2.2 转化作用。
微生物转化作用是指重金属元素在细胞内或外经过一系列化学变化（氧化还原、甲基化等）从高毒性转变成低毒性甚至无毒性物质，进而达到解毒效果，使环境污染状况得以改善[28].陈亚刚等[29]曾报道金属还原细菌能使Fe3+、Mn4+依次转化为Fe2+和Mn3+,从而使其从难溶性氧化物中释放出来。Chang等[30]分析获得的一株嗜硫酸盐细菌可使电镀废水中的Cr6+还原成难溶低毒的Cr3+,减弱了电镀水中镉的毒性。
此外一些抗亚砷酸盐的细菌可将毒性较高的亚砷酸离子氧化成较低毒性的砷酸盐。通过微生物转化作用，金属元素可在活性相与非活动相两者之间相互转换，但不可避免存在转化后金属毒性增强，甚至致癌、致畸的问题，所以在采用该技术时，应考虑所处理水质中的重金属种类。
2.3 淋滤作用。
淋滤作用是利用某些微生物新陈代谢产生的一些有机酸，如甲酸、乙酸、柠檬酸等，将固相（底泥、污泥、固态食品等）中难溶性的重金属溶解，使之进入水体成为可溶性的金属离子，然后对污泥进行脱水，从而脱出重金属[31],该技术已在解决实际重金属污染问题（尤其是处理污泥）中得到广泛应用。如张军等[32]利用从酸性矿井水中分离的菌株ATF-1对城市污泥进行摇瓶沥滤效果分析，发现经过15 d沥滤后，污泥中锌、铅、镍、铜、镉和铬的脱除效果均较好。张祥楠[33]用以氧化硫硫杆菌为主的混合硫杆菌对污水处理厂浓缩污泥进行生物淋滤，发现淋滤效果较好，重金属浓度明显降低。
3 微生物法脱除重金属的应用。
3.1 水体及底泥中重金属的处理。
水体和底泥中的重金属的毒性大，极难分解破坏，唯有通过转移其存在位置或改变存在状态的方式降低或消除重金属的毒性。大量文献表明应用微生物法处理是一个有效的解决方法。李中华等[34]采用固定化耳葡萄球菌流化床工艺处理实际矿山废水，对废水中浓度小于10 mg/L的镉、铬、镍、铅元素，去除率可高达100%,对浓度为579.2 mg/L铁进行脱除，去除率也高达56.6%.Peng等[35]利用生物淋滤与动电技术结合处理污泥中的Cu、Zn,经生物沥滤，结合态的锌和铜均转变为可溶性离子态；动电过程中，铜离子、锌离子聚集到电极区，利于回收处理。
3.2 土壤中重金属的去除。
重金属在土壤中滞留时间久、不能降解，且导致土壤肥力下降，破坏田地区域生态系统稳定性，此外，土壤污染与水体污染、大气污染密切相关，土壤重金属污染修复不好，水体和大气中的也很难根除。因此，土壤重金属污染问题亟待解决，而利用微生物法处理该问题具有很大潜力[36].常文越等[37]分析比较了土着微生物还原Cr6+污染土壤前后土壤中有效铬的量。结果显示，还原后土壤中的水溶性和可交换态Cr的含量明显减少，同时其浸出液中的Cr6+持续降低，表明还原得到的物质毒性小且稳定性较好。白红娟等[38]在Pb、Cd及克百威复合污染的土壤样品中施加光合细菌液后种植南瓜、丝瓜和西葫芦，发现这三种蔬菜中Pb、Cd及克百威含量都未达到蔬菜污染物限量标准，表明了光合细菌可显着降低其对土壤中的Pb、Cd及克百威的吸收，确保瓜类蔬菜的食用安全性。
3.3 食品中重金属的脱除。
由于农作物和水产品的富集作用或是在生产加工、贮藏运输过程中受到金属元素的污染，导致食品中有毒重金属含量超标，严重威胁人体健康[39].活体水产品通常采取净水暂养使其体内的重金属排出，农作物类是从改善生长环境和后期处理两方面控制其重金属含量。相比其他方法，微生物法在脱除食品中重金属方面具有很大潜力，但目前仍停留在实验阶段，未能推广应用。
刘文磊[40]曾采用三种不同形态（冻干粉、固定化、活性）的鲁氏酵母作为吸附剂，对鱿鱼内脏酶解液中Cd进行去除，发现鲁氏酵母冻干粉、固定化以及活性的鲁氏酵母对Cd的去除率分别可达 25.78%、17.02%、28.36%.将其接种到鱿鱼内脏酶解液和鱼露中发酵培养，培养液中初始Cd浓度约为10 mg/L,发酵完成后两种产品中的Cd去除率分别达到了21.5%、26.24%.
张金硕等[41]研究发现酿酒酵母对锦鲤鱼体内汞和镉的去除性能显着，可使鱼肉中许多重金属元素脱除，但对铜的去除作用不明显。Halttunen等[42]研究特定乳酸菌对饮用水中镉、铅的脱除作用，发现长双歧杆菌46、发酵乳杆菌ME3和乳双歧杆菌Bb12三种乳酸菌对镉、铅的脱除效果最好，其中每克干重长双歧杆菌46对镉和铅的最大脱除量分别为54.7、175.7 mg.
傅亚平等[43]以植物乳杆菌、戊糖片球菌（体积比2∶1）为菌种，利用发酵技术对400目精米中的镉（0.6479 mg/kg）进行脱除，当接种量3%、温度40.8 ℃、发酵23.4 h时，镉的脱除率为85.73%,此时大米粉中的镉残留量（0.0925 mg/kg）低于国家限量标准（0.2 mg/kg）。
4 展望。
近年来，微生物法脱除重金属的研究很多，成果也很显着，但该技术仍处于起步阶段，吸附机理未完全明确，固定化技术不成熟，微生物易中毒、耗时长、受处理环境限制等问题尚未得到很好解决。为了加速微生物法脱除重金属技术在重金属污染防治中的工程应用，发挥其重要作用，未来应着重以下几方面的发展：研发更多低廉、吸附量大的生物吸附剂，并开发新型的具备金属结合性质的物质，如金属结合蛋白的类似物，金属亲和力强的多肽，这将显着增强微生物法修复环境的水平；培育新型菌种，筛选对有毒金属元素脱除量大、耗时短的微生物体应用于工业化；重视高效固定化生物反应器的开发，不断优化处理工艺，尽可能的提高微生物利用效率；应用益生菌脱除食品中的重金属具有巨大潜力，是未来微生物法脱除重金属研究的一个重要方向。
参考文献。
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