本土礦化菌對重金屬的礦化作用機制獲揭示

　　在國家自然科學基金等項目資助下，中國科學院華南植物園副研究員莊萍團隊成功揭示了本土礦化菌對重金屬的礦化作用機制。相關成果近日發表于《有害物質雜志》（Journal of Hazardous Materials）。此外，研究團隊同步證實了從污染土壤提取的本土礦化菌對實際鎘鉛復合污染農田土壤具有高效的修復效果，相關成果發表于《生態與農村環境學報》。

　　隨著工業化和農業活動的不斷擴張，重金屬鎘和鉛造成的水體與土壤污染問題，已演變成一項嚴峻的全球性環境挑戰。這些有毒金屬不僅具有環境持久性和高生物毒性，而且極易通過食物鏈富集，對生態系統的穩定性和農產品安全構成嚴重威脅。在眾多綠色、可持續的原位生物修復技術中，微生物誘導碳酸鹽沉淀技術（MICP）憑借其環境友好、成本相對較低且能實現長效穩定等優勢，備受關注。

　　然而，實際污染場地中鎘、鉛等重金屬往往同時存在，它們之間可能產生協同、拮抗或競爭抑制等復雜的交互作用。這些相互作用會深刻影響微生物的活性、礦化效率以及最終修復效果的穩定性。若忽視這一復雜情況，僅基于單一污染體系進行技術優化，在實際應用中難免會出現“水土不服”的現象。因此，深入探索MICP技術在鎘-鉛復合污染條件下的作用效率與微觀機制，對于精準治理復雜污染場地具有至關重要的現實意義。

　　該研究團隊從粵北典型污染土壤中成功篩選出兩種本地礦化細菌——巴氏芽孢桿菌和蠟樣芽孢桿菌，并將它們與商業菌株進行了系統性對比。研究結果顯示，在低濃度污染條件下（鎘濃度為0.5-4.0 mg/L，鉛濃度為100-200 mg/L），這兩種本土菌株對鎘和鉛的固定化效率均超過98%，表現極為出色。即便在較高濃度（如鎘濃度達8 mg/L）的環境下，本土巴氏芽孢桿菌仍能保持96%的固化效率，展現出卓越的耐受性。

　　在鎘鉛復合污染的環境中，金屬之間存在競爭抑制現象。其中，鉛由于具有更強的結合親和力，在固定化過程中往往占據主導地位。礦化細菌通過誘導作用，形成富含鎘或鉛的碳酸鹽礦物沉淀，這是固化重金屬的關鍵機制。與外源商業菌株相比，從污染地本土篩選的菌株具有更強的環境適應性和重金屬固化能力。它們能夠更快地啟動礦化過程，形成更穩定的礦物結構，為原位生物修復提供了優質的“種子”資源。

　　該研究成果不僅從機理層面深化了我們對微生物礦化過程的理解，更重要的是，它為實際修復重金屬污染的水體和土壤提供了一種高效、低成本且環境友好的解決方案，有望在實際環境修復工作中發揮重要作用。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.140187