浅谈生物技术在土壤修复上的应用

李燕

土壤是植物的生存之本，要想有一个健康土壤种植出优质的农产品，需要对土壤的微生物、有机质、矿物质、水、空气进行综合性考虑。按照植物所需的微量元素和营养，在土壤中施入相应的营养物质，改善土壤团粒结构和丰富微生物多样性，增加土壤肥力。工作人员在进行土壤修复和改良时，更多考虑土壤结构和生态恢复，对土壤的性质及周边环境进行仔细调查与分析，提高修复效果。因此，在土壤修复过程中讲究因地制宜、综合施策、综合治理，达到整体平衡。生物修复是目前比较好的土壤修复方式，包括植物修复、动物修复、微生物修复方法。

1 植物修复技术

植物修复技术是通过重金属经超富集植物根系吸收后，转移、储存到植物茎叶，通过刈割茎叶，达到去除土壤重金属元素的目的。超富集植物具三个特点：一是对重金属的提取量比普通植物高100倍以上;二是植株地下部分重金属含量比植株根部高;三是植物本身对重金属有一定的耐性，不会表现出毒害现象。超积累植物能吸收铬（Cr）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、铅（Pb），吸收量达1.0克/公斤或以上;能吸收锰（Mn）、锌（Zn），可吸收量达10.0克/公斤或以上;能吸收镉（Cd），可吸收量达100.0毫克/公斤或以上。通常，超积累植物地上部吸收的重金属量比根部吸收的量大，即转运系数（地上部吸收量/根部吸收量）大于1.0;超积累植物植株体内重金属含量高于污染土壤中的含量，即富集系数大于1.0;从而修复重金属污染土壤。目前，世界各国学者已发现的超积累植物有500多种，但70%以上为“镍（Ni）”超积累植物。资料显示这些超积累植物，特别是我国境内生长的超积累植物，对我国重金属污染土壤的治理具有十分重要的科学价值。植物修复具费用低、二次污染低等优点，是农田土壤修复目前最有发展前景的修复方法之一。筛选新的能富集多种金属，且生长快、生物量大、适用范围广的超富集植物是重要的发展方向。目前，对超积累植物的产后处置有焚烧法、压缩填埋法、堆肥法、高温分解法、灰化法和液相萃取法等，主要将修复植物作为垃圾或者危险物进行处置，存在占用土地、处理成本高、渗滤液污染等风险。因此，富集后生物体的处置也是植物修复技术发展需面对的重要问题。

2 动物修复技术

土壤动物是指生命活动在土壤中进行的动物，对土壤结构形态产生一定的影响，土壤动物涉及的门类很广泛，常见的土壤动物有蚯蚓、蚂蚁、鼠、蜘蛛等。土壤动物通过自身的生命活动，对土壤中的污染物粉碎、分解、消化、富集等，从而使污染物降低或消除的一种生物修复技术。特别是土壤动物对土壤中有机污染物机械粉碎、分解作用，它们分泌肠液，通过肠道排出体外，与土壤微生物共同分解污染物或转化其形态，使得污染物浓度降低或消失。一些土壤动物对土壤重金属有较强的富集和转化能力，利用植物富集重金属对土壤肥力有一定的消耗，而利用土壤动物来富集重金属，可以增加土壤肥力。

3 微生物修复技术

微生物修复技术一种新型环保修复技术，修复能力强，对环境破坏力小。相对于物理化学修复技术来说，具有更彻底的修复能力。土壤微生物是土壤中的微小生物的总称，严格意义上应包括细菌、真菌、病毒、原生动物和藻类等。微生物修复技术，是指利用微生物的一些特性减少土壤中的重金属含量，例如一些真菌可通过分泌氨基酸、有机酸以及其他代谢产物溶解重金属及含重金属的矿物，如硫-铁杆菌类等可对土壤中的重金属进行移动、固定或转化等。

土壤生物修复就是把土壤动物、植物、微生物3种修复方式相结合，协同合作，发挥各自的优势，提高修复能力，植物调节土壤环境，提高土壤动物、微生物的繁殖能力，增强动物、微生物处理和富集污染物的能力。土壤動物、植物、微生物3种技术有效结合进行土壤修复，修复能力事半功倍，建立良好的土壤生态结构，提高农作物品质和经济效益。