重金属元素一般指密度大于4.0g/cm3以上的约60种元素或相对原子质量大于50以上的45种元素，如铁、锰、铜、镍等[1]。随着工业和经济的快速发展，工业生产、矿山开采以及汽车尾气排放等产生的大量含重金属的有害气体和粉尘，经自然沉降和雨淋沉降进入土壤。重金属污染在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大[2]。因此对重金属污染土壤进行有效治理修复刻不容缓。
目前重金属污染土壤的修复技术方法有很多，如化学固化、土壤淋洗、电动修复等。这些技术虽然有一定的效果，但是价格昂贵，技术劳动强度大，而且容易对环境造成二次污染，无法大面积修复重金属污染区，因此存在较大局限性。应用环境生物修复技术处理污染物，投资成本低，对污染物处理效益高，且最终产物无害、稳定，不破坏植物生长所需的土壤环境，是一种经济、环保的修复技术，有着广阔的应用前景，受到广泛关注和认可[3]。因此本文重点综述了生物修复技术的进展与前景，为实际应用中的生物修复技术提供更多新的思路和参考。
1土壤重金属污染现状
重金属污染是中国当前最突出的土壤环境污染问题[4]。2010—2012年间，中国科学院的20多位院士经过现场考察和调研，形成了一份针对中国土壤中重金属污染和治理的调研报告。报告指出中国重金属污染现状和趋势非常严重，2002年，农业部抽查的结果显示，稻米的镉超标是10.3%[5]。2014年原环境保护部和原国土资源部联合发表的《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤总的点位超标率为16.1%，耕地、林地、草地土壤点位超标率分别为19.4%、10.0%、10.4%，中度污染以上占2.6%，以重金属污染为主，其中镉的点位超标率为7%。从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方;长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南﹑中南地区土壤重金属超标范围较大;镉、汞﹑砷、铅4种重金属污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势[6]。
2生物修复措施
生物修复是利用生物技术治理污染土壤的一种新方法，土壤污染后，可以通过生物吸附、固定的方法去除。主要包括植物修复、微生物修复、动物修复以及动植物联合修复技术[7]。这些修复的共同特点就是利用生物的各种活动改变土壤中重金属的有效态含量，并通过吸附、氧化还原或沉淀污染区土壤中重金属，从而达到降低重金属对土壤的危害的目的。目前已成为当前环境保护工程科学和技术研究的一个新热点[8]。
2.1植物修复措施
植物修复技术可以分为植物萃取技术、植物挥发技术和植物固化技术。植物生长发育过程中，根系作为植物和土壤的重要界面，不仅是吸收和代谢器官，而且是强大的分泌器官。当植物定居后其根系由于呼吸作用、吸收作用以及向外界环境不断分泌的各种有机化合物等均会对污染土壤的理化性状、重金属的迁移和转化等产生较大的影响。但具有重金属超富集能力的植物物种资源较少，且已知的超富集植物生物量小、生长缓慢、经济收益低，不利于机械化收割，使植物修复在实际应用过程中受到很大限制。因此寻找具有一定植物修复作用、生长迅速且能够带来良好经济收益的非食用性植物物种资源是能否在我国推行土壤污染植物修复技术的关键。
2.2微生物修复措施
土壤重金属污染的微生物修复技术是利用土壤的土著微生物或经培养驯化的功能微生物对一种或多种重金属起到吸附、氧化还原、沉淀等作用以改变重金属元素的存在形态， 降低土壤中重金属的毒性。
生物吸附是利用生物材料去除重金属的一种具有成本效益和生态友好性的方法。微生物吸附重金属主要通过以下方式：（1）细胞外吸附，如细胞形成胞外酶沉淀金属；（2）细胞表面吸附，主要包括化学组之间的相互作用以及在微生物细胞壁吸附金属离子；（3）细胞内转化，主要通过微生物代谢反应完成，包括金属离子的转运机制和细胞内的解毒机制。微生物代谢还会诱导细菌矿化，而矿物质的形成取决于微生物所处的环境和微生物膜结构。
微生物氧化还原比化学还原更可取，因为前者成本较低，而且环境安全性更高。重金属不同价态的环境毒性差别巨大，微生物通过氧化还原反应将有毒重金属转化为无毒的和相对不可用的形态，在重金属污染土壤的修复过程中具有重要意义，特别是在其他修复技术无法触及的环境中。
沉淀作用主要是指某些微生物分泌的代谢产物能够与重金属结合形成稳定难溶的化合物或络合物而沉淀聚集在细胞表面，减少细胞对重金属离子的摄取。
2.3动物修复措施
动物修复通过利用土壤动物对重金属元素进行吸持或通过改善土壤环境，降低土壤中重金属有效性的修复方法。土壤动物通过自身吸附，也通过分解土壤表层植物枯落物，改善土壤环境，从而达到矿区土壤的生态修复。
2.4动植物联合修复措施
通过动物的活动和植物的生长，土壤中的重金属被动物和植物富集，再经过蚯蚓、蚓粪等收集及植物的收获，使土壤中重金属的含量逐渐降低，达到彻底移除土壤中重金属的目的，这是一种安全、绿色的土壤修复方法，它不但不会破坏土壤结构，还能改善土壤状况。
3结论
生物修复对重金属污染土壤的生态修复起到了非常显著的效果，且其操作简单，费用较低，有利于实现大面积的修复，但其修复周期较长，对需要及时修复的土壤起不到显著的成效，因此不适用于急需修复的矿区土壤。国内外对植物、微生物修复等研究较多，而对土壤动物在污染土壤修复中的应用研究则较少，有待进一步展开。
参考文献
[1]贾广宁. 重金属污染的危害与防治[J]. 有色矿冶, 2004, 20(1): 39-42.
[2]阮玉龙, 李向东, 黎廷宇, 等. 喀斯特地区农田土壤重金属污染及其对人体健康的危害[J]. 地球与环境, 2015, 43(1): 92-97.
[3]钱春香, 王明明, 许燕波. 土壤重金属污染现状及微生物修复技术研究进展[J]. 东南大学学报: 自然科学版, 2013, 43(3): 669-674.
[4]Yang Q, Li Z, Lu X, et al. A review of soil heavy metal pollution from industrial and agricultural regions in China: Pollution and risk assessment[J]. Science of the total environment, 2018, 642: 690-700.
[5]刘晓慧 . 2015. 赵其国谈我国土壤重金属污染问题与治理的对策 [EB/OL].（2015- 10- 29）[2020-10- 12]. http:// www. mnr. gov. cn/dt/ywbb/201810/t20181030_2280298.html (in Chinese)
[6]环境保护部, 国土资源部 . 2014. 全国土壤污染状况调查公报[EB/ OL].（2014-04-17）[2020-10-12]. https://www.mee.gov.cn/gkml/sthjbgw/qt/201404/W020140417558995804588.pdf
[7]胡亮,贺治国.矿山生态修复技术研究进展[J].矿产保护与利用,2020,40(04):40-45.
[8]韩张雄,端爱玲,杨树俊,张树雄,王思远,张贺,孙东年,刘耕苑.金属矿区污染土壤的修复技术研究进展[J].应用化工,2022,51(05):1429-1432.
作者简介：李鑫（1997.01-），男，汉族，成都理工大学地球科学学院，硕士研究生，研究方向：环境地球化学。
