重金属对土壤微生物影响的研究进展

针对重金属污染对土壤微生物生物量、生理生化性质及受重金属污染的土壤微生物修复进行概述。研究重金属污染下的微生物状况、机理等不仅对污染防治有重要意义，而且对破坏土壤的修复也具有实际意义。

土壤微生物重金属污染

0引言

所谓土壤重金属污染是指由于人类活动，使重金属含量明显高于原有含量，并造成环境质量恶化的现象。面对土壤重金属污染的加剧，迫切需要监测和防治重金属污染的有效措施。近几年兴起的微生物修复，引起人们越来越多的关注。

1重金属对土壤微生物生物量的影响

土壤微生物生物量在一定程度上能代表参与调控土壤中能量和养分循环以及有机质转化的对应微生物的数量。Dar研究指出砂壤土、壤土和粘土中施用0.75%的污泥，土壤微生物生物量碳增加7%-18%左右，砂壤土中增加较明显，壤土和粘土中则较少。Khan等试验研究了镉和铅对红壤中微生物的影响，当其浓度分别为30 ng/g和150 ag/g时导致生物量显著下降。

2重金属对微生物活性的影响

2.1重金属污染对土壤基础呼吸的影响

土壤呼吸是土壤与大气交换CO2的过程，是土壤碳素同化和异化平衡的结果。Fliebbach等报道在土壤中施人含低浓度重金属和高浓度重金属的淤泥时，其土壤呼吸强度会随着重金属浓度的增加而上升。Chander等研究认为，含高浓度重金属的土壤中微生物利用有机碳更多地作为能量代谢，以CO2的形式释放，而低浓度重金属的土壤中微生物能更有效地利用有机碳转化为生物量碳。

2.2重金属污染对土壤酶的影响

酶是一种生物催化剂，土壤中进行的各种生物化学过程，都是在酶的参与下实现的。Marzador等研究指出，在Pb污染土壤中脱氢酶活性的大小明显地受土壤水分含量的影响，但土壤水分变化对磷酸酶活性的影响不十分明显。因此，磷酸酶活性被认为是评价Pb污染土壤的一种较为合适的指标。

2.3重金属污染对土壤生化作用过程的影响

通常把土壤生化作用强度作为土壤微生物活性的综合指标之一。Wilke研究了几种重金属和非重金属污染物（如Cd、Cr、Pb）如对氮素转化的长期影响，发现除Se和Sn外，其它污染物均能抑制有机氮素的矿化作用。重金属污染引起微生物体内代谢过程的紊乱，也影响微生物的代谢功能，而微生物生理生化反应必然影响到土壤的生化过程，改变了土壤的质量状况。

3土壤重金属污染的微生物修复

微生物本身及其产物都能吸附和转化重金属。微生物还可以通过直接、间接的代谢活动溶解重金属离子。代谢产生的有机酸和氨基酸可溶解重金属及含重金属的矿物，也可以加速重金属元素从风化壳中的释放。

鉴于土壤微生物本身对重金属的吸附和转化，国内外已经开展了对微生物的金属抗性和生物修复的可行性研究，并将此技术应用于实践。这必将缓解土壤重金属污染的严重局面，带来健康的环境。充分利用微生物在土壤修复方面的特性，加强微生物修复的综合技术的研究，是治理不同重金属污染土壤的有效措施。

参考文献：

[1]陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染[M].北京：科学出版社， 1996.

[2]蒋先军，骆永明，赵其国.重金属污染土壤的微生物学评价[J].土壤，2000， 32，（3）： 130-134.

[3]王嘉，王仁卿，郭卫华.重金属污染对土壤微生物学影响的研究进展[J].山东农业科学，2006，1：101-104.

[4]Dar G H. Impact of lead and sewage sludge on soil microbial biomass and carbon and nitrogen mineralization. Environmental Contamination Toxicology， 1997， 58： 234-240.

[5]Khan K S.Effect of cadmium， lead on size of microbial bio-mass [J].Pedosphere， 1998， 8：27-32.

[6]Fliebbach A.， Martens R.， Reber H. Soil microbial biomass and activity in soils treated with heavy metal contaminated sewage sludge. Soil Biology and Biochemistry， 1994， 26： 1201-1205.

[7]Chander K.， Brookes P C. Synthesis of microbial biomass from added glucosein metal-contaminatedandnon-contaminatedsoilsfollowingrepeatedfumigation.SoilBiologyand Biochemistry， 1992， 24： 613-614.

[8]Marzador C.， et al. Effects of lead pollution on different soil enzyme activities[J]. Biology and Fertility of soils， 1996， 22： 53-58.

[9] Wilke B M. Long-term effects of different inorganic pollutants on nitrogen transformations in a sandy cambisol. Biology and Fertility of Soils， 1989， 7： 254-258.