生物修復石油污染土壤的研究進展

聶司宇

摘 要：隨著社會經濟的發展，石油用量逐年增長，石油污染土壤的現象日趨嚴重。利用生物修復石油污染土壤，成本低，不會產生二次污染，是目前石油污染土壤的重點研究方向。該文闡述了生物修復石油污染土壤效果的影響因素以及修復技術，并對現階段生物修復石油污染土壤存在的問題進行了分析和展望。

關鍵詞：生物修復;石油;土壤

中圖分類號 X53 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2020）07-0109-02

Abstract： With the development of society and economy， the amount of oil used has been increasing year by

year， followed by the phenomenon of severe oil pollution of the soil. Bioremediation of petroleum-contaminated soil has low cost and does not cause secondary pollution， which is the current key research direction of petroleum-contaminated soil. The article looks forward to the influencing factors of the effect of bioremediation of petroleum-contaminated soil， bioremediation technology of petroleum-contaminated soil， and the current problems of bioremediation of petroleum-contaminated soil.

Key words： Bioremediation; Petroleum; Soil

1 引言

近年來，人們對石油的需求量增加，導致石油污染土壤問題日益嚴重，石油遺漏、含石油污水未達標排放等成為主要污染因素[1]。石油當中含有芳香烴、飽和烴和其他有害物質，這些有害物質會改變土壤理化性質、污染地下水和地表水、減少土壤中生物多樣性、甚至會通過食物鏈富集而進入到動物和人體當中，嚴重危害自然環境和人體健康[2]。據研究，石油進入人體后會引起呼吸系統疾病，也會導致肝腎以及心血管功能異常，甚至會致癌[3]。因此，石油污染土壤的修復刻不容緩。生物修復石油污染土壤的技術有物理、化學和生物技術，其中生物修復技術因其成本低、不易產生二次污染、操作簡單、修復效率高等優點而被廣泛研究應用。本文對生物修復技術進行了闡述和分析，以期為石油污染土壤的修復技術提供參考。

2 影響生物修復石油污染土壤效果的因素

生物修復石油污染土壤效果受土壤理化性質的影響，例如土壤的溫度、濕度、pH值和鹽濃度。其中最適pH為6.0～8.0、最適溫度在15～30℃，鹽濃度通過影響生物體內滲透壓而影響生物的生理活動[3-5]。此外石油本身的理化性質也會影響土壤修復效果，研究表明C22以上的石油烴最難被降解，C10～C22的石油烴最容易被降解[6]。

3 生物修復技術

石油污染土壤修復技術包括物理修復、化學修復和生物修復。物理方法包括焚燒法、隔離法、換土法、洗滌法、氣相抽提法、超聲清洗法、熱脫附法，化學方法包括化學氧化法、萃取法、光催化氧化法，物理化學修復方法因其成本較高、修復不徹底、后期處理工序復雜、容易產生二次污染等問題沒有得到普遍認可。生物修復方法作為一種環保經濟的新興方法，被廣泛應用研究。

3.1 植物修復 植物修復技術是利用植物的根部對污染物質進行提取、吸收、轉化或固定在植物體內，再將植物上部進行削減的一種綠色環保且兼具景觀價值的修復技術。劉繼朝等[7]對狗牙根進行盆栽實驗，研究其對石油污染土壤的修復效果，結果表明，種植狗牙根之后土壤中石油有害成分的去除率是種植之前的2.3倍，向土壤中施加有機肥后的去除效率更高。Euliss等[8]通過溫室模擬技術對不同植物去除土壤中石油污染物效率進行評價，發現草本植物修復效率明顯高于木本植物。陳嫣等[9]利用披堿草和紫花苜蓿修復大慶油田污染土壤，并進行相關指標檢測，發現了植物根系微環境與生物因子間的關系。

3.2 微生物修復 微生物修復技術是指土壤中的污染物被微生物降解為CO2和H2O等無毒無害的物質以達到降低污染程度的目的。劉健等[10]利用現代生物技術對勝利油田不同時期油井附近的污染土壤篩選培育優勢菌群，為微生物原位修復技術提供理論依據。張海榮等[11]從石油污染土壤中篩選出3種土著優勢種，其修復石油污染土壤的結果良好。王新新等[12]引用堆肥方法對石油污染污泥進行處理，90d后污泥中的石油污染物降解率比對照組高22.1%。Plotnikova等[13]發現真菌和土著微生物群落結合修復石油污染土壤效果比單獨修復效果好。劉五星等[14]利用預制床生物修復技術，在含油污泥中接種石油烴降解菌，發現其修復效率比對照組高31.2%。Mishra等[15]在微生物群落當中加入營養物質，對石油污染土壤進行修復，結果顯示石油烴的降解效率在120d內達到了90.2%。

3.3 植物-微生物聯合修復 單一的植物或者微生物處理效果不明顯，植物-微生物的聯合修復技術可以使石油污染土壤得到更高效的修復。劉世亮等[16]在苯并[a]芘污染土壤修復實驗中發現，接種真菌菌根的植物對污染物的降解效率比不接種高。耿春女等[17]進行三葉草修復石油污染物盆栽實驗，結果發現接種菌加三葉草修復效果比單一用三葉草或接種菌的處理高。Huang等[18]研究發現植物根際細菌可以提高植物在石油污染土壤中的耐受能力和生長速率，進而提高植物對石油污染土壤修復的效果。Lefrancois等[19]研究發現赤楊和弗蘭克菌屬聯合修復石油污染土壤的礦化效果更好。王金成等[20]研究發現，石油降解菌與金盞菊共生修復石油污染土壤，可使土壤中微生物數量增多，改善土壤理化性質，為根際微生物提供了良好的生存環境，有效提高了修復效率。Fan等[21]研究發現紫花苜蓿處理Pyr污染污染土壤60d，根際土壤微生物的含量和修復效果均比非根際高。Dashti等[22]利用豆科植物和細菌共生修復石油污染土壤，提高了根瘤植物對石油利用能力。

4 展望

生物修復石油污染土壤技術具有環保、經濟、后期處理簡單、易操作等優點，但生物修復技術適合低濃度石油污染土壤，濃度過高會對生物體本身造成毒害且減緩生物生長，降低修復效果。因此，今后可在以下幾個方面進行研究與改進：（1）深入研究植物-微生物聯合修復技術，加強對土著細菌真菌的篩選，從大田實驗走向實際應用;（2）利用基因工程、基因組學等技術，選育耐性強生長周期短的生物，培育更多優良品種;（3）建立生物修復技術的評價標準，防治未知生態風險發生;（4）繼續優化技術，降低成本，加強后期處理技術，防止二次污染。

參考文獻

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（責編：張 麗）