土壤中有机复合污染物微生物组转化机制与调控原理：进展与展望

作者：滕 应，王笑咪，韩玉娟，任文杰，赵 玲，骆永明

单位：中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室（中国科学院南京土壤研究所）

卷期：《土壤学报》2021年第58卷第5期

土壤有机复合污染是亟需解决的重要环境问题之一。生物修复是有机复合污染土壤的一种绿色、高效、低成本的修复方法，具有广阔的应用前景。土壤微生物具有丰富的功能多样性，不仅是元素生物地球化学循环过程的引擎，而且是土壤污染物消纳的净化器和核心资源。近年来，Nature、Science等期刊上已发表多篇论文，从全球和局域尺度研究土壤微生物对陆地生物地球化学循环过程的驱动机制、污染土壤中微生物资源分布模式及功能多样性，阐明土壤微生物对陆地生态系统元素周转、污染物转化过程中的贡献。在实际污染土壤中，有机复合污染物降解由微生物菌群（微生物组）介导，通过群落个体间代谢互补性、互养作用完成污染物的去除。因此，基于微生物组的原位修复已成为国际土壤污染生物修复领域的研究热点与趋势。

近年来，从国内外污染土壤微生物修复研究热点和趋势来看，研究关注焦点逐渐从微生物个体向微生物群体、从单一微生物种群向跨物种互作、从宏基因组学向宏表型组学、从单一污染物转化过程向复合污染物微生物群落交叉互补与协同网络转化过渡，从而多维度揭示微生物组协同修复污染土壤的作用机制。目前，在土壤中单一有机污染物微生物组降解方面研究已日益深入，而有机复合污染土壤中微生物组对复合污染物的响应和演替规律、共代谢过程和代谢机制、修复型合成微生物组构建及原位耦合强化修复机制等基础理论和方法学探索逐渐成为国内外研究前沿和热点。

针对我国重点区域污染土壤中有机复合污染突出、修复效率不高、调控缺乏科学基础等问题，未来研究应重点开展土壤中有机复合污染物的微生物组转化机制与调控原理研究，探明不同复合污染条件下微生物群落对复合污染物的响应适应、协同进化机制，明确土壤中有机复合污染物的微生物组转化过程与分子机制，设计并构建针对有机复合污染物的修复型合成微生物组，揭示多因素强化合成微生物组修复的调控原理，构建有机复合污染土壤的微生物组修复理论（图1），为土壤有机复合污染过程研究与生物修复技术发展提供新理论和新原理。

图1 土壤中有机复合污染物微生物组转化机制与调控研究示意图

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