长期石油污染对盐碱化土壤中微生物群落分子生态网络的影响

长期石油污染改变了土壤微生物群落组成,降低了群落多样性,对生态系统造成严重的威胁.为了探讨长期石油污染对盐碱化土壤中微生物物种间相互作用关系的影响,采集胜利油田石油污染土壤和未污染土壤,利用随机矩阵方法构建分子生态网络.结果发现,污染土壤和未污染土壤中微生物功能基因组的分子生态网络存在显著差异(P0.001).与未污染土壤相比,污染土壤的网络节点数、连接数、平均连通度、模块数和模块性都显著降低,说明在石油污染的影响下土壤微生物网络拓扑结构发生变化;污染土壤和未污染土壤的模块枢纽基因、连接器基因均没有重叠,模块枢纽基因和连接器基因的网络拓扑角色发生了变化.通过构建烷烃、多环芳烃降解基因网络,发现负相互作用的比例较大,这可能反映了微生物功能群落间的竞争关系.     

石油污染与食细菌线虫对土壤微生物活性及石油降解的影响

随着经济快速发展,石油及其产品用量增多,石油污染问题日益严重,土壤石油污染治理刻不容缓.研究表明石油污染土壤中存在大量的食细菌线虫,但食细菌线虫在石油污染土壤中的作用还不清楚.本试验采用人工模拟石油污染土壤,通过接种不同密度模式线虫(Caenorhabditis elegans),研究食细菌线虫在石油污染土壤中的功能及其对污染土壤中石油降解及土壤微生物活性的影响.本实验共设6个处理:高温灭菌石油污染土壤(FSP),作为对照处理1;杀灭线虫土壤(S),作为对照处理2;石油污染土壤(SP);石油污染土壤+5条线虫/g干土(SPN5);石油污染土壤+10条线虫/g干土(SPN10);石油污染土壤+20条线虫/g干土(SPN20).研究结果表明:整个试验培养结束时,处理SP、SPN5、SPN10和SPN20的石油残留量比第0天采样时分别降低约60.78%、80.01%、67.63%和66.31%,处理SP、SPN5、SPN10和SPN20的石油残留量比处理FSP分别降低约43.60%、70.68%、52.34%和50.45%,得出接种线虫可以促进污染土壤的石油降解,其中接种5条线虫/g干土的处理促进石油降解效果最好.第7 d采样时,处理SP、SPN5、SPN10、SPN20中脱氢酶酶活性比处理S分别增加约132.76%、115.09%、118.67%和55.81%,表明石油污染可以激活脱氢酶;第14 d时,接种线虫处理SPN5、SPN10和SPN20的脱氢酶活性比未接种线虫处理SP的脱氢酶活性分别增加约5.16%、18.13%和29.56%,表明添加食细菌线虫也促进了土壤相关酶活性.该研究证明食细菌线虫可以在石油污染土壤中刺激微生物的繁殖,增强土壤酶活性,进而促进污染土壤石油的降解.     

石油污染土壤微生物修复过程中植物毒性变化规律

植物幼苗生长发育和叶片的生化指标能综合反映土壤石油污染的程度及其生态毒性的强弱.为探究植物对石油污染土壤生态毒性的指示效果和污染土壤在生物修复过程中毒性的变化规律,本研究采用3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.文章考察了5种典型植物指示不同修复时期土壤生态毒性强弱的可行性与敏感性,并进一步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规律.结果表明,小麦和萝卜相对于莴苣、黑麦草和小青菜而言,更适宜作为石油污染土壤的指示生物.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,石油污染土壤生态毒性在修复的第8 d达到最大.不同的供试植物对石油污染的响应存在一定的差异.小麦和萝卜的生长发育指标能较为敏感地指示石油污染土壤在微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.     

石油污染土壤异位淋洗修复研究进展

石油污染土壤异位淋洗修复是一种新兴的、经济高效的修复技术,是对生物修复的一种补充.异位淋洗修复有望促成石油污染土壤修复的系统化.本文讨论了石油污染土壤异位淋洗修复的原理、特点及其影响因素,阐述了石油污染土壤异位淋洗修复的最新研究进展,并对该领域今后的研究重点进行了展望.     

莫莫格湿地油田开采区土壤石油烃污染及对土壤性质的影响

为研究莫莫格湿地油田开采区土壤石油烃污染及对土壤的影响,分别在油田开采区不同开采年限的油井周围和自然湿地对照区采集土壤样品,测定了土壤总石油烃、总有机碳、总氮、总磷、pH值和电导率.结果表明,所有油田开采区油井周围土壤中总石油烃含量显著高于对照区(p<0.05),开采5、10和20 a的油井周围土壤总石油烃含量分别是对照区土壤的30、60和111倍.土壤石油污染在莫莫格湿地油田开采区普通存在.开采10 a以上的中长期油井周围土壤是石油烃污染的主要区域,其平均含量在16 885~31 230 mg.kg-1之间.土壤总有机碳与总石油烃呈显著正相关(r=0.88,p<0.05),土壤中残留的石油烃导致了土壤总氮和总磷下降,下降最大值分别为33%和28%.土壤石油烃污染显著增加了碳氮比、碳磷比和pH值(p<0.05),这种趋势随着油井开采时间增加而增大.土壤石油污染也引起电导率的增加,但是影响并不显著(p>0.05).土壤石油烃污染在很大程度上改变了土壤的性质,对土壤质量产生了负面影响.     

科尔沁油田区域土壤石油环境容量研究

本文通过对石油开发地区土壤石油环境容量的研究，预测出油田区土壤石油环境容量，并提出了本油区域土壤石油污染总量控制值，为防治油田土壤石油污染提供了科学依据。     

石油污染对土壤微生物群落影响及石油降解菌的筛选鉴定

为研究石油污染对土壤中细菌群落结构及土壤理化性质的影响,分离筛选石油降解菌,从陕北宝塔、吴起、靖边和延长4个县区采集石油污染土壤和未受石油污染土壤,测量土壤中石油、有机质、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾的含量以及pH;采用高通量测序技术对2种土壤中细菌群落结构进行比较分析;并以石油为唯一碳源,从石油污染土壤中筛选高效石油降解菌,并对所筛选的高效石油降解菌进行16S rDNA鉴定。陕北4个县区石油污染土壤中铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量分别降低了0.57,6.63,4.34,8.91 mg/kg,有机质含量增加了2~21倍。石油污染土壤中细菌群落的丰富度和多样性均降低,其中变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为主要菌门,分枝杆菌属(Mycobacterium)为丰度最高菌属。以石油为唯一碳源,分离得到8株石油降解菌,其中菌株OS33和菌株OS62-1在5 d内的石油降解率分别为80.51%和81.60%,经鉴定OS33为迪茨氏菌(Dietzia sp.),OS62-1为红球菌(Rhodococcus sp.)。石油污染发生后,土壤中细菌群落的丰富度和多样性降低,筛选的8株石油降解菌中OS62-1石油降解率最高,研究结果进一步丰富了陕北地区石油降解菌菌种资源库。     

8种花卉植物种子萌发对石油烃污染土壤的响应

石油污染土壤的植物修复技术以其处理成本低、无二次污染、自然美观等特点,正逐步成为石油污染治理研究的一个重要方向.而修复植物的筛选是植物修复技术首要解决的问题.为此以花卉植物种子发芽作为生态指示,探讨其对石油污染土壤的反应.设置了4组不同浓度的石油污染土壤处理,对8种供试花卉植物的种子发芽率进行了盆栽实验观测.结果表明:不同的花卉种子对石油污染表现出不同的耐受性,与清洁对照土壤相比,大多数花卉种子的萌发都明显受到石油烃污染的抑制,其中受石油烃污染影响最严重的是二月兰(Orychophragmus violace).相比之下,4组浓度处理下硫华菊(Cosmos sulphnreus)和孔雀草(Tagetes patula)具有较高的耐受性和种子发芽率,因而具有修复石油污染土壤的潜力.     

表面活性剂修复石油类污染土壤研究进展

对不同类型表面活性剂修复石油类污染土壤的研究进行了介绍,综述了该技术的相关研究成果。讨论了表面活性剂修复石油类污染土壤的强化技术,并对表面活性剂修复石油类污染土壤的研究和应用前景进行了展望。     

石油污染土壤微生物群落结构与分布特性研究

针对污染胁迫下土壤微生物群落结构与分布问题,基于PCR-DGGE分析与系统发育树等现代分子生物学分析方法,探讨典型油田区石油污染土壤微生物群落结构特征,污染水平与微生物群落分布的关系.结果表明,污染土壤石油含量的差异是造成微生物群落结构相似度差异的主要因素;微生物群落结构相似性指数与土壤石油污染水平具有显著相关性;随着土壤污染程度的增加,微生物群落的均匀度指数降低,菌属分布不均匀,表现出土壤微生物群落结构和种属的污染胁迫与分异现象;石油污染土壤中存在明显的优势菌属:Gulosibacter、Halomonas、Petrobacter、Methylocystis、Pseudoalteromonas.本研究结果为认识石油污染土壤微生物特性提供基础.     

Zeta电位法研究除草剂在土壤胶体中的吸附

应用Zeta(ζ)电位法研究比较了扑草净和扑灭通在4种土壤胶体中的吸附.结果表明,当带有正电荷的除草剂在负电荷土壤表面吸附后,土壤表面的ζ电位有所增加,甚至使ζ电位从负转变成正.通过零电荷点计算得到除草剂和土壤之间的吸附常数和Gibbs自由能,并由经典的振荡平衡法得到相近结果.     

土壤砷污染及修复技术

综述了土壤中砷污染的主要来源,探讨了土壤砷污染的不同修复技术研究现状及特点,并分析了土壤砷污染未来研究需强化的几个方面。     

某退役溶剂厂有机物污染场地燃气热脱附原位修复效果试验

热脱附技术一般用于土壤中有机物的异位修复,然而对于受有机物污染较深土壤的原位修复却鲜有报道.本文以某退役溶剂厂土壤中苯、氯苯和石油类为目标污染物,运用燃气热脱附技术进行原位修复.本文介绍了燃气热脱附技术的工艺设计流程,针对场地目标污染物进行燃气热脱附的工程化试验,结果显示热脱附处理后土壤中苯、氯苯和石油类最高去除率接近100%.本文还探讨了温度、停留时间、土壤含水率和土壤质地对热脱附效率的影响,发现在温度和停留时间相同情况下,含水率较小、孔隙率较大的粉砂土热脱附效果更好.试验表明,燃气热脱附原位修复技术处理场地挥发性有机污染物效果良好,可以进行大规模的实际运用.     

固定化微生物技术修复PAHs污染土壤的研究进展

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类典型有机污染物,绿色修复PAHs污染土壤已成为国内外环境和土壤界共同关注的热点问题之一.作为一种新型的微生物修复技术,固定化微生物修复有机污染土壤正受到越来越多的关注,国内外相关研究刚刚开始.本文重点评述了近几年国内外有关固定化微生物技术修复PAHs污染土壤的最新进展,总结了固定化微生物技术的修复原理、微生物固定化载体的选择、高效降解菌的筛选、固定化方法及影响因素等方面,并提出今后的发展方向,为我国开展固定化微生物技术修复有机污染土壤的研究提供参考.     

五种土壤吸附喹乙醇特性的研究

用振荡平衡法研究了喹乙醇在东北黑土、常熟水稻土、陕西潮土、南京黄棕壤和江西红壤中吸附行为及其影响因素.结果表明,喹乙醇在5种土壤中的吸附行为均可用Langmuir方程和Freundlich方程进行良好的线性拟合.其吸附系数KF很小,分别为2.813,1.740,0.446,0.309和0.201,显示很难被土壤吸附.其KF与土壤有机质含量及阳离子交换量呈良好的相关性.而与土壤pH值及黏粒含量相关性较差.温度和离子强度均对喹乙醇在土壤中的吸附有一定影响,较低的温度和离子强度均有利于土壤对喹乙醇的吸附.     

石油污染土壤的生物通风修复

生物通风法作为物理处理方法与生物处理方法相结合的一种土壤原位修复方法,对于修复石油污染土壤的土层功能,维护土壤生态环境等具有较大的应用前景。概述了生物通风修复方法的设计、优越性、影响生物通风修复效果的因素以及强化生物通风的手段,针对目前生物通风技术在国内外的研究进展,提出需要在现场应用研究以及描述生物通风过程的数学模型方面作进一步研究。     

柠檬酸对土壤吸附五氯酚的影响

采用批量平衡试验方法,研究了柠檬酸对黄棕壤、棕红壤和红壤吸附五氯酚(PCP)的影响.结果表明,供试3种土样对PCP的等温吸附曲线均可用Freundlich吸附等温方程描述,对PCP的吸附容量大小为黄棕壤>棕红壤3红壤,与其有机质含量大小顺序一致.实验条件下,随着柠檬酸加入浓度的提高(0~100mmol/L),棕红壤和红壤对PCP的吸附容量和吸附强度表现为先升高后下降的趋势,较低浓度(￡50mmol/L)的柠檬酸处理显著促进了它们对PCP的吸附,而较高浓度柠檬酸处理则抑制其吸附.供试浓度范围内,柠檬酸对PCP在黄棕壤中的吸附容量和吸附强度均表现为促进作用,但较高浓度柠檬酸处理下促进作用减弱.加入柠檬酸后,土壤吸附PCP的平衡溶液的pH值显著降低,这可促进PCP在土壤中的吸附,同时土壤固相有机质的释放和溶液中溶解性有机质(DOM)浓度的增加则可减少土壤对PCP的吸附.     

石油污染土壤生物修复的管理和成本分析

随着石油污染土壤的日益严重,生物修复技术也日益重要,对生物修复技术进行管理是利用生物技术修复石油污染土壤的基本需求。在此探讨了石油污染修复过程中的环境管理,包括修复方法的选择,技术管理,过程控制和风险管理。并提出了可以表征石油污染土壤生物修复成本的评价方法。     

污染场地土壤气中VOCs定量被动采样技术研究及应用

污染场地中土壤气样品的采集是蒸气入侵风险评估的关键,目前最常用的主动土壤气采集技术包括真空苏玛罐和泵吸附管,其操作繁琐、成本高、易受多种因素影响、只能采集短时间的浓度.土壤气定量被动采样技术是一种新兴的采样技术,很好地克服了主动式采样存在的不足,是目前污染场地中土壤气调查的研究热点.通过总结现有研究,就定量被动采样技术的理论、被动采样器吸附剂和外壳材料的选择、被动采样器吸附速率的研究及定量被动采样在污染场地中的应用进行论述.综合研究发现,只要严格控制吸附速率,被动采样能够提供准确的定量土壤气浓度测量;采样器结构的设计、外壳材料的选择能够有效控制吸附速率;吸附速率受环境因素和土壤性质的影响,场地校正是获得准确结果的有效途径.我国在土壤气采样领域的研究刚刚起步,建议:加大高效、广谱型或混合型吸附材料及相应测试方法和设备的研发;加强吸附速率的影响因子及场地校准方法的研究;加强土壤钻孔内土壤气的补给速率的模型和场地实测研究;增加不同种采样器的现场应用比较研究;进行适合我国国情的技术标准的研究与制订.      

土壤锌污染修复实验研究

通过实验方法研究了土壤重金属锌污染的电动修复技术,分析了土壤重金属污染物的迁移和变化特征。实验结果表明在电场作用下土壤中重金属的浓度分布发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除,且土壤的pH值等是影响电动力学修复效果的主要因素。污染物Zn在电场作用下主要是在阴极附近产生富集,迁移方向由阳极向阴极,当实验电压为0.5V/cm时,在阳极附近土壤中锌的去除效率达到74.3%。电动修复中由于两极的氧化还原反应造成电极附近pH值产生明显变化,阳极附近的pH值由开始时的6.7逐渐变小到4.8,而阴极附近则相反,由开始时的6.8逐渐增大到9.2,表明土壤的酸性碱性条件变化明显。此外电动修复过程中电极附近的温度会发生相应的变化。