土壤微生物是生活在土壤中的細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類的總稱。其個體微小，數(shù)量龐大，通常1克土壤中有106～109個。微生物身體雖小，可是能量卻是極大的，在土壤中扮演著多種角色，例如降解有機質(zhì)、固氮、釋磷、釋鉀等，與土壤和植物都具有密不可分的關(guān)系。今天我們就看看它們在修復(fù)土壤污染方面的表現(xiàn)吧。
微生物修復(fù)土壤污染的原理
動物、植物、微生物都具有降解污染物的能力，但微生物在污染降解中的作用最大。這是因為微生物具有種類多、分布廣、個體小、繁殖快、比表面積大、容易變異的特點。微生物通過氧化、還原、裂解、脫羧、脫氨、水解、脫水、脫烷基、吸收、沉淀等各種化學(xué)作用降低污染物毒性，修復(fù)土壤污染。微生物對能量的利用比高等生物體更加有效；微生物高速度的繁殖特性和遺傳變異性使它的酶體系能夠以最快的速度適應(yīng)外界環(huán)境的變化，從而顯示出其在環(huán)境治理上的高效性和多樣性。
微生物修復(fù)土壤污染的技術(shù)
微生物修復(fù)技術(shù)包括原位修復(fù)、異位修復(fù)以及二者相結(jié)合的修復(fù)方法。原位修復(fù)的主要思路是在不破壞土壤基本結(jié)構(gòu)的情況下，向土壤中投加具有降解能力的微生物、微生物賴以生存的營養(yǎng)物質(zhì)以及創(chuàng)造適合微生物生存的環(huán)境條件，例如氧氣含量、pH條件等，保證微生物的生長繁殖，最終實現(xiàn)其高效的降解能力。異位修復(fù)是將污染土壤移除，借助預(yù)制床、生物反應(yīng)器的處理設(shè)施以及采用堆肥等方式進(jìn)行污染修復(fù)，修復(fù)機理與原位修復(fù)基本相同。
微生物修復(fù)土壤微生物的應(yīng)用
石油污染——石油是不可再生資源，直接影響著我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。然而，我國每年有大量的原油及其加工品流入環(huán)境。石油物質(zhì)進(jìn)入土壤后，會引起土壤理化特性發(fā)生變化，對作物生長發(fā)育有不利影響，繼而通過食物鏈直接影響到人類的身體健康。自20世紀(jì)70年代以來，微生物處理技術(shù)在石油污染治理方面逐漸成為核心技術(shù)。到目前為止，降解石油中各種烴類的微生物共發(fā)現(xiàn)了約100余屬、200多種。每一類細(xì)菌只能分化石油中的某一類成分，有科學(xué)家利用基因工程制造了一種能夠分解石油的“超級細(xì)菌”，它與普通細(xì)菌相比，在于能夠同時分解石油中的四種有機物，從而能夠有效解決石油污染問題。目前，已有微生物修復(fù)石油污染的成功案例，濮陽市石油污染區(qū)利用微生物修復(fù)為主、植物修復(fù)為輔的原位修復(fù)技術(shù)，使治理后的土地基本恢復(fù)耕作功能。
農(nóng)藥污染——我國是個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)藥是目前保證糧食作物增產(chǎn)的有效手段。許多農(nóng)藥對人和非目標(biāo)動物具有內(nèi)分泌干擾作用、“三致”作用（致畸、致癌、致畸變）或潛在的“三致”作用，農(nóng)業(yè)污染問題已成為全球關(guān)注的熱點，農(nóng)藥的降解是迫切需要解決的問題。微生物修復(fù)農(nóng)藥污染主要包括兩種途徑：①以有機農(nóng)藥作為唯一碳源、氮源、磷源、能源物質(zhì)進(jìn)行生命代謝；②利用土壤中其他有機質(zhì)提供的初級能源，代謝農(nóng)藥。目前，已經(jīng)在實驗室條件下分離出了一些可降解農(nóng)藥的菌株，例如六六六、DDT、有機磷農(nóng)藥樂果等。
重金屬污染——農(nóng)藥化肥應(yīng)用、污水灌溉以及礦藏開發(fā)等引起土壤重金屬污染。過量的重金屬引起植物生理功能紊亂、營養(yǎng)失調(diào)、發(fā)生病變，并通過食物鏈在人體體內(nèi)積累進(jìn)而危害人體健康。微生物修復(fù)重金屬污染的途徑主要有三條：①微生物將重金屬轉(zhuǎn)化為難以被植物吸收的形態(tài)；②增強植物固定效果：微生物促進(jìn)植物生長、增強植物對重金屬的抵抗力，或是微生物通過產(chǎn)生有機酸等物質(zhì)溶解重金屬，使其可以被某些超富集植物吸收，或者是微生物自身細(xì)胞結(jié)合重金屬后轉(zhuǎn)移到植物體內(nèi)，然后通過拔掉植物清除重金屬； ③轉(zhuǎn)化為低毒狀態(tài)，比如六價鉻轉(zhuǎn)化為低毒性的三價鉻。目前，對于土壤重金屬的微生物修復(fù)手段大多還處于試驗開發(fā)階段，已在實驗室條件下分離出了一些解毒細(xì)菌，例如降低砷毒性的無色桿菌、假單胞菌，解汞毒的大腸桿菌等。
微生物不能降解所有進(jìn)入環(huán)境的污染物，并且微生物的修復(fù)效果受場地條件和環(huán)境因素的較大影響。未來的研究中應(yīng)加強開發(fā)基因工程菌、優(yōu)化各種方法的聯(lián)合使用，例如植物-微生物聯(lián)合修復(fù)。