植物與微生物聯(lián)合修復(fù)土壤石油污染

植物與微生物聯(lián)合修復(fù)土壤石油污染吳明：植物-微生物聯(lián)合修復(fù)土壤石油污染植物-微生物聯(lián)合修復(fù)土壤石油污染目錄TOC\o"1-3"\h\u315061我國的石油污染概況: 錯(cuò)誤!未定義書簽。238442土壤石油污染危害： 錯(cuò)誤!未定義書簽。37563土壤石油污染歷來修復(fù)技術(shù)及進(jìn)展： 錯(cuò)誤!未定義書簽。52623.1微生物修復(fù) 336903.2植物修復(fù) 3116484植物與微生物聯(lián)合修復(fù)土壤石油污染： 3237294.1植物與微生物聯(lián)合修復(fù)土壤石油污染具體實(shí)驗(yàn)引用： 4211104.1.1[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯 4115324.1.2[方法] 4224734.1.3[實(shí)驗(yàn)結(jié)果] 475594.1.4[實(shí)驗(yàn)結(jié)論] 4230724.2植物與微生物聯(lián)合修復(fù)土壤石油污染結(jié)合實(shí)驗(yàn)的理論分析： 471135植物-微生物聯(lián)合修復(fù)土壤石油污染技術(shù)展望： 719869參考文獻(xiàn) 7植物-微生物聯(lián)合修復(fù)土壤石油污染鄭州大學(xué)，河南鄭州10459)摘要石油污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)具有成本低、簡便高效、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn),正逐步成為石油污染治理研究的熱點(diǎn)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(fù)技術(shù)在石油污染治理中的應(yīng)用,重點(diǎn)對(duì)石油污染土壤的微生物修復(fù)、植物修復(fù)、植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的研究進(jìn)展及各自的優(yōu)點(diǎn)、局限性進(jìn)行了綜述,并提出了石油污染土壤生物修復(fù)技術(shù)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。利用苜蓿草與微生物修復(fù)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(qiáng)。而一項(xiàng)以水稻為供試植物修復(fù)濕地土壤中礦物油和ＰＡＨｓ的研究表明,真菌和細(xì)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(fù)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(jìn)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(duì)石油污染土壤進(jìn)行聯(lián)合修復(fù),135ｄ后石油烴的降解率達(dá)63.65%～83.26%,同時(shí)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(jìn)根際微生物的繁殖及對(duì)污染物的分解轉(zhuǎn)化,進(jìn)而提高修復(fù)效率。菌根生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展為石油組分中難降解有機(jī)物的生物修復(fù)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(jī)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(fù)效率,Ｇｉｏｖａｎｎｉ等研究了菌根對(duì)挪威云杉修復(fù)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(gè)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(duì)ＰＡＨｓ的降解,認(rèn)為菌根真菌不僅能增加寄主植物對(duì)營養(yǎng)和水分的吸收,提高其抗逆性,而且能增加有機(jī)污染物的生物有效性,提高植物對(duì)污染物的吸收效率及礦化率[7]。我們?cè)鴮?duì)篩選出的4種外生菌根真菌進(jìn)行了純培養(yǎng)條件下的柴油降解實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,這4種外生菌根真菌都具有很強(qiáng)的降解柴油的能力,同時(shí),以有機(jī)氮作為氮源及提供少量葡萄糖作為啟動(dòng)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(fù)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(qiáng),第二個(gè)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(shí)驗(yàn)表明玉米、大豆與內(nèi)生或外生菌根真菌的聯(lián)合修復(fù)效果好于它們與專性降解菌的聯(lián)合修復(fù)效果,而外生菌根真菌與專性降解細(xì)菌的聯(lián)合修復(fù)效果則因植物而異。以上研究表明,通過選擇適當(dāng)?shù)闹参锱c微生物協(xié)同作用,可實(shí)現(xiàn)污染土壤的快速修復(fù)。但要達(dá)到預(yù)期效果,需要對(duì)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(jìn)行有效調(diào)控。植物-微生物聯(lián)合修復(fù)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(duì)較高,目前許多研究仍處在實(shí)驗(yàn)階段?？梢韵嘈?微生物與植物修復(fù)技術(shù)的綜合用,將是今后污染土壤治理的一個(gè)頗有潛力的發(fā)展方向。表1微生物修復(fù)、植物修復(fù)及植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的比較類型優(yōu)點(diǎn)局限性微生物修復(fù)原位或異位修復(fù),成本低、處理形式多樣、可同時(shí)處理地下水土著菌修復(fù)效率低,接種外來菌會(huì)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(fù)原位修復(fù),成本低、操作簡單、能同時(shí)凈化空氣和水體、改善環(huán)境,特別適合于修復(fù)大面積、低濃度污染土壤治理周期長,效率較低;某些植物對(duì)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(huì)影響其修復(fù)能力植物-微生物聯(lián)合修復(fù)原位修復(fù),效率高,特別適合難降解有機(jī)物的生物修復(fù)。菌根化植物具有較強(qiáng)的抗逆性成本相對(duì)較高,技術(shù)含量高,影響植物、微生物的因素均能影響修復(fù)效果5植物-微生物聯(lián)合修復(fù)土壤石油污染技術(shù)展望：生物修復(fù)技術(shù)一般適于治理中、低濃度土壤石油污染,對(duì)于高濃度石油污染則需要與物理、化學(xué)處理方法聯(lián)合使用,作為土壤修復(fù)的最后一個(gè)步驟,以減少成本和其他修復(fù)技術(shù)對(duì)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(fù),而植物修復(fù)和植物-微生物聯(lián)合修復(fù)方面的研究還很少,別對(duì)植物-微生物聯(lián)合修復(fù)體系的協(xié)同修復(fù)機(jī)理及控制因素等還需進(jìn)一步深入研究。在基礎(chǔ)研究方面,除了篩選優(yōu)良的修復(fù)植物或微生物品種外,如何通過遺傳學(xué)、分子生物學(xué)手段進(jìn)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(fù)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(fù)的效果,要使生物修復(fù)技術(shù)發(fā)展成為一項(xiàng)成熟的實(shí)用修復(fù)技術(shù),至少還應(yīng)在以下方面進(jìn)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(fù)運(yùn)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(píng)價(jià);(5)應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性;(6)建立生物修復(fù)技術(shù)的統(tǒng)一評(píng)價(jià)程序和標(biāo)準(zhǔn);(7)根據(jù)污染土壤的具體狀況制定有針對(duì)性的治理方案,將生物修復(fù)技術(shù)與物理、化學(xué)處理方法有機(jī)組合,構(gòu)建高效的修復(fù)技術(shù)體系,以達(dá)到科學(xué)性、合理性和可行性的統(tǒng)一。參考文獻(xiàn)[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(hù),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(fù)研研[A].土壤修復(fù)，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(xué)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(fù)模擬實(shí)驗(yàn)研究.清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2000,40(11):106～108[5]魏德洲,秦煜民.表面活性劑對(duì)石油污染物生物降解的影響.東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1998,19(2):125～127[6]ＨｉｃｋｓＢ.Ｎ.,ＣａｐｌａｎＪ.Ａ.Ｂｉｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ:Ａｎａｔｕｒａｌｓｏ-ｌｕｔｉｏｎ.ＰｏｌｌｕｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ,