植物与微生物联合修复土壤石油污染
石油污染土壤微生物修复研究进展
环境保护与循环经济石油污染土壤微生物修复研究进展付保荣I 刘述凤I 鄢雨朦I 张润洁I 郭宏伟**2收稿日期：2020-11-08；修订日期：2021-03-15。
作者简介:付保荣，女,1965年生，教授，主要从事环境生物学、污染生态及流域生态环境安全等方面的研究工作。
*通讯作者:郭宏伟，女,1976年生，高级工程师，主要从事土壤、地下水污染防治和生态保护的监督管理,土壤、地下水污染防治科研课题研究,建设用地土壤污染状况调查,污染地块管理及修复工作,E-mail : ****************。
基金项目：国家重点研发计划项目(2018YFC1801205 )。
(1.辽宁大学环境学院，辽宁沈阳110000； 2.鞍山市生态环境事务服务中心，辽宁鞍山114000)摘 要:土壤中石油类物质达到一定浓度不但会对土壤的原有生态系统造成破坏，而且会对人体机能带来一定影响。
采用微生物修复石油污染土壤是一种安全高效的治理技术，主要包括生物强化技术、生物刺激技术、生物通风技术、固定化微生物技 术以及植物-微生物联合修复技术。
微生物修复技术优点在于投资小、见效快、能耗低、无二次污染产生，属于环境友好型治理技术。
微生物修复技术在实际应用中存在一些不足，如风险的不确定性。
重点对国内外微生物修复技术的研究成果以及研究进展进行梳理,并对未来发展进行了展望O关键词:石油类污染；污染土壤;高效降解菌;微生物修复Abstract ： Reaching a certain concentration of petroleum substances in the soil will not only damage the original e-cological system of the soil, but also have a certain impact on human functions. The use of microorganisms to re mediate petroleum - c ontaminated soil is a safe and efficient treatment technology , which mainly includes : bio-enhancement technology , bio -stimulation technology , bio -ventilation technology , immobilized microorganism technology , and pl a nt-microbe joint remediation technology. The microbial remediation technology has the advan tages of low investment , quick results , low energy consumption , and no secondary pollution. It is an environmen tally friendly treatment technology. However , microbial remediation technology has some shortcomings in practical applications , such as the uncertainty of risk. This article focuses on the research results and research progress of microbial remediation technology at home and abroad , and prospects for future development.Key words ： petroleum pollution ; contaminated soil; efficient degrading bacteria; microbial repair中图分类号：X53 文献标识码:A 文章编号：1674-1021(2021)03-0054-071引言石油在勘探、开采、运输、提炼、存储、使用等过程中会因为管理不当或发生突发事故等导致石油污 染,对环境造成既长远又严重的危害。
石油污染土壤植物一微生物联合修复技术研究进展
际土壤中。Ｒ ｙ ａ 发现植物根区壤有机碳含量 ， 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 研究了植物内
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
参 考 文 献
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 。植物一 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
［ 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， ２ ０ ０ ７ ， ３ ０ （ ９ ） ： ４ － ６ ．
、
植物一 微生物联合修复技术
［ ２ ］ 马传 鑫． 不同含 盐量石油污染土壤 的植物一 微 生物联合修复效率
［ Ｍ ］ ． 天津理工大学，２ ０ １ １ ．
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… 研究发现细菌的引人显著加快玉米 、向 日 葵修复石油污染 土壤的速度 ，石油降解率分别提高 ７ １ ． ３ ％、６ ４ ． ６ ％。马传 采用植物一 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
目前 ，国内外有关植 物一 微生物 一 动物联合修复技术 的报道较少 ，
植物-微生物联合修复石油污染土壤的研究进展
植物-微生物联合修复石油污染土壤的研究进展
赵博文;张敬沙;方海兰
【期刊名称】《中国资源综合利用》
【年(卷),期】2024(42)2
【摘要】生物修复技术因其环境友好、修复成本低等优点受到大量关注,尤其是植物-微生物联合修复技术。
两者互利的共生关系让植物-微生物组合更好地结合两者的优点,有效提高生物修复的应用范围和降解效率。
本文概述植物-微生物联合修复技术降解有机污染物的机制,梳理联合修复技术的应用形式,重点讨论不同形式的植物-微生物组合的协同效应,并对植物-微生物联合修复未来的研究方向和应用前景进行展望,以更好地修复石油污染土壤。
【总页数】3页(P118-120)
【作者】赵博文;张敬沙;方海兰
【作者单位】上海建工环境科技有限公司;上海辰山植物园
【正文语种】中文
【中图分类】X53
【相关文献】
1.植物和微生物修复石油污染土壤的研究进展
2.石油污染土壤的生态风险评价和生物修复Ⅲ.石油污染土壤的植物-微生物联合修复
3.微生物—植物联合修复石油污染土壤的研究进展
4.石油污染土壤植物-微生物修复研究进展
5.石油污染土壤植物-微生物联合修复研究进展
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植物微生物联合修复的案例
植物微生物联合修复的案例我给你讲个植物微生物联合修复的超酷案例。
就说那被石油污染的土地吧，简直就是一片“黑色的绝望之地”。
但是呢，科学家们请来了两位“救星”，一种叫紫花苜蓿的植物和一群石油降解微生物。
紫花苜蓿这植物可厉害啦，它就像一个勤劳的小矿工，扎根到那被污染的土里，根系拼命地往深处钻。
为啥这么拼命呢？它这是在给那些微生物小伙伴们开辟道路呢，让它们能更方便地到达石油污染物所在的地方。
那些石油降解微生物呢，就像一群微小但超有力量的小战士。
它们在紫花苜蓿的根系周围聚集起来，然后开始大显身手。
它们把石油里那些复杂的、有害的成分，一点一点地分解成无害的物质。
就好像把一堆乱七八糟的垃圾，慢慢地分类处理，变成了可以再利用的东西。
在这个过程中，紫花苜蓿也没闲着。
它通过自己的根系向土壤中分泌一些特殊的物质，这些物质就像是给微生物战士们的“能量饮料”，让它们工作起来更带劲。
而且紫花苜蓿本身还在不断地生长，它吸收土壤里那些已经被微生物初步处理过的营养物质，让这片土地重新变得有生机。
经过一段时间的努力，你再看那片曾经黑乎乎的、充满石油污染物的土地，慢慢地开始变绿了，紫花苜蓿茁壮成长，土壤里的石油污染物也越来越少，最后这片土地又可以种其他的植物，小动物们也开始在这片土地上活动啦，就像一场神奇的魔法表演，植物和微生物的组合把这片“绝望之地”又变回了充满希望的乐土。
还有在一些矿区，比如说那些被重金属污染的矿区。
有一种叫蜈蚣草的植物，这种草长得有点像蜈蚣，一节一节的，特别有趣。
它和一些能吸收重金属的微生物合作。
蜈蚣草的根系就像是一个重金属的收集器，它把土壤里的重金属，像铅啊、镉啊这些坏家伙，统统都往自己的身体里拉。
那些微生物呢，就在蜈蚣草的根系周围，它们有的把重金属变成蜈蚣草更容易吸收的形式，有的还能把重金属固定住，不让它们到处乱跑危害其他地方。
这蜈蚣草也是很顽强的，它吸收了重金属之后，还能好好地活着，虽然体内带着这些“毒素”，但是却把矿区的土壤环境改善了不少。
石油污染土壤的生态风险评价和生物修复Ⅲ.石油污染土壤的植物-微生物联合修复
含量 石油 污 染 土 壤 的 生 物 修 复 。可 能 是 由 于 土 壤 受石 油污 染 后 会 使 孔 隙 度 减 少 ， 气 性 减 弱 ， 其 透 尤
生物 强 化 技 术 （ ｉａｇ ｅ ｔ ｉｎ 和 生 物 刺 激 技 术 Ｂｏｕ ｍ ｎａ ｏ ） ｔ
（ ｉｓｍ ｌｔ ｎ 这两 种方 法 。生物 强 化技 术 即通 过 Ｂｏｔ ｕａｉ ） ｉ ｏLeabharlann １ １ １ 供 试 土样 ．．
采 自南 京 近 郊 某炼 油 厂 附 近
的耕层 土壤 （ ２ ｍ） 土壤 类 型 为潮 土 。经 室 温 ０— ０ ｃ ， 下 阴凉处 风 干 ， ２ ｍ 尼 龙 筛 备 用 。采 用 常 规 方 过 ｍ 法分析 土壤 ｐ 持 水 量 （ Ｈ、 ＷＨＣ 、 ） 水解 氮 、 效 磷 等 速
是 石油 降解 菌 的 含 量 和 活 性 是 生 物 修 复 能 否 取 得 成 功 的关 键 。有 研 究 表 明植 物 根 际 的微 生 物 在 数
手段 对 石油 污染 土壤 进 行 修 复 ， 以降 低 石 油 对植 物 的毒性 ， 然后 在此 基 础 上栽 种 不 同植 物 进 一 步研 究 植 物对 土 壤 中石 油 降 解 的 影 响 。在 进 行 生 物 修 复 试 验 的同 时 ， 通 过 微 生 物 计 数 、 性 梯 度 凝 胶 电 还 变 泳 （ Ｇ Ｅ） Ｄ Ｇ 以及生 物毒 性试 验 等方 法研 究 了生 物修
是 因为植物 根 系为微 生物 提 供 了 生存 场 所 ， 可 转 并
１ 材 料 与方 法
１ １ 试 验 材 料 ．
移 氧气 使根 区 的好 氧作 用 正 常 进 行 ； 另一 方 面 是 根 系分泌 物可 以为微 生 物 提 供 大 量 营养 ， 而 刺 激 根 从
生物修复技术在土壤治理中的应用
生物修复技术在土壤治理中的应用土壤，是我们生存的根基，它为植物提供养分，为生物提供栖息之所。
然而，随着工业化和城市化的快速发展，土壤污染问题日益严重，给生态环境和人类健康带来了巨大威胁。
在众多土壤治理技术中，生物修复技术因其具有成本低、效果好、环境友好等优点，逐渐成为研究和应用的热点。
生物修复技术，简单来说，就是利用生物的生命活动来降低土壤中污染物的浓度或使其无害化。
这种技术主要包括植物修复、微生物修复和动物修复三大类。
植物修复是利用植物对污染物的吸收、转化、固定和挥发等作用来净化土壤。
一些超积累植物能够从土壤中大量吸收特定的污染物，并将其积累在自身的组织中。
比如，蜈蚣草对砷有很强的富集能力，可以有效地降低土壤中砷的含量。
此外，植物根系还能分泌一些物质，促进土壤中微生物的生长和代谢，从而增强对污染物的降解。
微生物修复则是依靠土壤中的微生物，如细菌、真菌等，将污染物分解为无害物质。
微生物具有强大的代谢能力和适应能力，能够通过各种代谢途径将有机污染物转化为二氧化碳和水。
例如，假单胞菌可以降解石油烃类污染物，白腐真菌能够分解多环芳烃等。
同时，微生物还可以通过共代谢作用，即在利用其他底物生长的同时降解污染物，提高土壤的净化效果。
动物修复在土壤治理中的应用相对较少，但也具有一定的潜力。
某些土壤动物，如蚯蚓，能够通过吞食、消化和排泄土壤，改善土壤结构，增加土壤通气性和透水性，促进微生物的活动，从而间接提高土壤的自净能力。
生物修复技术在土壤治理中具有许多优势。
首先，它是一种自然的过程，对环境的干扰较小。
相比物理和化学修复方法，生物修复不需要大量的能源消耗和化学试剂投入，减少了二次污染的风险。
其次，生物修复可以在原位进行，不需要将污染土壤挖出运输，降低了治理成本。
此外，生物修复还能够提高土壤的肥力和生态功能，实现可持续的土壤治理。
然而，生物修复技术也存在一些局限性。
例如，生物修复的速度相对较慢，对于高浓度污染的土壤可能效果不明显。
石油污染土壤的植物微生物联合修复
石油污染土壤的植物-微生物联合修复摘要: 由于土壤石油污染的日益严重, 其治理技术受到了世界各国的普遍关注, 而生物修复技术具有无二次污染、高效、费用较低等特点,是最具应用前景的土壤修复技术之一。
本文着重介绍植物-微生物联合修复技术的研究进展, 并对该领域今后的研究重点进行了展望。
关键词: 石油污染土壤, 生物修复, 植物-微生物联合修复近年来, 随着石油的勘探开发和区域经济不断发展, 我国石油污染问题日益凸显, 土壤污染日趋严重。
在石油的大规模开采、冶炼、运输、使用和处理过程中, 不可避免地造成石油废弃物对土壤的污染, 这些污染物从各个层面上威胁着生态环境、食品安全和人类健康: 引起土壤理化性质的变化, 导致土壤微生物群落、微生物区系的变化, 进而破坏土壤生态系统; 影响植物生长发育, 导致粮食减产, 长期食用生长于农业土地上的植物及其产品还会影响人类的健康; 土壤吸附的石油会随着雨水、灌溉用水慢慢下渗到地下含水层中, 从而污染地下水, 进而构成对人类生存的不良胁迫。
因此, 石油污染土壤的治理势在必行。
1 石油污染土壤的修复技术石油污染土壤的修复技术主要有物理法、化学法和生物法3 种方法, 物理法和化学法虽可以产生一定实效, 但因存在消极处置、费用昂贵或者二次污染严重等明显缺陷, 现在一般仅作为生物治理方法的辅助手段[ 1]; 而生物法修复以其处理费用低、效果好又可避免二次污染等优势逐渐被人们所重视。
2 石油污染土壤的生物修复技术生物修复( bioremediat io n) 是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能, 在环境中对污染物的降解起催化的作用, 即加速去除环境污染物的过程, 可以消除或减弱环境污染物的毒性, 可以减少污染物对人类的健康和生态系统的风险[ 2]。
根据修复使用对象不同, 生物修复主要分为植物修复、微生物修复和植物- 微生物联合修复3 种类型。
2. 1 植物修复植物修复是利用植物与环境之间的相互作用,对环境污染物质进行吸附、吸收、转移、降解、固定、挥发等, 最终使土壤环境得到恢复。
微生物—植物联合修复石油污染土壤的研究进展
微生物—植物联合修复石油污染土壤的研究进展石油污染土壤是当前环境问题的重要组成部分，其对生态环境和人类健康具有极大的危害。
传统的修复技术往往费时费力，效果不佳，因此需要探索更加有效的修复方法。
微生物-植物联合修复已经成为当前研究的热点，本文旨在对其研究进展进行综述。
微生物-植物联合修复石油污染土壤的基本原理是通过利用植物的根系和微生物的代谢活动来促进土壤中的石油分解和降解。
植物可以通过根系释放的氧气和有机物质为微生物提供生长、存活和代谢所需的条件，如碳源、氮源、磷源和微量元素等。
微生物则可以利用这些有利条件，进行石油的代谢降解和吸附转化，最终达到净化土壤的目的。
微生物-植物联合修复的优势主要表现在以下几个方面：1. 能够促进石油降解速度植物的根系和微生物共同作用可以有效地促进石油成分的降解，一些根瘤菌和链霉菌等微生物具有对苯环等石油成分的降解能力，而植物的根系则可以释放大量的氧气、营养物质和生长激素，为微生物提供适宜的生存环境和生长所需的气体、营养物质和激素，从而促进微生物的代谢活动。
2. 能够提高修复效率微生物-植物联合修复可以充分利用植物的根系和微生物的降解代谢作用，加速石油的分解和降解，同时在修复过程中可以提高土壤的含水量和有机质含量，从而改善土壤结构和生态环境，进一步提高修复效率。
3. 能够减少二次污染传统的修复技术往往会产生二次污染，因为修复过程中需要添加各种化学物质和药剂，严重影响土壤环境。
而微生物-植物联合修复则采用自然的修复方式，不会产生化学物质的二次污染，对环境的影响小，具有较高的环保性。
综上所述，微生物-植物联合修复是一种重要的石油污染土壤修复技术，适用范围广，成本低，效果明显，对生态环境具有重要的意义。
尽管该技术还需要进一步完善和提高，但它已成为当前研究的热点，必将为石油污染土壤的修复和环境保护事业做出重要的贡献。
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植物-微生物联合修复土壤石油污染目录1 我国的石油污染概况: ................................................................................ 错误！未定义书签。
2 土壤石油污染危害：................................................................................. 错误！未定义书签。
3 土壤石油污染历来修复技术及进展：..................................................... 错误！未定义书签。
3.1微生物修复 (3)3.2植物修复 (3)4 植物与微生物联合修复土壤石油污染： (3)4.1 植物与微生物联合修复土壤石油污染具体实验引用： (4)4.1.1 [实验目的] (4)4.1.2 [方法] (4)4.1.3 [实验结果] (4)4.1.4 [实验结论] (4)4.2 植物与微生物联合修复土壤石油污染结合实验的理论分析： (4)5植物-微生物联合修复土壤石油污染技术展望： (7)参考文献 (7)植物-微生物联合修复土壤石油污染(1．郑州大学，河南郑州10459)摘要石油污染土壤的生物修复技术具有成本低、简便高效、对环境影响小等优点,正逐步成为石油污染治理研究的热点领域,具有广阔的发展前景。
介绍了我国的石油污染概况及生物修复技术在石油污染治理中的应用,重点对石油污染土壤的微生物修复、植物修复、植物-微生物联合修复技术的研究进展及各自的优点、局限性进行了综述,并提出了石油污染土壤生物修复技术研究的重点领域。
关键词石油污染土壤微生物修复植物修复1 我国的石油污染概况:我国作为石油生产、消费大国,由于生产条件、环保技术等方面相对落后,石油污染问题相当突出。
据统计,我国有机污染土壤面积约为0.2亿ｈｍ2,其中石油污染占相当比例。
我国自1978年原油年产量突破1亿ｔ大关而成为世界十大产油国之一以来,目前勘探开发的油气田和油气藏已有400多个,年产石油污染土壤近10万ｔ,累计堆放量近50万ｔ。
以油田为例,每口油井污染的土地面积为200～500ｍ2,全国共有油井20万口,由此造成的土壤污染可达8000万ｍ2,这一数值每年还在增长中。
据统计,我国每年有60万ｔ石油经跑、冒、滴、漏途径进入环境,对土壤、地下水、地表水造成污染。
此外,污灌也是造成土壤石油污染的原因之一,如沈抚灌区污灌面积达0.87万ｈｍ2,全国类似农田有10万ｈｍ2,致使农作物中污染物严重超标,农产品质量低下,同时也造成了严重的地下水污染。
随着石油开采和使用量的增加,大量的石油及其产品进入环境,不可避免地对环境造成了污染,给生物和人类带来了严重危害。
2 土壤石油污染危害：1）80%以上的落地原油被截留在50ｃｍ以上的表层土壤中,逐渐积累导致土壤结构破坏,影响土壤通透性并对农作物的生长和发育造成很大的负面影响。
2)同时,石油类污染物还可以通过根系吸收后残留在植物体内,通过食物链影响人体健康。
20世纪80年代以来,土壤的石油烃类污染成为世界各国普遍关注的环境问题。
3 土壤石油污染历来修复技术及进展：有蒸汽法、抽气法、有机溶剂法、水力冲洗法、氧化法、热处理法、微生物法、植物法等修复技术。
其中,天然微生物的生物降解作用已成为消除环境中石油烃类污染的主要机制。
3.1 微生物修复微生物修复是研究最多、应用也最为广泛的一种生物修复方法。
由此产生一系列生物修复技术如土耕法、生物通气法、预制床法、堆肥法、生物反应器等。
微生物修复技术是利用土壤中的土著菌或向污染土壤中接种选育的高效降解菌,在优化的环境条件下,加速石油污染物的降解。
国内外许多研究者对石油污染土壤的微生物降解原理、影响因素、降解菌筛选等方面进行了大量研究。
例如林力等分离出159株烃降解细菌和真菌,其中17株可以不同程度地分别利用烷烃和芳烃(酚、萘、甲苯和二甲苯)作为唯一碳源生长。
美国ＤＧＩ公司的一项专利技术就是利用混合菌群来促进石油烃类的生物降解。
到目前为止,已知能降解石油中各种烃类的微生物共约100余属、200多种,它们分属于细菌、放线菌、霉菌、酵母以至藻类。
降解烃类的微生物在土壤和水环境中普遍存在,但在一般情况下,降解烃类的微生物只占微生物群落总数的不到1%,而当有石油污染存在时,降解菌的比例可增加到10%[10]。
修复的效果主要取决于微生物在不同污染生态系统中的存活与性能,其生长限制因子包括与其他微生物的竞争、土壤环境条件等。
3.2 植物修复植物对有机污染土壤的生物修复作用主要表现在植物对有机污染物的直接吸收、植物释放的各分泌物或酶类促进有机污染物生物降解及强化根际微生物的矿化作用等方面。
此外,植被也可以有效改善土壤条件、增强土壤透气性,从而提高降解效率。
如Ｍａｒｔｉｎｅｚｚ等用Ｃｙｐｅｒｕｓｌａｘｕｓ处理石油污染土壤已进入中试阶段,他们认为在一定浓度范围内植物修复能取得很好效果,但如果浓度过高,就必须进行预处理。
Ｄｏｗｔｙ等筛选出2种植物(Ｐ.ｈｅ- ｍｉｔｏｍｏｎ和Ｓ.ｌａｎｃｉｆｏｌｉａ)用来处理湿地石油泄漏污染,发现前者短期处理效果好,而后者长期效果更好。
利用植物修复土壤中的烷烃和单环芳香化合物ＢＴＥＸ(苯、甲苯、乙苯及二甲苯的异构体)比较成功的是杨树、柳树和紫花苜蓿等[25～27]。
杨柳科的植物,尤其是杨树属,可大量去除土壤有机污染物。
基因改良的紫花苜蓿可耐受高浓度的原油污染。
Ｒｅｉｌｌｅｙ等[31]研究了酥油草、苜蓿、苏丹草和三叶草对石油污染土壤中ＰＡＨｓ的降解,发现在种植植物时蒽和芘的降解率有显著提高,他们认为一方面是由于根际效应增加了根际微生物的数量,另一方面是因为根系分泌的有机物为微生物提供了共代谢底物。
对于污染的农田土壤,可选择种植一些对石油烃耐受性强又具有一定经济价值的绿化苗木、花卉及经济作物如蓖麻等,以提高治理过程的经济效益。
4 植物与微生物联合修复土壤石油污染：随着研究的不断深入,石油污染土壤的治理方法已由最初的细菌修复拓展到真菌修复、植物修复及微生物-植物联合修复。
微生物能够利用石油烃作为生长所需的碳源和能源,并在酶的催化下将其水解成甘油、脂肪酸,最后降解为Ｈ2Ｏ、ＣＯ2等代谢产物,可用下式表示:石油产品+微生物+Ｏ2+营养元素※ＣＯ2+Ｈ2Ｏ+副产品+微生物细胞生物量。
降解过程可以由改变土壤理化条件(包括土壤ｐＨ、温度、湿度、通气状况及添加营养)来完成,同时也可通过接种特殊菌株和工程微生物来提高土壤污染物的降解率。
但纯微生物方法修复缓慢,需要时间较长,往往与植物方法联合修复,辅以物理、化学方法,以微观效应改变宏观环境,即为微生物生态修复技术。
该技术具有操作简单、费用低廉、场地适应性强、无二次污染等特点,有广阔的应用前景。
4.1 植物与微生物联合修复土壤石油污染具体实验引用：4.1.1 [实验目的]研究微生物生态技术对中原油田石油污染土壤的修复效果。
4.1.2 [方法]在前期室内外模拟修复试验的基础上,选择中原油田某油井场旁石油污染场地,设置5种修复条件,开展微生物生态技术修复石油污染土壤研究。
4.1.3 [实验结果]经过99ｄ修复后,黑麦草(苜蓿)微生物联合技术、纯微生物技术和黑麦草(苜蓿)技术对石油污染土壤具有明显的修复作用,其中的石油烃降解率均在40.00%以上,以黑麦草微生物联合技术修复效果最佳,石油烃降解率达67.38%;修复过程中易溶盐、ＮＯ3-、Ｃｌ-等易溶营养物质只有极小部分随水而进入下部土层(50ｃｍ);由于苜蓿草的根部可能具有固氮作用,使加入的大量化肥进入了土层下部,导致3和5号修复区50ｃｍ土壤层ＮＨ4+明显增大。
影响修复效果的因素包括温度、水、氧气、营养元素、微地质环境等。
4.1.4 [实验结论]原位微生物生态修复技术在野外原位石油污染土壤修复效果是显著的,具有处理方法简单、费用低、修复效果好、对环境影响小、无二次污染、可原位治理等优点。
4.2 植物与微生物联合修复土壤石油污染结合实验的理论分析：植物与特殊的菌根真菌或根际菌群协同作用,增加对污染物的吸收和降解是一个很有价值的研究方向。
目前这方面研究较少。
植物-微生物联合修复系统见图1。
利用苜蓿草与微生物修复ＰＡＨｓ和矿物油污染土壤的研究表明,在植物生长条件下,土壤微生物降解功能明显增强。
而一项以水稻为供试植物修复湿地土壤中矿物油和ＰＡＨｓ的研究表明,真菌和细菌接种量在不同污染水平上与矿物油和多环芳烃降解率存在最佳配比关系。
Ｃａｒｍａｎ等利用柳树修复威斯康星州一块被2#柴油污染的土壤,主要是利用树木根部的根际微生物促进石油烃的生物降解,24周后,40% ～90%的柴油被降解。
刘鹏等利用高效石油降解菌结合种植大豆、碱草等植物对石油污染土壤进行联合修复,135ｄ后石油烃的降解率达63.65%～83.26%,同时发现根际土壤的石油烃含量明显低于非根际土壤,研究表明,植物可以促进根际微生物的繁殖及对污染物的分解转化,进而提高修复效率。
菌根生物修复技术的发展为石油组分中难降解有机物的生物修复带来了希望。
很多经过筛选的外生菌根真菌能够转化降解持久性有机污染物ＰＯＰｓ)如多氯联苯、杀虫剂、甲苯、ＰＡＨｓ等,植物与菌根真菌可以形成互利的共生体———菌根,而菌根的存在可以显著提高植物的修复效率,Ｇｉｏｖａｎｎｉ等研究了菌根对挪威云杉修复石油污染地的效果及潜在效应,发现菌根真菌在云杉根部形成一个石油富集区,从而加速了石油的降解[6]。
Ｌｅｙｖａｌ等研究了韭葱、玉米、黑麦草和三叶草接种菌根菌后对ＰＡＨｓ的降解,认为菌根真菌不仅能增加寄主植物对营养和水分的吸收,提高其抗逆性,而且能增加有机污染物的生物有效性,提高植物对污染物的吸收效率及矿化率[7]。
我们曾对筛选出的4种外生菌根真菌进行了纯培养条件下的柴油降解实验,结果表明,这4种外生菌根真菌都具有很强的降解柴油的能力,同时,以有机氮作为氮源及提供少量葡萄糖作为启动碳源可大大提高其生物量及矿物油降解率,结果为应用菌根技术修复矿物油污染土壤及优化降解条件提供了依据。
研究表明,在高浓度(10 000ｍｇ/ｋｇ)柴油污染土壤上,外生菌根真菌仍然可侵染植物形成菌根,菌根化植物的抗干旱、抗低温能力明显增强,第二个生长季后某些组合可使土壤油浓度降至正常水平。
在非共生条件下,如大豆、万寿菊、蓖麻、苜蓿接种外生菌根真菌也可使植物降解率明显提高。
田间实验表明玉米、大豆与内生或外生菌根真菌的联合修复效果好于它们与专性降解菌的联合修复效果,而外生菌根真菌与专性降解细菌的联合修复效果则因植物而异。
以上研究表明,通过选择适当的植物与微生物协同作用,可实现污染土壤的快速修复。