淺談生物技術(shù)在土壤修復(fù)上的應(yīng)用

李燕

土壤是植物的生存之本，要想有一個(gè)健康土壤種植出優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品，需要對土壤的微生物、有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)、水、空氣進(jìn)行綜合性考慮。按照植物所需的微量元素和營養(yǎng)，在土壤中施入相應(yīng)的營養(yǎng)物質(zhì)，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和豐富微生物多樣性，增加土壤肥力。工作人員在進(jìn)行土壤修復(fù)和改良時(shí)，更多考慮土壤結(jié)構(gòu)和生態(tài)恢復(fù)，對土壤的性質(zhì)及周邊環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查與分析，提高修復(fù)效果。因此，在土壤修復(fù)過程中講究因地制宜、綜合施策、綜合治理，達(dá)到整體平衡。生物修復(fù)是目前比較好的土壤修復(fù)方式，包括植物修復(fù)、動物修復(fù)、微生物修復(fù)方法。

1 植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)是通過重金屬經(jīng)超富集植物根系吸收后，轉(zhuǎn)移、儲存到植物莖葉，通過刈割莖葉，達(dá)到去除土壤重金屬元素的目的。超富集植物具三個(gè)特點(diǎn)：一是對重金屬的提取量比普通植物高100倍以上;二是植株地下部分重金屬含量比植株根部高;三是植物本身對重金屬有一定的耐性，不會表現(xiàn)出毒害現(xiàn)象。超積累植物能吸收鉻（Cr）、鈷（Co）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鉛（Pb），吸收量達(dá)1.0克/公斤或以上;能吸收錳（Mn）、鋅（Zn），可吸收量達(dá)10.0克/公斤或以上;能吸收鎘（Cd），可吸收量達(dá)100.0毫克/公斤或以上。通常，超積累植物地上部吸收的重金屬量比根部吸收的量大，即轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（地上部吸收量/根部吸收量）大于1.0;超積累植物植株體內(nèi)重金屬含量高于污染土壤中的含量，即富集系數(shù)大于1.0;從而修復(fù)重金屬污染土壤。目前，世界各國學(xué)者已發(fā)現(xiàn)的超積累植物有500多種，但70%以上為“鎳（Ni）”超積累植物。資料顯示這些超積累植物，特別是我國境內(nèi)生長的超積累植物，對我國重金屬污染土壤的治理具有十分重要的科學(xué)價(jià)值。植物修復(fù)具費(fèi)用低、二次污染低等優(yōu)點(diǎn)，是農(nóng)田土壤修復(fù)目前最有發(fā)展前景的修復(fù)方法之一。篩選新的能富集多種金屬，且生長快、生物量大、適用范圍廣的超富集植物是重要的發(fā)展方向。目前，對超積累植物的產(chǎn)后處置有焚燒法、壓縮填埋法、堆肥法、高溫分解法、灰化法和液相萃取法等，主要將修復(fù)植物作為垃圾或者危險(xiǎn)物進(jìn)行處置，存在占用土地、處理成本高、滲濾液污染等風(fēng)險(xiǎn)。因此，富集后生物體的處置也是植物修復(fù)技術(shù)發(fā)展需面對的重要問題。

2 動物修復(fù)技術(shù)

土壤動物是指生命活動在土壤中進(jìn)行的動物，對土壤結(jié)構(gòu)形態(tài)產(chǎn)生一定的影響，土壤動物涉及的門類很廣泛，常見的土壤動物有蚯蚓、螞蟻、鼠、蜘蛛等。土壤動物通過自身的生命活動，對土壤中的污染物粉碎、分解、消化、富集等，從而使污染物降低或消除的一種生物修復(fù)技術(shù)。特別是土壤動物對土壤中有機(jī)污染物機(jī)械粉碎、分解作用，它們分泌腸液，通過腸道排出體外，與土壤微生物共同分解污染物或轉(zhuǎn)化其形態(tài)，使得污染物濃度降低或消失。一些土壤動物對土壤重金屬有較強(qiáng)的富集和轉(zhuǎn)化能力，利用植物富集重金屬對土壤肥力有一定的消耗，而利用土壤動物來富集重金屬，可以增加土壤肥力。

3 微生物修復(fù)技術(shù)

微生物修復(fù)技術(shù)一種新型環(huán)保修復(fù)技術(shù)，修復(fù)能力強(qiáng)，對環(huán)境破壞力小。相對于物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)來說，具有更徹底的修復(fù)能力。土壤微生物是土壤中的微小生物的總稱，嚴(yán)格意義上應(yīng)包括細(xì)菌、真菌、病毒、原生動物和藻類等。微生物修復(fù)技術(shù)，是指利用微生物的一些特性減少土壤中的重金屬含量，例如一些真菌可通過分泌氨基酸、有機(jī)酸以及其他代謝產(chǎn)物溶解重金屬及含重金屬的礦物，如硫-鐵桿菌類等可對土壤中的重金屬進(jìn)行移動、固定或轉(zhuǎn)化等。

土壤生物修復(fù)就是把土壤動物、植物、微生物3種修復(fù)方式相結(jié)合，協(xié)同合作，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高修復(fù)能力，植物調(diào)節(jié)土壤環(huán)境，提高土壤動物、微生物的繁殖能力，增強(qiáng)動物、微生物處理和富集污染物的能力。土壤動物、植物、微生物3種技術(shù)有效結(jié)合進(jìn)行土壤修復(fù)，修復(fù)能力事半功倍，建立良好的土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)作物品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益。