生物修复石油污染土壤的研究进展

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　　摘 要：随着社会经济的发展，石油用量逐年增长，石油污染土壤的现象日趋严重。利用生物修复石油污染土壤，成本低，不会产生二次污染，是目前石油污染土壤的重点研究方向。该文阐述了生物修复石油污染土壤效果的影响因素以及修复技术，并对现阶段生物修复石油污染土壤存在的问题进行了分析和展望。
　　关键词：生物修复;石油;土壤
　　中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 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，人们对石油的需求量增加，导致石油污染土壤问题日益严重，石油遗漏、含石油污水未达标排放等成为主要污染因素[1]。石油当中含有芳香烃、饱和烃和其他有害物质，这些有害物质会改变土壤理化性质、污染地下水和地表水、减少土壤中生物多样性、甚至会通过食物链富集而进入到动物和人体当中，严重危害自然环境和人体健康[2]。据研究，石油进入人体后会引起呼吸系统疾病，也会导致肝肾以及心血管功能异常，甚至会致癌[3]。因此，石油污染土壤的修复刻不容缓。生物修复石油污染土壤的技术有物理、化学和生物技术，其中生物修复技术因其成本低、不易产生二次污染、操作简单、修复效率高等优点而被广泛研究应用。本文对生物修复技术进行了阐述和分析，以期为石油污染土壤的修复技术提供参考。
　　2 影响生物修复石油污染土壤效果的因素
　　生物修复石油污染土壤效果受土壤理化性质的影响，例如土壤的温度、湿度、pH值和盐浓度。其中最适pH为6.0～8.0、最适温度在15～30℃，盐浓度通过影响生物体内渗透压而影响生物的生理活动[3-5]。此外石油本身的理化性质也会影响土壤修复效果，研究表明C22以上的石油烃最难被降解，C10～C22的石油烃最容易被降解[6]。
　　3 生物修复技术
　　石油污染土壤修复技术包括物理修复、化学修复和生物修复。物理方法包括焚烧法、隔离法、换土法、洗涤法、气相抽提法、超声清洗法、热脱附法，化学方法包括化学氧化法、萃取法、光催化氧化法，物理化学修复方法因其成本较高、修复不彻底、后期处理工序复杂、容易产生二次污染等问题没有得到普遍认可。生物修复方法作为一种环保经济的新兴方法，被广泛应用研究。
　　3.1 植物修复 植物修复技术是利用植物的根部对污染物质进行提取、吸收、转化或固定在植物体内，再将植物上部进行削减的一种绿色环保且兼具景观价值的修复技术。刘继朝等[7]对狗牙根进行盆栽实验，研究其对石油污染土壤的修复效果，结果表明，种植狗牙根之后土壤中石油有害成分的去除率是种植之前的2.3倍，向土壤中施加有机肥后的去除效率更高。Euliss等[8]通过温室模拟技术对不同植物去除土壤中石油污染物效率进行评价，发现草本植物修复效率明显高于木本植物。陈嫣等[9]利用披碱草和紫花苜蓿修复大庆油田污染土壤，并进行相关指标检测，发现了植物根系微环境与生物因子间的关系。
　　3.2 微生物修复 微生物修复技术是指土壤中的污染物被微生物降解为CO2和H2O等无毒无害的物质以达到降低污染程度的目的。刘健等[10]利用现代生物技术对胜利油田不同时期油井附近的污染土壤筛选培育优势菌群，为微生物原位修复技术提供理论依据。张海荣等[11]从石油污染土壤中筛选出3种土著优势种，其修复石油污染土壤的结果良好。王新新等[12]引用堆肥方法对石油污染污泥进行处理，90d后污泥中的石油污染物降解率比对照组高22.1%。Plotnikova等[13]发现真菌和土著微生物群落结合修复石油污染土壤效果比单独修复效果好。刘五星等[14]利用预制床生物修复技术，在含油污泥中接种石油烃降解菌，发现其修复效率比对照组高31.2%。Mishra等[15]在微生物群落当中加入营养物质，对石油污染土壤进行修复，结果显示石油烃的降解效率在120d内达到了90.2%。
　　3.3 植物-微生物联合修复 单一的植物或者微生物处理效果不明显，植物-微生物的联合修复技术可以使石油污染土壤得到更高效的修复。刘世亮等[16]在苯并[a]芘污染土壤修复实验中发现，接种真菌菌根的植物对污染物的降解效率比不接种高。耿春女等[17]进行三叶草修复石油污染物盆栽实验，结果发现接种菌加三叶草修复效果比单一用三叶草或接种菌的处理高。Huang等[18]研究发现植物根际细菌可以提高植物在石油污染土壤中的耐受能力和生长速率，进而提高植物对石油污染土壤修复的效果。Lefrancois等[19]研究发现赤杨和弗兰克菌属联合修复石油污染土壤的矿化效果更好。王金成等[20]研究发现，石油降解菌与金盏菊共生修复石油污染土壤，可使土壤中微生物数量增多，改善土壤理化性质，为根际微生物提供了良好的生存环境，有效提高了修复效率。Fan等[21]研究发现紫花苜蓿处理Pyr污染污染土壤60d，根际土壤微生物的含量和修复效果均比非根际高。Dashti等[22]利用豆科植物和细菌共生修复石油污染土壤，提高了根瘤植物对石油利用能力。 　　4 展望
　　生物修复石油污染土壤技术具有环保、经济、后期处理简单、易操作等优点，但生物修复技术适合低浓度石油污染土壤，浓度过高会对生物体本身造成毒害且减缓生物生长，降低修复效果。因此，今后可在以下几个方面进行研究与改进：（1）深入研究植物-微生物联合修复技术，加强对土著细菌真菌的筛选，从大田实验走向实际应用;（2）利用基因工程、基因组学等技术，选育耐性强生长周期短的生物，培育更多优良品种;（3）建立生物修复技术的评价标准，防治未知生态风险发生;（4）继续优化技术，降低成本，加强后期处理技术，防止二次污染。
　　参考文献
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　　（责编：张 丽）
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