微生(shēng)物對重金屬污染土(tǔ)壤的生(shēng)物修複作(zuò)用主要是通過微生(shēng)物對重金屬的溶解、轉化與固定來(lái)實現。

微生(shēng)物對重金屬的溶解

主要是通過各種代謝活動産生(shēng)多種低分(fēn)子量的有機(jī)酸直接或間接進行的。最早的報道是真菌可(kě)以通過分(fēn)泌氨基酸、有機(jī)酸以及其他(tā)代謝産物溶解重金屬及含重金屬的礦物。比較不同碳源條件(jiàn)下微生(shēng)物對重金屬的溶解，發現土(tǔ)壤微生(shēng)物能夠利用有效的營養和能源，在土(tǔ)壤濾瀝過程中通過分(fēn)泌有機(jī)酸絡合并溶解土(tǔ)壤中的重金屬。在滅菌試驗中，未滅菌處理(lǐ)的淋洗液中重金屬離(lí)子的濃度顯著高于滅菌處理(lǐ)。Loser等曾借助土(tǔ)著微生(shēng)物的淋濾作(zuò)用來(lái)修複德國(guó)薩克森地區河流沉積物的重金屬污染，指出處理(lǐ)過程中基質的最适投加量爲2%，最适溫度在30-40°C之間，去(qù)除率最高可(kě)達98%。

微生(shēng)物對重金屬的氧化還(hái)原轉化

在外界環境中，變價金屬As、Cr、Co和Au等可(kě)以不同的價态形式存在，而細菌代謝活動可(kě)以通過其氧化還(hái)原作(zuò)用改變它們的價态。Chang等在污水處理(lǐ)廠(chǎng)發現一種噬硫酸鹽細菌可(kě)以還(hái)原Cr6+爲低毒的溶解度較小的Cr3+，從(cóng)而降低水體(tǐ)中的重金屬毒性。土(tǔ)壤中還(hái)分(fēn)布着多種可(kě)以使鉻酸鹽和重鉻酸鹽還(hái)原的微生(shēng)物，如(rú)産堿菌屬，芽孢杆菌屬、棒杆菌屬、腸杆菌屬、假單胞菌屬和微球菌屬等，這些菌能将高毒性的Cr6+還(hái)原爲低毒性的Cr3+。另外一些細菌，如(rú)硫-鐵杆菌類能氧化As、Cu、Mo和Fe等，假單胞杆菌能使As、Fe、Mn等發生(shēng)氧化，從(cóng)而降低這些重金屬元素的活性。

微生(shēng)物對重金屬的生(shēng)物固定

主要有3種作(zuò)用方式：胞外絡合作(zuò)用、胞外沉澱作(zuò)用以及胞内積累。細胞壁中的分(fēn)子結構具有活性，可(kě)以将金屬螯合在細胞表面。Papassiopi等對兩組Cr(Ⅵ)污染土(tǔ)壤樣品進行生(shēng)物固定處理(lǐ)後，土(tǔ)壤中可(kě)溶性Cr的含量分(fēn)别從(cóng)13mg/kg降到低于0.5mg/kg,120mg/kg降到低于5.6mg/kg。

從(cóng)芽孢杆菌上分(fēn)離(lí)下來(lái)的細胞壁可(kě)以從(cóng)溶液中螯合大(dà)量的金屬元素，當将細胞壁放(fàng)入含氯化金的水溶液中時，可(kě)在細胞壁上通過聚合作(zuò)用形成微小晶體(tǐ)。可(kě)調節Zn2+、Pb2+和其他(tā)金屬的氧化還(hái)原反應，如(rú)硫杆菌可(kě)氧化鐵和硫。

微生(shēng)物-植物的聯合修複

盡管植物修複技術(shù)具有不造成二次污染、費用低等優點，但(dàn)是植物作(zuò)爲活的生(shēng)命體(tǐ)，其生(shēng)長必然受到各種自(zì)然和人(rén)爲因素的限制，修複過程通常較爲緩慢(màn);一種植物往往隻吸收一種或幾種重金屬，對土(tǔ)壤中其他(tā)濃度較高的重金屬則表現出某些中毒症狀，從(cóng)而限制了植物修複技術(shù)在多種重金屬污染土(tǔ)壤方面的應用;同時要針對不同污染狀況的土(tǔ)壤選用不同的生(shēng)态型植物：重金屬污染嚴重的土(tǔ)壤應選用超積累植物，而污染較輕的土(tǔ)壤應栽種耐重金屬植物。

此外篩選超積累植物很難。而對于微生(shēng)物修複來(lái)說(shuō)，大(dà)多數技術(shù)仍局限在科(kē)研和實驗室水平，實驗室的微生(shēng)物修複研究，因修複條件(jiàn)較爲理(lǐ)想化，被幹擾因素極少，其修複效果可(kě)能很好，如(rú)一旦将室内的微生(shēng)物修複技術(shù)放(fàng)入到現場條件(jiàn)下，幹擾因素複雜，一系列的新問(wèn)題可(kě)能會出現。

目前研究較多的是菌根修複，因爲菌根是土(tǔ)壤中的真菌菌絲與高等植物根形成的一種聯合體(tǐ)，菌根修複隻是微生(shēng)物-植物的聯合修複的一種。一方面植物根部的表皮細胞脫落、酶和營養物質的釋放(fàng)，爲微生(shēng)物提供了更好的生(shēng)長環境，另一方面菌根真菌的活動可(kě)改善根際微生(shēng)态環境，增強植物抗病能力，極大(dà)地提高植物在逆境(如(rú)幹旱、有毒物質污染等）條件(jiàn)下的生(shēng)存能力。

展望

生(shēng)物修複技術(shù)作(zuò)爲一種新興高效、綠色廉價的修複途徑，它可(kě)以最大(dà)限度地降低修複時對環境的擾動。但(dàn)該技術(shù)目前還(hái)不太成熟，有待進一步完善。目前，植物修複的發展還(hái)依賴于高效吸收污染物的植物種類開發、土(tǔ)壤改良劑以及優化植物栽培等農業措施。