李放
中煤科工重庆设计研究院（集团）有限公司，重庆400042
摘要：改革开放以来，我国国民经济得到了较为快速的发展，与此同时也带来了较为严重的环境污染问题。尤其是近年来我国工业化、农业现代化进程不断加快，重金属污染、有机物污染等土壤污染问题越发严重与凸显。因此，加强土壤治理已然进入了较为迫切与严峻的局面。在土壤重金属污染治理过程中，生物修复技术的应用发挥着极为重要的作用。
关键词：土壤重金属污染、生物修复技术
引言
土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性，有害重金属在土壤中不断富集会对土壤中的植物系统产生毒害作用，不仅导致土壤退化、生态破坏，还可通过一系列循环在生物体内富集，进而对人类健康和生命安全造成威胁。目前土壤重金属污染，常用技术主要有固化稳定化技术、土壤淋洗技术、生物修复技术等。其中固化稳定化技术有一定局限性，根本原因在于：①重金属污染物风险未彻底清除，需对固化稳定化后土壤的长期稳定性及环境安全性进行评估；②随着需进行固化稳定化修复的土方量增加，可以利用的填埋场地越来越少，限制了固化稳定化技术的应用。土壤淋洗技术，一方面难以有效清除污染土壤中重金属，另一方面使用的提取剂存在污染地下水的风险。相比较，生物修复技术具有成本低、操作简单、无二次污染、可大面积推广等优点，具有良好的经济、社会、生态综合效益，是目前最具应用前景的土壤重金属污染修复技术之一。
1土壤重金属污染来源
地震、火山喷发等地质活动或者是含有重金属元素的一些岩石产生风化等情况，都会影响土壤中的重金属含量，但是这些情况下所产生的影响比较有限，造成土壤重金属污染的原因大部分来源于人为活动。①农业生产。一般情况下，化肥和农药中都会存在金属元素超标的情况，而且人们进行农业生产的过程中，往往会过度使用化肥和农药，这会在很大程度上增加土壤中的重金属含量。同时，一些农膜或者地膜没有进行有效回收、重金属类的固体垃圾没有合理地进行处理等，也会导致土壤中的重金属含量增多，进而造成土壤重金属污染。②工业生产。在很多的工业生产活动中，都会产生大量的废渣、废水以及废气等，如果没有将它们进行专业化的处理就随意排放，就会给环境造成极大的破坏，尤其是其中的重金属元素含量严重超标，未经处理就随意排放，会严重污染周围的土壤，不仅导致严重的土壤重金属污染，还给附近居民的生活带来极大影响。
2土壤重金属污染修复技术研究的现状与展望
2.1生物修复技术分类
生物修复技术主要分为植物修复技术、动物修复、微生物修复技术以及联合修复技术。植物修复技术指利用可以在被污染的土壤中生长的，并且具备对污染土质净化效用的植物在生长过程中对土壤污染因子进行吸收，进而达到净化土壤的效果；动物修复指的是利用土壤中某些低等动物吸收土壤中重金属；微生物修复技术指的是利用微生物的群体催化、降解作用，实现对土壤污染物质的分解，形成无污染性质的新物质，实现对土壤的修复治理；联合修复技术指的就是以上两种及以上技术的联合使用，发挥更好的土壤污染治理效果。不同技术种类在应用过程中有着不同的特点，采用的净化方式也各有差异。因此在具体应用过程中，应结合土壤污染实际情况的深入分析，采用针对性的技术类型，进而确保修复技术应用的高效、合理，以达到最佳的土壤污染治理效果。
2.2 植物修复技术
植物修复是利用自然生长植物或培育植物进行土壤重金属污染修复技术的总称，包括植物稳定、植物挥发和植物提取。这种技术主要通过两种途径来达到对土壤中重金属修复：①通过植物新陈代谢活动改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定、降低其在土壤中的移动性、可利用性及毒性，从而降低重金属污染地下水和周围环境的风险；②通过植物吸收、积累和转化达到减少土壤中重金属的目的。
植物提取修复是目前引用最多、最具发展前景的土壤重金属污染植物修复技术，相关研究表明，水稻、卷心菜、胡萝卜和一些水生植物对土壤中的硒具有较好的吸收和转化作用。植物挥发修复技术应用于土壤重金属污染，能有效去除土壤中的重金属，但只限于具有挥发性重金属的修复，应用范围较局限，而且存在污染转移的环境风险。植物稳定修复主要指通过根部积累、沉淀、转化等作用，降低生物可利用性，减轻重金属的污染，如植物能使毒性较高的Cr6+转变为低毒性的Cr3+。
2.3 动物修复技术
动物修复技术指的是土壤中某些低等动物进行直接吸收、转化与分解土壤中重金属或间接对土壤理化性质进行优化，实现土壤肥力提升，促进微生物与植物的生长，达到对土壤污染修复的过程。例如较为常见的要数蚯蚓，蚯蚓在改良土壤中发挥了非常重要的作用，其有利于土壤肥力的增加，有利于农作物的生产，对土壤的生态恢复能力起到了有效的调节。在采用动物修复技术时，利用动物的某些特性来吸收与转化土壤中的有害物质，提供一个良好的环境给微生物以及植物的生长与发育，从而实现土壤生态结构的优化。如大量饲养蚯蚓，利用蚯蚓来对土壤的通气性能进行优化，从而提高土壤自身恢复能力。动物修复技术尚存在一定的局限性，目前国内相关研究不多。
2.4微生物修复技术
众所周知，土壤是微生物的库源，其中，有一部分的真菌或细菌具有吸附重金属的能力，能够在一定程度上降低重金属对于土壤的污染程度。微生物修复技术就是利用特定微生物对重金属吸收、沉淀、降解、氧化和还原等作用，从而降低污染土壤中重金属。根据相关的研究显示，香蒲里面的菌株可以有效降低土壤中Cu等元素的含量，尤其是能够对可交换态的含量起到极大的作用。除此之外，通过一些田间试验或者是盆栽试验，结果都表明对菌根进行接种有着很显著的作用，植物对于土壤中的重金属有着一定的抗性，因此，在对重金属污染的土壤进行实际的修复时，需要根据不同的修复目标来进行菌根、菌种的选择，微生物技术协同植物修复，提高修复效果。
2.5联合修复技术
研究表明，各种修复技术的联合运用，可以有效克服各项技术短板，有较好的修复效果。有研究表明，针对较高浓度Pb2+、Cd2+复合污染土壤，蚯蚓及菌根菌联合作用下对植物修复污染土壤起到积极作用；硫氧化细菌通过降低根际土壤pH来转化还原硫，促进铜的氧化，对植物吸收铜起到了有效促进作用。
结语
我国的土壤重金属污染来源主要是农业和工业生产。重金属污染土壤的修复工作是一项任重而道远的任务，需要众多科研学者与广大社会人员的共同努力。近年来，单一生物修复技术应用较为广泛，而联合修复技术应用较少，国内外土壤生物修复技术取得了一定的进展，植物-微生物、植物-动物-微生物等联合修复的机理还有待研究，未来联合修复技术将是土壤重金属污染生物修复研究的重点。
参考文献
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