土壤重金属污染的微生物修复 金云皓 农业与生物学院资源环境科学5121509147 【摘要】介绍了重金属污染土壤微生物修复的主要原理，及微生物修复技术的现状和进展， 分析了目前微生物修复存在的问题，指出了今后的研究方向与发展趋势，为重金属污染土壤 微生物修复技术的理论研究和应用提供了参考。 【关键词】重金属污染：土壤：微生物：修复原理：修复技术 土壤重金属污染的治理是当今世界的一大难题，由于土壤中重金属污染是一个不可逆的 过程，且土壤中的重金属具有非降解性并难以用物理化学方法清除。采用传统方法修复土壤 重金属污染是非常困难和昂贵的。而微生物修复作为土壤环境生物修复技术的重要组成部 分，可利用生物削减土壤中重金属含量或降低重金属毒性，是最具发展和应用前景的生物学 环保新技术。 1微生物修复机理 重金属对人的毒性作用常与它的存在状态有密切的关系。一般地说，金属存在形式不同， 其毒性作用也不同。微生物不能降解和破坏重金属，但可以对土壤中的重金属进行固定、移 动或转化，改变它们在土壤中的环境化学行为，可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性，从 而达到生物修复的目的。 1.1微生物的转化作用 微生物对重金属的转化作用包括氧化还原作用、甲基化与去甲基化作用以及重金属的溶 解和有机络合配位降解。土壤中的一些重金属元素可以多种价态和形态存在，不同价态和形 态的溶解性和毒性不同，可通过微生物的氧化还原作用和去甲基化作用改变其价态和形态， 从而改变其毒性和移动性。 1.1.1氧化还原作用 微生物可通过改变重金属的氧化还原状态，使重金属化合价发生变化，改变重金属的稳 定性。Si1ver等提出，在细菌作用下氧化还原是最有希望的有毒废物生物修复系统。微生 物能氧化土壤中多种重金属元素，某些自养细菌如硫-铁杆菌类(Thiobacillus ferrobacillus)能氧化As、Cu、Mo和Fe等，假单孢杆菌属(Pseudomonas)能使As、Fe 和M等发生生物氧化，降低这些重金属元素的活性。微生物对重金属的转化作用常见的有 对铬、汞、硒和砷等的转化。如假单胞菌(Pseudomonadsp.)可以把六价铬还原为三价铬， 从而降低其毒性。 1.1.2甲基化与去甲基化作用 微生物可通过改变重金属的甲基化和去甲基化作用改变重金属的环境效应。Fwukowa从 土壤中得到假单胞杆菌K-62,它能分解无机汞和有机汞而形成元素汞，元素汞的生物毒性 比无机汞和有机汞低得多。Frankenber等通过耕作、优化管理、施加添加剂等来加速硒的 原位生物甲基化，使其挥发而降低硒的毒性，此生物技术已在美国西部灌溉农业中用于清除 硒污染。有些真菌和细菌能使无机As转化为挥发性有机As,从而降低其毒性。土壤重金属污染的微生物修复 金云皓 农业与生物学院 资源环境科学 5121509147 【摘 要】介绍了重金属污染土壤微生物修复的主要原理，及微生物修复技术的现状和进展， 分析了目前微生物修复存在的问题，指出了今后的研究方向与发展趋势，为重金属污染土壤 微生物修复技术的理论研究和应用提供了参考。 【关键词】重金属污染；土壤；微生物；修复原理；修复技术 土壤重金属污染的治理是当今世界的一大难题，由于土壤中重金属污染是一个不可逆的 过程，且土壤中的重金属具有非降解性并难以用物理化学方法清除。采用传统方法修复土壤 重金属污染是非常困难和昂贵的。而微生物修复作为土壤环境生物修复技术的重要组成部 分，可利用生物削减土壤中重金属含量或降低重金属毒性，是最具发展和应用前景的生物学 环保新技术。 1 微生物修复机理 重金属对人的毒性作用常与它的存在状态有密切的关系。一般地说，金属存在形式不同， 其毒性作用也不同。微生物不能降解和破坏重金属，但可以对土壤中的重金属进行固定、移 动或转化，改变它们在土壤中的环境化学行为，可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性，从 而达到生物修复的目的。 1.1 微生物的转化作用 微生物对重金属的转化作用包括氧化还原作用、甲基化与去甲基化作用以及重金属的溶 解和有机络合配位降解。土壤中的一些重金属元素可以多种价态和形态存在，不同价态和形 态的溶解性和毒性不同，可通过微生物的氧化还原作用和去甲基化作用改变其价态和形态， 从而改变其毒性和移动性。 1.1.1 氧化还原作用 微生物可通过改变重金属的氧化还原状态，使重金属化合价发生变化，改变重金属的稳 定性。Silver 等提出，在细菌作用下氧化还原是最有希望的有毒废物生物修复系统。微生 物能氧化土壤中多种重金属元素，某些自养细菌如硫-铁杆菌类 （Thiobacillus ferrobacillus）能氧化 As、Cu、Mo 和 Fe 等，假单孢杆菌属 （Pseudomonas）能使 As、Fe 和 Mn 等发生生物氧化，降低这些重金属元素的活性。微生物对重金属的转化作用常见的有 对铬、汞、硒和砷等的转化。如假单胞菌（ Pseudomonadsp.） 可以把六价铬还原为三价铬， 从而降低其毒性。 1.1.2 甲基化与去甲基化作用 微生物可通过改变重金属的甲基化和去甲基化作用改变重金属的环境效应。Fwukowa 从 土壤中得到假单胞杆菌 K-62，它能分解无机汞和有机汞而形成元素汞，元素汞的生物毒性 比无机汞和有机汞低得多。Frankenber 等通过耕作、优化管理、施加添加剂等来加速硒的 原位生物甲基化，使其挥发而降低硒的毒性，此生物技术已在美国西部灌溉农业中用于清除 硒污染。有些真菌和细菌能使无机 As 转化为挥发性有机 As，从而降低其毒性