微生物诱导碳酸钙沉淀生物炭联用技术修复农田污染土壤的关键机制和应用前景

摘要

为应对农田土壤中重金属和有机污染复合胁迫，本文旨在系统综述生物炭与微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced carbonate precipitation, MICP)联用技术的关键作用机制、影响因素及修复潜力。基于近年来相关文献，对生物炭与MICP在污染物稳定化中的材料特性、微生物矿化路径及协同过程进行对比分析，并总结联用体系在不同污染情景下的性能表现及环境风险。生物炭通过吸附、络合和调控pH实现污染物短期固定，但稳定性受老化及环境因子影响；MICP可通过碳酸钙沉淀、晶格置换等机制实现重金属长效固化，但反应速率和条件适应性有限。二者联用能发挥显著协同效应：生物炭提供微生物载体与富集位点，促进脲酶活性与碳酸盐生成，MICP形成的矿化层增强生物炭稳定性，从而降低污染物迁移性并改善土壤微生物结构与酶活性。但该技术仍面临氨氮积累、土壤孔隙堵塞及长期生态影响不明等问题。MICP-生物炭联用技术兼具快速吸附与长期稳定化优势，是农田污染土壤修复的潜在高效路径。未来研究应聚焦菌株工程化、低成本钙源开发、生物炭定向改性、多过程协同体系构建及长期环境效应评价。

关键词

微生物诱导碳酸钙沉淀 / 生物炭 / 农田污染土壤 / 联用技术