植物與微生物聯(lián)合修復土壤石油污染

植物與微生物聯(lián)合修復土壤石油污染吳明：植物-微生物聯(lián)合修復土壤石油污染植物-微生物聯(lián)合修復土壤石油污染目錄TOC\o"1-3"\h\u315061我國的石油污染概況: 錯誤!未定義書簽。238442土壤石油污染危害： 錯誤!未定義書簽。37563土壤石油污染歷來修復技術(shù)及進展： 錯誤!未定義書簽。52623.1微生物修復 336903.2植物修復 3116484植物與微生物聯(lián)合修復土壤石油污染： 3237294.1植物與微生物聯(lián)合修復土壤石油污染具體實驗引用： 4211104.1.1[實驗?zāi)康腯 4115324.1.2[方法] 4224734.1.3[實驗結(jié)果] 475594.1.4[實驗結(jié)論] 4230724.2植物與微生物聯(lián)合修復土壤石油污染結(jié)合實驗的理論分析： 471135植物-微生物聯(lián)合修復土壤石油污染技術(shù)展望： 719869參考文獻 7植物-微生物聯(lián)合修復土壤石油污染鄭州大學，河南鄭州10459)摘要石油污染土壤的生物修復技術(shù)具有成本低、簡便高效、對環(huán)境影響小等優(yōu)點,正逐步成為石油污染治理研究的熱點領(lǐng)域,具有廣闊的發(fā)展前景。介紹了我國的石油污染概況及生物修復技術(shù)在石油污染治理中的應(yīng)用,重點對石油污染土壤的微生物修復、植物修復、植物-微生物聯(lián)合修復技術(shù)的研究進展及各自的優(yōu)點、局限性進行了綜述,并提出了石油污染土壤生物修復技術(shù)研究的重點領(lǐng)域。利用苜蓿草與微生物修復ＰＡＨｓ和礦物油污染土壤的研究表明,在植物生長條件下,土壤微生物降解功能明顯增強。而一項以水稻為供試植物修復濕地土壤中礦物油和ＰＡＨｓ的研究表明,真菌和細菌接種量在不同污染水平上與礦物油和多環(huán)芳烴降解率存在最佳配比關(guān)系。Ｃａｒｍａｎ等利用柳樹修復威斯康星州一塊被2#柴油污染的土壤,主要是利用樹木根部的根際微生物促進石油烴的生物降解,24周后,40%～90%的柴油被降解。劉鵬等利用高效石油降解菌結(jié)合種植大豆、堿草等植物對石油污染土壤進行聯(lián)合修復,135ｄ后石油烴的降解率達63.65%～83.26%,同時發(fā)現(xiàn)根際土壤的石油烴含量明顯低于非根際土壤,研究表明,植物可以促進根際微生物的繁殖及對污染物的分解轉(zhuǎn)化,進而提高修復效率。菌根生物修復技術(shù)的發(fā)展為石油組分中難降解有機物的生物修復帶來了希望。很多經(jīng)過篩選的外生菌根真菌能夠轉(zhuǎn)化降解持久性有機污染物ＰＯＰｓ)如多氯聯(lián)苯、殺蟲劑、甲苯、ＰＡＨｓ等,植物與菌根真菌可以形成互利的共生體———菌根,而菌根的存在可以顯著提高植物的修復效率,Ｇｉｏｖａｎｎｉ等研究了菌根對挪威云杉修復石油污染地的效果及潛在效應(yīng),發(fā)現(xiàn)菌根真菌在云杉根部形成一個石油富集區(qū),從而加速了石油的降解[6]。Ｌｅｙｖａｌ等研究了韭蔥、玉米、黑麥草和三葉草接種菌根菌后對ＰＡＨｓ的降解,認為菌根真菌不僅能增加寄主植物對營養(yǎng)和水分的吸收,提高其抗逆性,而且能增加有機污染物的生物有效性,提高植物對污染物的吸收效率及礦化率[7]。我們曾對篩選出的4種外生菌根真菌進行了純培養(yǎng)條件下的柴油降解實驗,結(jié)果表明,這4種外生菌根真菌都具有很強的降解柴油的能力,同時,以有機氮作為氮源及提供少量葡萄糖作為啟動碳源可大大提高其生物量及礦物油降解率,結(jié)果為應(yīng)用菌根技術(shù)修復礦物油污染土壤及優(yōu)化降解條件提供了依據(jù)。研究表明,在高濃度(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、抗低溫能力明顯增強,第二個生長季后某些組合可使土壤油濃度降至正常水平。在非共生條件下,如大豆、萬壽菊、蓖麻、苜蓿接種外生菌根真菌也可使植物降解率明顯提高。田間實驗表明玉米、大豆與內(nèi)生或外生菌根真菌的聯(lián)合修復效果好于它們與專性降解菌的聯(lián)合修復效果,而外生菌根真菌與專性降解細菌的聯(lián)合修復效果則因植物而異。以上研究表明,通過選擇適當?shù)闹参锱c微生物協(xié)同作用,可實現(xiàn)污染土壤的快速修復。但要達到預(yù)期效果,需要對污染物-植物-微生物相互之間的作用關(guān)系有深入的了解,以便進行有效調(diào)控。植物-微生物聯(lián)合修復同樣受土壤溫度、濕度、養(yǎng)分狀況等環(huán)境條件的影響(見表1),成本相對較高,目前許多研究仍處在實驗階段?？梢韵嘈?微生物與植物修復技術(shù)的綜合用,將是今后污染土壤治理的一個頗有潛力的發(fā)展方向。表1微生物修復、植物修復及植物-微生物聯(lián)合修復技術(shù)的比較類型優(yōu)點局限性微生物修復原位或異位修復,成本低、處理形式多樣、可同時處理地下水土著菌修復效率低,接種外來菌會受到土著菌的競爭而難以保持較高活性;微生物活性受溫度、氧氣、水分和ｐＨ等環(huán)境條件的影響;基因工程菌存在環(huán)境安全問題植物修復原位修復,成本低、操作簡單、能同時凈化空氣和水體、改善環(huán)境,特別適合于修復大面積、低濃度污染土壤治理周期長,效率較低;某些植物對土壤肥力、氣候、水分、鹽度、酸堿度排水與灌溉系統(tǒng)等自然條件和人工條件有一定要求,病蟲害會影響其修復能力植物-微生物聯(lián)合修復原位修復,效率高,特別適合難降解有機物的生物修復。菌根化植物具有較強的抗逆性成本相對較高,技術(shù)含量高,影響植物、微生物的因素均能影響修復效果5植物-微生物聯(lián)合修復土壤石油污染技術(shù)展望：生物修復技術(shù)一般適于治理中、低濃度土壤石油污染,對于高濃度石油污染則需要與物理、化學處理方法聯(lián)合使用,作為土壤修復的最后一個步驟,以減少成本和其他修復技術(shù)對環(huán)境的影響。目前,我國在該領(lǐng)域的研究主要集中于微生物修復,而植物修復和植物-微生物聯(lián)合修復方面的研究還很少,別對植物-微生物聯(lián)合修復體系的協(xié)同修復機理及控制因素等還需進一步深入研究。在基礎(chǔ)研究方面,除了篩選優(yōu)良的修復植物或微生物品種外,如何通過遺傳學、分子生物學手段進一步提高生物的降解性能和環(huán)境適應(yīng)性,是目前面臨的重要課題之一。生物修復技術(shù)雖取得了一定成功,但目前仍存在很多問題,制約著生物修復的效果,要使生物修復技術(shù)發(fā)展成為一項成熟的實用修復技術(shù),至少還應(yīng)在以下方面進行深入研究:(1)環(huán)境因子的選擇和調(diào)控,這是獲得高效處理效果的保證;(2)污染物降解過程監(jiān)測及生物修復運行周期的確定;(3)優(yōu)良生物品種的選育及其活性的保持;(4)污染物及其代謝產(chǎn)物的生物毒性監(jiān)測與評價;(5)應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性;(6)建立生物修復技術(shù)的統(tǒng)一評價程序和標準;(7)根據(jù)污染土壤的具體狀況制定有針對性的治理方案,將生物修復技術(shù)與物理、化學處理方法有機組合,構(gòu)建高效的修復技術(shù)體系,以達到科學性、合理性和可行性的統(tǒng)一。參考文獻[1]陳鶴建.原油在土壤中的滲透及降解規(guī)律[Ｊ].氣田環(huán)境保護,2000,10(4):14-15.[2]陳立1,2,張發(fā)旺1＊,張勝1,張娟娟3,張琳1,陳江1石油污染土壤的微生物生態(tài)原位修復研研[A].土壤修復，0517-6611(2010)26-14573-03.[3]鐘毅,李廣賀,張旭,等.污染土壤石油生物降解與調(diào)控效應(yīng)研究.地學前緣,2006,13(1):128～133[4]張旭,李廣賀,黃巍.石油烴污染土層生物修復模擬實驗研究.清華大學學報(自然科學版),2000,40(11):106～108[5]魏德洲,秦煜民.表面活性劑對石油污染物生物降解的影響.東北大學學報(自然科學版),1998,19(2):125～127[6]ＨｉｃｋｓＢ.Ｎ.,ＣａｐｌａｎＪ.Ａ.Ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ:Ａｎａｔｕｒａｌｓｏ-ｌｕｔｉｏｎ.ＰｏｌｌｕｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ,