1.1.3重金属溶解或配位络合作用 一些微生物，如动胶菌、蓝细菌、硫酸盐还原菌以及某些藻类，能够产生胞外聚合物如 多糖、糖蛋白等具有大量的阴离子基团，与重金属离子形成络合物。如Bargagli在Hg矿附 近土壤中分离得到很多高级真菌，一些菌根种和所有腐殖质分解菌都能积累Hg达到100 mg/kg土壤干重。 1.2微生物的积累和吸着作用 土壤中重金属离子有5种形态：可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结 合态、残渣态。前3种形态稳定性差，后2种形态稳定性强。重金属污染物的危害主要来自 前3种不稳定的重金属形态。微生物固定作用可将重金属离子转化为后两种形态或积累在微 生物体内，从而使土壤中重金属的浓度降低或毒性减小。微生物固定作用有胞外吸附作用、 胞外沉淀作用和胞内积累作用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。 1.2.1胞外吸附作用 胞外吸附作用主要是指重金属离子与微生物的产物或细胞壁表面的一些基团通过络合、 螯合、离子交换、静电吸附、共价吸附等作用中的一种或几种相结合的过程。许多研究表明 细菌及其代谢产物对溶解态的金属离子有很强的络合能力，这主要因为细菌表面有独特的化 学组成。细胞壁带有负电荷而使整个细菌表面带负电荷，而细菌的产物或细胞壁表面的一些 基团如-C0OH、-N2、-SH、-OH等阴离子可以增加金属离子的络合作用。研究表明，许多微 生物，包括细菌、真菌和藻类可以生物积累(bioaccumulation)和生物吸着(biosorption) 环境中多种重金属和核素。一些微生物如动胶菌、蓝细菌、硫酸盐还原菌以及某些藻类，能 够产生胞外聚合物如多糖、糖蛋白等具有大量的阴离子基团，与重金属离子形成络合物。 1.2.2胞外沉淀作用 胞外沉淀作用指微生物产生的某些代谢产物与重金属结合形成沉淀的过程。在厌氧条件 下，疏酸盐还原菌中的脱硫弧菌属(Desulfovibrio)和肠状菌属(Desulfotomaculum)可 还原硫酸盐生成硫化氢，硫化氢与Hg2+形成HgS沉淀，抑制了Hg2+的活性。某些微生物产 生的草酸与重金属形成不溶性草酸盐沉淀。 1.2.3胞内积累作用 胞内积累作用是指重金属被微生物吸收到细胞内而富集的过程。重金属进入细胞后，通 过区域化作用分布在细胞内的不同部位，微生物可将有毒金属离子封闭或转变成为低毒的形 式。微生物细胞内可合成金属硫蛋白，金属硫蛋白与Hg、Zn、Cd、Cu、Ag等重金属有强烈 的亲合性，结合形成无毒或低毒络合物。如真菌木霉、小刺青霉和深黄被包霉通过区域化作 用对Cd、Hg都有很强的胞内积累作用。研究表明，微生物的重金属抗性与MT积累呈正相关， 这使细菌质粒可能有抗重金属的基因，如丁香假单胞菌和大肠杆菌均含抗C基因，芽孢杆 菌和葡萄球菌含有抗Cd和抗Zn基因，产碱菌含抗Cd、抗Ni及抗Co基因，革兰氏阳性和 革兰氏阴性菌中含抗As和抗Sb基因。Hiroki发现在重金属污染土壤中加入抗重金属产碱 菌可使得土壤水悬浮液得以净化。可见，微生物生物技术在净化污染土壤环境方面具有广泛 的应用前景。 2重金属污染土壤微生物修复技术及其研究进展 微生物修复重金属污染的技术主要为原位修复和异位修复。微生物原位修复技术是指不 需要将污染土壤搬离现场，直接向污染土壤投放N、P等营养物质和供氧，促进土壤中土著 微物或特异功能微生物的代谢活性，降解污染物主要包括：生物通风法(bioventing)、生 物强化法(enhanced-bioremediation)、土地耕作法(land farming)和化学活性栅修复1.1.3 重金属溶解或配位络合作用 一些微生物，如动胶菌、蓝细菌、硫酸盐还原菌以及某些藻类，能够产生胞外聚合物如 多糖、糖蛋白等具有大量的阴离子基团，与重金属离子形成络合物。如 Bargagli 在 Hg 矿附 近土壤中分离得到很多高级真菌，一些菌根种和所有腐殖质分解菌都能积累 Hg 达到 100 mg/kg 土壤干重。 1.2 微生物的积累和吸着作用 土壤中重金属离子有 5 种形态：可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结 合态、残渣态。前 3 种形态稳定性差，后 2 种形态稳定性强。重金属污染物的危害主要来自 前 3 种不稳定的重金属形态。微生物固定作用可将重金属离子转化为后两种形态或积累在微 生物体内，从而使土壤中重金属的浓度降低或毒性减小。微生物固定作用有胞外吸附作用、 胞外沉淀作用和胞内积累作用 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。 1.2.1 胞外吸附作用 胞外吸附作用主要是指重金属离子与微生物的产物或细胞壁表面的一些基团通过络合、 螯合、离子交换、静电吸附、共价吸附等作用中的一种或几种相结合的过程。许多研究表明 细菌及其代谢产物对溶解态的金属离子有很强的络合能力，这主要因为细菌表面有独特的化 学组成。细胞壁带有负电荷而使整个细菌表面带负电荷，而细菌的产物或细胞壁表面的一些 基团如-COOH、-NH2、-SH、-OH 等阴离子可以增加金属离子的络合作用。研究表明，许多微 生物，包括细菌、真菌和藻类可以生物积累（bioaccumulation）和生物吸着 （biosorption） 环境中多种重金属和核素。一些微生物如动胶菌、蓝细菌、硫酸盐还原菌以及某些藻类，能 够产生胞外聚合物如多糖、糖蛋白等具有大量的阴离子基团，与重金属离子形成络合物。 1.2.2 胞外沉淀作用 胞外沉淀作用指微生物产生的某些代谢产物与重金属结合形成沉淀的过程。在厌氧条件 下，硫酸盐还原菌中的脱硫弧菌属（Desulfovibrio）和肠状菌属（Desulfotomaculum）可 还原硫酸盐生成硫化氢，硫化氢与 Hg2+形成 HgS 沉淀，抑制了 Hg2+的活性。某些微生物产 生的草酸与重金属形成不溶性草酸盐沉淀。 1.2.3 胞内积累作用 胞内积累作用是指重金属被微生物吸收到细胞内而富集的过程。重金属进入细胞后，通 过区域化作用分布在细胞内的不同部位，微生物可将有毒金属离子封闭或转变成为低毒的形 式。微生物细胞内可合成金属硫蛋白，金属硫蛋白与 Hg、Zn、Cd、Cu、Ag 等重金属有强烈 的亲合性，结合形成无毒或低毒络合物。如真菌木霉、小刺青霉和深黄被包霉通过区域化作 用对 Cd、Hg 都有很强的胞内积累作用。研究表明，微生物的重金属抗性与 MT 积累呈正相关， 这使细菌质粒可能有抗重金属的基因，如丁香假单胞菌和大肠杆菌均含抗 Cu 基因，芽孢杆 菌和葡萄球菌含有抗 Cd 和抗 Zn 基因，产碱菌含抗 Cd、抗 Ni 及抗 Co 基因，革兰氏阳性和 革兰氏阴性菌中含抗 As 和抗 Sb 基因。Hiroki 发现在重金属污染土壤中加入抗重金属产碱 菌可使得土壤水悬浮液得以净化。可见，微生物生物技术在净化污染土壤环境方面具有广泛 的应用前景。 2 重金属污染土壤微生物修复技术及其研究进展 微生物修复重金属污染的技术主要为原位修复和异位修复。微生物原位修复技术是指不 需要将污染土壤搬离现场，直接向污染土壤投放 N、P 等营养物质和供氧，促进土壤中土著 微物或特异功能微生物的代谢活性，降解污染物主要包括：生物通风法（bioventing）、生 物强化法（enhanced-bioremediation）、土地耕作法（1and farming）和化学活性栅修复