微生物在污染土壤修复中的应用与展望主讲：马佳伟土壤微生物是土壤生态系统的重要生命体，具有巨大的、潜在的环境修复功能。污染土壤的微生物修复是指利用土壤中天然存在或人工培养的功能微生物群，在适宜条件下，通过促进或强化微生物的代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或将其降解成无毒物质的生物修复技术，已成为污染土壤修复技术的一个重要组成部分前言Introduction目录/CONTENTS01020304重金属污染土壤的微生物修复有机污染土壤的微生物修复污染土壤的微生物修复技术与应用污染土壤的微生物修复问题与展望01重金属污染土壤的微生物修复重金属污染土壤的修复土壤重金属污染治理途径主要有两种：•一是改变重金属在土壤中的存在状态，使其由活化态转为稳定态•二是从土壤中除去重金属重金属污染土壤的微生物修复微生物治理是利用土壤中的某些微生物等对重金属具有吸收、溶解、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中重金属的毒性。原核生物(细菌、放线菌)比真核生物(真菌)对重金属更敏感，柠檬酸杆菌产生的酶能使Cu、Pb、Cd形成难溶磷酸盐;,格兰氏阳性菌可吸收Cd、Cu、Pb等生物富集生物转化污染土壤的原位微生物修复技术微生物对重金属的生物富集微生物对重金属的生物富集（如生物积累和生物吸着等）主要表现在胞外络合、胞外沉淀以及胞内积累等3种形式，其作用方式有以下几种：①金属磷酸盐、金属硫化物沉淀；②细菌胞外多聚体；③金属硫蛋白、植物螯合肽和其他金属结合蛋白；④铁载体；⑤真菌来源物质及其分泌物对重金属的去除一些微生物如蓝细菌、假单胞杆菌、硫酸盐还原菌以及其它的某些藻类，能够产生如多糖、糖蛋白等含有大量阴离子基团的胞外聚合物，与重金属离子反应形成络合物胞外络合在微生物分泌的氧化还原酶作用下金属元素发生氧化还原反应，或某些微生物的代谢产物（S2-、CO32-、OH-和HPO42-）与金属离子发生沉淀反应，以硫化物、磷酸盐或碳酸盐形式沉淀，直接或间接使有毒有害重金属元素转化为低毒或无毒金属沉淀物胞外沉淀胞外络合胞外沉淀微生物细胞表面载有负电荷，且存在氨基、羧基和醛基等多种官能团，可与带正电的重金属离子通过静电吸附、络合、螯合、离子交换和共价吸附等方式结合，或摄取必要的营养元素主动吸收重金属离子，将其富集在细胞表面或内部胞内积累胞内累积微生物对重金属的生物转化重金属污染土壤中存在一类特殊的微生物，它们对有毒重金属离子不仅具有抗性，同时也可以使重金属进行生物转化。主要作用机理包括微生物对重金属的•氧化和还原作用，•沉淀和溶解作用，•甲基化与去甲基化，降解转化重金属，改变其溶解性、移动性以及生态毒性，从而达到对重金属污染的修复的目的土壤中一些重金属元素（如铜、汞、铬、硒等）可呈现多种价态，不同价态的溶解性不同，当其以低价离子形态存在时溶解度较大，易迁移，而当其呈高价离子化合物存在时溶解度较小，不易迁移。微生物可以通过改变重金属的氧化还原状态，使其离子化合价变化，影响其溶解性和流动性，从而转化重金属，最终将有毒物质转化成低毒或无毒物质氧化还原作用土壤中分布着多种可以使铬酸盐和重铬酸盐还原的微生物，如产碱菌属、芽孢杆菌属、棒杆菌属、肠杆菌属、假单胞菌属和微球菌属等，这些菌能将高毒性的Cr6+，还原为低毒性的Cr3+氧化还原作用微生物对重金属的溶解主要是微生物利用有效的能源和营养，通过代谢活动产生多种低分子量的有机酸来溶解土壤中的重金属化合物，增强其有效性，有利于植物的吸收和利用重金属的溶解沉淀02有机污染土壤的微生物修复环境中有机污染物可以通过各种途径进入土壤，日渐积累并恶化。目前，国内外对有机物污染土壤的修复较多关注于多环芳烃、多氯联苯和农药等，这类污染物具有高毒、生物积累和亲脂憎水等特性，一旦污染土壤，修复困难，并且对人类健康和环境安全造成不利影响。土壤中微生物可以直接转化、降解大部分有机污染物，将其矿化，从而达到修复效果有机污染土壤的微生物修复有机污染物进入微生物细胞的过程微生物降解有机污染物主要依靠两种作用方式：•通过微生物分泌的胞外酶降解；•污染物被微生物吸收至其细胞内后，由胞内酶降解；微...
