水电之家讯：随着经济的快速发展，我国面临着土壤污染严重、土壤镉(Cd)污染日益严重的问题。利用微生物修复土壤Cd污染具有效果好、成本低等优点，受到人们越来越多的关注。而芽孢杆菌环境适应性强，具有高效吸附Cd能力，在修复土壤Cd污染上有一定的潜力，因此深入研究芽孢杆菌对土壤Cd污染修复具有重要的意义。
文章综述了我国土壤Cd污染现状及芽孢杆菌在修复重金属Cd污染的应用，分析了其修复土壤Cd污染的作用机制，并对芽孢杆菌修复土壤重金属Cd污染的存在问题进行展望。
背 景
随着工业快速发展以及人类活动逐渐加强，土壤重金属污染的问题也日益严重，其中土壤Cd污染范围最广、污染程度最严重。由2014年的全国土壤污染状况调查公报可知，我国耕地土壤污染点位超标率为19.4%，且以无机污染物，特别是重金属污染为主。其中重金属Cd点位超标率达到7.0%，是重金属污染物中点位超标率最高的。据统计，每年我国有2000万hm2以上的耕地受镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铬(Cr)、铅(Pb)等重金属污染，受到污染的粮食产量高达1200万t，造成经济损失超过200亿元。Cd是耕地及工业园区、矿区周围土壤重金属污染的最主要来源。表1是部分矿区周围耕地和农作物中的Cd含量状况，从表1可以看出，这部分地区的耕地Cd含量都远远超出该地Cd背景值，且农作物可食部分Cd含量也大部分超过《食品中污染物限量》(GB2762-2012)中规定的食品中Cd含量的限定值，说明这些地区的Cd污染程度相当严重。鉴于我国土壤Cd污染日趋严重，开展修复工作已经刻不容缓。
目前，重金属污染修复方法有物理修复法(客土法、电动修复法、电热修复法)、化学修复法(土壤淋洗法、化学固定技术)和生物修复法(植物修复法、动物修复法和微生物修复法)。物理修复法和化学修复法修复效果好，但是成本高，易造成二次污染，不适于大面积土壤重金属修复。而微生物修复法具有成本低、污染少等优点，再加上国家政策倾斜，使其成为重金属污染土壤修复的重要方向。
常用于土壤重金属修复的菌株有菌根真菌、假单胞菌、光合细菌、芽孢杆菌、酵母菌等，其中芽孢杆菌(Bacillus)因具有较高的环境兼容性，且对重金属Cd具有较好的吸附效果，在土壤重金属Cd污染修复上具有较大的研究价值。本文就其应用及作用机制进行总结，以期为芽孢杆菌用于重金属污染修复提供理论依据。
1 芽孢杆菌在土壤Cd污染修复的应用
大多数芽孢杆菌属为革兰氏阳性菌，在缺乏营养或不良环境时能产生芽孢。常见用于土壤修复剂的芽孢杆菌有枯草芽孢杆菌(Bacillus. subtilis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)、蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)等。许多研究发现芽孢杆菌对重金属离子吸附效果明显。表2是几种芽孢杆菌对重金属Cd2+的吸附水平，从表2可以看出，芽孢杆菌对水相中重金属Cd的吸附率比较高，可将其应用到重金属废水、重金属污染土壤的修复中。
降低土壤有效态Cd和植物Cd积累
土壤有效态Cd含量变化取决于土壤Cd不同形态的比例分配。土壤Cd总量越高，有效态Cd的比例越高，植物体内Cd含量也就越高。一些芽孢杆菌不仅可以直接吸附土壤Cd2+，还可以通过影响土壤理化性质来降低土壤有效态Cd含量，从而降低土壤Cd对植物的毒性。
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