微生物修復技術在重金屬污染治理中的應用研究

詹敬江

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國的城市現(xiàn)代化進程不斷加快，工業(yè)、交通、生活垃圾等的排放量也隨之增加。這些排放物中有很多重金屬污染物，其很難被分解，最終沉積于環(huán)境當中，威脅著人類的身體健康。近年來，科學家研究發(fā)現(xiàn)，微生物修復治理重金屬污染具有低成本、高效率、無二次污染等優(yōu)勢，利于改善生態(tài)環(huán)境，具有良好的應用前景。為此，本文就微生物修復技術在重金屬污染治理中的應用做了進一步的研究。

關鍵詞：微生物修復技術；重金屬污染；治理；研究進展

引言：重金屬一般以天然濃度廣泛存在于自然界中，但人類對重金屬的開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動日益增多，造成不少重金屬進入大氣、水、土壤中，引起嚴重的環(huán)境污染。近年來，我國重金屬污染事件頻發(fā)。2014年4月，國家環(huán)保部調查顯示，全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤重金屬污染較重。這些重金屬污染物很容易通過食物鏈進入到人體內(nèi)。重金屬一旦進入人體后，會在人的某種器官中富集，當富集的量超過人體所能耐受的限度，就會引起人體慢性中毒、亞急性中毒、急性中毒，甚至死亡?？傊?，重金屬污染對人體會造成很大的危害。因此，如何有效治理重金屬污染，限制重金屬的排放，減少重金屬造成的環(huán)境污染已經(jīng)成為現(xiàn)代環(huán)境科學研究的重要課題。運用傳統(tǒng)的物理化學修復技術來治理重金屬污染的方法投入的成本高，治理效果不明顯，且容易破壞土壤的生態(tài)環(huán)境。而與物理化學修復技術相比，微生物修復技術具有成本低，效果明顯且不會產(chǎn)生二次污染的優(yōu)勢。因此，微生物修復技術已經(jīng)成為現(xiàn)代環(huán)境科學中治理重金屬污染的主要手段。

1微生物修復技術在重金屬污染治理中的應用

1.1微生物吸附技術

1949年，美國科學家發(fā)現(xiàn)微生物可以去除廢水中的Pu，說明了大量的微生物對Pu具有一定的吸附能力。微生物對重金屬的吸附可歸納為3類：細胞外吸附、細胞表面吸附和細胞內(nèi)吸附。細胞外吸附是指微生物細胞外可以分泌多聚糖、糖蛋白和可溶性氨基酸等物質，這些物質能與重金屬離子相互作用，從而沉淀重金屬污染物。細胞表面吸附是指當重金屬離子通過微生物細胞時，能與細胞表面的多糖、脂類或化學基團相互作用，從而將重金屬污染物吸附到細胞表面。如酵母細胞壁上的氨基、羧基等化學基團能夠與Cu2+相互結合，起到了吸附Cu2+的作用。細胞內(nèi)吸附是指一些能透過細胞膜的金屬離子進入細胞后，微生物可通過區(qū)域化作用將其分布到代謝不活躍的區(qū)域，將其轉化為低毒的形式，如某些細菌能夠吸附Hg2+，可通過細胞內(nèi)的Hg還原酶，與Hg2+發(fā)生氧化還原反應，從而將Hg2+轉化為了低毒性揮發(fā)態(tài)的Hg。

1.2微生物-植物聯(lián)用技術

在生物治理重金屬污染物的技術中，最常見的除了微生物治理外，還有植物治理重金屬技術。植物利用吸收作用、降解作用和穩(wěn)定作用等可以有效地吸附沉淀重金屬污染物。但是植物治理技術存在著吸附量有限、修復效率低、對深層土壤污染修復能力差等不足之處。因此，將微生物與植物治理技術聯(lián)合運用，可以大大降低這種局限性，從而提高重金屬污染治理的效率。微生物-植物聯(lián)用技術是環(huán)境科學研究的一個新領域，它是指利用土壤-植物-微生物組成的復合體系共同降解重金屬污染物，清除環(huán)境污染物的一種環(huán)境污染治理技術。植物在生長過程中，通過根系為微生物提供了生活場所；反過來，微生物的旺盛生長增強了對污染物的降解，確保植物有更加優(yōu)越的生長空間，這樣的植物-微生物聯(lián)合體系就促進了污染物的快速降解。

1.3化學鈍化-微生物聯(lián)用技術

除了微生物-植物聯(lián)用技術外，化學鈍化-微生物聯(lián)用技術也是當前重金屬污染治理的一個研究方向?；瘜W鈍化是指在土壤中添加鈍化劑，使重金屬與鈍化劑自然作用而產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象，從而達到減少某種重金屬含量的目的。常用的鈍化劑可分為無機、有機及無機-有機混合鈍化劑。將微生物與鈍化劑聯(lián)合使用，可以達到更好的修復效果。一般對化學鈍化-微生物進行聯(lián)合應用可以從以下幾個方面入手：（一）要篩選固定能力較強的鈍化劑，掌握鈍化劑本身對環(huán)境的效應及修復穩(wěn)定性；（二）篩選對重金屬有強吸附力并且能與鈍化劑協(xié)同作用的微生物；（三）了解化學鈍化-微生物對重金屬修復效果最佳時的環(huán)境條件。

2結論與展望

與傳統(tǒng)修復技術相比，微生物修復技術具有物種資源豐富，遺傳特性易于改造等優(yōu)勢，這使得對微生物修復機理的研究越來越深入，成為當下最具前景的生物修復技術之一。然而，目前我國的微生物修復重金屬污染治理技術還處于研究階段，在環(huán)境修復中還存在著諸多的問題。今后我們需要在以下幾個方面進一步深入地研究：（一）在目前研究的基礎上，加強微生物對重金屬吸附、沉淀作用機理的研究；（二）加強對新型菌種的重視和研究，選擇出對重金屬離子吸附量大、平衡時間短的菌種，以應用到工業(yè)生產(chǎn)中；（三）學會將微生物修復技術與其他技術相結合，以獲得更好的重金屬修復效果。

參考文獻

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