摘要:隨著社會經濟發展，人類生產活動對自然環境產生越來越廣泛深刻的影響，土壤污染已成為危及生態系統穩定、農產品質量安全和人體健康的突出環境問題之一。重金屬、有機污染化合物、病原菌及抗性基因等各類污染物大量進入土壤后，對土壤生物系統造成毒害作用，影響到土壤生態功能;另一方面，土壤生物如細菌、真菌、土壤動物等在一定程度上能夠適應土壤污染，深刻影響著污染物在土壤中的遷移轉化過程，在土壤污染修復中具有潛在重要作用。從土壤污染的生態毒理效應、土壤生物對土壤污染的響應與適應機制、污染土壤修復原理與技術等三方面綜述了土壤生物與土壤污染相關研究前沿，展望了重點研究方向。

　　關鍵詞:土壤污染;土壤生物;生態毒理效應;適應機制;生物修復

　　隨著社會經濟的發展，人類工業或農業生產過程中產生的各種污染物通過不同途徑進入土壤環境，最終超過土壤自凈能力，使土壤質量與功能發生變化，危及人類及其他生物的生存和發展，即為土壤污染。根據2014年全國土壤污染狀況調查公報，我國土壤環境狀況總體不容樂觀，部分地區土壤污染較重，耕地土壤環境質量堪憂，工礦業廢棄地土壤環境問題突出，土壤污染治理迫在眉睫。

　　更新了一篇生物相關的論文，如生物醫學工程評職稱要提供論文嗎，您可以點擊并前往查看。

　　1土壤生物與土壤污染研究

　　前沿土壤污染會影響土壤生物系統的結構和功能，而土壤生物則對土壤污染產生適應、反饋調控以及消解清除作用，對兩者相互作用的研究有利于發展土壤生物修復技術。基于土壤污染與土壤生物的相互作用(圖1)，相關科學研究主要分為三個方面:(1)土壤污染的生態毒理效應;(2)土壤生物對土壤污染的響應與適應機制;(3)污染土壤修復原理與技術。

　　2未來研究動向分析

　　基于國內外土壤污染與土壤生物研究前沿動態和我國土壤污染基本狀況，這一研究領域的關鍵科學問題可凝練為:(1)土壤污染如何影響土壤生物群落結構與功能?(2)土壤消納污染物的生物學機理?(3)生物污染在土壤中的傳播與演化機制?圍繞這些問題，以下幾方面將成為未來研究的重點方向:

　　2．1土壤污染背景下微生物群落結構和多樣性的演變及生態效應

　　過去有關土壤污染的生態效應研究主要在細胞和生物個體水平開展，研究對象主要是動物和植物，但隨著微生物分子生態學的發展，越來越多的研究開始關注土壤污染對微生物群落的影響，包括在功能基因、功能群乃至在土壤生態系統水平研究不同污染物及復合污染對土壤微生物多樣性和功能的影響及其機制，重點是將生物多樣性(群落結構)與相關生態功能/過程結合起來進行研究，從生物多樣性和生態系統穩定性(抵抗力和恢復力)的關系角度理解土壤污染對土壤生態系統影響機制。

　　2．2土壤污染的生物轉化和清除機制

　　土壤生物可通過氧化、還原和甲基化等過程直接改變重金屬化學形態，或通過改變鐵、硫等元素的氧化還原狀態、分泌有機絡合物、細胞壁吸附和固定等過程影響重金屬的生物有效性［12］。土壤生物同樣可以通過特異性或非特異性酶脫毒系統，或通過一些特定的代謝途徑降解有機污染物。通過野外調查及傳統室內模擬試驗，發現并分離特定功能微生物，進一步通過同位素示蹤技術、原位熒光雜交技術、電子顯微技術，以及近年來迅速發展起來的同步輻射技術(如X射線熒光微分析技術(XＲF)和X射線吸收精細結構分析技術(XAFS))、次生離子質譜技術，可深層次揭示污染物遷移轉化的界面化學過程［63］。另一方面，生物體內的生理代謝及分子調控過程是驅動污染物化學轉化的內在動力，未來的研究也需要將分子生物學技術(如實時熒光定量PCＲ、基因克隆及功能驗證、蛋白質結構解析、穩定性同位素核酸探針DNA/ＲNA-SIP等技術)與先進的物理化學技術(如高精度質譜、電鏡分析及同步輻射等技術)相結合，從分子層次上深入探索土壤生物介導的污染物轉化機制，為土壤污染的生物修復奠定基礎。此外，一些污染物的生物代謝及消納過程往往與生物自身代謝過程相耦合，如微生物驅動的有機污染物降解可以耦合鐵還原、硝酸鹽還原、硫酸鹽還原及甲烷產生過程，這些耦合作用在元素生物地球化學循環過程中扮演著重要的角色。具體研究過程中，需要綜合考慮生物自身的代謝過程及污染物的轉化特點，全面理解污染物在生物體內的代謝過程及調控機制。

　　2．3病原菌和抗生素抗性基因在土壤中的分布規律與傳播機制

　　病原菌和抗生素抗性菌及抗性基因一方面會通過土壤-空氣、土壤-植物、或土壤-地下水途徑直接進入人體，危害人體健康，另一方面則會造成農作物病害，抑制農作物的生長發育，造成農業減產或農產品品質降低。因而，進行土壤病原菌及抗生素抗性基因污染防御及治理迫在眉睫。系統深入研究病原菌和抗生素抗性菌及抗性基因在土壤中的分布傳播過程與機制是進行污染治理的前提。

　　參考文獻(Ｒeferences):

　　［1］王亞韡，王寶盛，傅建捷，阮挺，曲廣波，汪暢，曾力希，劉倩，袁博，江桂斌．新型有機污染物研究進展．化學通報，2013．76(1):3-14．

　　［2］BradfordSA，MoralesVL，ZhangW，HarveyＲW，PackmanAI，MohanramA，WeltyC．Transportandfateofmicrobialpathogensinagriculturalsettings．CriticalＲeviewsinEnvironmentalScienceandTechnology，2013，43(8):775-893．

　　［3］MartínezJL．Antibioticsandantibioticresistancegenesinnaturalenvironments．Science，2008，321(5887):365-367．

　　［4］vanGestelCAM．Soilecotoxicology:stateoftheartandfuturedirections．ZooKeys，2012，176:275-296．

　　陳保冬1，趙方杰2，張莘1，伍松林1，喬敏3，歐陽緯瑩4，朱永官3，4，*