土壤修複技術知(zhī)識、案例分析及市場動态
土壤重金(jīn)屬污染由于它們在環境中的持久性，及不可生物降解的性質，導緻它們累積毒性高(gāo)，已成爲一個嚴重的全球性問題。要使土壤完全恢複至未污染的狀态非常困難。
土壤重金(jīn)屬污染治理(lǐ)問題是當今的熱點問題。現(xiàn)階段修複土壤重金(jīn)屬污染的主要方法有物理(lǐ)修複、化學修複和(hé)生物修複。植物修複是一種利用(yòng)一些(xiē)超富集植物将土壤中的重金(jīn)屬吸收到(dào)植物根部或轉運到(dào)植物的地上(shàng)部分，最後通過收割植物從(cóng)而達到(dào)淨化污染土壤的目的。利用(yòng)超富集植物可以有效減少土壤中重金(jīn)屬的含量。施加鈍化劑爲原位化學修複方法，可以減少作(zuò)物對(duì)重金(jīn)屬的吸收，且鈍化劑作(zuò)爲化學添加劑具有見效快(kuài)、價格便宜等優點。重金(jīn)屬污染的土壤在修複過程中微生物群落也(yě)會(huì)發生變化，且土壤微生物在不同的修複方式中也(yě)具有不同的作(zuò)用(yòng)。
叢枝菌根( Arbuscular Mycorrhizae，AM) 真菌是一類廣泛分布于土壤生态系統中的有益微生物，能(néng)與 90% 以上(shàng)的陸生高(gāo)等植物形成共生體。研究發現(xiàn)，AM 真菌能(néng)夠增強宿主植物對(duì)土壤中重金(jīn)屬脅迫的耐受性。
當前，利用(yòng) AM 真菌開(kāi)展重金(jīn)屬污染土壤的生物修複已經引起環境學家和(hé)生态學家的廣泛關注。
形成物理(lǐ)防禦體系
叢枝根菌孢子
AM 真菌菌絲體表面重金(jīn)屬離子交換作(zuò)用(yòng)及螯合物的形成，真菌細胞壁組分如幾丁質等對(duì)重金(jīn)屬的鈍化固定，真菌體内有機酸根離子或無極酸根離子與重金(jīn)屬形成沉澱等作(zuò)用(yòng)可使土壤中的重金(jīn)屬固化，移動性減弱，從(cóng)而有效降低(dī)重金(jīn)屬對(duì)宿主植物的毒害性 。研究表明(míng)，菌根化玉米( Zea mays) 籽苗中 Pb 主要存在于菌絲細胞壁、菌絲内腔細胞膜、菌絲内腔和(hé)液泡内腔膜，因此植株體内 Pb 含量減少，緩解了(le)Pb 對(duì)玉米幼苗的毒害作(zuò)用(yòng)。
① 植物根系/菌根分泌的鳌合物與重金(jīn)屬産生絮凝作(zuò)用(yòng)；
② 植物根系/菌根表面(即細胞壁)對(duì)重金(jīn)屬的吸附作(zuò)用(yòng)；
③ 植物根系/菌根細胞壁對(duì)重金(jīn)屬的屏障作(zuò)用(yòng)；
④ 進入細胞壁的重金(jīn)屬被固定在原生質膜上(shàng)；
⑤ 植物根系/菌根細胞膜上(shàng)的運輸體将重金(jīn)屬選擇性吸收到(dào)細胞内；
⑥ AM真菌菌中的重金(jīn)屬運輸體;
⑦ AM真菌上(shàng)的膜轉運蛋白(bái)通過主動/被動運輸将重金(jīn)屬運輸到(dào)植物細胞内；
⑧ 重金(jīn)屬離子與細胞基質中的聚磷酸、蛋白(bái)質、氨基酸、有機/無機鳌合劑形成沉澱；
⑨ 将重金(jīn)屬區(qū)域化到(dào)細胞液泡中；
⑩ 将細胞内的重金(jīn)屬通過代謝(xiè)作(zuò)用(yòng)主動排出；
⑪ 重金(jīn)屬向植物地上(shàng)部分轉移并積累。
調控植物的生理(lǐ)代謝(xiè)活動
1.改善宿主營養狀況
2.改變植物根系形态
3.改變根系環境的理(lǐ)化狀況
産生生化拮抗物質
1.次生代謝(xiè)物質的合成
2.影響防禦酶活性、調節重金(jīn)屬誘導蛋白(bái)的合成
AM真菌因其具有擴大(dà)植物根系的吸收面積、加快(kuài)營養物質和(hé)灰分的運輸速率、分泌活化物質等直接或間接作(zuò)用(yòng)，從(cóng)而改善植物營養，促進植物生長。重金(jīn)屬污染土壤中接種适宜的AM真菌可以有效減輕重金(jīn)屬對(duì)植物的毒害水(shuǐ)平，增加植株地上(shàng)部分重金(jīn)屬元素的吸收或根系中的積累量，從(cóng)而對(duì)重金(jīn)屬污染土壤生物修複起到(dào)促進作(zuò)用(yòng)。利用(yòng)AM真菌進行生物修複是一門(mén)新興的環境科學領域，國際上(shàng)開(kāi)展研究的曆史較短，尚需加強以下(xià)領域的深入研究：
1.深化基礎理(lǐ)論研究。
2.增加野外(wài)和(hé)自(zì)然條件下(xià)的試驗研究。
3.利用(yòng)分子生物技術及基因工(gōng)程等手段，選育、馴化、培養耐性/抗性較強的AM真菌菌株。
4.篩選高(gāo)效的植物-AM真菌組合，最大(dà)限度縮短生物修複進程。
5.進行AM真菌與其他(tā)有益微生物、有機殘渣的組合研究，強化AM真菌的生物修複效果。
Aalipour等采用(yòng)叢枝菌根真菌接種于亞桑柏根部以修複Cd污染土壤，可實現(xiàn)經濟高(gāo)效修複的同時(shí)防止二次污染的産生。其中，接種叢枝菌根真菌的亞桑柏的植株葉綠素含量顯著增大(dà)，光合作(zuò)用(yòng)效果增強，且促進植株對(duì)土壤中磷的吸收，在實際應用(yòng)中還可将假單胞菌與叢枝根菌協同接種使用(yòng)，效果更顯著。
針對(duì)土壤中Se(III)的修複，采用(yòng)Acinetobactersp.JH7治理(lǐ)，可顯著降低(dī)Se(III)的濃度，且菌群的生長代謝(xiè)不受影響，在微生物場地修複應用(yòng)中潛力巨大(dà)。
此外(wài)，微生物指标已被廣泛用(yòng)于評價冶煉廠(chǎng)、礦山鉛鋅污染廢物處置區(qū)及含鉛礦冶煉渣區(qū)，在邊緣采集土路，表現(xiàn)出較高(gāo)的金(jīn)屬濃度和(hé)微生物多樣性。檢測到(dào)的主要門(mén)樣品中分别爲:變形菌門(mén)、拟杆菌門(mén)和(hé)酸杆菌門(mén)。細菌耐潛在有毒金(jīn)屬(PTM)的存在，如Rhodoplanes, Kaistobacter,Sphingomonas和(hé)Flavisolibacter。單個微生物生物量雖然對(duì)土壤變化高(gāo)度敏感，但(dàn)在監測土壤污染方面存在一定的局限性。
生物量碳Cmic指數與土壤中重金(jīn)屬Cd、Cu、Pb 及Zn的濃度的含量呈負相關關系，但(dàn)與土壤中的可溶性Cu濃度無相關關系。
生物量氮Nmic指數與重金(jīn)屬濃度的相關性較低(dī)，但(dàn)對(duì)于污染程度較高(gāo)的場地，可較好(hǎo)地評估Cu、Zn、Cd、Pb、Ni 及Zn污染狀況及修複狀況。
此外(wài),當重金(jīn)屬污染濃度較低(dī)時(shí)，如Cd、Cu、Zn的濃度較低(dī)時(shí)，Cmic的短時(shí)間培養的效果不顯著，無法判斷修複的效果。Cmic/Nmic比值可有效用(yòng)于修複效果的評估。Cmic/Nmic的比值升高(gāo)，可顯示高(gāo)重金(jīn)屬含量，歸因于重金(jīn)屬耐受菌真菌數量的增多，且相對(duì)于放(fàng)線菌和(hé)細菌，真菌的重金(jīn)屬耐受度更好(hǎo)。
此外(wài)，Cmic/Corg比值也(yě)可作(zuò)爲一種敏感的評估重金(jīn)屬污染的工(gōng)具，與As及Cu的含量呈負相關關系。在實際研究及應用(yòng)中，應采用(yòng)幾種方式（生物指标）進行土壤質量診斷。