综述：生物法稳定氟化物的机制、毒性调控、应用可行性及新挑战

这篇综述系统阐述了生物法（微生物诱导钙沉淀MICP等）在氟(F?)稳定化中的独特优势，聚焦于矿化机制、微生物/植物对氟胁迫的毒性响应与解毒途径，提出外源物质与基因修饰技术的协同调控策略，为敏感区域低浓度氟污染治理提供新思路。

　　

生物法稳定氟化物的机制

自然界中的氟主要来源于可溶性氟矿物（如磷灰石、萤石）、海洋气溶胶和火山气体，而电镀废水排放和化肥滥用加剧了氟污染。当氟离子(F^?)浓度超过1.0 mg/L时，可能引发骨氟症、器官损伤甚至癌症。与传统物理化学方法相比，生物法（细菌、真菌、藻类及高等植物）以其环境友好性和低成本特性，在低浓度氟污染修复中展现出独特潜力。

微生物诱导钙沉淀(MICP)技术是当前研究热点，其通过微生物代谢产生的CO₃^2?与Ca²⁺结合形成氟钙矿(CaF₂)实现氟固定。例如，尿素水解菌分泌的脲酶分解尿素生成NH₄⁺和HCO₃^?，后者进一步与Ca²⁺反应生成CaCO₃并共沉淀F^?。植物则通过根系吸收、液泡隔离及叶片挥发等途径降低氟活性。

氟毒性响应与调控策略

氟胁迫会破坏微生物细胞膜完整性，抑制酶活性，并引发氧化应激。植物暴露于高氟环境时，叶绿体结构和光合作用效率显著受损。为增强生物抗性，外源添加脯氨酸、甜菜碱等渗透调节剂可缓解氟毒性，但可能牺牲氟积累效率。基因修饰技术（如过表达氟转运蛋白基因FEX）能显著提升生物体的氟耐受性，而CRISPR-Cas9编辑技术为定向改造功能菌株提供了新工具。

应用前景与挑战

生物法尤其适用于低浓度氟污染场地的长期修复，如矿区周边和农业土壤。然而，低温敏感性和启动周期长仍是技术瓶颈。未来需探索MICP与其他技术（如电动力学修复）的联用方案，并建立基于机器学习的环境参数优化模型。

未来展望

深入解析氟在生物体内的转运分子机制（如F^?/H⁺逆向转运体）是突破方向。此外，需开发兼顾抗性与效率的“智能菌株”，并评估工程化应用中的生态风险。生物法在实现“双碳”目标背景下的环境治理中，将扮演愈发重要的角色。