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微生物对重金属的生物固定
主要有3种作用方式:胞外络合作用、胞外沉淀作用以及胞内积累。细胞壁中的分子结构具有活性,可以将金属螯合在细胞表面。Papassiopi等对两组Cr(Ⅵ)污染土壤样品进行生物固定处理后,土壤中可溶性Cr的含量分别从13mg/kg降到低于0.5mg/kg,120mg/kg降到低于5.6mg/kg。
从芽孢杆菌上分离下来的细胞壁可以从溶液中螯合大量的金属元素,当将细胞壁放入含氯化金的水溶液中时,可在细胞壁上通过聚合作用形成微小晶体。可调节Zn2+、Pb2+和其他金属的氧化还原反应,如硫杆菌可氧化铁和硫。
微生物-植物的联合修复
尽管植物修复技术具有不造成二次污染、费用低等优点,但是植物作为活的生命体,其生长必然受到各种自然和人为因素的限制,修复过程通常较为缓慢;一种植物往往只吸收一种或几种重金属,对土壤中其他浓度较高的重金属则表现出某些中毒症状,从而限制了植物修复技术在多种重金属污染土壤方面的应用;同时要针对不同污染状况的土壤选用不同的生态型植物:重金属污染严重的土壤应选用超积累植物,而污染较轻的土壤应栽种耐重金属植物。
此外筛选超积累植物很难。而对于微生物修复来说,大多数技术仍局限在科研和实验室水平,实验室的微生物修复研究,因修复条件较为理想化,被干扰因素极少,其修复可能很好,如一旦将室内的微生物修复技术放入到现场条件下,干扰因素复杂,一系列的新问题可能会出现。
目前研究较多的是菌根修复,因为菌根是土壤中的真菌菌丝与高等植物根形成的一种联合体,菌根修复只是微生物-植物的联合修复的一种。一方面植物根部的表皮细胞脱落、酶和营养物质的释放,为微生物提供了更好的生长环境,另一方面菌根真菌的活动可改善根际微生态环境,增强植物抗病能力,极大地提高植物在逆境(如干旱、有毒物质污染等条件下的生存能力。
展望
生物修复技术作为一种新兴高效、绿色廉价的修复途径,它可以最大限度地降低修复时对环境的扰动。但该技术目前还不太成熟,有待进一步完善。目前,植物修复的发展还依赖于高效吸收污染物的植物种类开发、土壤改良剂以及优化植物栽培等农业措施。
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