1 绪论

土壤是人类赖以生存和发展的物质基础，是地球系统大气圈、水圈、岩石圈及生物圈相互作用最复杂、最活跃的交界面。土壤中的微生物数量巨大、种类繁多，这些微生物为土壤养分和有机质循环和转化提供动力，影响着土壤的结构、土壤肥力以及植物的健康等^[1,2]。

1.1 研究背景

近年来，由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体、液体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及粉尘也不断随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染的日益加重，其中近年来染料污染尤为突出，这些污染影响微生物的生命活动而导致土壤系统因能量流动变慢而不断恶化，同时，部分有害物质随着食物链进入人体影响人的身体健康。因此，土壤污染的治理是当前研究的重要课题之一。对于当前的土壤污染的治理修复方法，主要分为物理方法、化学方法和生物方法。传统的物理方法和化学方法虽然有良好的处理效果，但需要投入资金较多而不能得到广泛的应用。生物方法修复土壤效果良好，价格低廉，无二次污染，克服了传统方法的弊端。因此，生物法治理修复污染土壤的研究具有重要的意义。

1.1.1 土壤污染来源

土壤污染是指土壤中某些或某种有害物质含量过高，超过土壤的自净能力，致使健全的土壤系统受到损害，理化性质发生改变，微生物的生命活动受到破坏，土壤的肥力等都会降低。土壤污染物有下列4类：（1）化学污染物，包括无机污染物，如汞，镉，铅，砷，过量的氮，磷以及硫化物等；有机污染包括如各种化学农药、染料、石油及其裂解产物，以及其他各类有机合成产物等。（2）物理污染物，如尾矿，废石，粉煤灰和工业垃圾等。（3）生物污染物，指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施（包括医院）排出的废水、废物等。（4）放射性污染物，主要存在于核原料开采和大气层核爆炸地区，以锶和铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主^[3]。

1.1.2 土壤污染危害

土壤污染能够导致严重的直接经济损失，例如农作物的减产。对于各种土壤污染造成的经济损失，目前尚缺乏系统的调查资料。仅以土壤重金属污染为例，全国每年就因重金属污染而减产粮食1000多万吨，另外被重金属污染的粮食每年也多达1200万吨，合计经济损失至少200亿元。土壤污染能够导致生物品质不断下降，我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标和接近临界值。土壤污染除影响食物的卫生品质外，也明显地影响到农作物的其他品质。有些地区污灌已经使得蔬菜的味道变差，易烂，甚至出现难闻的异味；农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加工的要求。土壤污染能够危害人体健康，土壤污染会通过食物链富集到人体和动物体中，危害人畜健康，引发癌症和其他疾病等。土壤污染还能够导致其他环境问题，土地受到污染后，含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题^[4]。

1.1.3 国内外现状分析

目前，国内外对污染土壤微生物研究，土壤污染修复方法，微生物的鉴定方法等的研究涉及较多。

1.土壤污染现状

土壤是生物和人类赖以生存和生活的重要环境，随着工业化的发展、城市化进程的深入，我国土壤环境污染不断加剧。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和群体性事件逐年增多^[5]。尤其是近些年来，由于人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒，大量的服装厂、染料厂废水不断向土壤中渗透，汽车排放的废气，大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。2016年4月，央视报道了常州外国语学校新址建在污染地旁，部分污染物超标近10万倍^[6]。农业化学水平的提高，使大量化学肥料及农药散落到环境中，导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多，其程度也越来越严重，在水土流失和风蚀作用等的影响下，污染面积不断扩大。2013年1月23日，国务院办公厅印发《近期土壤环境保护和综合治理工作安排的通知》（国办发[2013]7号），提出要 “开展土壤污染治理与修复。以大中城市周边、重污染工矿企业、集中污染治理设施周边、重金属污染物防止重点区域、集中式饮用水水源地周边、废弃物堆存场地等为重点，开展土壤污染治理与修复试点示范。在长江三角洲、珠江三角洲、西南、中南、辽中南等地区，选择被污染地块集中分布的典型区域，实施土壤污染综合治理。”

土壤污染不同于大气、水质等，一般存在隐秘性强、具滞后性、可积累性、不可逆行性以及治理难度大等特点^[7]。土壤环境的破坏，严重影响人们正常生活生产环境的稳定性，危害性不小于大气等方面的污染。

随着染料与印染工业的发展，其生产废水已成为当前最主要的水体和土壤污染源之一。染料污染污染物量大，目前世界染料年产量约为8×10⁵-9×10⁵ t，我国染料年产量达1.5×10⁵ t，位居世界前列^[8]。在染料的生产和使用中约有10%-15%的染料随废水排人环境；因我国染料工业、纺织印染业发达，染料废水对环境的污染更为严重。作为环境污染物的染料种类多、结构复杂。全世界使用的合成染料达3万多种，80%以上的染料为含偶氮键、多聚芳香环的复杂有机化合物。染料产品标准本身要求其产品具较高光稳定性及水洗稳定性，故多数染料具有耐光、耐热、耐化学氧化等特点，它们在水环境或光照和有氯化剂的条件下都能保持其稳定性，因而难以去除。大量的染料进入水域后造成水的色度升高，影响入射光线的量，从而影响水底植物的光合作用和水生动物的生长，使水质变差，同时，部分水体渗入土壤系统，破环水体和土壤生态系统。多数染料为有毒物质，具有致癌、致畸、致突变的“三致”作用^[9]。染料的降解产物多为联苯胺等一些致癌的芳香类化合物，医学科学已经80%-90%的癌症与环境因子有关，而已发现的致癌物中绝大多数是有毒有机化合物。

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