石油污染土壤的植物-微生物聯(lián)合修復(fù)

1、石油污染土壤的植物石油污染土壤的植物微生物聯(lián)合修復(fù)微生物聯(lián)合修復(fù)摘要:由于土壤石油污染的日益嚴(yán)重其治理技術(shù)受到了世界各國的普遍關(guān)注而生物修復(fù)技術(shù)具有無二次污染、高效、費(fèi)用較低等特點(diǎn)是最具應(yīng)用前景的土壤修復(fù)技術(shù)之一。本文著重介紹植物微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展并對該領(lǐng)域今后的研究重點(diǎn)進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:石油污染土壤生物修復(fù)植物微生物聯(lián)合修復(fù)近年來隨著石油的勘探開發(fā)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展我國石油污染問題日益凸顯土壤污染日趨嚴(yán)重。在石油的大

2、規(guī)模開采、冶煉、運(yùn)輸、使用和處理過程中不可避免地造成石油廢棄物對土壤的污染這些污染物從各個(gè)層面上威脅著生態(tài)環(huán)境、食品安全和人類健康:引起土壤理化性質(zhì)的變化導(dǎo)致土壤微生物群落、微生物區(qū)系的變化進(jìn)而破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)影響植物生長發(fā)育導(dǎo)致糧食減產(chǎn)長期食用生長于農(nóng)業(yè)土地上的植物及其產(chǎn)品還會(huì)影響人類的健康土壤吸附的石油會(huì)隨著雨水、灌溉用水慢慢下滲到地下含水層中從而污染地下水進(jìn)而構(gòu)成對人類生存的不良脅迫。因此石油污染土壤的治理勢在必行。1石油污染土壤

3、的修復(fù)技術(shù)石油污染土壤的修復(fù)技術(shù)石油污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要有物理法、化學(xué)法和生物法3種方法物理法和化學(xué)法雖可以產(chǎn)生一定實(shí)效但因存在消極處置、費(fèi)用昂貴或者二次污染嚴(yán)重等明顯缺陷現(xiàn)在一般僅作為生物治理方法的輔助手段[1]而生物法修復(fù)以其處理費(fèi)用低、效果好又可避免二次污染等優(yōu)勢逐漸被人們所重視。2石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)生物修復(fù)(biemediation)是利用生物對環(huán)境污染物的吸收、代謝、降解等功能在環(huán)境中對污染

4、物的降解起催化的作用即加速去除環(huán)境污染物的過程可以消除或減弱環(huán)境污染物的毒性可以減少污染物對人類的健康和生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)[2]。根據(jù)修復(fù)使用對象不同生物修復(fù)主要分為植物修復(fù)、微生物修復(fù)和植物微生物聯(lián)合修復(fù)3種類型。2.1植物修復(fù)植物修復(fù)是利用植物與環(huán)境之間的相互作用對環(huán)境污染物質(zhì)進(jìn)行吸附、吸收、轉(zhuǎn)移、降解、固定、揮發(fā)等最終使土壤環(huán)境得到恢復(fù)。植物修復(fù)的方式[3]:(1)植物提取植物吸收積累污染物待收獲后進(jìn)行處理主要包括熱處理、微生物處理和

5、化學(xué)處理(2)植物降解植物及其相關(guān)微生物區(qū)系將污染物轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)(3)植物穩(wěn)定化植物在與土壤的共同作用下將污染物固定以減少其對生物與環(huán)境的危害。2.2微生物修復(fù)微生物修復(fù)技術(shù)是利用土壤中的土著菌或向污染土壤中接種選育的高效降解菌在優(yōu)化的環(huán)境條件下加速石油污染物的降解。微生物修復(fù)是研究最多、應(yīng)用也最為廣泛的一種生物修復(fù)方法由此產(chǎn)生一系列生物修復(fù)技術(shù)如土耕法、生物通氣法、預(yù)制床法、堆肥法、生物反應(yīng)器等。2.3植物微生物聯(lián)合修復(fù)植物微生物修

6、復(fù)實(shí)際上是利用由土壤、植物、微生物組成的復(fù)合體系來共同降解污染物的[4]。該系統(tǒng)在植物修復(fù)的同時(shí)還通過光合作用以及植物脫落物(其中含有糖、醇、蛋白質(zhì)和有機(jī)酸等)為微生物提供氧氣和養(yǎng)料促進(jìn)染土壤實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示此方法對強(qiáng)化土壤中污染物的降解是很有效地[9]李春榮等研究發(fā)現(xiàn)節(jié)細(xì)菌(Dx?9)的施加顯著加快了玉米、向日葵修復(fù)的速度石油降解率提高了71?3%和64?6%[10]。趙愛芬等在石油污染的水稻田中分離出的微生物Bacillussp.僅在有

7、水稻根分泌物的情況下才能在石油的殘留物中生長[11]表明水稻根分泌物促進(jìn)了特定微生物消除石油殘留物研究表明在用苜蓿草修復(fù)礦物油污染土壤時(shí)投加特性降解真菌可不同程度的提高土壤PAHs的降解率但真菌與細(xì)菌的降解提高對象不同Jennifer等從植物影響微生物角度出發(fā)不同組合下生物量的不同導(dǎo)致了降解率的不同劉繼朝等對微生物與四種植物組合進(jìn)行了研究發(fā)現(xiàn)降解順序有差別[12]與程國玲研究結(jié)果一樣:不同的微生物植物組合的降解效率不同[13]?？梢娭参?/p>

8、與微生物的協(xié)同作用可以加速石油污染物的降解同時(shí)由于個(gè)體差異會(huì)導(dǎo)致降解效果的不同。所以在植物微生物聯(lián)合修復(fù)體系中為了達(dá)到高效降解污染的目的需要選擇合適的植物培養(yǎng)高效菌種以及對污染物微生物植物之間的相互關(guān)系進(jìn)行深入研究篩選出合適的降解組合。在植物微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)研究的過程中結(jié)合影響降解因素開發(fā)出一套新的修復(fù)方法多技術(shù)植物修復(fù)系統(tǒng)(MPPS)。這種系統(tǒng)是利用微生物植物機(jī)械聯(lián)合修復(fù)去除煉油廠含油淤泥中總石油烴含量從5%降到5%去除率達(dá)90%比

9、單獨(dú)植物修復(fù)高出35個(gè)百分點(diǎn)。這種多技術(shù)包括土地耕作加入植物生長菌和特性降解菌種植耐污染植物的聯(lián)合。植物生長菌具有固氮合成鐵載體溶解土壤中的鐵并提供給物細(xì)胞合成植物激素(生長素)自制酶調(diào)節(jié)植物生長和發(fā)育等作用植物生長菌的加入可以解決植物在石油烴污染土壤中生物量小、降解率不高等局限。這種修復(fù)系統(tǒng)不僅能有效去除低分子量飽和烴而且對于大分子量高疏水性石油烴化合物也有較高的去除效果。4展望展望目前我國石油污染土壤的生物修復(fù)研究仍處在實(shí)驗(yàn)室階段而

10、植物微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)由于其適用范圍廣的特點(diǎn)將會(huì)使生物修復(fù)投入實(shí)際應(yīng)用變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。但此技術(shù)的研究尚處于起步階段需要在實(shí)踐中不斷完善和改進(jìn)以期獲得更好的處理效果具有更大的實(shí)用價(jià)值。(1)植物微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)可以成為一種很有發(fā)展前途的新型生物修復(fù)技術(shù)但由于降解微生物的群落組成和變化動(dòng)態(tài)的了解甚少為降解機(jī)理的闡明帶來了困難所以其理論體系、修復(fù)機(jī)制和修復(fù)技術(shù)需進(jìn)一步完善(2)在基礎(chǔ)研究方面除了篩選耐受性高的植物和高效微生物以外如何通過遺傳學(xué)、分

11、子生物學(xué)、基因工程等手段進(jìn)一步提高生物的活性和環(huán)境適應(yīng)性也是今后研究的重點(diǎn)(3)由于植物微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是兩種單一生物修復(fù)技術(shù)的結(jié)合所以影響因素的復(fù)雜性要求還需對因素實(shí)現(xiàn)可行性操控以及優(yōu)化。參考文獻(xiàn):[1]齊永強(qiáng)王紅旗劉敬奇.土壤中石油污染物微生物降解及其降解去向[J].中國工程科學(xué)20035(8)[2]李法云曲向榮吳龍華.污染土壤生物修復(fù)理論基礎(chǔ)與技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社2006.[3]張從夏立江.污染土壤生物修復(fù)技術(shù)[M]