微生物(wù)對重金屬污染土壤的生物(wù)修複作(zuò)用(yòng)主要是通過微生物(wù)對重金屬的溶解、轉化與固定來實現。
微生物(wù)對重金屬的溶解
主要是通過各種代謝(xiè)活動産(chǎn)生多(duō)種低分(fēn)子量的有(yǒu)機酸直接或間接進行的。最早的報道是真菌可(kě)以通過分(fēn)泌氨基酸、有(yǒu)機酸以及其他(tā)代謝(xiè)産(chǎn)物(wù)溶解重金屬及含重金屬的礦物(wù)。比較不同碳源條件下微生物(wù)對重金屬的溶解，發現土壤微生物(wù)能(néng)夠利用(yòng)有(yǒu)效的營養和能(néng)源，在土壤濾瀝過程中(zhōng)通過分(fēn)泌有(yǒu)機酸絡合并溶解土壤中(zhōng)的重金屬。在滅菌試驗中(zhōng)，未滅菌處理(lǐ)的淋洗液中(zhōng)重金屬離子的濃度顯著高于滅菌處理(lǐ)。Loser等曾借助土著微生物(wù)的淋濾作(zuò)用(yòng)來修複德(dé)國(guó)薩克森地區(qū)河流沉積物(wù)的重金屬污染，指出處理(lǐ)過程中(zhōng)基質(zhì)的最适投加量為(wèi)2%，最适溫度在30-40°C之間，去除率最高可(kě)達98%。
微生物(wù)對重金屬的氧化還原轉化
在外界環境中(zhōng)，變價金屬As、Cr、Co和Au等可(kě)以不同的價态形式存在，而細菌代謝(xiè)活動可(kě)以通過其氧化還原作(zuò)用(yòng)改變它們的價态。Chang等在污水處理(lǐ)廠發現一種噬硫酸鹽細菌可(kě)以還原Cr6+為(wèi)低毒的溶解度較小(xiǎo)的Cr3+，從而降低水體(tǐ)中(zhōng)的重金屬毒性。土壤中(zhōng)還分(fēn)布着多(duō)種可(kě)以使鉻酸鹽和重鉻酸鹽還原的微生物(wù)，如産(chǎn)堿菌屬，芽孢杆菌屬、棒杆菌屬、腸杆菌屬、假單胞菌屬和微球菌屬等，這些菌能(néng)将高毒性的Cr6+還原為(wèi)低毒性的Cr3+。另外一些細菌，如硫-鐵杆菌類能(néng)氧化As、Cu、Mo和Fe等，假單胞杆菌能(néng)使As、Fe、Mn等發生氧化，從而降低這些重金屬元素的活性。
微生物(wù)對重金屬的生物(wù)固定
主要有(yǒu)3種作(zuò)用(yòng)方式：胞外絡合作(zuò)用(yòng)、胞外沉澱作(zuò)用(yòng)以及胞内積累。細胞壁中(zhōng)的分(fēn)子結構具(jù)有(yǒu)活性，可(kě)以将金屬螯合在細胞表面。Papassiopi等對兩組Cr（Ⅵ）污染土壤樣品進行生物(wù)固定處理(lǐ)後，土壤中(zhōng)可(kě)溶性Cr的含量分(fēn)别從13mg/kg降到低于0.5mg/kg,120mg/kg降到低于5.6mg/kg。
從芽孢杆菌上分(fēn)離下來的細胞壁可(kě)以從溶液中(zhōng)螯合大量的金屬元素，當将細胞壁放入含氯化金的水溶液中(zhōng)時，可(kě)在細胞壁上通過聚合作(zuò)用(yòng)形成微小(xiǎo)晶體(tǐ)。可(kě)調節Zn2+、Pb2+和其他(tā)金屬的氧化還原反應，如硫杆菌可(kě)氧化鐵和硫。
微生物(wù)-植物(wù)的聯合修複
盡管植物(wù)修複技(jì )術具(jù)有(yǒu)不造成二次污染、費用(yòng)低等優點，但是植物(wù)作(zuò)為(wèi)活的生命體(tǐ)，其生長(cháng)必然受到各種自然和人為(wèi)因素的限制，修複過程通常較為(wèi)緩慢;一種植物(wù)往往隻吸收一種或幾種重金屬，對土壤中(zhōng)其他(tā)濃度較高的重金屬則表現出某些中(zhōng)毒症狀，從而限制了植物(wù)修複技(jì )術在多(duō)種重金屬污染土壤方面的應用(yòng);同時要針對不同污染狀況的土壤選用(yòng)不同的生态型植物(wù)：重金屬污染嚴重的土壤應選用(yòng)超積累植物(wù)，而污染較輕的土壤應栽種耐重金屬植物(wù)。
此外篩選超積累植物(wù)很(hěn)難。而對于微生物(wù)修複來說，大多(duō)數技(jì )術仍局限在科(kē)研和實驗室水平，實驗室的微生物(wù)修複研究，因修複條件較為(wèi)理(lǐ)想化，被幹擾因素極少，其修複效果可(kě)能(néng)很(hěn)好，如一旦将室内的微生物(wù)修複技(jì )術放入到現場條件下，幹擾因素複雜，一系列的新(xīn)問題可(kě)能(néng)會出現。
目前研究較多(duō)的是菌根修複，因為(wèi)菌根是土壤中(zhōng)的真菌菌絲與高等植物(wù)根形成的一種聯合體(tǐ)，菌根修複隻是微生物(wù)-植物(wù)的聯合修複的一種。一方面植物(wù)根部的表皮細胞脫落、酶和營養物(wù)質(zhì)的釋放，為(wèi)微生物(wù)提供了更好的生長(cháng)環境，另一方面菌根真菌的活動可(kě)改善根際微生态環境，增強植物(wù)抗病能(néng)力，極大地提高植物(wù)在逆境（如幹旱、有(yǒu)毒物(wù)質(zhì)污染等）條件下的生存能(néng)力。
展望
生物(wù)修複技(jì )術作(zuò)為(wèi)一種新(xīn)興高效、綠色廉價的修複途徑，它可(kě)以最大限度地降低修複時對環境的擾動。但該技(jì )術目前還不太成熟，有(yǒu)待進一步完善。目前，植物(wù)修複的發展還依賴于高效吸收污染物(wù)的植物(wù)種類開發、土壤改良劑以及優化植物(wù)栽培等農業措施。
