您好, 访客   登录/注册

石油污染土壤植物—微生物联合修复技术研究进展

来源:用户上传      作者: 曹桂荣 郑庆柱 韩勇

  引言:生物修复技术具有成本低廉、简便高效、无二次污染等优点,广泛应用于石油污染土壤的修复。本文主要介绍植物-微生物、植物-微生物-动物联合修复技术的研究进展,并详细叙述了两种联合修复技术的应用现状。
  当石油污染物进入土壤以后,势必将引起土壤结构和性质的变化,会引起土壤中微生物群落的改变、从而导致土壤酶活性降低、植被破坏和生态结构变异,进而威胁农业生产安全。石油中含有多种芳香族化合物,特别是 PAHs 具有“三致”效应,这些化合物不仅降低土壤的环境质量,石油中的有机污染物进入农田生态系统后,还将会在动物、植物体内逐渐积累,最终通过食物链传递给人类,从而威胁人类健康。
  目前,治理石油污染土壤的主要方法有化学修复、物理修复和生物修复三大技术。生物修复技术投入成本较低、可以大面积应用、不产生二次污染,因此越来越受到科技人员的重视,它也是目前最具潜力的土壤修复技术之一。植物-微生物联合修复技术也被普遍应用于石油污染土壤的修复过程中。
  一、植物-微生物联合修复技术
  在自然环境中存在大量能利用石油烃的微生物,微生物在酶系统作用下,能把石油彻底降解转化为水和二氧化碳等。植物与特有的菌根真菌或根际菌群协同作用,可以更高效地吸收和降解石油中的有机污染物。李春荣[1]研究发现细菌的引入显著加快玉米、向日葵修复石油污染土壤的速度,石油降解率分别提高71.3%、64.6%。马传鑫[2]采用植物-微生物联合修复技术研究石油污染土壤的降解效率,当盆栽土壤中含油量为 5000mg/kg 时,不同处理的降解效果为:植物修复<非根系土壤<植物-微生物联合修复。马溪平等[3]采用土培盆栽试验探讨植物-微生物联合修复污染土壤的处理效果,研究表明:植物-微生物联合修复技术是一种有效的生物修复形式,但必须要寻找到较适合的植物-微生物匹配组合。
  植物根系生活在植物-土壤-微生物所组成的整体微生态环境系统中,植物根系周围部分物质在植物代谢过程中以根分泌物形式释放到根际土壤中。Ryan[4]发现植物根区分泌物刺激细菌转化、根细胞的衰亡,均提高了土壤有机碳含量,可有效阻止土壤中有机化合物向地下水中转移,进而提高了微生物对污染物的矿化作用。陈小兵等[5]研究了植物内生细菌和植物联合修复土壤中多环芳烃,试验表明,在菲污染土壤、芘污染土壤及菲芘混合污染土壤中,内生细菌+植物修复处理去除率高于单纯植物修复和单纯微生物修复,且明显高于对照处理。
  二、植物-微生物-动物联合修复技术
  目前,国内外有关植物-微生物-动物联合修复技术的报道较少,蚯蚓为土壤中常见的动物,它能通过直接或者间接作用强化植物修复石油污染物,若将蚯蚓用于石油污染土壤生态系统的修复中,甚至将蚯蚓用于其他污染土壤生态系统的修复中,具有良好的发展潜力,在实际土壤修复中也有良好的可行性。卓胜等[6]用水稻土盆栽试验,研究黑麦草-蚯蚓-菌根对多氯联苯(PCB)污染土壤的联合修复效果。研究表明,受试黑麦草能较为明显地提高土壤中PCB的去除效果,黑麦草为黑麦草-菌根-蚯蚓联合修复土壤技术的主要推动力。实验证明菌根和蚯蚓均能促进黑麦草降解石油污染土壤中PCB的速率,并发现添加菌根优于添加蚯蚓的处理效果。由实验结果比较发现:黑麦草-菌根-蚯蚓三者联合修复的效果最好,PCB去除率可高达61.05%,这充分表明了该联合修复技术具有强劲的推广应用潜力。
  参考文献
  [1]李春荣,王文科,曹玉清,等.石油污染土壤的生态效应及修复技术研究[J].环境科学与技术,2007,30(9):4-6.
  [2]马传鑫.不同含盐量石油污染土壤的植物-微生物联合修复效率[M].天津理工大学,2011.
  [3]马溪平,付保荣,李法云,等.植物-微生物联合修复污染土壤的研究[J].中国公共卫生,2005,21(5):572-573.
  [4]Ryan KM,Mary KF.Phenanthrene degrader community dynamics in rhizosphere soil from a common annual grass[J].Environ.Qual.2000,29:584-592.
  [5]陈小兵.植物内生细菌的分离筛选及其与植物联合修复土壤多环芳烃的研究[M].南京农业大学,2007.
  [6]卓胜,苏嘉欣,黎华寿,等.黑麦草-菌根-蚯蚓对多氯联苯污染土壤的联合修复效应[J].环境科学学报,2011,31(1):150-156.
  作者简介:曹桂荣,女,东营市环境保护科学研究所,大学学历,高级工程师,东营市有突出贡献的中青年专家。
  基金项目:东营市科技计划专项:含油土壤生物修复集成示范及菌剂生产关键技术研究(2012GG102007)。
  (作者单位:1.东营市环境保护科学研究所;2.青岛农业大学资源与环境学院)
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-5005055.htm