植物与微生物联合修复土壤石油污染汇总
植物-微生物联合修复土壤石油污染
目录
1 我国的石油污染概况: ................................................................................ 错误！未定义书签。
2 土壤石油污染危害：................................................................................. 错误！未定义书签。
3 土壤石油污染历来修复技术及进展：..................................................... 错误！未定义书签。
3.1微生物修复 (3)
3.2植物修复 (3)
4 植物与微生物联合修复土壤石油污染： (3)
4.1 植物与微生物联合修复土壤石油污染具体实验引用： (4)
4.1.1 [实验目的] (4)
4.1.2 [方法] (4)
4.1.3 [实验结果] (4)
4.1.4 [实验结论] (4)
4.2 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： (4)
5植物-微生物联合修复土壤石油污染技术展望： (7)
参考文献 (7)
植物-微生物联合修复土壤石油污染
(1．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。
关键词石油污染土壤微生物修复植物修复
1 我国的石油污染概况:
我国作为石油生产、消费大国,由于生产条件、环保技术等方面相对落后,石油污染问题相当突出。据统计,我国有机污染土壤面积约为0.2亿ｈｍ2,其中石油污染占相当比例。我国自1978年原油年产量突破1亿ｔ大关而成为世界十大产油国之一以来,目前勘探开发的油气田和油气藏已有400多个,年产石油污染土壤近10万ｔ,累计堆放量近50万ｔ。以油田为例,每口油井污染的土地面积为200～500ｍ2,全国共有油井20万口,由此造成的土壤污染可达8000万ｍ2,这一数值每年还在增长中。据统计,我国每年有60万ｔ石油经跑、冒、滴、漏途径进入环境,对土壤、地下水、地表水造成污染。此外,污灌也是造成土壤石油污染的原因之一,如沈抚灌区污灌面积达0.87万ｈｍ2,全国类似农田有10万ｈｍ2,致使农作物中污染物严重超标,农产品质量低下,同时也造成了严重的地下水污染。随着石油开采和使用量的增加,大量的石油及其产品进入环境,不可避免地对环境造成了污染,给生物和人类带来了严重危害。
2 土壤石油污染危害：
1）80%以上的落地原油被截留在50ｃｍ以上的表层土壤中,逐渐积累导致土壤结构破坏,影响土壤通透性并对农作物的生长和发育造成很大的负面影响。
2)同时,石油类污染物还可以通过根系吸收后残留在植物体内,通过食物链影响人体健康。
20世纪80年代以来,土壤的石油烃类污染成为世界各国普遍关注的环境问题。
3 土壤石油污染历来修复技术及进展：
有蒸汽法、抽气法、有机溶剂法、水力冲洗法、氧化法、热处理法、微生物法、植物法等修复技术。其中,天然微生物的生物降解作用已成为消除环境中石油烃类污染的主要机制。
3.1 微生物修复
微生物修复是研究最多、应用也最为广泛的一种生物修复方法。由此产生一
系列生物修复技术如土耕法、生物通气法、预制床法、堆肥法、生物反应器等。微生物修复技术是利用土壤中的土著菌或向污染土壤中接种选育的高效降解菌,在优化的环境条件下,加速石油污染物的降解。
国内外许多研究者对石油污染土壤的微生物降解原理、影响因素、降解菌筛选等方面进行了大量研究。例如林力等分离出159株烃降解细菌和真菌,其中17株可以不同程度地分别利用烷烃和芳烃(酚、萘、甲苯和二甲苯)作为唯一碳源生长。美国ＤＧＩ公司的一项专利技术就是利用混合菌群来促进石油烃类的生物降解。到目前为止,已知能降解石油中各种烃类的微生物共约100余属、200多种,它们分属于细菌、放线菌、霉菌、酵母以至藻类。降解烃类的微生物在土壤和水环境中普遍存在,但在一般情况下,降解烃类的微生物只占微生物群落总数的不到1%,而当有石油污染存在时,降解菌的比例可增加到10%[10]。修复的效果主要取决于微生物在不同污染生态系统中的存活与性能,其生长限制因子包括与其他微生物的竞争、土壤环境条件等。
3.2 植物修复
植物对有机污染土壤的生物修复作用主要表现在植物对有机污染物的直接吸收、植物释放的各分泌物或酶类促进有机污染物生物降解及强化根际微生物的矿化作用等方面。此外,植被也可以有效改善土壤条件、增强土壤透气性,从而提高降解效率。如Ｍａｒｔｉｎｅｚｚ等用Ｃｙｐｅｒｕｓｌａｘｕｓ处理石油污染土壤已进入中试阶段,他们认为在一定浓度范围内植物修复能取得很好效果,但如果浓度过高,就必须进行预处理。Ｄｏｗｔｙ等筛选出2种植物(Ｐ.ｈｅ- ｍｉｔｏｍｏｎ和Ｓ.ｌａｎｃｉｆｏｌｉａ)用来处理湿地石油泄漏污染,发现前者短期处理效果好,而后者长期效果更好。利用植物修复土壤中的烷烃和单环芳香化合物ＢＴＥＸ(苯、甲苯、乙苯及二甲苯的异构体)比较成功的是杨树、柳树和紫花苜蓿等[25～27]。杨柳科的植物,尤其是杨树属,可大量去除土壤有机污染物。基因改良的紫花苜蓿可耐受高浓度的原油污染。Ｒｅｉｌｌｅｙ等[31]研究了酥油草、苜蓿、苏丹草和三叶草对石油污染土壤中ＰＡＨｓ的降解,发现在种植植物时蒽和芘的降解率有显著提高,他们认为一方面是由于根际效应增加了根际微生物的数量,另一方面是因为根系分泌的有机物为微生物提供了共代谢底物。对于污染的农田土壤,可选择种植一些对石油烃耐受性强又具有一定经济价值的绿化苗木、花卉及经济作物如蓖麻等,以提高治理过程的经济效益。
4 植物与微生物联合修复土壤石油污染：
随着研究的不断深入,石油污染土壤的治理方法已由最初的细菌修复拓展到真菌修复、植物修复及微生物-植物联合修复。
微生物能够利用石油烃作为生长所需的碳源和能源,并在酶的催化下将其水解成甘油、脂肪酸,最后降解为Ｈ2Ｏ、ＣＯ2等代谢产物,可用下式表示:石油产
品+微生物+Ｏ2+营养元素※ＣＯ2+Ｈ2Ｏ+副产品+微生物细胞生物量。降解过程可以由改变土壤理化条件(包括土壤ｐＨ、温度、湿度、通气状况及添加营养)来完成,同时也可通过接种特殊菌株和工程微生物来提高土壤污染物的降解率。但纯微生物方法修复缓慢,需要时间较长,往往与植物方法联合修复,辅以物理、化学方法,以微观效应改变宏观环境,即为微生物生态修复技术。该技术具有操作简单、费用低廉、场地适应性强、无二次污染等特点,有广阔的应用前景。
4.1 植物与微生物联合修复土壤石油污染具体实验引用：
4.1.1 [实验目的]
研究微生物生态技术对中原油田石油污染土壤的修复效果。
4.1.2 [方法]
在前期室内外模拟修复试验的基础上,选择中原油田某油井场旁石油污染场地,设置5种修复条件,开展微生物生态技术修复石油污染土壤研究。
4.1.3 [实验结果]
经过99ｄ修复后,黑麦草(苜蓿)微生物联合技术、纯微生物技术和黑麦草(苜蓿)技术对石油污染土壤具有明显的修复作用,其中的石油烃降解率均在40.00%以上,以黑麦草微生物联合技术修复效果最佳,石油烃降解率达67.38%;修复过程中易溶盐、ＮＯ3-、Ｃｌ-等易溶营养物质只有极小部分随水而进入下部土层(50ｃｍ);由于苜蓿草的根部可能具有固氮作用,使加入的大量化肥进入了土层下部,导致3和5号修复区50ｃｍ土壤层ＮＨ4+明显增大。影响修复效果的因素包括温度、水、氧气、营养元素、微地质环境等。
4.1.4 [实验结论]
原位微生物生态修复技术在野外原位石油污染土壤修复效果是显著的,具有处理方法简单、费用低、修复效果好、对环境影响小、无二次污染、可原位治理等优点。
4.2 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：
植物与特殊的菌根真菌或根际菌群协同作用,增加对污染物的吸收和降解是一个很有价值的研究方向。目前这方面研究较少。植物-微生物联合修复系统见图1。
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(10 000ｍｇ/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
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植物修复案例
拿什么拯救重金属污染土壤？ “土壤中毒”不是耸人听闻，而是正在发生的事实。 在广西、云南、湖南等一些受到重金属污染区的土地上，原本正常生长的农作物会被超标的重金属毒死，人们难觅蔬菜和粮食的踪影。随着经济社会的发展，中国的土壤重金属污染日益严重。环保部此前估算的数据显示，全国每年因重金属污染的粮食高达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。国土资源部也称，目前全国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染。 中国科学院地理科学与资源研究所陈同斌研究员告诉记者，因矿产资源采掘不当而使废弃采矿地大量裸露，并通过水流等途径污染农田，造成土壤中的重金属含量严重超标，直接影响到农作物的产量和品质，威胁人类健康。 他说，土壤污染问题的“弱势”,跟其隐蔽性和滞后性有关。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观。比较典型的重金属污染物有砷、镉、汞、铬、铅、镍、锌、铜等，尤其是砷中毒的事件，我国每年都有报道。 但土壤的安全，又涉及人们的米袋子、菜篮子，事关人们的生命健康。因此，污染土壤的修复迫在眉睫。 ——谁来拯救—— 土壤重金属污染是全球面临的一个亟待解决的环境问题，传统污染土壤的修复方法不能从根本上解决问题。陈同斌研究员说，像淋洗法修复土壤，用化学溶剂对受污染土壤进行清洗，把重金属洗去，
这是比较彻底的解决办法，但是淋洗法除了耗费巨大和工程量大之外，还存在二次污染的问题。相对来说，借助植物特殊功能修复污染土壤的植物技术以其安全、廉价的特点正成为全世界研究和开发的热点。 陈同斌主持的“重金属污染土壤的植物修复技术”课题小组，在国际上率先开发出砷污染土壤的植物修复技术，并建立了第一个植物修复示范工程。他们的研究证实，蕨类植物蜈蚣草对砷具有很强的超富集功能，其叶片含砷量高达千分之八，大大超过植物体内的氮磷养分含量。 “植物修复可以细分成植物富集、植物稳定、植物阻隔等很多类型。但是目前植物修复的重点方向主要集中在以去除重金属为目的的植物萃取技术。植物修复萃取技术首先需要筛选和培育特种植物，特别是对重金属具有超常规吸收和富集能力的植物——俗称‘超富集植物’，种植在污染的土壤上，让植物把土壤中的污染物吸收起来，再将植物中的重金属元素加以回收利用。”陈同斌说，“大部分植物吸收的重金属都集中在根部，而超富集植物地上部分的吸收量要高于根系的吸收量。能成为超富集植物，一是植物在有毒重金属污染胁迫下生物量不能减少；二是植物吸收的重金属含量应该高于土壤中的含量。这样的超富集植物才具有实用价值，可以推广应用。” ■专家释疑 陈同斌：中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心主任，首席研究员、博士生导师、国家杰出青年基金获得者，是我国植
石油污染土壤的微生物修复原理
石油污染土壤的微生物修复 一、降解石油烃类化合物的微生物种类 自然界中能够降解石油烃类污染物的微生物种类有数百种，70多属，主要是细菌、真菌和藻类三大类型的生物。 表1 石油烃降解微生物种属 细菌真菌藻类 无色杆菌属枝顶孢属双眉藻属 不动杆菌属曲霉属鱼腥藻属 芽孢杆菌属金色担子菌数小球藻属 色杆菌属假丝酵母属衣藻属 诺卡氏菌属镰刀霉属念珠藻属 放线菌属青霉菌属紫球藻属 ……… 按照分子生物学和遗传学分类，可将降解石油污染物的微生物分为土著微生物和基因工程菌两大类。 二、产生表面活性剂的微生物 生物表面活性剂是微生物在一定培养条件下产生的一类集亲水基和疏水基于一体、具有表面活性的代谢产物。 分类典型产物 中性脂类甘油单脂、聚多元醇、其他蜡脂 磷脂/脂肪酸磷脂酰乙醇胺 糖脂糖酯、糖醇酯、糖苷 含氨基酸脂类脂氨基酸、脂多肽、脂蛋白 聚合型脂多糖、脂-糖-蛋白复合物 特殊型全胞、膜载体、Fimbriae 生物表面活性剂优点：1较低的表面张力和界面张力；2无毒或低毒，对环境友好；3可生物降解；4极端环境（温度、pH、盐浓度）下具有很好的专一性和选择性；5不致敏、可消化、可作为化妆品和食品的添加剂；6结构多样，可用于特殊领域 三、微生物降解石油的机制
1.微生物吸收疏水性有机物的机理 图1 微生物吸收疏水性有机污染物的4种摄取途径微生物吸收疏水性有机物的模式有4种：1微生物吸收其附近溶解于水相中的烃类；2细胞直接与石油烃接触。这种作用可以通过改变菌毛或细胞表面的疏水性部分的改造进行调控，提高对有机物的吸附；3通过细胞直接与分散在水相中的石油烃的微米或亚微米液滴接触来吸收；4强化吸收模式，即由于细胞产生的表面活性剂或乳化剂使烃的水溶性增强，微生物表面的疏水性更强，使细胞与烃接触。 丝状真菌主要通过菌丝的吸收作用摄取石油烃。 2.微生物细胞膜转运烃机理 微生物对有机化合物的降解作用是由细胞酶引起，整个过程可分为3个步骤。首先化合物在微生物细胞膜表面吸附（动态平衡过程）；其次吸附在细胞膜表面的化合物进入细胞内；最后化合物进入细胞膜内与降解酶结合发生酶促反应（快速过程）。 参与第1个步骤还有表面活性剂。 石油进入细胞方式：非特异性接触，被动运输方式。 3.微生物降解石油的机制 石油类物质+微生物+O 2+营养物质→CO 2 +H 2 O+副产物+微生物细胞生物量 微生物利用石油烃类作为碳源和能源，经过一系列氧化、还原、分解、合成等生化作用，将石油污染物最终矿化为无害的无机物的过程。 途径：烷烃→醇→醛→脂肪酸→β氧化乙酸盐→CO 2+H 2 O+生物量 四、典型石油烃的降解途径
绿化植物修复大气铅污染能力的比较
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 绿化植物修复大气铅污染能力的比较 摘要：大气污染是人类所面临的环境危机之一，依据绿化植物对大气污染的修复能力来选择城市绿化植物是减轻大气污染的重要途径和方法。植物叶片内大气污染物含量既可反映出大气污染的水平，以可反映出绿化植物对大气污染的修复吸滞能力。研究结果表明：城市绿化树种对大气污染具有很强的吸收修复能力，并依树种的不同具有明显差异。修复大气铅污染能力强的树种有：桑树、黄金树、榆树、旱柳 。 关键词：绿化树种；大气铅污染；植物修复能力 Comparison of ability of plant remediation for air Pb pollution PAN Wen-xue 1, WANG You-gui 2 Abstract:Air pollution is one of environmental crisis in the face of human beings To seclect urban planting tree species according to ability of plant remediation for air pollution is a very important approach and means to redu ce air pollrtion .Content of air pollutants of leaves of planting trees can show degree of air pollution ，ability of remediation ，and absorbability of plantig trees for air pollutants .The studying results shows planting trees bave a high ability of restoration and absorbability，which varies with plant species.The plants that have high restoration abiliy for sulfur include Morus alba，Catalpa speciosa，Ulmus pumila，Salix matsudana. Key words：planting tree ；air Pb pollution；plant remediation ability 0 引言 在区域经济的工业发展区，由于金属治炼、汽车尾气排放、板材业生产用胶的废气排放等对大气环境的污染愈来愈来重，人们长期生活在铅污染的环境中，对人们的身体健康造成了严重的危害，干扰了人们的正常生存环境。据调查资料显示，现代人体内的平均含铅量已大大超过1000年前古人的500多倍以上。有效地防止铅污染，是当今科学家解决城市大气污染所面临的日益严重和亟待解决的环境污染之一，而且已成为人类社会可持续发发展的主要障碍，受到各国普遍关注和重视。利用绿化植物修复技术来治理大气污染是近年来国际上正在加强探索、研究和迅速发展的前沿性新课题。 大气污染的绿化植物修复是利用植物地大气污染物的吸附、吸收、转化、同化和降解等功能，形成和发展经济、高效、持续和安全的大气污染绿色修复理论和技术，实现了污染大气环境的生物修复[1]。植物对污染物吸收净化能力愈大，则对污染的修复能力考核成绩也就越强。借助于叶片的化学分析测得的叶片内大气污染物含量，既可反映出大气污染的水平又能反映出植物对大气污染的吸收净化量，即反映植物对污染的修复能力[2]。然而，植物对大气环境污染物的耐受能力与适应性千差万别的，同一种植物对不同类型的污染物和不同种植物对同一类型污染物的净化能力各异[3-6]。不同城市绿化植物，在生态功能上的差异，使其修复污染的能力有显著的不同，依据植物对大气污染的净化修复能力来选择城市绿化植物，从而建立不同类型
石油化工污染土壤的修复技术演示教学
石油化工污染土壤的 修复技术
石油化工污染土壤的修复技术 更新时间：09-8-27 12:51 内容提供：北京建工环境修复有限责任公司 随着经济的发展，人类对能源的需求也不断扩大，而石油是最重要的能源。所以各国都加快了对油气资源的开发利用，从沙漠到海洋、从无人区到人口稠密区，越来越多的油气井出现在世界各地。 石油主要是有烃类化合物组成的一种复杂化合物，包括饱和烃、芳香烃类化合物、沥青质、树脂类等。还含有少量的O、N、S等元素，其中的芳香类物质对人和动物的毒性较大，尤其是双环及三环以上的多环芳烃毒性更大。陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站和联合站等，原油会被直接或间接的倾泻于这些设施附近的地面；石化产品的开采和运输也会使石油类物质进入土壤环境，随后发生一系列的物理、化学和生化作用，对环境造成污染。大部分石油类污染物在土壤中都发生吸附/解吸作用，从而影响着它们在土壤中的迁移、生物降解和光降解。 油气的开采和运输过程会对生态环境造成影响。在石油、天然气的开采过程中，会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其他一些污染物，如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水，同时石油、天然气本身就含有对人和动物有害的物质，一旦发生井喷或泄漏，将对生活在油气田附近的人和动物构成致命威胁（如重庆开县发生的井喷，造成将近400人死亡，大面积土壤被污染）。石油管道的泄漏也会严重破坏生态，据一位美国环保人士估算，如果阿拉斯加陆地石油管道发生泄漏，至少会形成半英里宽、30英里长的污染带，由于石油会迅速渗透到土壤中，杀死土壤中的微生物，从而改变土壤成分，改变
地表生态，遭受污染的地区可能在几十年甚至上百年的时间内都会寸草不生。许多研究表明，一些石油烃类进入动物体内后，对哺乳类动物及人类有致癌、致畸、致突变的作用。土壤的严重污染会导致石油烃的某些成分在粮食中积累，影响粮食的品质，并通过食物链，危害人类健康。 石油化工总体上来说，可分为炼油工艺、乙烯工艺及化纤工艺三部分。 炼油工艺是龙头，以石油炼制为主题，生产燃油及化工原料。主要包括常减压蒸馏、渣油加氢脱硫、蜡油加氢裂化、重油催化裂化、柴油加氢、气体分馏、连续重整—芳烃联合、制氢、PSA、MTBE、丁烯-1、延迟焦化等装置。 乙烯工艺为中间原料生产链，生产各类石化原料及产品。主要包括乙烯裂解、汽油加气、芳烃抽提、丁二烯、环氧乙烷、乙二醇、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、丙烯酸及脂、丁辛醇、聚丙烯、苯酚丙酮、双酚A、苯乙烯、丙烯腈、丁苯橡胶、顺丁橡胶、ABS树脂等装置。 化纤工艺主要以石油化工原料为主来生产化纤产品。主要包括对二甲苯、精对苯二甲酸、聚酯、环已烷、醇酮、己二酸、尼龙66等装置。 以上石油化学工业的污染物除常规的COD、BOD5、SS外，还有其本身的特征污染物，包括石油类、硫化物、挥发酚、氢化物、苯、NH3-N等。乙烯、丙烯、环氧乙烷、甲醛、苯、甲苯、丙烯腈等大量的有机污染物。 石油及其产品对环境的污染越来越严重，已经危及到人类的健康和生存。石油污染治理越来越受到重视，出现了很多的石油污染治理技术和方法，国家也出台了相关的治理措施、政策。 2007年，国务院印发了国家环境保护“十一五”规划，对土壤修复提出更加明确的要求及任务，并启动了全国土壤污染普查。环境保护主管部门强调：做
石油污染土壤修复技术
【前言】随着经济的发展,人类对能源的需求也在不断扩大,石油就是最重要的能源之一,被成为“工业的血液”。近些年来各国都加快了对油气资源的开发利用,从沙漠到海洋、从无人区到人口稠密区,越来越多的油气井出现在世界各地。随之土壤污染问题日益突出,石油对土壤的污染危害大,潜伏期厂,涉及面广,有研究者将其比喻为“化学定时炸弹”,已经成为不容忽视的环境问题。 石油主要就是由烃类化合物组成的一种复杂化合物,其组成复杂,含有致畸、致癌、致突变的物质(如卤代烃、苯系物、苯胺类、菲、苯并[a]芘等)。土壤作为人类、动植物与微生物赖以生存的重要环境基础,就是自然界物质与能量参与转化、迁移与积累等循环过程的重要场所,土壤安全事关人类食品安全。石油一旦进人土壤,将对人类健康与生态环境造成严重危害。根据已公布的环境保护部与国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公告》显示,我国土壤总超标率高达16、1%。其中,有机类污染物,尤其就是石油污染物已成为导致土壤安全问题的重要因素之一。据报道在我国,勘探与开发的油气田有4 0 0多个,覆盖面积达3、2 X 105 km2,其中约4、8 X 106 hm2 的土壤受到不同程度的污染。为我国部分油田周边石油污染状况,其周边土壤中的总石油烃( TPH ) 质量分数已经远远超过临界值500 mg/kg,对人居安全与生态环境造成了严重的威胁。由此可见,石油污染土壤形势严峻,修复工作迫在眉睫。 土壤石油污染:就是指原油与石油产品在开采、运输、储存以及使用过程中,进入到土壤环境,其数量与速度超多土壤自净作用的速度,打破了它在土壤环境中的自然动态平衡,使其累积过程占据优势,导致土壤环境正常功能的失调与土壤质量的下降,并通过食物链,最终影响到人类健康的现象。 石油进入土壤的途径: ?石油的泄露与溢油:陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站与联合站等,原油 会被直接或间接的倾泻与这些设施附件的地面;产品的开采与运输业会使石油类物质进入土壤环境中;另外发生井喷或泄露,也会污染周围土壤环境。 ?含油固、液体废气无的随意处置:油气的开采与运输过程会产生大量含油、天然气的开 采过程中会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其她的一些污染物,如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水。 ?含油污水的灌溉与农用药剂的使用:一些工业企业产生的含油废水如果不加以回收处理, 直接排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,该水体用于农业灌溉,则会导致土壤污染,另外某些农用药剂也会污染土壤。 ?汽车尾气的排放:汽车尾气排放导致交通干线两侧土壤的有机物污染,另外大气沉降也 会导致土壤污染。
重金属污染土壤的植物修复
立志当早，存高远 重金属污染土壤的植物修复 土壤是环境中特有的组成部分，是最宝贵的自然资源之一。在地球表面，土壤处于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间的过渡地带，是生态系统物质交换和物质循环的中心环节，是连接地理环境各组成要素的枢纽，是人类赖以生存的必要条件。然而，各种人为因素如工业污泥、垃圾农用、污水灌溉、大气中污染物沉降，大量使用含重金属的矿质化肥和农药等等，使土壤遭受不同程度的破坏，致使原有土壤理化性质退化、丧失耕作价值，并危及食物链安全与人类自身健康。 我国城市与工业废水年排出镉、汞等重金属为2700 吨左右，且相当一部分污染物通过灌溉途径进入农牧业生产环境，污染了耕地。灌溉水源中的镉、汞、铜、锌等重金属一旦进入土壤，就会被农作物吸收，从而残留在农产品中。受污染的水源和农作物还会危及畜禽健康，使畜禽产品受到污染。 在造成环境污染的重金属中，危害最大的是汞、镉、铬、铅、砷等，毒性稍低的是镍、铜、锌、钴、锰、钛、钒、钼、铋等。汞进入人体后被转化为甲基汞，有很强的脂溶性，易进入生物组织，并有很高的蓄积作用，在脑组织中积累，破坏神经功能，无法用药物治疗，严重时能造成死亡。镉进入人体后，主要贮存在肝、肾组织中，不易排出，镉的慢性中毒主要使肾脏吸收功能不全，降低机体免疫力以及导致骨质疏松、软化，引起全身疼痛、腰关节受损、骨节变形，如八大公害之一的骨痛病，有时还会引起心血管疾病等。铅对人体也是累积性毒物，铅能引起贫血、肾炎，破坏神经系统和影响骨骼等。砷是一种类金属，也是传统的剧毒物。 植物修复是一门新兴的环境治理技术。广义的植物修复就是利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害
石油污染土壤修复技术(总3页)
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【前言】随着经济的发展，人类对能源的需求也在不断扩大，石油是最重要的能源之一，被成为“工业的血液”。近些年来各国都加快了对油气资源的开发利用，从沙漠到海洋、从无人区到人口稠密区，越来越多的油气井出现在世界各地。随之土壤污染问题日益突出，石油对土壤的污染危害大，潜伏期厂，涉及面广，有研究者将其比喻为“化学定时炸弹”，已经成为不容忽视的环境问题。 石油主要是由烃类化合物组成的一种复杂化合物，其组成复杂，含有致畸、致癌、致突变的物质(如卤代烃、苯系物、苯胺类、菲、苯并[a]芘等）。土壤作为人类、动植物和微生物赖以生存的重要环境基础，是自然界物质和能量参与转化、迁移和积累等循环过程的重要场所，土壤安全事关人类食品安全。石油一旦进人土壤，将对人类健康和生态环境造成严重危害。根据已公布的环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公告》显示，我国土壤总超标率高达16.1%。其中，有机类污染物，尤其是石油污染物已成为导致土壤安全问题的重要因素之一。据报道在我国，勘探和开发的油气田有4 0 0多个，覆盖面积达 3. 2 X 105 km2，其中约4. 8 X 106 hm2 的土壤受到不同程度的污染。为我国部分油田周边石油污染状况，其周边土壤中的总石油烃（ TPH ) 质量分数已经远远超过临界值500 mg/kg，对人居安全和生态环境造成了严重的威胁。由此可见，石油污染土壤形势严峻，修复工作迫在眉睫。 土壤石油污染：是指原油和石油产品在开采、运输、储存以及使用过程中，进入到土壤环境，其数量和速度超多土壤自净作用的速度，打破了它在土壤环境中的自然动态平衡，使其累积过程占据优势，导致土壤环境正常功能的失调和土壤质量的下降，并通过食物链，最终影响到人类健康的现象。 石油进入土壤的途径： ?石油的泄露和溢油：陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站和联合站等，原油会 被直接或间接的倾泻与这些设施附件的地面；产品的开采和运输业会使石油类物质进入土壤环境中；另外发生井喷或泄露，也会污染周围土壤环境。 ?含油固、液体废气无的随意处置：油气的开采和运输过程会产生大量含油、天然气的开采过 程中会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其他的一些污染物，如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水。 ?含油污水的灌溉和农用药剂的使用：一些工业企业产生的含油废水如果不加以回收处理，直 接排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,该水体用于农业灌溉，则会导致土壤污染，另外某些农用药剂也会污染土壤。 ?汽车尾气的排放：汽车尾气排放导致交通干线两侧土壤的有机物污染，另外大气沉降也会导 致土壤污染。 石油污染土壤修复技术 石油污染土壤的物理修复方法：
土壤重金属污染的植物修复
土壤重金属污染的植物修复 【摘要】土壤重金属污染是急需解决的环境问题之一，植物修复对于重金属污染土壤的治理修复具有重要意义。本文介绍了植物修复技术的概念、基本原理、研究现状以及优缺点，并展望了该领域今后的研究方向。 【关键词】植物修复；重金属；超积累植物；土壤 随着工业和农业的发展，重金属对土壤的污染越来越严重。土壤中重金属污染不仅直接影响作物的产量与品质，而且会通过食物链危及人类的健康和安全，如日本的痛骨病事件就是典型的例证。由于重金属污染物在土壤中难迁移，又不能被微生物降解，价态变化复杂，使得治理非常困难[1]。目前，常用的土壤污染修复方法有物理法、化学法和生物法(如客土法、淋溶法、施用化学改良剂等)[2]，大多只能暂时缓解重金属的危害，还可能导致二次污染，不能从根本上解决问题。近年来出现的植物修复技术由于成本低、效果良好、环境友好等优点，正成为环境科学领域研究和开发的热点[3,4]。 1.植物修复技术及其机理 植物修复技术是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后即可将该种重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的[5]。根据机理不同分以下4种：植物萃取、植物稳定、植物挥发和植物转化。 植物萃取又称植物提取技术。重金属经植物根系吸收后，继而转移、贮存到植物茎叶，然后收割茎叶，从而达到去除土壤重金属元素的目的。植物萃取技术利用的是一些对重金属具有较强富集能力的特殊植物，要求所用植物具有生物量大、生长快和抗病虫害能力强的特点，并具备对多种重金属较强的富集能力(即超富集植物)[6]，植物萃取是目前研究最多且最有发展前景的植物修复方式，此技术的关键在于寻找合适的超富集植物和诱导出超级富集体。 植物稳定是耐性植物利用其自身的机械稳定作用和吸收沉淀作用固定土壤中重金属的方式，包括了分解、沉淀、螯合、氧化还原等多种过程，这些过程可降低重金属的生物有效性，防止其进入水体和食物链。然而植物稳定并没有将环境中的重金属离子去除，只是暂时的固定，使其对环境中的生物不产生毒害作用，并没有彻底解决环境中的重金属污染问题。 植物挥发是指利用植物去除土壤中的一些挥发性污染物的一种方法，即植物将污染物吸收到体内后又将其转化为气态物质，释放到大气中。植物挥发只限于挥发性的污染物(如Se，As和Hg等)，应用范围小，且此方法将污染物转移到大气中，对环境有一定的影响。 植物转化是指利用植物的根部及其它部位通过新陈代谢作用等生理过程将
土壤重金属污染植物修复研究报告现状与发展前景
土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①2007-05-27 17:08 土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①作者】桑爱云。张黎明。曹启民。夏炜林。王华。【英文作者】 SANG Aiyun1） ZHANG Liming1） CAO Qimin1） XIA Weilin1） WANG Hua2）<1 Tropical Crops Genetic Resources Institute。CATAS。Danzhou。Hainan。 2 College of Agronomy。SCUTA。Hainan 571737）。【作者单位】中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所。华南热带农业大学农学院。海南儋州。【刊名】热带农业科学 , Chinese Journal of Tropical Agriculture, 编辑部邮箱2006年01期 桑爱云1>② 张黎明1> 曹启民1> 夏炜林1> 王华2> (1 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571737。 2 华南热带农业大学农学院海南儋州571737> 摘要重金属污染是土壤污染中危害极大的一类, 重金属污染的防治及其修复是目前国际上研究的热点之一。综述了土壤重金属污染及其植物修复的方法, 概述了超富集植物的概念、植物修复的机制和方式, 系统阐述植物修复的应用前景和今后的研究方向。关键词重金属污染。植物修复。超富集植物分类号X5 3 Resear ch Advances and Development Prospect of Phytor emediation in Heavy Metal Contamination Soil SANG Aiyun1> ZHANG Liming1> CAO Qimin1> XIA Weilin1> WANG Hua2> (1 Tropical Crops Genetic Resources Institute, CATAS, Danzhou, Hainan 571737。 2 College of Agronomy, SCUTA, Danzhou, Hainan 571737> Abstr act Heavy metal contamination is extremely harmful in soil contamination. It is one of the research priorities in the world to control and remedy heavy metal contamination. Heavy metal contamination in soil and its phytoremediation are reviewed in this paper. At the same time, the definition of hyper-accumulated plants and the mechanism and measures of phytoremediation are described in detail. The perspectives in research and application of phytoremediation were expounded systematically. Keywords heavy metal contamination 。phytoremediation 。hyper-accumulator 热带农业科学CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE 2006 年 2 月第26 卷第 1 期Feb. 2006 Vol.26, No.1 ① 科技基础性工作和社会公益研究专项( 2004DI B3J073> 资助。
土壤中铅污染及其植物修复技术综述
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/f610283057.html, 土壤中铅污染及其植物修复技术综述 作者：王丽华唐容刘尉 来源：《南方农业·上旬》2017年第08期 摘要铅是土壤中一种常见的重金属污染物，对动植物生长及人类健康具有极大的潜在隐患，土壤中的铅不易被清除且难以被微生物分解。一些植物对重金属的耐性及积累特性对于修复土壤中铅的污染具有十分重要的作用。综述铅作为土壤重金属的危害，简述植物修复技术的优缺点。介绍植物修复技术之一——草坪草的修复作用，草坪草作为修复植物的优劣，草坪草作为修复植物的应用情况。结合国内外的实际情况，对未来重金属污染中植物修复技术的发展趋勢作了展望。 关键词铅；重金属污染；植物修复技术；草坪草 中图分类号：X53 文献标志码：A DOI：10.19415/https://www.360docs.net/doc/f610283057.html,ki.1673-890x.2017.22.033 知网出版网址：http：//https://www.360docs.net/doc/f610283057.html,/kcms/detail/50.1186.S.20170818.1911.012.html 网络出版时间：2017/8/18 19：11：00 近年来，由于工农业的迅速发展，含有重金属的污染物通过各种途径不断进入土壤，造成了土壤大规模的重金属污染，对生态环境造成了不可估量的损失。重金属污染具有隐蔽性、长期性、不可逆转和难处理等特点，受重金属污染的土壤治理和修复成为当下急需解决的生态与环境问题[1]。高浓度或长时间的重金属污染会导致植物光合作用减弱，细胞内酶的活性降 低，细胞膜受损，种子发芽率降低，生长迟缓，产量降低，根系生长受阻等实质性伤害，严重时可造成植株死亡[2]。土壤中重金属对植物的影响可通过食物链间接影响动物及人体的健 康，从而引起各类疾病。 铅是土壤重金属污染中常见的污染源，其来源广泛，长期积累后对动植物及人类的影响较大，其引发的危害成为亟待解决的问题之一。 1 铅的危害 铅是一种有毒性重金属元素，严重影响人类健康及动植物的生存。铅可通过植物的根、茎或者叶进入植物体内，并在其内部积累，当积累量达到一定程度时，将对植物的生长发育和生理生化指标造成不同程度的影响[3-5]。 1.1 对植物生长的影响 土壤中的铅浓度是影响植物生长的主要因素，低浓度的铅对植物的生长具有一定的促进作用，不同植物对铅的需求量不同，例如400 mg·L-1的铅离子溶液能够提高白三叶种子发芽 率，而800 mg·L-1的铅离子溶液则对马蹄金种子的发芽率具有一定的刺激作用[6]。然而，铅
土壤重金属污染的植物修复
土壤重金属污染的植物修复 3 屈 冉1,2 孟 伟1 李俊生 133 丁爱中2 金亚波 3 (1中国环境科学研究院,北京100012; 2 北京师范大学水科学研究院,北京100875; 3 广西大学农学院,南宁530005) 摘 要 土壤重金属污染的危害范围广泛,使用传统的物理和化学修复方法成本高,对环 境扰动大,而利用植物修复的效果较为明显,易于操作。本文论述了土壤重金属污染的单一植物、植物与微生物联合、植物与化学方法相结合的修复方法,着重介绍了重金属超富集植物的研究和植物体内螯合肽(PCs )的合成。生物螯合剂的应用及土壤重金属污染的动物、植物和微生物的联合修复将是未来研究的热点。关键词 土壤污染;重金属;植物修复中图分类号 X131.3 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2008)04-0626-06Research progress on phytore m ed i a ti on of heavy m et a l con t am i n a ted so il 1QU Ran 1,2 , ME NG W ei 1,L I Jun 2sheng 1,D ING A i 2zhong 2,J IN Ya 2bo 3(1 Chinese R esea rch A cade m y of En 2 vironm ental Sciences,B eijing 100012,Ch ina;2 College of W ater Sciences,B eijing N or m al U niver 2 sity,B eijing 100875,Ch ina;3 A g ricultu ral College of Guangxi U niversity,N anning 530005,Chi 2na ).Ch inese Journal of Ecology ,2008,27(4):626-631.Abstract:The conta m inati on har m by s oil heavy metals is extensive .The cost of traditi onal phys 2ical and che m ical re mediati on methods is expensive .Moreover,the disturbance of traditi onal methods on envir onment is severe .It has been p r oven that phyt ore mediati on ismore effective than other methods and easily operated .This paper discussed the phyt ore mediati on technique of single p lants,co mbinati on of p lants and m icr obes,as well as combinati on of p lants and che m ical treat 2ment,and e mphatically intr oduced the research of hyperaccumulati on p lant and the synthesis of phyt ochelatin (PCs ).It is f orecasted that future disquisitive e mphases are the app licati on of bi o 2chelat or al ong with co mbinati on re mediati on of ani m als,p lants and m icr obes .Key words:s oil conta m inati on;heavy metal;phyt ore mediati on . 3国家自然科学基金项目(30440036)和中国环境科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务专项资助项目(30770306)。33通讯作者E 2mail:meng wei@craes .org .cn 收稿日期:2007206224 接受日期:2007212203 土壤是人类及众多生物赖以生存繁衍发展的物 质基础之一。污染物通过水体、大气间接或直接进入土壤中,当其积累到一定程度、超过土壤自净化能力时,土壤的生态服务功能将降低,进而对土壤动、植物以及微生物产生影响。重金属是土壤重要污染物之一。粗略统计,在过去的50年中,排放到全球环境中的Cr 212×104 t 、Cu 9139×105 t 、Pb 7183×105 t 和Zn 1135×106t,其中大部分进入土壤,致使 世界各国土壤出现不同程度的重金属污染(Singh,2003),中国土壤的重金属污染也十分严重(王新和周启星,2004)。土壤中的重金属离子可以作为中 心离子与土壤中的水、羟基、氨以及一些有机质中的某些分子形成螯合物,并在土壤中迁移转化,易于被植物或微生物吸收利用,继而通过食物链进入人体,引起各种生理功能改变,导致各种急慢性疾病,如慢性中毒、致癌和致畸等。因此,有必要开展土壤重金属污染的生态修复。 传统的土壤重金属污染修复技术有排土填埋法、稀释法、淋洗法、物理分离法和化学法等。在20世纪80年代初期,土壤重金属污染的植物修复开始起步,目前关于这方面的研究比较多,是一项有发展前景的修复技术。与传统的处理方式相比,植物修复的主要优点是成本低,处理设施简单,适合大规模的应用,利于土壤生态系统的保持,对环境扰动小, 具有美学价值等特点。植物修复是生物修复(bi ore 2 生态学杂志Chinese Journal of Ecol ogy 2008,27(4):626-631
石油污染的土壤修复技术
石油污染的土壤修复技术 指导教师: 学院: 专业: 班级: 姓名: 学号:
石油污染的土壤修复技术 摘要：概述了土壤污染的工程修复技术，主要包括土壤气相抽吸方法、土壤清洗方法、土壤淋洗方法、热解吸方法、生物通风方法、土壤耕作法、生物堆肥方法、生物泥浆方法、植物修复方法，并指出了各自的优缺点。 关键词：土壤；污染；修复技术 前言:当今石油工业飞速发展，2003年世界石油的总产量已达到37亿t。石油的 开采、冶炼、使用和运输过程的污染和遗漏事故，以及含油废水的排放、污水灌溉，各种石油制品的挥发、不完全燃烧物飘落等引起一系列土壤石油污染问题。多数加油站、化工厂的贮油设施由于腐蚀、地震、长期使用维护不力等原因会造成罐内油品的泄漏，形成对土壤的污染。据美国EPA (2000年)资料表明：在美国有I．8亿个地下储油罐，其中28万个存在不同程度的泄漏。在我国，随着国民经济的发展，汽车数量剧增，加油站和地下储油罐已星罗棋布，并仍有继续增加的趋势。近几年来，由于管理不善，这些地下储油罐在埋设时，对现场条件、罐体强度及渗漏防护措施都未作严格规定，地下储油罐泄漏事故时有发生，而且随着罐体的逐渐老化，这一问题将日益突出.20世纪80年代中期以来，土壤污染逐步得到重视，一些发达国家开始在土壤修复技术开发方面投入大量的资金进行研究。20世纪末，土壤环境的保护与治理开始引起人们的广泛关注，各种关于地下储罐污染区的土壤修复技术应运而生。本文将土壤污染的各种修复技术进行介绍和总结 正文。 1 修复技术 目前，理论上和技术上可行的石油污染土壤的修复方法从功能载体上分主要有生物修复技术、物理化学修复技术、综合修复技术等几种，根据污染土壤处理是否改变位置，又可分为异位修复方法与原位修复方法，部分方法已进入现场应用阶段并取得了较好的修复效果。 1.1物化修复方法 1.1.1土壤气相抽吸方法 土壤气相抽吸方法(Soil Vapor Extraction，SVE)是原位修复技术，用来修复被
石油污染土壤的植物微生物联合修复
石油污染土壤的植物-微生物联合修复 摘要: 由于土壤石油污染的日益严重, 其治理技术受到了世界各国的普遍关注, 而生物修复技术具有无二次污染、高效、费用较低等特点,是最具应用前景的土壤修复技术之一。本文着重介绍植物-微生物联合修复技术的研究进展, 并对该领域今后的研究重点进行了展望。 关键词: 石油污染土壤, 生物修复, 植物-微生物联合修复 近年来, 随着石油的勘探开发和区域经济不断发展, 我国石油污染问题日益凸显, 土壤污染日趋严重。在石油的大规模开采、冶炼、运输、使用和处理过程 中, 不可避免地造成石油废弃物对土壤的污染, 这些污染物从各个层面上威胁着生态环境、食品安全和人类健康: 引起土壤理化性质的变化, 导致土壤微生物 群落、微生物区系的变化, 进而破坏土壤生态系统; 影响植物生长发育, 导致粮食减产, 长期食用生长于农业土地上的植物及其产品还会影响人类的健康; 土壤 吸附的石油会随着雨水、灌溉用水慢慢下渗到地下含水层中, 从而污染地下水, 进而构成对人类生存的不良胁迫。因此, 石油污染土壤的治理势在必行。 1 石油污染土壤的修复技术 石油污染土壤的修复技术主要有物理法、化学法和生物法3 种方法, 物理法和化学法虽可以产生一定实效, 但因存在消极处置、费用昂贵或者二次污染严重等明显缺陷, 现在一般仅作为生物治理方法的辅助手段[ 1]; 而生物法修复以其处理费用低、效果好又可避免二次污染等优势逐渐被人们所重视。 2 石油污染土壤的生物修复技术 生物修复( bioremediat io n) 是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能, 在环境中对污染物的降解起催化的作用, 即加速去除环境污染物的过程, 可以消除或减弱环境污染物的毒性, 可以减少污染物对人类的健康和生态系统的风险[ 2]。根据修复使用对象不同, 生物修复主要分为植物修复、微生物修复和植物- 微生物联合修复3 种类型。 2. 1 植物修复 植物修复是利用植物与环境之间的相互作用,对环境污染物质进行吸附、吸收、转移、降解、固定、挥发等, 最终使土壤环境得到恢复。植物修复的方式[ 3]: ( 1) 植物提取, 植物吸收积累污染物, 待收获后进行处理, 主要包括热处理、微生物处理和化学处理; ( 2) 植物降解, 植物及其相关微生物区系将污染物转化为无毒物质; ( 3) 植物稳定化, 植物在与土壤的共同作用下将污染物固定, 以减少其对生物与环境的危害。 微生物修复 微生物修复技术是利用土壤中的土着菌或向污染土壤中接种选育的高效降解菌, 在优化的环境条件下, 加速石油污染物的降解。微生物修复是研究最多、应用也最为广泛的一种生物修复方法, 由此产生一系列生物修复技术如土耕法、生物通气法、预制床法、堆肥法、生物反应器等。 2. 3 植物- 微生物联合修复 植物- 微生物修复实际上是利用由土壤、植物、微生物组成的复合体系来共同降解污染物的[ 4] 。该系统在植物修复的同时, 还通过光合作用以及植物 脱落物( 其中含有糖、醇、蛋白质和有机酸等) 为微生物提供氧气和养料, 促进微生物的生长代谢, 加速了其降解污染物的速率。联合修复技术是土壤过滤器、植物净化器和微生物反应器的有效结合, 提高降解率的同时, 改善了土壤肥力, 绿化了油田周边环境。 3 植物- 微生物联合修复技术研究进展
根际环境与土壤污染的植物修复研究进展
生态环境 2003, 12(1): 76-80 https://www.360docs.net/doc/f610283057.html, Ecology and Environment E-mail: editor@https://www.360docs.net/doc/f610283057.html, 基金项目：广州市科技计划项目（2001-J-011-01）；华南理工大学自然科学基金项目（E52020） 作者简介：张太平（1967－），男，博士，讲师，从事污染生态学与环境生物技术的研究。 根际环境与土壤污染的植物修复研究进展 张太平，潘伟斌 华南理工大学环境科学与工程系，广东 广州 510641 摘要：土壤污染的植物修复通常与植物根际微生物紧密相关，根际微生物群落变化与土壤污染物在根际环境中的动态，可能是对土壤污染成功进行植物修复的基本过程。可见根际环境在土壤污染的植物修复中具有明显的重要作用。文章介绍了有关重金属在根际环境中的动态、有机污染物在根际环境中的降解转化、土壤重金属污染与土壤有机污染的植物修复研究进展。 关键词：根际环境；土壤污染；植物修复 中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2003）01-0076-06 根际环境(rhizosphere)是指与植物根系发生紧密相互作用的土壤微域环境，是植物在其生长、吸收、分泌过程中形成的物理、化学、生物学性质不同于土体的、复杂的、动态的微型生态系统。它是土壤圈、水圈、大气圈和生物圈相互作用的结果。从环境科学角度来说，根际环境是重要的环境界面，因而成为当前土壤与环境科学研究中的一个热点[1]。根际环境的研究主要集中在两个方面，一是农业方面，探讨根际的物理、化学和生物环境与作物生长发育、抗逆性和生产力的直接关系；二是环境污染及其治理研究[2]。由于土壤及地下水的污染呈日益加剧的趋势，近年来对土壤重金属及有机污染的植物修复研究日渐增多，其关键之处是根际环境在土壤污染植物修复中的地位与作用，新的研究方法与技术、思路与观点不断涌现。本文就根际环境与土壤污染植物修复近年来这方面的研究进展作一简要评述，以期为该领域的研究提供借鉴。 1 根系分泌、根际微生物相互关系及其在土壤污染生物修复中的地位与作用 根际环境由于植物根系分泌作用的存在致使其pH 、Eh 、微生物等组成一个有异于非根际的特殊生境，根系分泌、根际微生物间存在着复杂的相互关系。14CO 2连续标记植物与密闭根－土壤系统研究表明，植物光合产物的40%以上通过根释放到土壤，称为根际沉降(rhizodeposition)，供相关的生物群的代谢利用，包括自由生活的微生物，及其与 植物共生的根瘤菌与菌根真菌[3] 。早已证明，根系分泌物会影响土壤中微生物的数量及群落组成，群落特征也随着根系分泌物的类型而变化。根际环境中的细菌密度比非根际土壤通常大2～4个数量级，并表现范围更广泛的代谢活性[4]。 土壤中微生物的活性及其生物量增长受到底物的限制，特别是碳源，根际环境中碳源的输入明显增加微生物的活性。通过模拟根系分泌物组成成分进行碳源添加实验，测定微生物群落的DNA 分子杂交、（G+C ）比例、膜脂，结果表明，微生物群落结构及活性与碳源存在明显的相关性[5]。Compbell 等研究了以根系分泌物中的有机物为唯一碳源培养土壤微生物，对3种不同植被类型9个取样点的土壤样品研究结果表明，根系分泌物对土 壤微生物具有一定的选择性[6] 。Kozdroj 等的研究结果表明，植物根系分泌物明显影响根际微生物群落结构，根系分泌物中的有机成分是引起根际新的细菌群落发展的潜在机制。以植物为基础的土壤污染生物修复通常是由于与植物根际紧密相连的微生物的作用，这种依赖于根际的变化而使土壤中微生物群落发生变化，可能是对土壤污染成功进行生物修复的基本过程[7]。可见根系分泌、根际微生物相互关系在土壤污染生物修复中具有非常重要的地位与作用。 根系分泌物具有各种不同的功能与性质，根系分泌物除促进根际微生物的生长及多样性与活性外，近来的研究发现，根系分泌物也是生物间相生相克关系(allelopathy)的不可缺少的组成成分。最新研究结果表明，根际环境分子信号对捕食者、寄生者、互利共生者寻找猎物或宿主非常重要。最引人注目的是与“定量感应”(quorum sensing)有关的分子信号物质，由不同的微生物释放用于感应其本身种群密度，较高的种群密度导致较高浓度的分子信号物质，引发密度依赖性反应，从而控制种群密度，特别是对病原菌种群密度的控制与植物健康的改善[8]。这进一步加深了对根际微生物与植物相互关