植物修復和微生物修復重金屬污染土壤的優缺點

  　　土壤污染是由于土壤中含有的有害物質過多，超過了土壤的自凈能力，從而引起了土壤的組成、結構和功能發生變化，有害物質在土壤中逐漸累積，通過“土壤→植物→人體”，或通過“土壤→水→人體”間接被人體吸收，達到危害人體健康的程度。土壤重金屬污染主要包括汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）、鉻（Cr）和類金屬砷（As）等生物毒性顯著的元素，以及有一定毒性的鋅（Zn）、銅（Cu）、鎳（Ni） 等元素，重金屬污染元素在土壤中移動性差、滯留時間長、只能發生形態的轉變和遷移，不能被微生物降解。歷史上發生的“骨痛病”和“水俁病”就是由于重金屬污染而致病的典型案例。因此，探索土壤重金屬污染的有效修復方法成為當務之急。

  　　目前，土壤重金屬污染治理途徑主要有兩種，一是改變重金屬在土壤中的存在狀態，使其由活化態轉為穩定態 ；二是從土壤中除去重金屬。方法主要有工程物理化學法，包括 ：客土法、沖洗絡合法、電動化學法、熱處理法等，不適合污染面積較大的土壤 ；生物修復法包括 ：植物修復、微生物修復和動物修復等，植物和低等動物修復法對土壤修復的效果不太顯著 ；微生物修復利用土壤中的某些微生物對重金屬具有吸收、沉淀、氧化和還原等作用，從而降低土壤中重金屬的毒性。該技術可以使重金屬污染物從土壤中去除，對周圍環境影響較小，不會產生二次污染，具有的巨大土壤修復潛力。但現有的重金屬污染土壤的微生物修復技術存在一定的局限性，如微生物修復持續時間長、見效慢、一般形成絡合物降低重金屬的危害，并不能將重金屬從土壤中除去。

  　　趨磁細菌屬于革蘭氏陰性菌，是專性微好氧、兼性或專性厭氧細菌，具有負趨氧特性，細胞內有沿菌體長軸排列、由膜包被的磁小體顆粒鏈，在地磁場的作用下可以定向運動，而且對重金屬有較強的吸附能力。目前，國內外已有關于趨磁細菌吸附水體中重金屬的研究，但是對于趨磁細菌修復重金屬污染的土壤尚未見報道。

  　　植物修復技術是利用植物及其根際微生物對土壤污染物的吸收、揮發、轉化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修復技術。目前已經發現很多植物可同時對多種重金屬有強大的富集能力，但大多數已報道的植物修復方法效果不顯著、見效慢、修復效果不穩定，再加上受到氣候、土壤環境的限制，使得這些植物的重金屬積累量有限，從而在其應用上受到限制。

  　　生物炭天然的多孔結構對有毒重金屬具有較強的吸附力，通過吸附固定作用使有毒物質固定在炭的微孔表面上，從而降低這些污染物在土壤中的化學活性和毒性，達到長效地修復污染土壤的目的。生物炭施到土壤，從一定程度上還能增加土壤有機物質、提高土壤肥力、使作物增產。