重金属与土壤微生物的相互作用及污染土壤修复_王新

重金属污染物的微生物修复策略作者：王瑾王永刚朵建文冷非凡陈吉祥孙尚琛来源：《安徽农业科学》2023年第18期摘要随着我国工业进程的不断加快，重金属污染已成为制约我国经济建设和影响居民健康的主要因素。

对重金属污染场地进行科学高效地防治和治理是实现生态环境可持续发展，保障人类生命健康的重要途径。

相比传统的化学法和物理法，微生物具有可培养性强、操作简单、环境友好等特点，微生物修复策略被认为是目前重金属污染场地的修复过程中最有潜力的技术。

从重金属对微生物的影响和微生物对重金属胁迫的响应方式两个方面进行论述，以为微生物修复技术的规模化应用提供思路及理论基础。

关键词重金属；微生物；修复；机制中图分类号 X 172文献标识码 A文章编号 0517-6611（2023）18-0024-05doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.18.006开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Microbial Remediation Strategies for Heavy Metal ContaminantsWANG Jin1，WANG Yong-gang2，DUO Jian-wen1 et al（nzhou Resources & Environment Voc-Tech University，Lanzhou，Gansu730030;nzhou University of Technology，Lanzhou，Gansu 730050）Abstract With the continuous acceleration of China’s industrial process，heavy metal pollution has becom e the main factor restricting China’s economic construction and affecting residents’ health.Scientific and efficient prevention and control of heavy metal contaminated sites is the main factor in achieving sustainable development of the ecological environment and ensuring human pared with traditional chemical and physical methods，microbial remediation strategy is considered as the most potential technology in the remediation process of heavy metal contaminated sites due to its strong culturability，simple operation，environmental friendly.In this paper，the effects of heavy metals on microorganisms and the response ways of microorganisms to heavy metal stress were discussed to provide ideas and theoretical basis for the large-scale application of microbial remediation technology.Key words Heavy metal;Microorganism;Remediation;Mechanism目前，由于快速發展的工业活动、矿山开采、高价态金属废弃物倾倒、化肥的过度使用等，重金属在环境中的迁移加剧、迁移速度大大加快，越来越多的含金属残留物被排放到地表进入土壤系统和地下水，并通过食物链富集在人体中，进而对人体和生态系统造成严重危害［1-2］。

土壤重金属污染的微生物修复技术农业资源与环境111班罗赛云【1131240125】【摘要】土壤是农业生产的基础,是人类最基本的生产资料和劳动对象,也是人类世代相传的生存条件和生产条件,是我们的生命线。

然而，土壤污染已成为世界性问题，我国土壤污染总体形势也相当严峻；随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，我国土壤重金属污染日益严重。

目前，土壤污染的修复方法中以生物修复效果较好，其中微生物修复在土壤污染净化、修复中显示出的作用越来越重要。

该文以土壤污染中的重金属污染为切入点，分析了我国土壤的重金属污染,综述了微生物修复土壤重金属污染的研究进展，讨论了微生物在土壤重金属污染修复中的前景。

【关键词】土壤重金属污染微生物修复原理微生物修复技术一．引言土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属加入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于其自然背景含量，并造成生态破坏和环境质量恶化的现象。

重金属不能为土壤微生物分解，而易于积累、转化为毒性更大的甲基化合物，甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积，严重危害人体健康。

根据农业部环保监测系统对全国24个省市，320个严重污染区约548万公顷土壤调查发现，大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20％，其中重金属污染占80％，对全国粮食调查发现，重金属Pb，Cd，Hg，As超标率占10％。

重金属污染物在土壤中移动性差，滞留时间长，大多数微生物不能使之降解。

并可经水，植物等介质最终危害人类健康。

二．土壤重金属污染状况污染土壤环境的重金属主要是指生物毒性显著的镉、汞、铅以及类金属砷,其次是指毒性一般的重金属铜、铬、镍、锌、钴、锡等,当前最引起人类关注的是汞、镉、铅、铬、砷等。

我国农田土壤重金属污染现象已经十分严重,近10%的耕地和多数城市近郊农田土壤都受到了不同程度的污染。

调查表明工矿企业的污水排放、污水灌溉、污泥、垃圾肥料、畜禽粪便以及化肥的大量使用是土壤重金属污染的来源。

重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制的研究进展随着工业和农业的发展，重金属污染已成为环境保护领域的一个热门话题。

这些重金属对土壤微生物和植物的成长发育产生严重的影响，使植物吸收水分和养分的能力下降，促使生物地球化学循环过程中发生异常。

因此，探究重金属胁迫下土壤微生物对植物促生机制，有助于深入了解生物地球化学循环过程，提高植物的生长质量，对于环境保护和农业发展有重要意义。

重金属的污染与土壤微生物群落和活性密切相关。

研究表明，重金属污染逐渐增加，会导致土壤微生物群落结构发生变化，微生物的生物量和活性下降，并且偏向于产生厌氧微生物。

此外，重金属还能与重要的生物化学反应底物结合，从而影响微生物的代谢过程。

重金属胁迫下，植物会受到生理生化代谢的影响。

除了影响光合作用和呼吸作用等细胞功能外，重金属也会影响植物食物链以上的生态系统的稳定性。

植物促生机制受到影响时，植物的生长速度会降低，抗病力下降，并导致次生物代谢的积累。

1.土壤微生物对植物的促生作用：微生物在土壤中扮演着调控土壤生态系统的重要角色。

它们可以分解有机物质，生成肥料、维持土质稳定性、氮、磷、钾等元素的转化循环。

此外，微生物还会分泌生长激素，如植物生长素、赤霉素等，直接或间接地对植物的生长产生促进作用。

2.重金属对植物生长的影响：重金属对植物的生长有明显的负面影响，可通过减少光合作用、呼吸和氮代谢的能力降低植物的生长速度和抗病力。

对于科学家来说，调解重金属污染对植物生长的影响，是关注的焦点。

3.微生物修复重金属污染的应用：微生物具有较好的修复能力，可以去除污染的有机化合物、汞、铅、镉等毒性金属。

近年来，通过启动微生物修复技术，可以在一定程度上改善重金属污染的土壤环境，此外还可以改善土壤生态系统的微生物群落结构，并保护植物生长环境，从而改善植物的生长与发展。

结论：在重金属胁迫下，微生物和植物之间的相互作用对于保护和改善环境具有重要意义。

在这个过程中，需要科学家研究和技术支持，以开发和运用更有效的土壤沉积物处理技术和微生物资源，更好地应对重金属污染带来的影响，实现生态系统的平衡和可持续发展。

微生物在重金属污染土壤修复中的作用研究摘要：随着工业的飞速发展，土地污染现象越为普遍，致使原本贫瘠的国土资源更加紧缺。

重金属污染是绝大部分工业企业的主要污染，也是我国土地的主要污染，其重金属主要有铅、铜、汞、镉等会对人体造成致癌作用的重金属。

此类物质一旦进入土壤环境中，会随着地下水流方向发生不同程度的迁移转化，对环境造成污染。

本文主要概括了我国重金属污染土壤的现状，研究了微生物对于重金属土壤污染的修复机理，探究了不同微生物对重金属污染土壤的修复作用。

本文的主要目的是为了通过研究微生物对重金属污染土壤的修复机理及作用，为国家土地污染修复问题提供参考。

关键词：微生物；重金属；金属污染；土壤污染；土壤修复前言：近几年，国内的重金属土地污染现象严重，使得修复工作成为国家及民众最为关注的问题之一。

重金属，是工业事业发展必不可少的材料，随着我国工业的逐渐兴起，其应用数量逐年增多。

若重金属污染现象持续加重，有可能危机到人类的生命安全。

文章依据现阶段国内重金属土壤受污染的程度，以及微生物对其进行修复的机理，研究了不同微生物的修复作用，对改善国家土壤问题具有理论性的意义，对解决我国土资源短缺的问题有现实性的指导意义。

一、我国重金属污染土壤的现状我国总人口约占世界人口的22%左右，人均耕地面积仅占世界耕地面积的6.5%，其耕地面积占比率较低的原因与土壤受到污染有很大的关系。

土污染问题的日渐加重，使得国家开始注重土地修复和保护工作[1]。

经济的快速发展，带动了工业的发展，致使含有大量重金属的废弃物排放于自然环境当中，由于国家未能及时有效的采取控制和修复措施，使得污染进一步扩大。

常规重金属的污染主要是来源于农田灌溉、化肥与农药的使用以及工业废弃物排放等，其主要的污染物众多，最为常见有镉、汞、铅、铜、砷以及锌等。

据相关的统计数据显示，当前，国内的重金属物总体量为921吨左右，被其污染的土地总面积可达2150万公顷左右，占耕地总面积的21%。

重金属污染土壤修复技术重金属污染土壤修复技术土壤重金属污染是指土壤中某些重金属元素如铅、镉、汞、铬等的含量超过了土壤环境背景值或土壤环境质量标准，导致土壤环境质量下降，生态系统功能受损，对人类健康和农业生产构成威胁。

随着工业化和城市化的快速发展，土壤重金属污染问题日益严重。

因此，研究和开发有效的重金属污染土壤修复技术具有重要意义。

一、重金属污染土壤修复技术概述重金属污染土壤修复技术是指通过物理、化学或生物等方法，将土壤中的重金属元素去除或稳定化，使其达到安全水平，以恢复土壤生态功能和农业生产能力。

这些技术可以根据其作用原理和应用方式的不同，大致分为物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。

1.1 物理修复技术物理修复技术主要包括土壤挖掘、土壤置换、土壤淋洗等方法。

这些方法通过物理作用将土壤中的重金属元素去除或迁移到其他介质中，从而达到修复土壤的目的。

物理修复技术的优点是处理速度快，效果明显，但缺点是成本高，且可能对土壤结构和生态环境造成破坏。

1.2 化学修复技术化学修复技术主要包括土壤固化稳定化、土壤化学淋洗、土壤氧化还原等方法。

这些方法通过化学反应将土壤中的重金属元素转化为低毒性或不溶性形态，从而降低其生物可利用性。

化学修复技术的优点是处理效果好，适用范围广，但缺点是可能产生二次污染，且成本较高。

1.3 生物修复技术生物修复技术主要包括植物修复、微生物修复等方法。

这些方法利用生物体的代谢作用，将土壤中的重金属元素吸收、转化或固定，从而达到修复土壤的目的。

生物修复技术的优点是环境友好，成本相对较低，但缺点是处理周期长，且受环境条件影响较大。

二、重金属污染土壤修复技术的应用重金属污染土壤修复技术的应用需要根据污染程度、土壤类型、气候条件等因素综合考虑，选择合适的修复技术或技术组合。

以下是一些常见的重金属污染土壤修复技术的应用案例。

2.1 物理修复技术的应用在一些重金属污染严重的城市工业区，土壤挖掘和置换是一种常用的修复方法。

生物修复和微生物矿化在重金属污染土壤处理中的研究进展摘要：?S着工业化的发展，重金属对环境的污染日益严重，尤其越来越多的重金属通过各种途径被排放到环境中造成土壤污染。

由于土壤中的重金属难于分离和降解，且可以通过食物链进入人体，从而对人类的生存健康造成了很大威胁。

治理土壤重金属的办法有物理法、化学法和生物法。

物理化学方法往往代价昂贵，而且效果不好，容易造成二次污染，并且不适合大面积，低浓度的重金属污染。

生物法中的微生物治理土壤污染是一种新兴的土壤治理方法，其中微生物矿化（MICP）是一种对环境友好的绿色治理方法，并且代价低廉。

文章主要探讨了近些年来微生物矿化在土壤重金属中的应用及未来前景展望。

关键词：生物矿化；生物修复；微生物诱导碳酸钙；重金属；土壤污染中图分类号：X53 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）23-0066-04Abstract：With the development of industrialization，heavy metal pollution to the environment is becoming more and more serious，especially more and more heavy metals are discharged into the environment through various ways to causesoil pollution. The heavy metals in the soil are difficult to separate and degrade，and can enter the human body through the food chain，thus causing a great threat to the survival and health of human beings. There are physical，chemical and biological methods to treat heavy metals in soil.Physico-chemical methods are often expensive，and the effect is not good，easy to cause secondary pollution，and is not suitable for large areas，low concentration of heavy metal pollution. Microbial remediation of soil pollution in biological process is a new method of soil remediation，in which microbial induced calcite precipitation （MICP）is an environment-friendly green treatment method，and the cost is low. The main results are as follows：microbial induced calcite precipitation is a kind of environmental friendly and green remediation method. This paper mainly discusses the application of microbial mineralization in soil heavy metals in recent years and prospects for the future.Keywords：biomineralization；bioremediation；microbial induced calcite precipitation （MICP）；heavy metals；soil pollution1 概述土壤作为环境的主要组成部分，为人类提供生存所需的各种营养物质，同时接受来自工业和生活废水、废物、农药化肥及大气降尘等的污染。

重金属对土壤污染以及修复-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1重金属对土壤污染以及修复摘要：本文综述了多种金属污染土壤的途径，存在形式，和金属对土壤的污染、危害，并通过多种方法进行修复。

关键词：土壤金属污染治理随着人类生活水平的提高，人们更加关注周围的环境问题，十一五规划中也提出要加强环境治理与污染预防。

土壤是生存之本，必须提高对土壤污染的监测与治理。

土壤污染主要是指由于具有生理毒性的物质或过量的植物营养元素（微量元素）进入土壤，超过土壤的自净能力，而导致土壤性质恶化。

土壤处于陆地生态系统中的无机界和生物界的中心，不仅在本系统内进行着能量和物质的循环，而且与水域、大气和生物之间也不断进行物质交换，一旦发生污染，三者之间就会有污染物一、污染物类型土壤污染物有下列4 类1.化学污染物包括无机污染物和有机污染物。

前者如汞、镉、铅、砷等重金属，过量的氮、磷植物营养元素以及氧化物和硫化物等;后者如各种化学农药、石油及其裂解产物，以及其他各类有机合成产物等。

2.物理污染物指来自工厂、矿山的固体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等。

3.生物污染物指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施（包括医院）排出的废水、废物以及厩肥等。

4.放射性污染物主要存在于核原料开采和大气层核爆炸地区，以锶和铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主。

土壤染物中以重金属比较突出，主要是重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，重金属不能为土壤微生物所分解，而易于积累，转化为毒性更大的化合物，甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积，严重危害人体健康。

二、重金属进入土壤的途径主要有：1.污水灌溉。

用未经处理或未达到排放标准的工业污水灌溉农田是污染物进入土壤的主要途径。

2.冶金工业排放的金属氧化物粉尘，则在重力作用下以降尘形式进入土壤。

3.汽车尾气，汽油中废气排出污染土壤，行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。

微⽣物与植物联合修复⼟壤重⾦属污染天意酵业 tyjiaoxiangren没有⼈不想远离化学品的危险，只是不知道如何去改变。

天意酵业，⽤微⽣物来为您打造有机、健康的⽣活。

精彩内容当铅、铬、镉等⾮⽣物⽣存所需的重⾦属以及锌、镍等⽣物⽣存所需的重⾦属物质在介质中达到⼀定的浓度时可能会对⽣物产⽣抑制作⽤，但⾃然界中的⼀些微⽣物与重⾦属长期接触后，却能减少被毒害程度或受毒后迅速恢复⽣长。

在重⾦属含量较⾼的介质中，抗重⾦属微⽣物和植物之间的相互作⽤不仅会影响植物对营养物质的吸收，提⾼植物的抗重⾦属胁迫能⼒等，从⽽保护植物减弱伤害，还有可能促进植物对重⾦属的富集，进⽽加快⼟壤重⾦属污染修复进程。

微⽣物的⽣存范围很⼴，⼟壤中和植物体内都有多种微⽣物存在。

本论⽂通过对⼤宝⼭采矿废⽔污染地区的⼟样和植物样采集，研究两类样品中微⽣物的重⾦属抗性，筛选对重⾦属耐性较强的菌株，并从这些抗性菌中挑选出对Ni和Cd同时具有较强抗性的微⽣物，研究其⽣物学特性，最后⽤盆栽试验检验抗性菌株与植物对重⾦属污染⼟壤联合修复效应。

研究结果如下：1.通过纯培养分离⽅法分别从重⾦属富集植物(⼤叶相思)与⾮富集植物(⽔⽲、⽔稻)根内及根际分离到不同种类的真菌菌株，对其中重⾦属抗性菌株的筛选结果表明：三种植物内⽣真菌中重⾦属抗性菌株⽐例⾼于根际真菌，其中重⾦属富集植物的内⽣真菌抗性菌株数⽬⾼于⾮富集植物内⽣真菌，且富集植物重⾦属抗性内⽣真菌的⽐例明显⾼于根际真菌，但⾮富集植物⽔⽲和⽔稻重⾦属抗性内⽣真菌的⽐例与根际真菌菌株差别并不明显。

这些重⾦属抗性真菌多属于青霉、曲霉、镰⼑菌、⽊霉等与植物有密切关系的种属。

这些结果初步表明重⾦属富集植物内⽣真菌与其宿主植物富集重⾦属的能⼒有密切关系。

2.G16和H8对重⾦属Cd和Ni都具有较强抗性，经鉴定，G16为曲霉菌，H8为⽊霉菌。

两株菌对重⾦属都有⼀定的活化能⼒但两株菌都不产吲哚。

3.抗性微⽣物对重⾦属污染⼟壤中⽣长的植物有⼀定的促进作⽤，其株⾼、鲜重都⾼于对照，尤其是两种微⽣物复合接种，促进作⽤更为明显。

基于重金属污染土壤修复技术及其修复实践

邮编:224300 摘要：在社会经济不断发展的背景下，城市化进程也在不断加快，人们的生产和生活方式发生了巨大变化，其中就包括对环境的破坏和污染。土壤是人类赖以生存的重要环境资源，也是人类生产生活中重要的组成部分。土壤受到重金属污染后会影响到植物和人类健康，因此加强对重金属污染土壤的修复具有十分重要的意义。传统的重金属污染土壤修复技术比较落后，不能有效应对日益严重的土壤污染问题。因此，对重金属污染土壤进行修复成为目前急需解决的问题。本文主要对重金属污染土壤修复技术进行研究，并提出有效的修复实践措施，以供参考。

关键词：重金属污染、土壤修复技术、修复实践 一、引言 土壤是人类生产生活的重要物质基础，同时也是植物生长的重要载体。土壤中含有丰富的营养物质，能够为植物提供生长所需的养分。但由于工业的发展和生产生活方式的改变，土壤受到重金属污染，其会直接影响到土壤中植物的生长和人类健康，使其无法正常生长。随着环境问题越来越受到人们重视，加强对重金属污染土壤的修复成为人们关注的焦点。传统的重金属污染土壤修复技术比较落后，不能满足当前环境保护的要求。因此，需要从多个方面加强对重金属污染土壤修复技术研究，不断提高重金属污染土壤修复效果，改善人类生存环境。本文主要针对重金属污染土壤修复技术及其修复实践进行深入研究，了解重金属污染土壤的成因及危害，并结合实际情况提出相应的修复措施，旨在为相关工作人员提供参考，推动我国经济社会不断发展。

二、化学钝化修复技术 化学钝化修复技术是目前应用比较广泛的一种土壤重金属污染修复技术。该方法主要是通过向土壤中添加一定的化学试剂，从而降低土壤中的重金属含量，有效解决土壤重金属污染问题。根据不同的土壤性质，化学钝化修复技术的使用方法也是不同的。在具体的实践过程中，一般会在土壤中加入磷酸盐、铁盐、有机酸等物质，通过这些物质与土壤中的重金属发生化学反应，从而降低土壤中重金属含量。例如，在修复镉污染土壤过程中就可以采用磷酸盐、铁盐等物质。化学钝化修复技术具有操作简单、成本较低等优点，但是该技术也存在一定的缺点，其在应用过程中需要考虑到成本问题。此外，如果要使用该方法修复重金属污染土壤时，还需要对钝化材料进行合理选择。目前，化学钝化修复技术主要应用于污染程度较轻、粒径较小的土壤中。例如，在重金属污染土壤中可以使用氧化钙、二氧化硅等材料进行修复。因此，需要根据具体的污染程度和治理要求选择合适的化学钝化材料和工艺技术。