1.引言1.1土壤污染现状土壤是人类社会生产活动的重要物质基础，是难以再生、不可缺少的自然资源。

目前，我国土壤污染的局势已非常严峻，由土壤污染致使的农产品的生态安全问题已不可小视。

因为土壤对环境污染拥有汇的功能，土壤中有毒有害化学品经过水体和大气传递，可危害人类和动物的生存繁衍与性命安全。

这一过程可能比较隐蔽, 但土壤污染已威胁人类的安全[1]。

第二次全国土地调查结果表明，5000万亩耕地为中重度污染。

受污染的中心地区，都是过去经济发展较快、工业比较发达的东中部地区，珠三角、长三角、东北老工业基地，还有湖南的一些地方，都是重工业的区域，这些地方要进行修复和治理[2]。

我国土壤污染的近况据报道，第二次全国土地调查结果表明，有5000万亩左右的耕地为中重度污染。

据统计，全国遭受工业“三废”污染的耕地达3亿亩，遭受化肥和农药污染的耕地也有2亿多亩，二者占全国耕地总面积的20％。

例如:某省曾对47个县和郊区的259万公顷耕地(占全省耕地面积的五分之二)进行过调查，其结果表明，重金属污染已经不同程度威胁到75%的居民，而且污染趋势仍在加剧，污水浇灌等已形成大面积农田的土壤污染。

土壤污染将招致非常严重的直接经济损失、导致食物质量不断下降、并导致多种疾病[3]。

当今我国土壤的有机污染非常严重，并且对农产品和人体健康的影响已开始浮现出来。

随着石油化工、有机化工和用有机化工为原料的其他工业的发展，废水中可能存在的大分子有机物种类将会越来越多。

主要是多环芳香烃（PAHs）类含氮有机化合物、卤代烃及其他杂类有机化合物。

制药、炼油、钢铁、皮革、锻造、橡胶、造纸、有色金属、农药、纺织、石化、化工等行业都会不同程度地排放含有难降解的生物大分子有机物的工业废水。

包括多氯联苯（PCBs）、多环芳烃（PAHs）和多氯代二恶英(PCDDs/PCDFs)等有机物是近年来最引人关注的几种污染物[4]。

持久性或难降解有机污染物（POPs）和持久性或难降解有毒化合物（PTS）都属于挥发性和半挥发性有机污染物。

它们经过挥发、淋洗和由浓度梯度产生的扩散等在城市土壤中转移入水体、空气中，对水体、大气、生态系统和人类的生命造成极大危害。

土壤是多环芳香烃（PAHs）重要的汇。

主要来源于废弃物的处理和大气的沉降。

另外还有燃料的溢出、使用防腐油和工业废水等。

环境中多环芳烃（PAHs）的重要来源就是人类活动，包括化石和生物质燃料的焚烧和废料的处理(垃圾焚烧等)。

近100-150年来，土壤多环芳烃（PAHs）的浓度在不断增长，特别是城市区域。

由于土地中的多环芳烃（PAHs）主要通过废弃物处理和大气沉降两种形式输入。

因此，废弃物和大气中的含量决定了土壤中多环芳烃（PAHs）的含量。

其次因土壤性质影响进入土壤中的PAHs的行为和转化[5]。

PCBs（多氯联苯）是一类人工合成的化合物，是重要的工业原料。

土壤是PCBs 主要的汇。

如英国土壤中多氯联苯（PCBs）占环境总量的93.1%。

1.2土壤污染种类及其危害重金属在土壤中具有滞留时间长、不可逆转性、隐蔽性强、无法被微生物降解等特点重金属，在环境中还具有致癌性、致畸性。

土壤中的重金属聚集到一定程度后就会对土壤造成非常严重的毒害效应，抑制土壤微生物的繁殖，影响土壤微生物生态群落结构的变化。

对湘江下游沿岸的农田土壤样品和蔬菜样品的重金属分析表明，土壤中镐、砷、铜、镍、锌和铅含量超标率分别为68.7%，13.2%，2.7%，2.7%，15.1%和8.7%；表现出以锡为主的多种重金属复合污染；蔬菜中镍、铅、砷和锡的超标率分别为10.4%，95.8%，95.8%和68.8%，蔬菜体内锡、铅和锌含量与土壤的含量存在极明显的相关性，表明重金属污染在湘江中下游农田土壤和蔬菜中已经较为突出[6]。

复合污染是土壤污染的普遍存在形式，在土壤环境科学与技术领域深受关注。

复合污染是土壤污染的重要特征。

在最近几年里人们开始关注共存污染物(如金属/类金属离子、除草剂/杀虫剂类农药、盐分离子、表面活性剂等)对有机污染物界面影响过程。

很多研究表明，我国少许经济迅速发展地区土壤不但存在重金属复合污染和多种同类或者异类的微量难降解有机污染物（POPs）复合污染，并且还存在重金属与难降解有机污染物（POPs）叠加的混/复合污染。

我国许多地区的土壤存在重金属-多氯联苯(PCBs)、重金属-农药及重金属一多环芳烃(PAHs)复合污染[6]。

当今对重金属-有机物复合污染的研究主要聚集在生态环境和环境毒理领域，对重金属-有机物复合污染条件下土壤的生物修复过程及作用机制的研究仍较少触及。

1.3主要的土壤修复方法1.3.1物理方法土壤污染修复的物理方法主要有换土法、热处理法等[7]：1.3.1.1 换土法换土法是一种有效的处理污染土壤的物理方法，它是将污染土壤经过深翻到土壤底层、或在污染土壤上铺盖清洁土壤、或是将污染土壤与清洁土壤置换等方法。

换土法能够有效地将污染土壤与生态系统阻隔，从而减少对环境的影响。

但是该方法因为工程量大，费用高，只适宜用于面积小的、土壤污染较为严重的状况。

1.3.1.2 热处理法热处理是经过加热的方法，将一些拥有挥发性的重金属如汞、砷等从土壤中脱附出来，或进行热固定的一种方法。

该方法工艺过于简单，但能耗大，运行成本高，且只适用于易挥发的污染物。

1.3.2 化学方法化学方法是使用改良剂与重金属之间的化学反应从而对污染土壤中的重金属进行沉淀、分离提取等。

主要方法有：化学固定，淋溶法等。

1.3.2.1化学固定技术化学固定技术是指在土壤中加入化学试剂降低重金属在土壤中的迁移能力，或把重金属转化为更加稳定的化合物，降低重金属的毒性。

目前为止，固化法包含热塑性微包胶处理、水泥及其他凝硬性材料固化法、玻璃化及微波固化等。

固化剂的种类繁多，主要有卜特兰、硅酸盐、高炉矿渣、石灰、水泥窑粉尘、飘尘、沥青等。

不同固化剂和辅助剂的组合固化重金属污染土壤的效果也是不同的[8]。

此方法是一种原位修复方法，对土壤扰动比较大, 易破坏土壤的结构和生产力，并且一旦遭到破坏，土壤不容易恢复原状。

此方法同样是治标不治本，经固化和稳定化后的重金属仍残留在土壤中，对土壤和植物仍具潜在威胁。

1.3.2.2 化学淋洗化学淋洗是指经过化学洗脱的方式，用化学试剂淋洗土壤，从而可将土壤中的重金属有效的去除，达到清洁土壤的目的[9]。

用化学淋洗的方法处理土壤中的重金属也具有一些不足之处，容易产生次级污染，化学试剂价格比较昂贵等问题，此外，用化学试剂淋洗过的土壤，其物理化学性质发生了巨大的改变，可能已经不适合植物生长和微生物的繁殖。

1.3.3生物修复生物修复技术，也就是植物及微生物修复技术。

植物修复及微生物修复是目前探究得最活跃的修复技术。

植物修复技术主要是使用植物来消除由无机废弃物形成的污染，植物修复主要包括植物固定、植物挥发、植物转化、植物促进及植物提取。

在这些方法之中应用最广泛的是植物吸收，主要通过寻找超高量累积重金属的植物进行播种，通过植物吸收转移土壤中的重金属。

应用当代基因重组技术培养超商量积聚植物来实现土壤重金属的清除。

微生物修复则是通过微生物对某些重金属的吸收、沉积、氧化和还原等作用，减少植物摄取，使其毒性降低。

蚯蚓利用富集Se（硒）作用可生产高硒产品，作为人类的食品，通过蚯蚓富铜作用可去除矿山中的有毒物质，改善土壤状况[10]。

1.4 生物表面活性剂生物表面活性剂( Biosurfactants) 是表面活性剂家族的后来居上者，是由微生物所产生的大分子物质并具有表面活性。

相比于化学合成的表面活性剂，生物表面活性剂除具备降低稳定乳化液、表面张力和增加泡沫等相同能力外，还具有一般化学合成表面活性剂所不具备的能生物降解、无毒等益处[11]。

这些特征尤其适用于石油工业和环境工程，如重油污染、提高原油采收率、石油的生物降粘土壤的生物修复等。

此外，作为天然添加剂，在精细化工、食品产业、农业和医药等工业方面也愈来愈备受青睐。

随着人们崇尚自然和环保意识的加强，生物表面活性剂将有更加广阔的应用前景，并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。

1.4.1 生物表面活性剂的理化特性评价生物表面活性剂的表面活性能够用油/水界面的界面张力和空气/水之间的表面张力来表示；或者用乳化液的不稳定性（破乳能力）和亲水-亲油值（HLB）来表示；或者用生物表面活性剂的效率-临界胶束浓度（CMC）来表示[12]。

1.4.1.1界面张力物质的表面活性，是指能降低液体表面张力的性质。

因此，表面张力和界面张力是最常用、最直观的表面活性指标。

表面张力的测定方法主要有毛细管上升法、泡压法和环法。

表面张力或界面张力用界面张力仪能够很容易的测定。

在测样品表面张力之前，先测蒸馏水的表面张力值，来校准界面张力仪[12]。

1.4.1.2 乳化乳化，即水或者有机溶剂以微小液滴方式扩散于有机相或水相中的现象，也就是当某一液相以微小液滴扩散于另一连续的液相时便构成了乳化液。

生物表面活性剂可以稳定乳化液或破乳。

其乳化活性能通过测定生物表面活性剂在烃类如煤油中产生浊度的能力来分析，而破乳能够通过生物表面活性剂在一个人工合成表面活性剂造成的标准乳化液中的破乳效果来确定。

1.4.1.3HLB生物表面活性剂的亲水-亲油（HLB）是一种经常被用来预测这种表面活性剂是不是有助于提升W/O 或O/W 乳化作用的参数。

HLB 标度是测定乳化的给定值，规定油酸（C18H34O2）的数值为1，油酸钠(C17H35COONa)的数值为20，介于两者之间的数值为其混合物的比值。

新发现的生物表面活性剂的HLB值经过与已知的表面活性剂的HLB值的比较得出。

Ozdemir G[13]等选育的一株细菌Rhodoccus H13A，用正构烷烃为惟一碳源，产生一种胞外和胞内糖脂型表面活性剂，该生物表面活性剂的HLB值为5.5，拥有较低的界面张力值，能够构成稳定的水包油乳状液。

1.4.1.4 临界胶束浓度表面活性剂的效率能够通过表面活性剂的浓度对表面张力的影响来表示，一种表面活性剂加到系统时，基本上当表面活性剂浓度的增加，能够观察到表面张力的降低到一个临界值，即当表面活性剂浓度升高到超过某一特定值后表面张力就不会进一步显著降低。

研究人员常以临界胶束浓度（CMC）作为生物表面活性剂浓度的一种测定值，即通过测定达到临界胶束浓度（CMC）之前完全发酵液或细胞悬液，或者通过提纯的提取液可以达到的稀释度来测定表面活性剂的浓度，这类稀释度常用临界胶束浓度（CMC）的倒数来表示，即CMC-1。

1.4.1.5 增溶度向水中添加少量表面活性剂，能使不溶或者微溶于水的有机物的溶解度显著升高，这种现象称为增溶现象。

被增溶物质在表面活性剂水溶液中的最大溶解度与同温度下它在纯水中的溶解度之差称为表面活性剂对这类物质的增容度。