土壤重金屬污染已經(jīng)成為全球性的重要環(huán)境問(wèn)題之一,土地一旦被重金屬污染,,就在一定程度上喪失了生產(chǎn)能力,。土壤重金屬污染物主要來(lái)源于污水灌溉、工業(yè)廢渣,、城市垃圾,、工業(yè)污染物堆放及大氣沉降。對(duì)于土壤污染處理而言,,傳統(tǒng)物理及化學(xué)修復(fù)技術(shù)的最大弊端是污染物去除不徹底,,導(dǎo)致二次污染的發(fā)生,從而帶來(lái)一定程度的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)危害,。
利用微生物對(duì)不同污染類(lèi)型土壤進(jìn)行生物修復(fù)已經(jīng)成為微生物研究的熱點(diǎn)之一,。微生物修復(fù)是指利用天然存在的或所培養(yǎng)的功能微生物群,在適宜環(huán)境條件下,,促進(jìn)或強(qiáng)化微生物代謝功能,,從而達(dá)到降低有毒污染物活性或降解成無(wú)毒物質(zhì)的生物修復(fù)技術(shù)。微生物修復(fù)的實(shí)質(zhì)是生物降解,,即微生物對(duì)物質(zhì)(特別是環(huán)境污染物)的分解作用,。它與傳統(tǒng)的分解在本質(zhì)上是一樣的,但又有分解作用所沒(méi)有的新特征(如共代謝作用,、降解質(zhì)粒等),,因此可視為是分解作用的擴(kuò)展和延伸。由于微生物個(gè)體小,、繁殖快,、適應(yīng)性強(qiáng)、易變異,,所以可隨環(huán)境變化產(chǎn)生新的自發(fā)突變株,,也可能通過(guò)形成誘導(dǎo)酶產(chǎn)生新的酶系,具備新的代謝功能以適應(yīng)新的環(huán)境,,從而降解和轉(zhuǎn)化那些“陌生”的化合物微生物對(duì)土壤中的有毒污染物的降解主要包括氧化反應(yīng),、還原反應(yīng)、水解反應(yīng)和聚合反應(yīng)等,。微生物修復(fù)重金屬污染的土壤機(jī)理如下:
微生物對(duì)重金屬離子的溶解與沉淀,。在土壤環(huán)境中,微生物能夠利用有效的營(yíng)養(yǎng)和能源,,在土壤濾瀝過(guò)程中通過(guò)分泌有機(jī)酸絡(luò)合并溶解重金屬,。微生物對(duì)土壤重金屬離子的溶解方式主要是通過(guò)各種代謝活動(dòng)直接或間接地進(jìn)行,其代謝作用能產(chǎn)生多種低分子量的有機(jī)酸,,如甲酸,、乙酸、丙酸等。微生物對(duì)重金屬離子生物吸附和富集,。土壤微生物可以通過(guò)帶電荷的細(xì)胞表面吸附重金屬或通過(guò)攝取必要的營(yíng)養(yǎng)元素主動(dòng)吸收重金屬離子,,并將重金屬離子吸附在細(xì)胞表面或內(nèi)部。 微生物對(duì)重金屬離子的氧化還原,。土壤中的一些重金屬元素可以多種價(jià)位形態(tài)存在,,它們以高價(jià)離子化合物存在時(shí)溶解度通常較小,不易發(fā)生遷移,,而呈低價(jià)離子化合物存在時(shí)溶解度較大,,較易發(fā)生遷移,。微生物的氧化作用能使這些重金屬元素的活性降低,。
菌根真菌與土壤重金屬的生物有效性影響。真菌侵染植物根系后形成共生體—菌根,。菌根真菌與植物根系共生能促進(jìn)植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)分的吸收和植物生長(zhǎng),。菌根真菌不僅能借助有機(jī)酸的分泌對(duì)土壤中某些重金屬離子進(jìn)行活化,而且能以其他形式如離子交換,、分泌有機(jī)配體,、激素等間接作用影響植物對(duì)重金屬的吸收。 微生物修復(fù)污染的土壤必須具備2個(gè)方面的條件:一是土壤中存在著多種多樣的微生物,,這些微生物能夠適應(yīng)變化了的環(huán)境,,具有或產(chǎn)生酶,具備代謝功能,,能夠轉(zhuǎn)化或降解土壤中難降解的有機(jī)化合物,,能夠轉(zhuǎn)化或固定土壤中的重金屬;二是進(jìn)入土壤的有機(jī)化合物大部分具有可生物降解性,,即在微生物的作用下由大分子化合物轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單小分子化合物的可能性,,進(jìn)入土壤的重金屬具有微生物轉(zhuǎn)化或固定的可能性。只有具備了上述兩方面的條件,,微生物修復(fù)才有可能實(shí)現(xiàn),,另外微生物修復(fù)重金屬污染土壤的效果也受土壤營(yíng)養(yǎng)、電子受體,、電子供體,、共代謝基質(zhì)等土壤環(huán)境的影響。
(轉(zhuǎn)自:搜狐網(wǎng))
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