原位气热修复驱动微生物群落动态促进复合污染土壤功能恢复

为解决工业污染土壤中重金属-有机物复合污染难题，研究人员采用原位气热修复技术处理焦化厂污染土壤，发现该技术可高效去除污染物（As降低68.15%），并通过微生物群落重构（如芽孢杆菌富集）推动土壤功能向生态恢复型转化，为热修复技术的生态风险评估提供新依据。

　　

随着工业化进程加速，焦化厂、石化区等场所遗留的土壤复合污染问题日益严峻。重金属与多环芳烃(PAHs)等有机物的协同毒性不仅破坏土壤生态功能，更威胁人类健康。传统热脱附技术虽能高效去除污染物，但高温对土壤微生物的"灭活效应"常导致修复后土壤成为"生态荒漠"。如何实现污染清除与生态功能恢复的双赢，成为环境领域亟待破解的难题。

中国科研团队在《Journal of Hazardous Materials》发表的研究中，创新性地将微生物生态学视角引入土壤修复评估体系。研究人员以江苏无锡某焦化厂为试验场（该场地砷(As)浓度最高达1590 mg·kg^-1），采用原位气热修复技术（400-800℃蒸汽注入），通过16S rRNA基因测序、共现网络分析等技术，系统追踪了修复前后土壤理化性质与微生物群落的演变规律。

关键技术方法
研究整合了污染浓度检测（GB 36600-2018标准）、土壤酶活性分析（如脲酶）、高通量测序（Illumina平台）、微生物共现网络构建及KEGG功能预测等方法，对比污染土壤（CP）、修复后土壤（RP）与清洁土壤（UN）的差异。

污染物去除效果
气热修复使有机污染物基本消除，As浓度下降68.15%，证实该技术对复合污染的高效性。值得注意的是，修复后土壤pH恢复中性，脲酶活性显著提升，暗示微生物代谢功能重启。

微生物群落重构
α多样性分析显示物种均匀度降低，但特定功能菌群（如芽孢杆菌属(Bacillus)、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)）显著富集。共现网络揭示微生物互作关系趋于稳定，模块性指数提升42.1%，表明群落抗干扰能力增强。

功能恢复机制
KEGG预测显示，修复后土壤中细胞凋亡相关通路下调，而碳氮循环功能基因丰度逐步接近清洁土壤。这种"功能趋同"现象说明微生物通过功能冗余策略实现生态复位。

该研究首次在真实场地尺度证实：尽管高温处理短期内降低微生物多样性，但通过筛选耐热功能菌群（如厚壁菌门(Firmicutes)）并重构生态网络，土壤可逐步恢复至近似未污染状态的功能谱。这一发现打破了"热修复必然导致土壤功能丧失"的传统认知，为制定"污染清除-生态功能协同修复"新标准提供了理论支撑。尤其值得注意的是，研究揭示的微生物群落动态规律，对指导修复后土壤的生物强化措施具有重要实践价值。正如作者所言，这项成果"为评估原位气热修复的生态可持续性提供了多维度证据链"。