科學(xué)技術(shù)和城鎮(zhèn)化的迅速發(fā)展，許多重金屬被大量應(yīng)用，并且通過(guò)各種方式被排放到自然環(huán)境中。由于人類(lèi)對(duì)重金屬處置不當(dāng)，已經(jīng)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。由于重金屬具有隱蔽性和長(zhǎng)期存在性，會(huì)通過(guò)水體和大氣等方式遷移轉(zhuǎn)化并在自然環(huán)境中富集，因此，分析重金屬在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化和累積規(guī)律，探尋有效的重金屬污染處理技術(shù)方法已經(jīng)成為人類(lèi)環(huán)保領(lǐng)域中亟待解決的問(wèn)題[1-4]。筆者綜述了重金屬污染土壤現(xiàn)狀及生物修復(fù)技術(shù)，以期為土壤重金屬污染的有效修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1土壤重金屬污染研究現(xiàn)狀

我國(guó)總?cè)丝诩s占世界人口的20%，但耕地面積僅占世界耕地面積的7%，人均占有耕地面積僅為世界人均占有耕地面積的25%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001年我國(guó)受到污染的耕地面積達(dá)2 000萬(wàn)hm2，約占總耕地面積的20%，農(nóng)田污染面積達(dá)130余萬(wàn)hm2，土壤污染造成的糧食減產(chǎn)約1 000萬(wàn)t/a，同時(shí)因受污染而不能食用的糧食也高達(dá)1 200萬(wàn)t/a，造成經(jīng)濟(jì)損失大約200億元。然而，土壤污染中以重金屬污染最為典型，全世界Hg的排放量約1 500萬(wàn)t/a，Cu 340萬(wàn)t/a，Pb 500萬(wàn)t/a，Mn 1 500萬(wàn)t/a，Ni 100萬(wàn)t/a。根據(jù)國(guó)土資源部統(tǒng)計(jì)的結(jié)果顯示，目前我國(guó)10%以上的耕地已受到重金屬污染。

隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，特別是礦山的開(kāi)采、冶煉、電鍍等行業(yè)蓬勃發(fā)展，使重金屬對(duì)土壤的污染十分嚴(yán)重。湖南省是世界著名的有色金屬產(chǎn)地，其發(fā)達(dá)的采礦業(yè)和冶煉業(yè)長(zhǎng)期的粗放發(fā)展使當(dāng)?shù)刂亟饘傥廴緡?yán)重，瀏陽(yáng)、郴州等地多次出現(xiàn)血鉛、尿鎘超標(biāo)及家禽重金屬中毒的事件。長(zhǎng)江三角洲及珠江三角洲等一些工業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)也有較嚴(yán)重的重金屬污染。農(nóng)業(yè)上含Cd農(nóng)藥和化肥的大量使用，也使得重金屬對(duì)土壤的污染進(jìn)一步加劇。重金屬污染的土壤會(huì)危害人體健康。我國(guó)土壤中Pb、Cd、Zn等重金屬污染狀況日益嚴(yán)重，重金屬通過(guò)食物鏈富集在人體內(nèi)，進(jìn)而危害人體健康。2008年以來(lái)，我國(guó)已發(fā)生百余起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金屬污染事故達(dá)30余起[5]。

2重金屬在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化和累積，及其影響因素

2.1遷移、轉(zhuǎn)化和累積

重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化受其化學(xué)行為影響，包括重金屬的沉淀溶解狀況、重金屬的被吸附狀況以及植物對(duì)其的吸收利用狀況[6]。由于重金屬在土壤中容易聚集，主要包括積累在土壤表層、遷移至地表水或地下水和植物體3種歸趨，還可以通過(guò)其他途徑轉(zhuǎn)化成毒性更強(qiáng)的化合物，具有潛在危害。土壤中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化包括物理遷移、化學(xué)遷移、物理化學(xué)遷移和生物遷移4種途徑[7]。土壤中常見(jiàn)的重金屬有Cd、Cr、As、Hg等，它們?cè)谕寥?植物界面的遷移轉(zhuǎn)化和吸收利用受多種因素的影響[8]。①Cd的遷移轉(zhuǎn)化。Cd在土壤中主要是以水溶性Cd和非水溶性Cd 2種形式存在。對(duì)于水溶性Cd，如CdCl2和CdCO3在土壤中比較容易遷移轉(zhuǎn)化；而對(duì)于非水溶性Cd，如Cd的沉淀物，在土壤中就不容易遷移，更不容易被植物吸收利用。Cd會(huì)被具有吸附性的土壤吸附于土壤表層，當(dāng)土壤中有積水時(shí)，Cd會(huì)隨著水的流動(dòng)而進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化。Cd又很容易被綠色植物吸收，Cd在植物各部分的分布濃度從大到小依次為根、葉、枝的稈皮、花、果、籽粒。②Cr的遷移轉(zhuǎn)化。土壤中的Cr通常以2種化合價(jià)存在：2價(jià)和6價(jià)，Cr6+的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Cr3+。土壤中存在的Cr大多難溶于水，不容易遷移，主要積聚在土壤表層。③Hg的遷移轉(zhuǎn)化。土壤中的Hg元素主要以離子吸附和共價(jià)吸附的Hg、可溶性Hg和難溶性Hg 3種形式存在。Hg在進(jìn)入土壤時(shí)被土壤膠體吸附聚集在表層，不容易向深層土壤遷移；土壤中的無(wú)機(jī)Hg之間又能通過(guò)氧化還原反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化，Hg在特定細(xì)菌的作用下在氧化環(huán)境中進(jìn)行氧化反應(yīng)生成Hg2+；Hg在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化又可以通過(guò)植物吸收作用來(lái)進(jìn)行。④As的遷移轉(zhuǎn)化。土壤中As的存在形式有水溶性As、交換性As和難溶性As 3種。As也是在耕層土壤積累。土壤中的As可以通過(guò)與其他組分發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化，如As與堿土金屬化合可形成亞砷酸鹽，或與重金屬化合；As可以被膠體吸附，與有機(jī)物發(fā)生螯合、絡(luò)合；交換性As可以被植物吸收來(lái)遷移轉(zhuǎn)化。

2.2影響因素

2.2.1土壤理化性質(zhì)的影響。土壤的理化性質(zhì)對(duì)重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化有一定影響。它間接地通過(guò)影響重金屬存在形式來(lái)影響重金屬的生物有效性，進(jìn)而影響其遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程。土壤的理化性質(zhì)主要包括酸堿值、土壤氧化還原電位、有機(jī)質(zhì)等。①酸堿值。土壤中的酸堿值直接影響土壤重金屬的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。土壤pH較低，土壤中陽(yáng)離子數(shù)量增加，土壤中一些鹽類(lèi)的溶解度也隨之增大，進(jìn)而影響土壤對(duì)重金屬元素的吸附過(guò)程，使得重金屬的被吸附量減少，重金屬的生物有效性變大，增大了重金屬的遷移轉(zhuǎn)化速度。而土壤pH升高到中性至微堿性時(shí)，重金屬的生物有效性將會(huì)受到抑制，土壤中有機(jī)質(zhì)和表面膠體對(duì)重金屬的吸附量將會(huì)增加。②氧化還原電位。土壤的氧化還原電位是影響重金屬存在形式和生物有效性的主要因素。它通過(guò)影響重金屬元素在土壤中的行為和遷移轉(zhuǎn)化情況來(lái)制約其遷移轉(zhuǎn)化情況。一般來(lái)說(shuō)，土壤中水溶性重金屬元素含量會(huì)隨著氧化還原電位的升高而增大，使植物對(duì)土壤重金屬的吸收也相應(yīng)升高；但如果土壤氧化還原電位較低，許多重金屬易產(chǎn)生硫化物沉淀，使土壤中重金屬元素含量降低。③土壤有機(jī)質(zhì)。土壤有機(jī)質(zhì)是影響土壤對(duì)重金屬的吸附性和生物有效性的主要理化性質(zhì)之一。在微生物的作用下，土壤有機(jī)質(zhì)會(huì)形成土壤腐殖質(zhì)與土壤中的無(wú)機(jī)顆粒結(jié)合形成復(fù)合膠體，土壤對(duì)重金屬元素的吸附性和生物有效性也因此而增加。因此，有機(jī)質(zhì)含量較高的土壤對(duì)重金屬的吸附能力高于有機(jī)質(zhì)含量低的土壤。

2.2.2重金屬含量及形態(tài)的影響。重金屬的生物有效性大小取決于土壤中的重金屬含量，而土壤中的氧化-還原、吸附-解吸和沉淀-溶解平衡又制約著土壤中重金屬含量。土壤中Cd的存在形態(tài)主要是可交換態(tài)，土壤中Pb的存在形式主要是鐵錳氧化物和碳酸鹽。

2.2.3植物種類(lèi)的影響。不同植物體內(nèi)重金屬含量存在很大差異，相同植物對(duì)不同重金屬的吸收情況也存在不同。有研究表明，印度芥菜對(duì)于不同重金屬元素的忍耐能力也不同，印度芥菜能夠正常生長(zhǎng)在含Cu 250 mg/kg或Pb 500 mg/kg的土壤上，但在含Cd 200 mg/kg的土壤上會(huì)出現(xiàn)“鎘中毒”現(xiàn)象。另有試驗(yàn)表明，相同植物不同器官中的重金屬含量也會(huì)不同，重金屬含量從大到小依次為根、葉、莖、花、果[9]。

3土壤重金屬污染對(duì)作物及人類(lèi)的影響

3.1對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響當(dāng)土壤中重金屬含量超過(guò)某一臨界值時(shí)，會(huì)在植物的根、莖、葉及果實(shí)中大量積累并對(duì)它們產(chǎn)生一定毒害作用，輕則影響生長(zhǎng)發(fā)育，重則導(dǎo)致植物死亡或者通過(guò)食物鏈影響人類(lèi)健康。Cd是危害植物生長(zhǎng)發(fā)育的有毒元素，如果土壤中的Cd含量過(guò)高，會(huì)破壞葉片的葉綠素結(jié)構(gòu)，使葉綠素含量降低，進(jìn)而使葉片出現(xiàn)黃化癥狀。土壤中的Pb進(jìn)入植物并在其中累積，制約著植物的光合作用和代謝過(guò)程，影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。Hg雖然不是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素，但其對(duì)植物的影響很大。Hg能破壞植物的葉片結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致植物根系生長(zhǎng)受限，使植株表現(xiàn)矮小和發(fā)育不良。當(dāng)土壤環(huán)境中同時(shí)受到多種重金屬污染時(shí)，就會(huì)形成復(fù)合型污染，這種污染往往要比單一型污染嚴(yán)重，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育影響較大。

3.2對(duì)人類(lèi)健康的危害

土壤被重金屬污染后，通過(guò)一系列遷移轉(zhuǎn)化累積在土壤表層，一旦含量超過(guò)一定數(shù)值便會(huì)影響植物的發(fā)育或通過(guò)食物鏈影響人類(lèi)機(jī)體功能，長(zhǎng)期接觸可能會(huì)致畸、致癌和致突變，甚至出現(xiàn)急性中毒或死亡。Pb在人體血液中的含量不得超過(guò)0.2 mg，如果超過(guò)這一數(shù)值就會(huì)出現(xiàn)急性中毒現(xiàn)象，癥狀表現(xiàn)為內(nèi)分泌失調(diào)、神經(jīng)系統(tǒng)失調(diào)、造血功能障礙和消化系統(tǒng)紊亂，Pb對(duì)兒童的智力發(fā)育也存在著一定影響[10]。Cd的毒性巨大，其能夠在人體內(nèi)蓄積，主要損害人體腎臟器官和骨胳結(jié)構(gòu)，癥狀表現(xiàn)為泌尿系統(tǒng)失調(diào)，還會(huì)引發(fā)糖尿病、高血壓，如在1955年日本的由土壤Cd污染引起的“痛痛病”事件。Hg也不是人體必需元素，Hg會(huì)通過(guò)呼吸道進(jìn)入肺泡，經(jīng)血液循環(huán)進(jìn)入人體血液后，能夠在腦組織中聚集，臨床主要表現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，如頭痛頭暈、肢體麻木和語(yǔ)言、行動(dòng)、意識(shí)失調(diào)等。1953年日本發(fā)生的“水俁病”事件就是因?yàn)槿梭w食入了含有甲基汞的魚(yú)類(lèi)而出現(xiàn)病狀。

4土壤重金屬污染的植物修復(fù)技術(shù)

4.1植物修復(fù)技術(shù)

世界各地都面臨著越發(fā)嚴(yán)重的土壤重金屬污染問(wèn)題，因此運(yùn)用有效的解決方法治理土壤污染刻不容緩，其中植物修復(fù)技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用廣泛的修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)是指利用植物處理有毒有害污染物的方法，通過(guò)提取、吸收、分解、轉(zhuǎn)化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中污染物的方式來(lái)達(dá)到處理效果[11-12]。植物萃取、植物固化、根圈生物修復(fù)和植物轉(zhuǎn)化技術(shù)40項(xiàng)修復(fù)技術(shù)都屬于植物修復(fù)技術(shù)范疇之內(nèi)[13]。植物修復(fù)技術(shù)是一項(xiàng)與工程實(shí)踐活動(dòng)緊密結(jié)合的土壤環(huán)境污染控制技術(shù)，在全球范圍內(nèi)已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。國(guó)外已陸續(xù)有一些專(zhuān)門(mén)從事土壤或水體污染修復(fù)工作的公司進(jìn)入市場(chǎng)，使植物修復(fù)技術(shù)的市場(chǎng)面向全國(guó)、面向全世界，所以，植物修復(fù)技術(shù)作為新型的污染修復(fù)技術(shù)有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

4.1.1植物萃取技術(shù)（Phytoextraction）。植物修復(fù)技術(shù)中的植物萃取技術(shù)是土壤污染處理過(guò)程中必須要進(jìn)行的途徑。由于某些特殊植物具有吸收重金屬元素的能力，可以利用這些特殊植物的特殊功能，通過(guò)植物根系將土壤中1種或幾種有毒有害重金屬元素吸收，并將其轉(zhuǎn)移至植物地上莖葉部分，通過(guò)收割地上部物質(zhì)，從而達(dá)到去除污染物的一種方法。而應(yīng)用于該項(xiàng)技術(shù)的特殊超積累植物都具有相同的生物量大、抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng)和對(duì)重金屬具有較強(qiáng)富集能力的特點(diǎn)。而目前常見(jiàn)的超累積植物有油菜、楊樹(shù)、苧麻等[13-14]。

4.1.2植物固化技術(shù)（Phytostabilization）。土壤重金屬的移動(dòng)性能夠通過(guò)植物根系組織中的一些特殊物質(zhì)來(lái)降低，進(jìn)而降低土壤重金屬含量，這種方法被稱(chēng)為植物固化技術(shù)。在該技術(shù)實(shí)施過(guò)程中，可以通過(guò)土壤添加劑和植物的雙重作用，使重金屬污染物的擴(kuò)散遷移過(guò)程受到控制，但土壤中的重金屬含量并未因此而降低，只是將其暫時(shí)固定起來(lái)，使植物對(duì)重金屬的吸收減少和重金屬的生物有效性降低。該技術(shù)對(duì)于處理廢棄的重金屬污染和放射性核元素污染物能夠起到很大的作用。

4.1.3根圈植物修復(fù)技術(shù)。根圈植物修復(fù)技術(shù)是指距根系表面幾毫米土壤區(qū)域的分泌物和脫落物能夠刺激細(xì)菌和真菌快速生長(zhǎng)，而細(xì)菌和真菌都具有將土壤中有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為礦物質(zhì)的能力，從而達(dá)到處理效果。同時(shí)，在此植物修復(fù)過(guò)程中，土壤有機(jī)碳、細(xì)菌和真菌含量都會(huì)升高，對(duì)土壤中有機(jī)化合物的降解過(guò)程有一定促進(jìn)作用，也對(duì)土壤重金屬污染的修復(fù)具有積極作用。

4.1.4植物轉(zhuǎn)化技術(shù)。植物通過(guò)吸收土壤或水體中的有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物，然后利用植物本身的新陳代謝過(guò)程將這些污染物降解。另外一種表現(xiàn)形式是通過(guò)植物自身的揮發(fā)過(guò)程向環(huán)境中排入易揮發(fā)物質(zhì)，從而達(dá)到去除土壤中污染物的目的。對(duì)于疏水性一般的污染物，可以通過(guò)植物轉(zhuǎn)化技術(shù)將其去除。但是該項(xiàng)技術(shù)會(huì)使污染物從土壤中轉(zhuǎn)移到大氣中，對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量造成危害，影響人類(lèi)健康。

4.2土壤重金屬的植物修復(fù)技術(shù)

土壤重金屬植物修復(fù)是指種植一些超富集重金屬植物，利用其對(duì)重金屬元素的吸收、累積，使重金屬污染物含量降低的環(huán)境友好的生物技術(shù)。依據(jù)修復(fù)植物的修復(fù)功能和特點(diǎn)可分為植物提取修復(fù)、植物揮發(fā)修復(fù)和植物穩(wěn)定修復(fù)[9]。

4.2.1植物提取修復(fù)。植物提取修復(fù)是利用重金屬積累植物或超積累植物對(duì)土壤中重金屬污染的修復(fù)過(guò)程[9]，具體包括土壤中重金屬的釋放、植物根際效應(yīng)、重金屬由根向地上部的轉(zhuǎn)移和地上部對(duì)重金屬的積累4個(gè)過(guò)程[15]。而植物提取修復(fù)技術(shù)包括持續(xù)植物提取和誘導(dǎo)植物提取2個(gè)過(guò)程。

4.2.1.1持續(xù)植物提取過(guò)程。持續(xù)植物提取是利用超積累植物吸收土壤中重金屬元素的特性來(lái)降低土壤中重金屬元素含量的方法；超積累植物是一種能夠超量吸收和積累重金屬元素的植物，其體內(nèi)的重金屬含量比一般植物要多百倍以上，我國(guó)目前發(fā)現(xiàn)的超積累植物有蜈蚣草和東南景天等。研究表明，超積累植物蜈蚣草植物體內(nèi)As含量可達(dá)1%～2%，它在改良土質(zhì)土壤和對(duì)污染土壤重金屬的提取方面具有很大優(yōu)勢(shì)。

4.2.1.2誘導(dǎo)植物提取過(guò)程。誘導(dǎo)植物提取是土壤經(jīng)過(guò)化學(xué)物質(zhì)作用將重金屬的溶解性提高，使普通植物被誘導(dǎo)吸收富集土壤中重金屬元素的方法。其中可利用誘導(dǎo)植物提取過(guò)程來(lái)降低土壤重金屬含量的植物包括向日葵和玉米等，向日葵和玉米本身不是超積累植物，但在添加螯合劑后，使利用普通植物治理土壤重金屬污染成為可能。

4.2.2植物揮發(fā)修復(fù)。植物揮發(fā)是指植物將土壤中一些揮發(fā)性污染物吸收、積累到體內(nèi)后并將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)釋放到大氣中的一種植物修復(fù)方法。Hg是一種以多種形式存在于土壤并對(duì)土壤環(huán)境危害很大的重金屬。尤其是土壤中的離子態(tài)Hg能夠在厭氧細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)變成毒性很大的甲基Hg。而植物揮發(fā)修復(fù)技術(shù)就是利用單質(zhì)重金屬Hg的易揮發(fā)特點(diǎn)，運(yùn)用轉(zhuǎn)基因植物將從土壤中吸收的Hg轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)、毒性小的單質(zhì)Hg，再通過(guò)植物葉片的蒸騰作用將單質(zhì)Hg釋放到大氣中，從而去除土壤中的Hg污染[16]。利用植物揮發(fā)修復(fù)技術(shù)揮發(fā)土壤污染的Hg時(shí)，雖然單質(zhì)Hg的毒性比土壤中的離子態(tài)Hg和無(wú)機(jī)Hg的毒性都小，但其被排入到大氣環(huán)境中仍會(huì)對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生新的影響和危害。

4.2.3植物穩(wěn)定修復(fù)。植物穩(wěn)定修復(fù)是指利用種植非食用的重金屬耐性能源植物以改變重金屬的存在形態(tài)或價(jià)態(tài)，降低重金屬污染物的流動(dòng)性和活性，以防重金屬被滲濾到地下水體或擴(kuò)散到空氣中造成更大的環(huán)境危害。目前，在礦區(qū)該項(xiàng)修復(fù)技術(shù)被普遍應(yīng)用，如廢棄礦山的尾礦復(fù)墾工程，各種尾礦庫(kù)的植被重建等。由于礦山廢棄地植被遭到破壞，使重金屬的遷移性升高，利用傳統(tǒng)處理方法難以有效解決其問(wèn)題，而植物穩(wěn)定修復(fù)技術(shù)就是通過(guò)種植植物使其覆蓋率增加，減少水土流失，并且在穩(wěn)定礦山廢棄地重金屬的同時(shí)能取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，能夠很好地防止重金屬遷移擴(kuò)散帶來(lái)的環(huán)境污染。但還要注意的一點(diǎn)就是植物穩(wěn)定修復(fù)只是暫時(shí)地穩(wěn)定重金屬，并未徹底消除其帶來(lái)的污染，它在一定環(huán)境條件下可能會(huì)重新恢復(fù)活性進(jìn)而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生更大威脅。

4.2.4提高植物修復(fù)功效的方法。目前，植物修復(fù)技術(shù)已經(jīng)被世界許多國(guó)家所接受，而且還有很多科學(xué)家研究者致力于研究提高植物修復(fù)效率的方法。研究表明，主要是從提高土壤中重金屬的有效性和改進(jìn)超積累植物的性能2個(gè)方面開(kāi)展研究[17]。

4.2.4.1提高土壤重金屬的有效性。土壤中重金屬大多是以不溶性沉淀形式存在，并吸附在土壤表層，生物有效量較少，這限制了植物提取修復(fù)技術(shù)的實(shí)施。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)提高土壤重金屬有效性的研究主要集中在以下2個(gè)方面：①增加土壤溶液中有效態(tài)重金屬濃度。有研究顯示，土壤中重金屬生物有效性的主要影響因素是土壤pH，且土壤溶液中有效態(tài)重金屬的濃度隨著土壤酸堿值的降低而升高，因此，可以通過(guò)施用銨態(tài)氮肥或土壤酸化劑等來(lái)改變土壤的酸堿值，從而增加土壤中重金屬的可利用性。②通過(guò)土壤微生物增加金屬生物有效性。無(wú)菌土壤環(huán)境中的Cd在無(wú)氧和有氧條件下都不會(huì)釋放出來(lái)，而有菌土壤環(huán)境中的Cd則會(huì)被活化進(jìn)而釋放到環(huán)境中，使其有效性明顯增加。有研究者發(fā)現(xiàn)，某些植物根系分泌出的物質(zhì)通過(guò)溶解鐵氧化物能夠增加重金屬的生物有效性[18-19]。植物對(duì)礦物質(zhì)的吸收利用過(guò)程也可以通過(guò)根際微生物來(lái)促進(jìn)，如Fe、Mn[20]。

4.2.4.2改進(jìn)超積累植物的性能。盡管植物修復(fù)技術(shù)處理土壤重金屬污染的應(yīng)用前景廣闊，但仍存在著一定缺陷[21]。如果要解決這些問(wèn)題，就要改進(jìn)超積累植物的性能，如現(xiàn)代分子生物技術(shù)就能夠大大加快植物修復(fù)應(yīng)用的步伐。

5微生物修復(fù)技術(shù)

微生物在生物修復(fù)技術(shù)方面也擔(dān)當(dāng)著重要角色，更是在土壤重金屬污染修復(fù)中起著特殊作用。由于微生物能夠親和吸附土壤中的重金屬，從而使土壤重金屬毒性降低。在重金屬污染較嚴(yán)重的土壤中，往往存在著類(lèi)似真菌和細(xì)菌等耐重金屬的微生物，它們雖然難以使重金屬降解，但其能通過(guò)改變重金屬的物理化學(xué)特性等多種作用形式來(lái)制約重金屬的遷移轉(zhuǎn)化，直至使土壤重金屬毒性降低，達(dá)到修復(fù)目的。

微生物對(duì)土壤重金屬活性的影響主要從吸附作用、溶解作用、氧化還原作用和菌根真菌作用對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)4個(gè)方面體現(xiàn)[22]。目前，我國(guó)利用微生物修復(fù)土壤環(huán)境可在一定程度上取得相當(dāng)好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，且還具有成本低、二次污染少的優(yōu)點(diǎn)；但由于其吸附累積的容量有限，使該方法在實(shí)施過(guò)程中受到一定局限。因此，在處理土壤重金屬污染問(wèn)題上，需要將微生物修復(fù)技術(shù)與植物修復(fù)等其他生物修復(fù)技術(shù)相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)土壤重金屬污染的有效治理[3]。

6展望

目前，土壤重金屬污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，重金屬污染問(wèn)題備受重視，不斷地有研究者表示需要對(duì)土壤重金屬污染修復(fù)進(jìn)行更全面、更深入的探究，而土壤重金屬污染的生物修復(fù)技術(shù)目前是世界各國(guó)的環(huán)保行業(yè)研究的重要組成部分，取得了相當(dāng)好的成績(jī)。今后應(yīng)該將生物修復(fù)和物理化學(xué)修復(fù)等其他技術(shù)有效結(jié)合，共同為國(guó)際環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

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