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目前,重金属污染修复方法有物理修复法(客土法、电动修复法、电热修复法)、化学修复法(土壤淋洗法、化学固定技术)和生物修复法(植物修复法、动物修复法和微生物修复法)。物理修复法和化学修复法修复效果好,但是成本高,易造成二次污染,不适于大面积土壤重金属修复。而微生物修复法具有成本低、污染少等优点,再加上国家政策倾斜,使其成为重金属污染土壤修复的重要方向。
常用于土壤重金属修复的菌株有菌根真菌、假单胞菌、光合细菌、芽孢杆菌、酵母菌等,其中芽孢杆菌(Bacillus)因具有较高的环境兼容性,且对重金属Cd具有较好的吸附效果,在土壤重金属Cd污染修复上具有较大的研究价值。本文就其应用及作用机制进行总结,以期为芽孢杆菌用于重金属污染修复提供理论依据。
1 芽孢杆菌在土壤Cd污染修复的应用
大多数芽孢杆菌属为革兰氏阳性菌,在缺乏营养或不良环境时能产生芽孢。常见用于土壤修复剂的芽孢杆菌有枯草芽孢杆菌(Bacillus. subtilis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)、蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)等。许多研究发现芽孢杆菌对重金属离子吸附效果明显。表2是几种芽孢杆菌对重金属Cd2+的吸附水平,从表2可以看出,芽孢杆菌对水相中重金属Cd的吸附率比较高,可将其应用到重金属废水、重金属污染土壤的修复中。
降低土壤有效态Cd和植物Cd积累
土壤有效态Cd含量变化取决于土壤Cd不同形态的比例分配。土壤Cd总量越高,有效态Cd的比例越高,植物体内Cd含量也就越高。一些芽孢杆菌不仅可以直接吸附土壤Cd2+,还可以通过影响土壤理化性质来降低土壤有效态Cd含量,从而降低土壤Cd对植物的毒性。
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