土壤石油污染現(xiàn)狀與治理技術(shù)研究進(jìn)展

1、土壤石油污染現(xiàn)狀與治理技術(shù)研究進(jìn)展    在植物修復(fù)的促進(jìn)技術(shù)方面，目前主要側(cè)重于如下兩個(gè)方面的研究應(yīng)用：一方面是綜合促進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。主要采用土壤改良劑及其它農(nóng)業(yè)措施以促進(jìn)植物修復(fù)，如通過降低pH值、投加螯合劑。使用合適的化肥，改變土壤的離子組成來增加生物有效性，促進(jìn)植物吸收。另一方面是基因工程技術(shù)的應(yīng)用，通過育種和基因工程改良植物形狀，使之更適合于進(jìn)行植物修復(fù)。如改進(jìn)植物根系結(jié)構(gòu)的特性，增加植物降解酶的數(shù)量等。目前，對(duì)細(xì)菌與真菌在土壤石油類污染生物降解性的研究也表明，真菌要優(yōu)于細(xì)菌，因此，篩選針對(duì)性的真菌孢子，選擇合適的共生植物，接種形成有效的菌根是降

2、解土壤有機(jī)污染的重要研究領(lǐng)域12。其優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)大了微生物與土壤的接觸面積和作用時(shí)間，同時(shí)也增強(qiáng)了植物根系的吸收作用，特別有利于難降解的有機(jī)污染物的生物降解13。目前該技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。 利用特殊的植物也能夠降解、吸收部分有機(jī)污染物。最新的研究發(fā)現(xiàn)，某些有機(jī)污染物在土壤中有被“捕集”的傾向，并隨著時(shí)間的推移變得比較穩(wěn)定。這些被“捕集”的有機(jī)污染物的穩(wěn)定性、釋放行為、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及其影響因素等問題，都可能會(huì)影響到植物修復(fù)的修復(fù)效率。聶發(fā)輝提出了新的評(píng)價(jià)系數(shù)即生物富集量系數(shù)，此系數(shù)的提出擴(kuò)大了傳統(tǒng)超富集植物的定義，使得富集質(zhì)量分?jǐn)?shù)未達(dá)某一水平但生物量很大的植物也能作為超富集植物14。超富集植物的研

3、究，目前已有利用沙漠植物去除科威特石油污染土壤中的石油15。  用于植物修復(fù)的最理想的植物應(yīng)具有以下幾個(gè)特性： 即使在污染物濃度較低時(shí)也有較高的積累速率； 能在體內(nèi)積累高濃度的污染物； 能同時(shí)積累多種污染物； 生長快，生物量大； = 5 * GB3  具有抗蟲抗病能力，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)； = 6 * GB3  盡量避免選取可食用植物，而多選取非食用的樹木、花草等16。 （2）動(dòng)物修復(fù)技術(shù) 動(dòng)物修復(fù)技術(shù)在國外有較長的研究史，國內(nèi)的

4、研究仍處于摸索階段。它包括兩方面內(nèi)容： 將生長在污染土壤上的植物體、糧食等飼喂動(dòng)物，通過研究動(dòng)物的生化變異來研究土壤污染狀況； 直接將土壤動(dòng)物，如蚯蚓、線蟲類飼養(yǎng)在污染土壤中進(jìn)行有關(guān)研究。 土壤動(dòng)物在土壤生態(tài)系統(tǒng)中起著分解有機(jī)質(zhì)、改變土壤理化性質(zhì)、保持土壤持水性和通透性、熟化土壤、促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)等重要作用17。注意到蚯蚓等少數(shù)幾種土壤動(dòng)物對(duì)土壤熟化和修復(fù)起到的有利作用，尤其是蚯蚓，它是土壤中最常見的雜食性環(huán)節(jié)動(dòng)物。它在土壤中不斷鉆洞挖穴，不斷吞食含有機(jī)物質(zhì)的土壤。每年經(jīng)蚯蚓消化道排出的泥土每公頃約為812t，這些泥土是蚯蚓吞食的土壤經(jīng)蚯蚓體內(nèi)豐富的酶系統(tǒng)的作用后，而形成顆粒狀

5、的高度融合的有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥蚓糞。這些營養(yǎng)豐富的顆粒物以及蚯蚓本身運(yùn)動(dòng)對(duì)土壤的機(jī)械作用不僅改良了土壤的肥力同時(shí)提高了土壤的透氣性和吸附能力。研究表明，蚯蚓的鉆洞行為可使土壤的空氣含量從8%提高到30%，土壤孔隙率從30%,提高到60%。由于蚯蚓是生活在潮濕的土壤中，通過皮膚進(jìn)行呼吸。據(jù)報(bào)道在氧分壓低至2533Pa時(shí)仍可維持正常的呼吸，在缺氧條件下還能利用體內(nèi)糖原的嫌氣分解為生命活動(dòng)提供能源。一般蚯蚓在水下可生存8-10d，大紅蚯蚓甚至能在淹水的土壤中生存812個(gè)月18。  鑒于上述蚯蚓的優(yōu)點(diǎn)，我們是否可以考慮用土壤動(dòng)物（如蚯蚓、昆蟲和原生動(dòng)物等）的捕食來修復(fù)土壤石油污染。 （3）微生物

6、修復(fù)技術(shù) 微生物修復(fù)技術(shù)是利用天然存在或特別培養(yǎng)的微生物，在可調(diào)控的環(huán)境條件下將有毒污染物轉(zhuǎn)化為無毒污染物的處理技術(shù)。降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH 值、通氣及營養(yǎng)添加等) 來完成,也可接種經(jīng)特殊馴化與構(gòu)建的工程微生物提高降解速率。微生物修復(fù)技術(shù)是目前研究比較多而且相對(duì)比較成熟的一種技術(shù)。根據(jù)是否取土操作分為兩大類，即原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù)。原位生物修復(fù)是污染土壤不經(jīng)攪動(dòng)，在原位和易殘留部位進(jìn)行處理。原位生物修復(fù)包括投菌法、生物培養(yǎng)法、生物通氣法等。異位生物修復(fù)是將污染土壤挖出，在場外或運(yùn)至場外的專門場地進(jìn)行處理的方法，主要方法有：土壤耕作法、土壤堆

7、腐法、預(yù)制床法、生物反應(yīng)器法等19。 除以上所述方法外，還有其他一些生物方法用于石油污染土壤的研究： 酶法，添加一定的污染物于土壤中，待一固定時(shí)限后，分析酶活性變化，找出污染對(duì)土壤影響的界限20； 土壤呼吸法，土壤呼吸作用受土壤中物質(zhì)成分的影響較大，因此，可通過研究土壤呼吸來研究土壤污染狀況； 生物降解法，研究土壤中的某種有機(jī)物降解狀況也可以間接了解土壤污染狀況； = 4 * GB3  生物表面活性劑，投加表面活性劑可以增加石油烴類污染物質(zhì)的表觀溶解度, 促進(jìn)微生物對(duì)石油烴類物質(zhì)的獲取和降解,提

8、高生物可利用性,大幅度提高微生物的除油效果21； = 5 * GB3  混合菌，環(huán)境中石油烴的降解是混合菌共同利用的結(jié)果,通常不同的降解菌降解不同類型的烴分子,原油降解是由多種石油烴降解菌協(xié)同完成的22； = 6 * GB3  勻強(qiáng)電場和微生物聯(lián)合修復(fù)法，外加電場刺激了微生物脫氫酶的分泌，對(duì)石油污染土壤的生物修復(fù)具有積極的促進(jìn)作用23。 總之，土壤石油污染的生物修復(fù)技術(shù)無論是植物、動(dòng)物還是微生物修復(fù)技術(shù)等都具有很寬廣的發(fā)展前景，加強(qiáng)對(duì)生物降解烴類過程的研究，開發(fā)低成本、無污染

9、、高效率的生物修復(fù)技術(shù)，使其更加完善、高效、成熟。 3生物修復(fù)技術(shù)發(fā)展前景 隨著石油工業(yè)的發(fā)展，石油污染土壤的面積正不斷擴(kuò)大，因此如何使石油污染土壤在較短時(shí)間內(nèi)，經(jīng)處理達(dá)到重復(fù)利用的標(biāo)準(zhǔn)，是亟待解決的問題。目前,石油污染環(huán)境治理方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法三大類。近年來，生物修復(fù)技術(shù)在國內(nèi)外都得到了較快的發(fā)展。一批具有特殊生理生化功能的植物、微生物應(yīng)運(yùn)而生，基因修飾、改造、克隆與基因轉(zhuǎn)移等現(xiàn)代生物技術(shù)的滲透，推動(dòng)了生物修復(fù)技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用與發(fā)展24。石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)與其他方法相比具有明顯優(yōu)勢(shì)，比如：處理成本低，只為焚燒法的1/21/325。處理效果好，生化處理后，污染物殘留量可達(dá)

10、到很低水平。對(duì)環(huán)境的影響小，無二次污染，最終產(chǎn)物二氧化碳、水和脂肪酸對(duì)人體無害，可以就地處理，避免了集輸過程的二次污染，節(jié)省了處理費(fèi)等。1989年,對(duì)受石油污染的Alaska海灘進(jìn)行的生物修復(fù)就是很成功的例子26?；诖?石油污染的微生物治理技術(shù)作為一種有效的治污手段具有廣闊市場和發(fā)展前景。 4存在問題 近年來，世界各國紛紛制定了石油污染土壤的修復(fù)與治理計(jì)劃，并在短時(shí)間內(nèi)已經(jīng)取得很大進(jìn)展，但在理論上和技術(shù)上還有許多問題尚待解決：  如何根據(jù)污染地帶石油烴的組成，確定能在最短時(shí)間完成生物修復(fù)的微生物種群，尤其是篩選能迅速吞噬重質(zhì)原油的物種27；  污染土壤

11、迅速修復(fù)的環(huán)境條件是什么。篩選或馴化的降解菌一旦進(jìn)入污染土壤，由于生物和非生物的脅迫作用，引入的微生物難以適應(yīng)土壤環(huán)境，無法維持長期的降解活性，即便存活的降解菌在土壤中也難以達(dá)到良好的分散，限制了土壤整體降解能力與凈化功能的提高。如何從本質(zhì)上增強(qiáng)土壤中生物降解功能的多樣性和持久性、增強(qiáng)土壤凈化功能，是生物修復(fù)的關(guān)鍵所在。 石油烴生物降解機(jī)理及降解動(dòng)力學(xué)的研究；  營養(yǎng)供給對(duì)修復(fù)過程的影響以及營養(yǎng)成分對(duì)修復(fù)土壤種植過程的影響；  物質(zhì)遷移對(duì)修復(fù)結(jié)果和修復(fù)深度的影響;  = 6 * GB3 

12、; 如何提高瀝青質(zhì)、膠質(zhì)和芳烴的去除效果； = 7 * GB3  如何調(diào)控石油污染土壤的微生態(tài)環(huán)境非生物因子，增加石油污染土壤中降解微生物的數(shù)量和活性，成為提高石油污染土壤生物修復(fù)效率的關(guān)鍵問題28。研究這些方面的內(nèi)容,對(duì)提高石油污染土壤的修復(fù)效能和規(guī)?；哂兄匾淖饔?。 5結(jié)束語 綜上所述，我國治理土壤石油污染的技術(shù)有很多，主要包括物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)和微生物修復(fù)技術(shù)等，但都不同程度地存在著些難以克服的技術(shù)問題或處理成本高的問題。物理修復(fù)技術(shù)是充利用土壤和石油污染物的各自特性，不外加其他藥劑或生物來進(jìn)行處理，但存在著處理成本高，工作量大，只能處理小面積污染的土壤的局限性。化學(xué)修復(fù)