植物与微生物对石油污染土壤修复的影响

为了研究生物对石油污染土壤的修复效果,在从石油污染土壤中筛选石油降解微生物的基础上,采用盆栽试验,进一步研究了4种植物和筛选到的微生物对石油污染土壤修复的影响.选择中原油田地区的原油和潮土,采取人工污染方法,设计石油污染水平为15 g·kg-1.试验设置3类处理,即单独添加微生物、单独种植植物(分别为向日葵、狗牙根、棉花、高丹草)、微生物分别与4种植物(向日葵、狗牙根、棉花、高丹草)组合.结果表明:在石油污染土壤中单独添加石油降解微生物,120 d时,石油降解率达到67.0%;向日葵、狗牙根、棉花、高丹草对土壤中石油降解也具有一定效果,120 d时,石油降解率分别达到38.23%、36.57%、40.67%、38.67%;添加微生物和种植植物联合对石油降解能力大小顺序为棉花+微生物＞向日葵+微生物＞狗牙根+微生物＞高丹草+微生物.其中,棉花与微生物联合修复120 d可以使污染土壤石油降解率达到85.67%,在各种处理中对污染土壤中石油的降解效果最好.     

磺酰脲类除草剂的微生物降解研究进展

磺酰脲类除草剂属于高效、低毒、高选择性的新型除草剂,被广泛应用于水稻、玉米、小麦、大豆等田间杂草的防控,其用量也呈逐年增加的趋势,但其微量的除草剂残留易对后茬敏感作物产生药害.利用微生物降解土壤中的除草剂残留有望成为一种修复污染的有效方法.本文综述了近几年国内外筛选出的能够降解磺酰脲类除草剂菌株的来源和所属微生物类群,以及除草剂降解酶的研究进展,此外,对相关微生物对不同除草剂的降解途径也进行了简要介绍,最后提出了目前有待解决的问题并对未来该领域的研究趋势进行了展望,可为后续寻找高效的微生物降解菌种及利用基因工程法修复受污染的土壤、水源提供参考.     

土壤铬（VI）污染及微生物修复研究进展（Progress on Microbial Remediation of Chromium-Contaminated Soil）

在总结国内外相关研究基础上,介绍了土壤环境中铬(Cr)的污染来源、现状及其对生物的危害,阐述了Cr在土壤中的存在形态和转化机理,并重点综述了土壤重金属Cr(VI)污染的微生物修复机理:土壤中的Cr(VI)可以在微生物还原作用、生物吸附、富集等作用下降低其生物可利用性和毒性,从而达到Cr污染土壤修复的目的.此外,针对微生物修复过程中存在的问题,提出了提高微生物修复Cr污染土壤效果的措施,并对土壤Cr污染微生物修复的发展趋势进行了展望.     

CaO_2/Fe~(2+)活化过硫酸钠对石油类污染土壤的修复效果

本文探讨了利用过氧化钙活化过硫酸钠氧化修复实际污染场地长期高浓度石油类(TPH)污染土壤的可行性.研究了过氧化氢、过氧化钙、过氧化钙/Fe~(2+)等活化方法对TPH降解效率的影响.结果表明,对于TPH污染较重的土壤(浓度15000 mg·kg-1),过氧化钙较过氧化氢活化过硫酸钠降解的效果更好,使用过氧化氢活化方法,TPH最高降解率仅为25.6%,而当过氧化钙/过硫酸钠的用量(物质的量之比)为1/5时,反应7 d,TPH去除率达到67.4%,反应不需要添加额外的活化剂.当Fe~(2+)/过氧化钙/过硫酸钠的用量为1/2/5时,反应7 d,TPH降解率为82.1%,较不添加Fe~(2+)高14.6%,反应后体系呈中性.进一步增加过氧化钙的用量,TPH去除率和体系p H均增加.研究表明,Ca O_2/Fe~(2+)活化过硫酸钠氧化修复石油类污染土壤效果较好,考虑到实际场地后续利用的可行性,Fe~(2+)/过氧化钙/过硫酸钠的用量为1/2/5较为合适.     

重金属污染对土壤微生物生态功能的影响

数量庞大、种类繁多的土壤微生物作为地球化学的物质循环与能量转换的主要参与者,其自身及所参与的生化过程都会受到重金属污染的严重影响.通过研究土壤重金属污染的微生物生态效应,可以建立重金属污染土壤的微生物评价指标体系,而评价体系的建立有利于土壤环境质量的监测与风险评价.论文就重金属污染对土壤微生物生物量及其多样性,对有机质降解、N传输、酶活性等微生物过程影响的研究现状进行了较全面系统的评述.在此基础上,提出了该类研究中存在的问题,包括研究区域南多北少的问题以及研究中难以排除其他环境因子干扰等问题.针对这些问题,论文指出以后应进一步加强分子手段的多方位应用并建立综合可行的被污染土壤的微生物评价体系.     

重金属污染对土壤微生物生态功能的影响（Effects of Heavy Metal Pollutions on the Ecological Functions of Soil Microbes：A Review）

数量庞大、种类繁多的土壤微生物作为地球化学的物质循环与能量转换的主要参与者,其自身及所参与的生化过程都会受到重金属污染的严重影响. 通过研究土壤重金属污染的微生物生态效应,可以建立重金属污染土壤的微生物评价指标体系,而评价体系的建立有利于土壤环境质量的监测与风险评价. 论文就重金属污染对土壤微生物生物量及其多样性,对有机质降解、N传输、酶活性等微生物过程影响的研究现状进行了较全面系统的评述. 在此基础上,提出了该类研究中存在的问题,包括研究区域南多北少的问题以及研究中难以排除其他环境因子干扰等问题. 针对这些问题,论文指出以后应进一步加强分子手段的多方位应用并建立综合可行的被污染土壤的微生物评价体系.     

多溴联苯醚微生物降解过程与机理的研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)属溴代阻燃剂,曾因其优良的阻燃性能而广泛应用于电子电器、石油化工和建材纺织等工业产品中.然而,随着大量生产和使用,PBDEs已成为大气、水体、土壤和生物体等多环境介质中普遍检出且极具生态风险的有机污染物.因此,开展微生物降解研究对于典型环境中PBDEs污染风险消除和污染修复,具有重要的科学意义.本文从PBDEs环境归趋行为及其暴露风险出发,综述了PBDEs微生物厌氧降解和好氧降解的最新研究动态,比较分析了两种降解过程的降解特性与影响因素,并针对微生物,尤其是好氧微生物降解机理,阐述了bph A或etb A功能基因及其编码酶对PBDEs好氧降解过程的调控作用,同时就PBDEs微生物高效降解菌种选育、降解机理等方面的研究趋势进行了展望.     

重金属污染土壤的微生物生态效应及其修复研究进展

污染土壤微生物生物修复技术是一项非常有应用前景的环保新技术。本文综述了近年来重金属对土壤微生物生物量、种群及生化过程的影响以及微生物对重金属污染土壤的修复机理和修复研究进展,较全面的分析了重金属对土壤微生物的生态效应。     

施肥及种植作物对汞污染土壤中微生物生态的修复

以中性紫色土为材料，通过向土壤添加氯化汞的模拟培养试验、施肥试验以及作物栽培试验，研究了汞对土壤中微生物区系和重要微生物生理群繁育的毒害效应。结果表明，向土壤中添加HgCl2，总体上抑制了细菌、真菌、放线菌及氨化细菌的繁育，硝化细菌、自生固氮菌、纤维素降解菌在一定质量分数范围内被汞刺激增长，在另一定质量分数段则被汞抑制。施肥和栽种作物削弱了汞对微生物的毒害，使土壤微生物生态得到一定程度的修复，说明利用农业措施修复汞污染的土壤是可行的。栽种作物时，汞对微生物的抑制效应受到掩蔽，作物产量和植株体内汞含量是汞污染程度的良好指标。以微生物和植物对汞污染的反应，基本一致的HgCl2危害质量分数指标是5mg．kg^-1。     

微生物修复土壤多环芳烃污染的研究进展

多环芳烃是一类具有致癌、致畸、致突变性质的持久性有机污染物,主要来源于煤、石油等燃料的不完全燃烧,易吸附于固体颗粒表面和有机腐殖质,化学结构稳定,能长期存在于自然环境,给人类健康和生态环境带来很大的危害。中国土壤多环芳烃污染严重,因此急需寻求有效的修复方法进行治理。在众多的多环芳烃污染修复方法中,微生物修复因其低成本、高效、污染少等优点成为研究热点。科学家们从自然界中分离出了多种细菌、真菌等具有降解多环芳烃能力的微生物,并对多环芳烃的降解机理进行了探索,结果表明,微生物在代谢活动过程中能够产生酶来实现对土壤中多环芳烃的降解。细菌主要通过产生双加氧酶来催化多环芳烃的加氧反应,而真菌可以通过分泌木质素降解酶系或单加氧酶来氧化多环芳烃。两种途径均是首先通过降低多环芳烃的稳定性,使之容易被进一步降解。目前,微生物修复技术正逐步应用于PAHs污染土壤的实地修复,且已取得一定成效。文章简要介绍了降解多环芳烃的微生物,对多环芳烃的微生物降解机制进行了综述,讨论了影响微生物修复过程的因素,列举了常见的微生物修复相关技术,展望了今后的研究趋势。     

Bioremediation of highly contaminated oilfield soil: Bioaugmentation for enhancing aromatic compounds removal

This study evaluated the effectiveness of different amendments--including a commercial NPK fertilizer, a humic substance （HS）, an organic industrial waste （NovoGro）, and a yeast-bacteria consortium--in the remediation of highly contaminated （up to 6% of total petroleum hydrocarbons） oilfield soils. The concentrations of hydrocarbon, soil toxicity, physicochemical properties of the soil, microbial population numbers, enzyme activities and microbial community structures were examined during the 90-d incubation. The results showed that the greatest degradation of total petroleum hydro- carbons （TPH） was observed with the biostimulation using mixture of NPK, HS and NovoGro, a treatment scheme that enhanced both dehydrogenase and lipase activities in soil. Introduction of exogenous hydrocarbon-degrading bacteria （in addition to biostimulation with NPK, HS and NovoGro） had negligible effect on the removal of TPH, which was likely due to the competition between exogenous and autochthonous microorganisms. None- theless, the addition of exogenous yeast-bacteria consor- tium significantly enhanced the removal of the aromatic fraction of the petroleum hydrocarbons, thus detoxifying the soil. The effect of bioaugmentation on the removal of more recalcitrant petroleum hydrocarbon fraction was likely due to the synergistic effect of bacteria and fungi.     

植物-微生物修复石油烃污染土壤与根际微生态环境变化

石油烃作为一类持久性难降解有机污染物对土壤环境质量产生严重的危害。以天津大港油田原油污染土壤中筛选出的耐低温高效石油烃降解菌为靶细胞,以小麦、紫花苜蓿作为供试植物,利用盆栽试验,对植物-外源菌协同修复体系中的脱氢酶活性和土壤微生物多样性进行研究,分析其变化及其与石油烃降解率的关系。结果表明植物-微生物协同修复对石油烃具有较好的降解能力,其中小麦-固定化外源菌组具有最高的降解率,石油烃含量从最初的30 600 mg獉kg-1下降为24 300 mg獉kg-1,降解率为20.6%,并且其试验后期石油烃的降解率最大,远远高于其他时期,表现出良好的修复潜力。外源菌投加的初始阶段会迅速提高脱氢酶活性,然而这种影响随着降解时间延长而逐渐减弱。初期脱氢酶活性与总石油烃的降解存在较好的相关性,脱氢酶活性可以在一定程度上表征土壤石油烃的降解情况。微生物多样性与总石油烃降解也存在一定的相关性。     

Soil sampling strategies for site assessments in petroleum-contaminated areas

Environmental site assessments are frequently executed for monitoring and remediation performance evaluation purposes, especially in total petroleum hydrocarbon (TPH)-contaminated areas, such as gas stations. As a key issue, reproducibility of the assessment results must be ensured, especially if attempts are made to compare results between different institutions. Although it is widely known that uncertainties associated with soil sampling are much higher than those with chemical analyses, field guides or protocols to deal with these uncertainties are not stipulated in detail in the relevant regulations, causing serious errors and distortion of the reliability of environmental site assessments. In this research, uncertainties associated with soil sampling and sample reduction for chemical analysis were quantified using laboratory-scale experiments and the theory of sampling. The research results showed that the TPH mass assessed by sampling tends to be overestimated and sampling errors are high, especially for the low range of TPH concentrations. Homogenization of soil was found to be an efficient method to suppress uncertainty, but high-resolution sampling could be an essential way to minimize this.     

Bioremediation of oily sludge-contaminated soil by stimulating indigenous microbes

In situ bioremediation of oily sludge-contaminated soil by biostimulation of indigenous microbes through adding manure was conducted at the Shengli oilfield in northern China. After bioremediation for 360 days, total petroleum hydrocarbon (TPH) content was reduced by 58.2% in the treated plots compared with only 15.6% in the control plot. Moreover, bioremediation significantly improved the physicochemical properties of the soil in the treated plot. Soil microbial counts and community-level physiological profiling were also examined. Manure addition increased TPH degraders and polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) degraders in the contaminated soil by one to two orders of magnitude. The activity and biodiversity of soil microbial communities also increased markedly in the treated plot compared with that of the control. Finally, biotoxicity was used to evaluate the soils and a sharp increase in the EC50 of the soil after bioremediation was observed, indicating that bioremediation had reduced the toxicity of the soil.     

石油烃污染场地环境风险评价与风险管理

石油烃污染场地是我国最突出环境问题之一,目前该领域的环境风险评价与管理仍十分薄弱.论文较系统地分析了国际上石油烃污染场地环境管理方法的特点和发展趋势,并结合我国的实际情况,提出了在我国建立基于风险的石油烃污染场地环境管理模式的对策建议,同时指出了问题最突出、形势最为紧迫的污染场地类型,即加油站和储油罐的渗漏问题.该类石油烃污染场地分布广,危害严重,需要高度重视这一方面的研究与环境管理.基于风险的石油烃污染场地环境管理中,污染场地的环境风险评价是核心内容.围绕这一中心问题,论文深入阐述了包括基于风险的场地分类方法、场地环境标准的制定、评价指标的选取以及模型方法的应用等内容,指出目前国际上对于石油烃污染场地管理的主流模式主要呈现4大特点:1)基于风险的场地管理取代了通用的、一刀切的环境质量标准;2)分层次的方法(Tiered Approach)得到广泛采用;3)指示污染物和石油馏分相结合的方法逐渐取代了基于总石油烃的评价方法;4)各种预测模型得到广泛应用.     

土著微生物原位修复石油污染土壤试验研究

利用当地土著微生物优势菌群,辅以物理和化学的方法,结合当地地质微环境特点,开展了陕北某油井旁的石油污染黄土土壤修复研究。设置两个试验区、一个空白区和一个对照区,在两个试验区中分别加入3%的土著优势菌群制剂,选择优化出的土著菌群经鉴定,主要有：假单胞菌属（Pseudomonas）、微球菌属（Micrococcus）、放线菌属（Actinomayces）、真菌类的青霉属（Penicillium）、曲霉属（Aspergillus）等。试验结果显示：土著优势菌剂一般需要3-7d的延滞期（lag phase）,然后进入对数期（logarithmic phase）;两个试验区土壤中人为添加石油含量分别为1542、1886mg·kg^-1时,经过11-32d原位土著优势微生物菌剂的修复,土壤中的石油污染物降解率可达69.52%-88.11%,而对照区土壤中人为添加的石油含量变化不大,降解率基本在10%以内,说明在自然条件下土壤中石油降解是缓慢的。谷糠黍糠、麦麸两种添加剂对优化菌液的修复效果的作用基本相同。试验过程中对土壤温度、水分、氧和营养物质等影响因素进行了调控,起到了良好的作用。     

污染土壤的修复技术研究进展

分析了当前我国严峻的土壤环境状况，并从重金属和有机污染物两个方面，全面介绍了当前污染土壤的各种修复技术，包括物理化学修复方法、植物修复方法和微生物修复方法等；对各种方法的修复原理、已取得的研究进展、存在的优缺点及其将来的发展趋势进行了较全面的综述和展望。文章认为，污染土壤修复将是一项非常具有挑战性同时又是一项非常有前途的修复技术，将会对人类健康和经济可持续发展发挥重要作用。     

The effect of diesel fuel on common vetch (Vicia sativa L.) plants

When petroleum hydrocarbons contaminate soil, the carbon:nitrogen (C:N) ratio of the soil is altered. The added carbon stimulates microbial numbers but causes an imbalance in the C:N ratio which may result in immobilization of soil nitrogen by the microbial biomass, leaving none available for plant growth. As members of Leguminosae fix atmospheric nitrogen to produce their own nitrogen for growth, they may prove more successful at growing on petroleum hydrocarbon contaminated sites. During a wider study on phytoremediation of diesel fuel contaminated soil, particular attention was given to the performance of legumes versus other plant species. During harvesting of pot experiments containing leguminous plants, a recurring difference in the number and formation of root nodules present on control and contaminated Common vetch (Vicia sativa L.) plants was observed. The total number of nodules per plant was significantly reduced in contaminated plants compared to control plants but nodules on contaminated plants were more developed than corresponding nodules on control plants. Plant performance of Common vetch and Westerwold's ryegrass (Lolium multiflorum L.) was compared to illustrate any difference between the ability of legumes and grasses to grow on diesel fuel contaminated soil. Common vetch was less affected by diesel fuel and performed better in low levels of diesel fuel contaminated soil than Westerwolds ryegrass. The total amount of diesel fuel remaining after 4 months in Common vetch planted soil was slightly less than in Westerwolds ryegrass planted soil.     

农田重金属污染原位钝化修复研究进展

污染土壤重金属原位钝化修复是通过向土壤中施加一些活性钝化修复材料,通过溶解沉淀、离子交换吸附、氧化还原、有机络合等反应来改变重金属在土壤中的赋存状态,降低土壤中重金属的有效浓度、迁移性和生物有效性。这种方法成本较低、操作简单、见效快且适合大面积推广,在重金属污染土壤修复中有着不可替代的作用。尤其对主要由污水灌溉、大气沉降等造成的农田土壤面源污染,一些具有吸附固定土壤中重金属离子特性的天然物质和工业副产品都可运用在实地的钝化修复中,且不同类型的钝化修复剂对重金属污染土壤的钝化修复效果各不相同。采用实验室评价和实地应用评价,一方面可以评估钝化修复材料对污染土壤中重金属离子的固定效率;另一方面可以评估钝化修复材料对土壤理化性状、养分状况和生物活性的影响。对重金属污染土壤原位钝化修复中不同来源的钝化剂进行了分类,目前广泛使用的钝化修复剂主要包括硅钙物质、含磷材料、有机物料、黏土矿物、金属及金属氧化物、生物碳及新型材料等,概述了它们各自对重金属污染土壤的钝化修复效果。从研究方法、评价指标、环境影响因子、钝化机制以及环境风险评价等方面分析了该领域的研究现状以及存在的主要问题,今后应重点关注钝化修复剂对土壤-作物系统的潜在环境风险以及钝化材料修复效果的田间长期稳定性评价。     

Combined use of earthworm (Alma millsoni) and bacterium (Bacillus sp.) improved the bioremediation of spent engine oil contaminated soil

This study was carried out to assess the effectiveness of the combined use of earthworm (Alma millsoni) and bacterium (Bacillus sp.) in the bioremediation of spent engine oil (SEO) contaminated soils. A. millisoni were collected from the Botanical Garden of University of Ibadan, Nigeria. The stock culture of hydrocarbonoclastic Bacillus sp. was used for the bioremediation study. A set-up of eight pots containing 1000?g soil sample and 20?g of cow dung were mixed with 100, 75, 50 and 0?mL SEO respectively. Each of the set up was subjected to bioremediation agents; A. millisoni alone, Bacillus sp alone, A. millisoni and Bacillus sp, no treatment (control) in duplicate. Treatment of 100?ml SEO contaminated soil with combined A. millisoni and Bacillus sp resulted in significantly (P? bacterium > vermi-remediating agents. Earthworms exposed to 100?mLSEO-contaminated soil had higher CAT, SOD, and GPx activities compared to the control. Findings indicated that A. millisoni with Bacillus sp. can synergistically improve bioremediation of SEO contaminated soils.