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农业的土壤重金属污染主要来自于矿区或污水污染，以及化肥、有机肥和农药等方面的污染。微生物修复重金属污染土壤的主要机理是通过微生物作用于土壤中的重金属进行固定、移动或转化降解，促使有毒有害物质降低毒性，以达到生物修复土壤的目的。 生物菌剂富含有菌数超过2亿个/毫升。它由494种微生物组成，主要菌种有强大的固氮菌、乳酸菌、多种多功能的芽孢杆菌、假单胞菌、热放线菌等，可分为好氧和厌氧两大类。这些微生物的生命代谢活动能有效降低环境中重金属元素的浓度及毒性，或使其处于完全无害状态。这比起常用的物理和化学修复方法的最大优点是经济高效，而且不会产生二次污染，是天然环保高效的修复方式。
其基本的作用原理和应用成效主要表现如下： 1、 微生物对重金属的生物积累和吸附 微生物菌剂对重金属的生物积累和吸附主要表现为胞外络合、沉淀以及胞内积累等三种三种形式；诸如蓝细菌、动胶菌、硫酸盐还原菌以及某些藻类，能够产生多糖和糖蛋白等胞外聚合物，这些物质通过与重金属离子形成络合物来吸附环境中的多种重金属；同时，芽孢杆菌对镉的富集可以达到其生物量的21.4%，对铅的富集则可高达61%；柠檬酸细菌蔨属的细菌具备一种抗钴的酸性磷酸酯酶，它的分解物质2-磷酸甘油能够与钴形成沉淀；另外，重金属进入征生物细胞后，可以有机的分配在细胞内的不同部位，细胞通过合成金属硫蛋白与金属离子结合而形成低毒或无毒络合物。 2、 微生物对重金属的生物转化作用 微生物能够利用铬酸盐的还原特性，对重金属污染土壤进行修复。它们可以使铬酸盐和重铬酸盐还原，通过将高毒性的6价铬还原为低毒性的3价铬以降低其危毒。微生物也可通过改变重金属的稳定性，对重金属污染土壤进步修复。如硫铁杆菌类细菌能氧化铜、砷、钼和铁等，假单孢杆菌?能使砷、铁和锰等发生生物氧化，降低这些重金属元素的活性；硫还原细菌可将硫酸盐还原成硫化物，再通过脱硫作用使硫离子分泌于体外，与重金属钴形成沉淀，这一过程在重金属污染治理方面具有重要的意义。
3、 微生物对重金属元素的溶解和沉淀作用 土壤中的微生物能够利用有效的营养和能源，在土壤滤沥中通过分泌有机酸（如甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等）络合并溶解重金属，例如在营养充分的情况下，镉的淋溶可达到36%。 金属价态改变后，金属的络合能力也发生变化，一些微生物的分泌物与金属离子发生络合作用，从而降低重金属毒性、溶解和降土壤重金属。 微生物菌剂一方面表现在优良菌种种群的多样化，为微生物资源的深度和广度开发提供了无限可能性；另一方面是它的多功能，在提高农业、牧业、水产业的生产能力上，在治理如土壤重金属污染、土壤酸化、板结、盐渍化等环境、保护环境、创造优化的新环境上，都取得了显著的成效。 |
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