2025-07-15
《全国土壤污染防治部际协调小组2025年全体会议》指出：2025年是实现“十四五”规划全面收官、研究谋划“十五五”规划思路的承上启下之年，也是全面推进美丽中国建设、持续深入打好污染防治攻坚战的关键一年。要注重创新驱动，深化土壤污染防治先行区和地下水污染防治试验区建设，推进新技术、新材料、新装备研发应用，为提高污染治理水平提供有力支撑。
土壤污染物主要类别
化学污染物
土壤污染物包括无机和有机两类：无机污染以镉、砷、汞等重金属及类金属为主，近年纳米技术应用使纳米金属氧化物、含碳纳米颗粒物等人工纳米颗粒进入土壤，其生态安全与健康风险备受关注；有机污染源于工业排放、农药滥用及有机废弃物处置不当，主要为DDT、多氯联苯、多环芳烃等，全氟化合物、多溴联苯醚等新兴污染物也逐渐引发重视。
物理污染物
主要来自于工厂、矿山的固体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等。
生物污染物
土壤生物污染主要指病原体和有害生物侵入土壤，破坏生态平衡并导致土壤质量下降，主要来自带病菌的城市垃圾、卫生设施废水废物等。此外，抗生素滥用导致的抗生素抗性基因（ARGs）环境扩散积累也属生物污染，已成为全球关注的环境问题。
土壤微生物与土壤污染
重金属
重金属是土壤中最为常见的污染物。重金属可抑制土壤微生物活性、破坏群落结构，影响物质循环。达到一定浓度的重金属元素会损坏生物细胞膜、改变生物酶活性、影响细胞内正常的生理功能、并破坏生物体的DNA结构[1]。但部分微生物能通过生物吸附、转化等作用降低其毒性，如某些菌株可将重金属离子固定或转化为低毒形态，在土壤修复中起重要作用。
微塑料
微塑料（MPs）是指尺寸小于5mm的塑料碎片和颗粒。每年进入土壤的MPs数量远超海洋，农业土壤受影响尤为严重——塑料地膜使用、堆肥添加物及污水灌溉等导致其含量持续上升。MPs进入土壤后会干扰理化性质、破坏养分循环，并对微生物和植物功能产生负面影响，不仅威胁土壤健康，还削弱其固碳能力[2]。
抗生素
抗生素通过农业施肥、医疗废水进入土壤，对微生物产生选择压力，促进耐药菌株增殖及耐药基因水平转移。土壤微生物作为耐药基因储存库，其耐药性可通过食物链传播，威胁生态安全与人类健康。部分放线菌能产生天然抗生素，或通过降解作用减弱耐药性风险。
持久性有机污染物
持久性有机污染物（POPs）是指人类合成的能持久存在于环境中、通过生物食物链（网）累积、并对人类健康造成有害影响的化学物质。它具备四种特性：高毒性、持久性、生物积累性、远距离迁移性。POPs在土壤中长期累积，并可以沿食物链富集。POPs能够抑制土壤微生物活性，改变群落结构，削弱分解能力。部分微生物可通过降解酶降解POPs，达成生物修复，这种互作影响土壤生态健康与污染物迁移转化。
微生物宏基因组功能注释数据库
微生物宏基因组技术可以同时挖掘样本中的微生物物种组成信息和微生物功能信息，在研究土壤微生物参与污染物降解等方向被广泛使用。宏基因组将采集样本中的基因全部纳入测序范畴，因此可以使用不同的功能基因数据库对结果进行注释。除了通用大型数据库（如KEGG）,病原菌、毒力因子、耐药基因、水平基因转移等数据库注释结果都可以拿到。这些数据库从不同的角度提供了环境微生物的功能图谱与分析。
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派森诺土壤污染研究案例
《Nature》多组学助力人工构建复合有机污染降解菌株取得新突破！
英文题目：Bioremediation of complex organic pollutants by engineered Vibrio natriegens.
影响因子：48.5
组学技术：转录组、16S多样性组成谱等
主要研究结果：本研究成功开发了基于需钠弧菌的复合污染物工程菌构建平台，进行了实际工业废水和土壤中污染物降解能力验证，实现了从代谢通路的挖掘、设计和合成到单一、复合污染物降解菌株的构建、测试、以及在实际工业废水样本处理应用的全流程，为石化、氯碱等高盐废水处理、海上石油泄漏、微塑料污染等全球性挑战提供了生物解决方案。同时，INTIMATE技术为多基因簇工程底盘的构建提供了通用技术平台，使得同一菌株中多种代谢功能的整合以及优质菌种的迭代功能拓展成为可能，可扩展至其他污染物降解体系的构建乃至天然产物合成、高值化学品细胞工程构建等合成生物学应用场景。
《ISME Communications》宏基因组学和机器学习共同辅助识别水稻根部微生物中镉积累特征的生物标志物！
英文题目：Metagenomic and machine learning-aided identification of biomarkers driving distinctive Cd accumulation features in the root-associated microbiome of two rice cultivars.
影响因子：6.1
组学技术：多样性组成谱测序（16S rRNA基因V4区）；宏基因组鸟枪法测序; 宏基因组Binning分析
主要研究结果：研究了两个具有对比镉积累能力的水稻品种（低镉水稻 XS14 和杂交水稻 YY17）的根部相关微生物组的结构和功能特征，并揭示了水稻品种之间根部相关生态位中不同的微生物分类特征和功能特异性招募策略。我们识别到属于 DP-20（脱硫菌门）和 Nitrospira（硝化螺菌门）的生物标志物成员，它们分别通过硫代谢（DP-20）、氮和金属代谢（Nitrospira）在维持 XS14 和 YY17 的生存适应性方面表现出显著不同的生态功能。我们的研究系统地描述了两个水稻品种籽粒中镉积累的变化，以破译分类功能特异性微生物招募机制。我们的研究结果强调了应对镉胁迫时两个水稻品种的土壤根系连续体中微生物群落组装和功能的品种特异性模式，并为促进镉污染土壤中的水稻生长和食品安全提供潜在生物标志物操作奠定了基础。
《Journal of Hazardous Materials》微塑料改变铅锌污染土壤中的土壤性质、重金属有效性和细菌群落
英文题目：Microplastics change soil properties, heavy metal availability and bacterial
community in a Pb-Zn-contaminated soil
影响因子：11.3
组学技术：16S多样性组成谱
主要研究结果：本研究提示，MPs与重金属共存可能会改变土壤的金属迁移能力、土壤肥力和微生物群落的多样及其功能，从而对土壤的多功能生态系统构成潜在威胁。具体来说，微塑料降低了Pb/Zn污染土壤中细菌群落丰富度和多样性、改变了土壤性质和重金属有效性，并降低了土壤肥力；微塑料改变了微生物群落组成，选择性地富集了特定类群；Pb/Zn有效性的变化能导致微生物群落的变化；微塑料的影响因其类型和剂量而异。
1.Bruins M R, Kapil S, Oehme F W. Microbial resistance to metals in the environment. Ecotoxicology and Environental Safety, 2000, 45(3): 198-207.
2.Ke Yang, Yan Ma, Hong Yu, Bowen Lv, Wenbing Tan, Effects of microplastics on soil microbial necromass carbon and plant residual carbon, Applied Soil Ecology, Volume 210, 2025, 106097, ISSN 0929-1393返回搜狐，查看更多
