微生物成矿技术在环境砷污染治理中的应用研究进展*
2021-09-10叶文玲周于杰晏士玮原红红何崭飞翟伟伟唐先进潘响亮
叶文玲,周于杰,晏士玮,原红红,何崭飞,翟伟伟,,唐先进†,潘响亮
(1.安徽农业大学资源与环境学院,合肥230036;2.浙江大学环境与资源学院土水资源与环境研究所,杭州 310058;3.浙江工业大学环境学院,杭州 310014)
砷(As)是自然界广泛存在的一类高毒致癌物质,土壤中砷的自然背景值约为5~10 mg·kg–1[1]。近年来,含砷矿石开采冶炼、含砷工业“三废”排放及含砷农药产品使用等人类活动使大量砷排放至自然环境中,造成土壤和水体砷污染[2],中国约有1 958万人生活在地下水砷超标的高风险地区[3]。土壤和水体砷污染会对人类健康产生极大威胁,因此开展砷污染修复研究具有重要的实际意义。传统的物理化学砷修复方法存在成本高、破坏土壤结构和功能、易产生二次污染等问题,而生物成矿技术因其成本低廉、适应性强、原位无污染等特点,逐渐在环境污染治理领域受到关注[4-5]。
微生物成矿是自然界普遍存在的一种现象,微生物代谢可直接或间接地将可溶性的金属离子沉淀为金属矿物[6]。土壤中存在能够钝化金属离子的微生物[7],该微生物可直接氧化还原金属促使其钝化,或者通过分泌物与重金属离子发生吸附、沉淀等反应实现金属离子的钝化[8-9];微生物的适应能力较强,在一些极端条件下仍具备成矿能力[10-12]。生物成矿分为生物诱导成矿和生物控制成矿[7]:生物诱导成矿是微生物固定重金属的主要方式,一方面微生物或胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)具有吸附金属离子能力;另一方面细胞代谢产生、S2–等物质改变周围环境的物化性质,从而使得环境中金属离子在局部过饱和条件下形成晶核并生长,进一步改变这些元素在周围环境的存在形态[13-14]。……
