土壤中特异性微生物与重金属相互作用机制与应用研究进展-岩矿测试.PDFVIP

２０１７年６月 岩　矿　测　试 Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．３ Ｊｕｎｅ２０１７ ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳ ２０９－２２１ 曾远，罗立强．土壤中特异性微生物与重金属相互作用机制与应用研究进展［Ｊ］．岩矿测试，２０１７，３６（３）：２０９－２２１． ＺＥＮＧＹｕａｎ，ＬＵＯＬｉｑｉａｎｇ．ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍｂｅｔｗｅｅｎＳｐｅｃｉｆｉｃＭｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓａｎｄ ＨｅａｖｙＭｅｔａｌｓｉｎＳｏｉｌ［Ｊ］．ＲｏｃｋａｎｄＭｉｎｅｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓ，２０１７，３６（３）：２０９－２２１． 【ＤＯＩ：１０．１５８９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－２１３１／ｔｄ．２０１７０１１７０００９】 土壤中特异性微生物与重金属相互作用机制与应用研究进展 １，２ １，２ 曾远 ，罗立强 （１．国家地质实验测试中心，北京 １０００３７；　２．中国地质大学（北京），北京 １０００８３） 摘要：随着经济的发展，矿产资源的开采和利用程度越来越高，一方面发现有地表露头矿床的几率越来越 小，另一方面其造成的重金属污染严重危害环境和人类健康。自然界中的微生物与扩散到环境中的重金属 会产生相互作用，具有这种特异性的细菌既可应用于指示隐伏金属矿床，亦可应用于重金属污染生物修复。 本文从特异性微生物与重金属相互作用微观机制、微生物找矿、重金属污染土壤的微生物修复三个方面，对 其研究现状和进展进行了评述，重点对特异性微生物与重金属离子发生的吸附、累积与转化过程，微生物改 变重金属元素分布、赋存状态和毒性作用机理，蜡样芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｃｅｒｅｕｓ）与金的作用机制及其在寻找隐 伏金矿的应用潜力，特异性微生物通过代谢产物吸附去除土壤中重金属元素及其辅助植物修复重金属污染 等方面进行了介绍和阐述。 关键词：土壤；重金属；特异性微生物；微生物找矿；生物修复 中图分类号：Ｘ８２５ 文献标识码：Ａ 随着世界人口增长和对矿产资源需求的不断增 指标变化可以放大地壳中低丰度元素的地球化学差 加，世界经济的发展急需更多的矿产资源作为保障， 异，故可应用于生物找矿过程，如蜡样芽孢杆菌可以 因此需要向覆盖较深、无地表露头的隐伏矿进 ［１］ 应用于金隐伏矿的探索 。部分特异性微生物可 军［１］。矿山开采和金属冶炼导致重金属不断释放 以通过对重金属离子的吸附、累积及转化过程，应用 ［２］ ［８］ 到环境中，重金属污染变得越来越严重 。重金属 于污染水体及土壤的修复 。使用特异性微生物 在环境中具有难降解特性，能在生物体内蓄积，其浓 辅助植物修复也是一种降低环境污染物浓度和毒性 度还可能随着营养级的递增而增加，并会对生长在 的有效手段［９－１２］，这些微生物通过改变重金属生物 ［３］ 污染区的植物或微生物产生毒性作用 ，还可能通 有效性、增强植物抗性、优化根际环境、促进根系发 ［４］ 过食物链危害人体健康 。 展、增强植物吸收和向上转运重金属等过程提高植 特异性微生物是具有重金属抗性、耐性或受重 物修复效率［１３－１４］。 金属影响具有特定响应指标的微生物，它们能够参 深入开展重金属污染区微生物群落特征及种系 与重金属的矿物分解、元素释放、迁移转化、沉淀和 演化研究，获取重金属含量及其形态分布特征信息， 富集等过程［５－６］，这些过程包含微生物吸附、淋溶、 探索特异性微生物与重金属微观作用过程及机理， 转化、降解、矿化、累积等［７］。某些特殊重金属对微 可以为微生