植物与微生物联合修复土壤石油污染

植物与微生物联合修复土壤石油污染吴明：植物-微生物联合修复土壤石油污染植物-微生物联合修复土壤石油污染目录TOC\o"1-3"\h\u315061我国的石油污染概况: 错误!未定义书签。238442土壤石油污染危害： 错误!未定义书签。37563土壤石油污染历来修复技术及进展： 错误!未定义书签。52623.1微生物修复 336903.2植物修复 3116484植物与微生物联合修复土壤石油污染： 3237294.1植物与微生物联合修复土壤石油污染具体实验引用： 4211104.1.1[实验目的] 4115324.1.2[方法] 4224734.1.3[实验结果] 475594.1.4[实验结论] 4230724.2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： 471135植物-微生物联合修复土壤石油污染技术展望： 719869参考文献 7植物-微生物联合修复土壤石油污染郑州大学，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。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(10000ｍｇ/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。但要达到预期效果,需要对污染物-植物-微生物相互之间的作用关系有深入的了解,以便进行有效调控。植物-微生物联合修复同样受土壤温度、湿度、养分状况等环境条件的影响(见表1),成本相对较高,目前许多研究仍处在实验阶段。可以相信,微生物与植物修复技术的综合用,将是今后污染土壤治理的一个颇有潜力的发展方向。表1微生物修复、植物修复及植物-微生物联合修复技术的比较类型优点局限性微生物修复原位或异位修复,成本低、处理形式多样、可同时处理地下水土著菌修复效率低,接种外来菌会受到土著菌的竞争而难以保持较高活性;微生物活性受温度、氧气、水分和ｐＨ等环境条件的影响;基因工程菌存在环境安全问题植物修复原位修复,成本低、操作简单、能同时净化空气和水体、改善环境,特别适合于修复大面积、低浓度污染土壤治理周期长,效率较低;某些植物对土壤肥力、气候、水分、盐度、酸碱度排水与灌溉系统等自然条件和人工条件有一定要求,病虫害会影响其修复能力植物-微生物联合修复原位修复,效率高,特别适合难降解有机物的生物修复。菌根化植物具有较强的抗逆性成本相对较高,技术含量高,影响植物、微生物的因素均能影响修复效果5植物-微生物联合修复土壤石油污染技术展望：生物修复技术一般适于治理中、低浓度土壤石油污染,对于高浓度石油污染则需要与物理、化学处理方法联合使用,作为土壤修复的最后一个步骤,以减少成本和其他修复技术对环境的影响。目前,我国在该领域的研究主要集中于微生物修复,而植物修复和植物-微生物联合修复方面的研究还很少,别对植物-微生物联合修复体系的协同修复机理及控制因素等还需进一步深入研究。在基础研究方面,除了筛选优良的修复植物或微生物品种外,如何通过遗传学、分子生物学手段进一步提高生物的降解性能和环境适应性,是目前面临的重要课题之一。生物修复技术虽取得了一定成功,但目前仍存在很多问题,制约着生物修复的效果,要使生物修复技术发展成为一项成熟的实用修复技术,至少还应在以下方面进行深入研究:(1)环境因子的选择和调控,这是获得高效处理效果的保证;(2)污染物降解过程监测及生物修复运行周期的确定;(3)优良生物品种的选育及其活性的保持;(4)污染物及其代谢产物的生物毒性监测与评价;(5)应用转基因技术的安全性;(6)建立生物修复技术的统一评价程序和标准;(7)根据污染土壤的具体状况制定有针对性的治理方案,将生物修复技术与物理、化学处理方法有机组合,构建高效的修复技术体系,以达到科学性、合理性和可行性的统一。参考文献[1]陈鹤建.原油在土壤中的渗透及降解规律[Ｊ].气田环境保护,2000,10(4):14-15.[2]陈立1,2,张发旺1＊,张胜1,张娟娟3,张琳1,陈江1石油污染土壤的微生物生态原位修复研研[A].土壤修复，0517-6611(2010)26-14573-03.[3]钟毅,李广贺,张旭,等.污染土壤石油生物降解与调控效应研究.地学前缘,2006,13(1):128～133[4]张旭,李广贺,黄巍.石油烃污染土层生物修复模拟实验研究.清华大学学报(自然科学版),2000,40(11):106～108[5]魏德洲,秦煜民.表面活性剂对石油污染物生物降解的影响.东北大学学报(自然科学版),1998,19(2):125～127[6]ＨｉｃｋｓＢ.Ｎ.,ＣａｐｌａｎＪ.Ａ.Ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ:Ａｎａｔｕｒａｌｓｏ-ｌｕｔｉｏｎ.ＰｏｌｌｕｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ,