土壤微生物的种类较多，数量也很大，l克土壤中就有几亿到几百亿个。正是有了土壤微生物的存在，大地才会有春华秋实。那么，微生物在土壤中究竟做了些什么呢？

土壤修复根据污染物和场地的不同可以分为三种类型：农田修复、矿山修复、工业场地修复。农田修复的主要污染物为有机物，大多来源于企业工厂排放的废水废料，滥用农药化肥以及一些农业生产生活中；矿山修复的污染物是各种重金属尾矿，主要由矿山企业生产生活带来，自然环境也会造成一定程度的矿山土壤污染；工业场地修复污染主体为重工业和医药化工企业，主要污染物为化合物与重金属，工业土壤污染也是目前最常见的污染形式。

细菌生物膜结构示意图 | 微生物学通报，2022, 49(9): 3919−3932

细菌生物膜修复重金属污染土壤示意图 | 微生物学通报，2022, 49(9): 3919−3932

细菌生物膜是能使细菌黏附于接触表面、分泌多糖和蛋白质等将其自身包绕其中而形成的、结构复杂的群落结构。目前约有1.2×1030个细菌和古细菌存在于地球上的不同栖息地，其中约有40%−80%以生物膜或表面黏附的细菌群落形式存在。作为细菌适应环境形成的组织群体，利用其特性与重金属、有机物等污染物发生相互作用来治理污染农田土壤，被视作土壤修复的一剂“良药”。已有研究表明，细菌生物膜与生物膜群落结构的动态变化可增强细菌的环境适应性，在农田土壤污染修复方面具有一定功效。与传统的化学修复法相比，生物膜修复具有环境友好、成本低、效率高的优点。

生物膜协助细菌降解有机污染物示意图 | 微生物学通报，2022, 49(9): 3919−3932

首先，土壤微生物可以形成土壤结构。土壤并不是土壤颗粒和化肥的简单结合，而是通过代谢活动的氧气和二氧化碳的交换，以及分泌的有机酸等，有助于土壤粒子形成大的团粒结构，最终形成真正意义上的土壤。

其次，土壤微生物最显著的成效就是分解有机质，比如作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料等。只有经过土壤微生物的作用，才能腐烂分解，释放出营养元素，供作物利用，并形成腐殖质，改善土壤的结构和耕性。

最后，土壤微生物还有固氮作用，氮气占空气组成的4/5，但植物不能直接利用，某些微生物可借助其固氮作用，将空气中的氮气转化为植物能够利用的固定态氮化物。

（1）施用改性生物质炭显著降低了小麦籽粒镉、铅含量。与对照相比，连续施用调理剂2 a 即显著降低小麦籽粒镉含量，随着施用年限的增加，籽粒镉含量进一步降低；施用3 a 后小麦籽粒铅含量与对照相比显著降低，随着施用年限的继续增加，铅含量不再显著降低。施用改性生物质炭后，土壤有效态镉、铅含量的变化与籽粒基本一致。

一方面是微生物对土壤中有毒有害物质的分解和吸附作用，另一方面是微生物与生物有机物协同作用改变土壤的物理和化学特性，以便更适合于农作物健康成长。

另外，目前看绝大多数的无土栽培都在设施中使用。采用无土栽培可能会获得很好的收益，如果全国采用的无土栽培面积盲目扩大，生产的农产品价格下滑怎么办？或者说采用无土栽培的农产品还能不能体现某地特产的概念？或者说无土栽培的农产品是安全了，可是长期的食用，会不会给人体带来危害？有没有人做过长期研究呢？根据地质学家的研究，人体内各种元素的含量比例和地壳中元素含量的比例是一致的，然而无土栽培只是提供认识到的作物生长必需养分，慢慢随着时间的积累，是不是我们食用这些农产品会对健康产生影响呢？

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土壤中的有毒有害物质通过微生物的繁殖和代谢作用得到分解或富集。有机质被微生物分解的过程为微生物提供了代谢的能量和营养。微生物有了能量和营养，就会合成生物催化酶来分解田地里的有毒有害物质。

GB/T39228-2020 土壤微生物生物量的测定熏蒸提取法

如果连续种植能富集重金属的植物，就可以让重金属直接进入植物体中，然后将该植物焚烧，从其灰烬中提取重金属，从而使土壤重金属总量减少。这个过程是相当缓慢的。国外的试验证明，完成土壤重金属污染修复过程，一般需要 30 多年时间，才能使土壤重金属含量显著下降。

土壤热脱附技修复技术示意图

GB/T27854-2011 化学品土壤微生物氮转化试验

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热脱附修复是通过直接或间接加热方式，将土壤中污染组分从固相或液相进入气相的修复过程。主要用于处理含挥发性及半挥发性有机污染物土壤(如石油烃、农药、多氯联苯污染)、汞污染土壤，还用于污染程度高的重金属污染土壤固化修复。通过加热污染土壤使其污染组分达到沸点温度以上，控制系统温度和物料停留时间促使污染物分阶段气化蒸发，最终与土壤介质分离。分离后的气化污染组分再通过吸附、化学反应、焚烧等方式做进一步达标处理。脱附后的土壤固料可以原位回填或用作生产建筑骨料原料。

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