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。     

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.     

石油污染土壤的微生物修复及土壤微生物活性变化

为快速有效地测定石油污染土壤中功能性微生物的活性变化,分别以石油烃、正十六烷烃、多环芳烃为自定义碳源,应用Biolog法研究油污土壤生物修复过程中石油烃、烷烃、多环芳烃降解菌的代谢活性.结果显示,向油污土壤中投加混合降解菌群进行生物强化修复处理,可以有效去除土壤中的石油烃,修复13周土壤中石油烃去除率达到42.3%;生物刺激和自然修复对土壤石油烃的去除率分别为28.3%和20.5%.Biolog测定结果表明,生物强化法修复初期的土壤微生物群落对石油烃、烷烃两种碳源的代谢能力较强,而生物刺激法修复后期的土壤微生物群落对烷烃有较强的代谢能力;不同处理的土壤微生物群落比较偏好、利用率较高的碳源是石油烃,其次是烷烃,而对多环芳烃几乎不利用;土壤中石油烃、烷烃降解菌的活性越大,土壤微生物对石油烃的去除效率越高.上述研究结果说明,通过利用Biolog法测定土壤微生物活性变化可有效指示土壤中石油烃的去除效果.     

微生物修复石油污染土壤的生态毒性指示

发光菌的相对发光度和植物光合色素含量以及土壤酶活性是土壤石油污染程度和生态毒性强弱的综合反映。为探究不同生物指示方法对石油污染土壤生态毒性的指示效果以及污染土壤在生物修复过程中毒性的变化规律,采用前期筛选分离的三株对石油烃具有良好降解效果的降解菌构建混合菌体系,开展石油污染土壤模拟微生物修复实验。文章首先以明亮发光杆菌为指示生物考察不同修复时期土壤生态毒性,并以高等植物毒性试验以及土壤酶活性试验结果作为辅助证据从生态学角度揭示修复过程中石油污染土壤生态毒性的变化,并分析了以上3种指示方法的一致性。结果表明,该混合菌能高效降解对石油烃污染物,污染土壤经40 d修复后,石油烃污染物浓度从5 000 mg·kg-1降到1 781 mg·kg-1,去除率达到64%。高等植物生态毒性试验、土壤酶活性试验与发光菌生态毒性试验结果呈现良好的一致性,石油污染土壤的生态毒性随着微生物修复过程的进行呈先上升后下降的趋势。具体而言,修复初期的土样对小麦光合色素含量的抑制作用最大,叶绿素a含量相对于对照组降低了39.3%,仅为(1.36±0.04)mg·g-1;土壤过氧化氢酶酶活性与石油烃残留量呈极显著负相关关系(-0.973);污染土壤生态毒性在修复的第8天达到最大,其二氯甲烷/二甲基亚砜浸提液中发光菌的相对发光度为18.1%,与0.187 mg·L-1 Hg Cl2的毒性相当。明亮发光杆菌的相对发光度和小麦光合色素含量以及土壤过氧化氢酶活性能较好地指示石油污染土壤在生物修复过程中的生态毒性,可作为石油污染土壤微生物修复效果的指示生物。     

石油污染物的微生物降解研究

以炼油厂污水池底泥中分离的3株细菌和3株真菌为供试微生物,陕北黄土(0～20 cm)制备的土壤悬浮液为土壤微生物对照,灭菌培养基为非生物降解对照,研究不同组合微生物的生长动态及对石油烃的降解率.将不同组合的微生物接种到石油烃质量浓度为10000 mg·L-1的液体培养基中,29 ℃±1 ℃,摇床连续培养50 d.于0 ～72 h内取样,进行微生物生长动态检测;于5～50 d定期取样,考察培养基中石油烃降解率的动态变化.结果表明:单独外源菌降解效果优于混合外源菌和土著微生物,25 d后土著微生物生物降解率超过混合外源菌.外源细菌、外源真菌、混合外源菌和土著微生物50 d生物降解率分别为71.54 %,60.13 %,47.26 %和51.49 %.土壤细菌对石油污染物具有较强的生长适应性,外源细菌降解效果最好.     

渤海表面沉积物中石油-重金属复合污染的生物修复

对渤海中部蓬莱19-3溢油污染区域某溢油钻井平台附近海域的表层沉积物中的重金属、石油烃含量进行了分析,阐述了石油生物修复过程中沉积物中重金属浓度随着石油降解的变化规律,探讨了二者的相关性.结果表明,随着石油的降解,重金属Cr、Cu、Ni、As和Cd的浓度呈现出一种先上升后下降的趋势,并且浓度变化幅度较大.前期沉积物中重金属浓度的升高可能与石油降解有一定的相关性,后期重金属浓度降低可能是微生物、植物的作用、沉积物的再悬浮作用或重金属的纵向迁移导致的.Pb则随着修复的进行表现为浓度的持续减小,且变化幅度较平稳,这可能与活性Pb与沉水植物根系的作用以及沉积物p H和有机质含量减少有关.修复后除As(8.2%)外,沉积物中的Cr、Cu、Ni、Pb和Cd浓度的降低幅度为48.5%—69.6%,表明石油降解菌对沉积物中的重金属也有良好的修复效果.本研究将为石油污染土壤或沉积物中的重金属与石油烃复合污染的生物修复提供一定的理论基础.     

石油烃污染土壤联合修复技术研究进展

随着石油的开采和使用,土壤石油烃污染的问题已经十分严峻,研究绿色、高效、低成本的修复技术对于污染土壤修复具有重要意义.通过总结了物理、化学和生物修复技术对石油烃污染土壤的修复效果、影响因素以及优缺点,并针对以上技术的局限性,归纳整理电动-化学氧化、电动-微生物修复、表面活性剂淋洗-生物修复、预氧化-生物修复、植物-微生...     

原油污染土壤的生物法修复效果研究

对原油污染土壤进行生物法修复试验,结果表明,当土壤中含油量分别为5%,10%,20%和45%时,生物降解20d后石油去除率分别达到44.8%,49.9%,47.2%和49.6%;55d后去除率分别达到80.9%,83.6%,87.8%和87.1%;150d后,石油去除率分别达到91.7%,92.6%,91.3%和90.6%.从GC和GC-MS分析结果看,土壤经修复处理后,各种油成分都出现了明显的降解,其中C28以上的分子链基本消失;从脱氢酶分析结果看,微生物活性起初有所上升,后来随着含油量的降低而下降.     

固定化毛霉对工业和农田污染土壤中多环芳烃的降解和生物有效性评价

为了探讨微生物修复不同类型多环芳烃污染土壤的可行性,应用固定化毛霉对多环芳烃污染工业土壤及农田土壤进行微生物修复,用羟丙基-β-环糊精(HPCD)提取模拟评价多环芳烃的微生物可利用性,并分析多环芳烃微生物降解和生物可利用性的相关关系.焦化厂污染土壤中多环芳烃的30 d降解率为77.6%,沈抚灌区污染土壤中多环芳烃的30 d降解率为54.2%,焦化厂土壤和污灌区农田土壤中多环芳烃降解差异明显.焦化厂土壤和污灌区土壤中多环芳烃的30 d降解量和多环芳烃的环糊精可提取量具有相关性,各环数多环芳烃的环糊精可提取量变化解释了焦化厂和污灌区土壤中多环芳烃降解的差异机制,说明可用环糊精提取量预测微生物降解土壤多环芳烃的情况.     

微生物混合堆制法处理油污土壤的净化效果

堆制处理工艺是处理油污土壤的一种强化的生物处理工艺。在两种油污土样的堆制中投加了四株高效石油降解菌,处理60d后考察投加了混合菌的净化效果,主要包括油污中饱和烃、芳香烃、胶质、沥青质、总烃碳数组分相对含量的变化以及土壤中重金属含量及其水溶性的变化。结果表明:饱和烃的绝对去除量以及去除率都要高于其它三者;土样1和土样2总烃碳数组分百分比的变化幅度差别较大,呈现低碳数下降、高碳数升高的趋势,可见添加的高效石油降解菌以利用中低碳数烃类为主;该复合微生物堆制处理法对土壤的重金属污染基本无影响。     

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.     

石油烃类污染土壤的生物修复技术研究进展

介绍了治理石油烃类污染土壤的各种生物修复技术——原位处理法、异位处理法(现场处理法、预制床法、堆制处理法、生物反应器、厌氧生物处理法)及植物修复技术的原理、研究、应用的最新进展；分析了生物修复技术的影响因素及未来的发展趋势。     

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.     

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。     

假单胞菌AEBL3对土壤中呋喃丹的生物降解

从农药污染的农田土壤中分离到一株假单胞菌AEBL3，该菌能够以呋喃丹为唯一的碳源和氮源生长。使用AEBL3作为生物强化剂对模拟呋喃丹污染的土壤环境进行了生物修复试验。结果表明，接种AEBL3能够明显增加土壤中呋喃丹的降解率。降解菌AEBL3在土壤中具有一定的移动性，当从土壤表层加菌时，对0-7cm深土层中的呋喃丹都有很好的降解效果。在各种投加方式的比较中，以投加降解菌原液修复效果最好，缓冲液悬浮的菌细胞次之，砂粒混合物的效果最差。16S rRNA的变性梯度电泳(DGGE)结果揭示了生物修复过程中土壤微生物菌群结构中的动态变化。     

A simple approach to modeling microbial biomass in the rhizosphere

Microorganisms make an important contribution to the degradation of contaminants in bioremediation as well as in phytoremediation. An accurate estimation of microbial concentrations in the soil would be valuable in predicting contaminant dissipation during various bioremediation processes. A simple modeling approach to quantify the microbial biomass in the rhizosphere was developed in this study. Experiments were conducted using field column lysimeters planted with Eastern gamagrass. The microbial biomass concentrations from the rhizosphere soil, bulk soil, and unplanted soil were monitored for six months using an incubation–fumigation method. The proposed model was applied to the field microbial biomass data and good correlation between simulated and experimental data was achieved. The results indicate that plants increase microbial concentrations in the soil by providing root exudates as growth substrates for microorganisms. Since plant roots are initially small and do not produce large quantities of exudates when first seeded, the addition of exogenous substrates may be needed to increase initial microbial concentrations at the start of phytoremediation projects.     

土壤重金属污染研究与治理现状

对土壤重金属污染研究和治理方法现状进行了介绍：涉及的具体内容包括土壤重金属元素背景值。化学定时炸弹的概念,土壤环境与人类健康和物理、化学、生物治理方法。     

生物修复技术研究进展

生物修复在治理受有毒有害有机物污染的环境的作用日益突出，因而生物修复的研究愈加受到重视。文中对生物修复的发展情况进行了综述，涉及生物通气法、生物注射法、污染地下水及其上部污染土壤的生物修复系统、地耕处理、植物生物修复、堆肥法、生物反应器和厌氧处理等方面．同时就遗传工程微生物系统等方面研究对发展生物修复技术的意义作了展望．     

Impacts of crude oil on the germination and growth of cress seeds (Lepidium sp.) after bioremediation of agricultural soil polluted with crude petroleum using "adapted" Pseudomonas putida

The impacts of crude oil on the germination, growth and morphology of cress seeds (Lepidium sp.) after bioremediation of agricultural soil polluted with crude petroleum using "adapted" Pseudomonas putida (PP) were examined for 15 days. At day 15 there was 100% germination in the untreated control samples, the mean height of the seedlings was 75.8 +/- 2.6 mm and all appeared to have grown morphologically normal. In the experimental samples treated with oil and PP inoculation, there was 98% germination and the seedlings reached a height of 63.8 +/- 6.9 mm; again, morphologically the seedlings appeared normal. However, in the control samples treated with oil but without PP inoculation, there was 31-38% germination and seedling heights of 34.2 +/- 11.4-42.3 +/- 8.5 mm with abnormal morphology. Treatment of oil-impacted agricultural soil with PP as a bioremediation agent does produce soil which is capable of growing larger and healthier plants than where bioremediation has not taken place.     

光合细菌PSB07-15对辣椒及土壤中甲氰菊酯残留的生物修复

利用光合细菌菌株PSB07-15对辣椒促生作用及对植株与土壤中甲氰菊酯残留的生物修复进行了研究,为光合细菌生物修复菊酯类农药残留的实际应用提供科学依据。结果表明：菌株PSB07-15菌液用ddH2O稀释100倍液、200倍液浸种处理后能够显著提高辣椒种子发芽率;田间小区试验结果表明,菌株PSB07-15施用1 875、3 750、7 500 mL.hm-2,辣椒鲜质量分别增加15.12%、21.68%、14.79%;菌株PSB07-15能够有效降解辣椒和土壤中甲氰菊酯残留（辣椒中大于47.20%,土壤中大于50.73%）。