原油污染對土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)的影響

1、<p>　　原油污染對土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)的影響</p><p>　　摘要：本文選用低中高三種污染程度，研究原油污染對土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)的影響，主要為受污染土壤中總石油烴的降解情況。 </p><p>　　結果表明低原油含量的土壤，其微生物和非生物降解率高于高原油含量的土壤，在20天內(nèi)降解率可以達到90%以上，而在高濃度污染時，50天內(nèi)總降解率只能達到48%。 </p>

2、<p>　　關鍵詞：石油烴，土壤污染，微生物降解 </p><p>　　中圖分類號：Q938.1+3 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　緒論 </b></p><p>　　石油是重要的能源，是現(xiàn)代工業(yè)的“血液”，現(xiàn)在世界石油的總產(chǎn)量每年近30億噸多。然而石油的大量使用，也使得石油大量地進入環(huán)境，對生態(tài)環(huán)境和

3、人類健康造成了潛在的危害。研究發(fā)現(xiàn)，石油污染將干擾污染區(qū)域生物群落的正常生理、生化活動，破壞化學信息聯(lián)系，使生物的生長和繁殖受到嚴重損害。污染嚴重的區(qū)域，還會造成一些抗性弱的物種死亡，其生態(tài)系統(tǒng)的恢復需要十年以上的時間，進而危及人類的健康。 </p><p>　　生物降解就是微生物新陳代謝的過程，即把有機污染物轉(zhuǎn)化或礦化成低危害或無危害的物質(zhì)，這些物質(zhì)隨后進入自然的生物地球化學循環(huán)。生物降解的程度受多種因素的影響

4、，如營養(yǎng)、氧、pH、物質(zhì)的結構組分及污染物的濃度和生物可利用性、物質(zhì)的化學和物理性質(zhì)及環(huán)境污染的過程等。與化學、物理方法相比，生物修復具有成本低，操作簡單，處理效果好，對環(huán)境影響小，不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。 </p><p>　　本文模擬被原油污染的生態(tài)系統(tǒng)，定量分析幾個主要微生物指標，通過研究微生物的動態(tài)生長情況，來為受污染土壤的生物降解和修復提供理論基礎和依據(jù)。 </p><p><

5、;b>　　土壤與原油 </b></p><p><b>　　1、土樣 </b></p><p>　　土壤取自赤峰路63號“設計創(chuàng)意工場”園區(qū)內(nèi)，除去砂礫和植物殘留，經(jīng)風干后碾碎，用孔徑2mm的篩子篩選后保存?zhèn)溆谩?</p><p><b>　　2、石油烴 </b></p><p>

6、　　石油為大慶油田脫水原油，為黑色粘稠液體，降解性實驗中所使用的原油以正己烷為溶劑。 </p><p>　　3、含油土壤的準備 </p><p>　　將經(jīng)風干，碾碎，并用孔徑2mm的篩子篩選后的土樣調(diào)節(jié)土壤含水量為25%。與石油烴按一定比例混合，混合后土樣含油量分別為1000mg/kg干土，5000mg/kg干土，50000mg/kg干土。另取土樣滅菌，最后在超凈工作臺使用同樣的方法加入原

7、油，使得濃度同上。置生化培養(yǎng)箱30℃恒溫培養(yǎng)，定期加水維持土壤的含水量。 </p><p>　　土壤中原油降解率的測定 </p><p>　　1、標準曲線的繪制 </p><p>　　配置100mL/L的標油：準確稱量0.1g原油置于100mL容量瓶中，加入正己烷溶解并稀釋至刻度線，得1g/L原油溶液。再用移液管準確移取10mL此溶液至100mL容量瓶中，正己烷定容

8、，即可得到100mL/L的標油。 </p><p>　　向10個10mL的比色管中分別加入0，0.4，0.8，1.6，2.0，2.5，3.0，4.0，5.0，6.0mL的100mL/L的標油，得到0，4，8，16，20，25，30，40，50，60mg/L的系列標油。在226nm波長下用石英比色皿，以正己烷為參比，測定吸光度。經(jīng)空白校正后以吸光度-濃度做標準曲線。 </p><p>　　2

9、、原油降解率的測定 </p><p>　　采用紫外分光光度法測定。稱取5.0g土壤于碘量瓶，靜置過夜。分兩次加入正己烷各10mL，每次都需中速振蕩30分鐘以使其混合均勻，然后置于高速離心機離心15分鐘。將上清液轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，將沉淀部分重復離心。收集兩次振蕩離心獲得的上清液，使用正己烷定容，搖勻。采用分光光度法測定吸光度，通過標準曲線計算得到原油濃度。 </p><p>　　3、實

10、驗結果和分析 </p><p><b>　?。?）標準曲線 </b></p><p>　　以測得的吸光度為縱坐標，標準油濃度為橫坐標，繪制標準曲線。 </p><p>　　圖2-1原油降解率標準曲線 </p><p>　　根據(jù)上圖，可知線性相關系數(shù)R2=0.9990，吸光度A與濃度C的相關性方程為A=0.0161C+0.

11、0004，整理得C=62.1118A-0.0248。 </p><p>　?。?）總降解率的測定 </p><p>　　不同濃度石油烴處理土樣的總石油烴總降解率情況見下圖： </p><p>　　圖2-2不同濃度石油烴處理土壤樣品的TPH總降解率 </p><p>　　通過對總降解實驗數(shù)據(jù)的考察，我們發(fā)現(xiàn)在低濃度（1000mg/kg）時，20

12、天總降解率就能達到80%以上，到了第50天總降解率達到最高的96%。而對于中等濃度（5000mg/kg）和高濃度（50000mg/kg）則無法在實驗限定的50天內(nèi)達到90%以上的降解率，其中最高的降解率為高濃度50天的降解率，達48.1%。這表明含油濃度較低的土壤可以被較快和較有效的修復，含油濃度高的土壤則較難被修復。從三組不同濃度數(shù)據(jù)的總體趨勢來看，隨著土壤含油濃度的升高，降解效率逐漸降低，這可能是由于高濃度時原油對于細菌產(chǎn)生了毒副作

13、用。同時考察同一濃度的降解率趨勢，我們發(fā)現(xiàn)隨著降解時間的延長，降解率會不斷提高。 </p><p>　?。?）非生物降解率的測定 </p><p>　　不同濃度石油烴處理土樣的總石油烴非生物降解率情況見下圖： </p><p>　　圖2-3不同濃度石油烴處理土壤樣品的TPH非生物降解率 </p><p>　　考察非生物降解率實驗數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)

14、同一濃度的降解率有著隨降解時間的延長而提高的趨勢，這可能是由于石油烴的揮發(fā)和自然降解等非生物因素造成的。在低濃度（1000mg/kg）時，40天的非生物降解率能夠達到30%以上，到第50天降解率達到最高的31.7%，這也支持石油烴揮發(fā)和自然降解因素的觀點。而對于中等濃度（5000mg/kg）和高濃度（50000mg/kg）則無法達到30%以上的降解率。這表明含油濃度較低的土壤，其非生物修復效果較好，含有濃度較高的土壤非生物修復效果較差。

15、從三組不同濃度數(shù)據(jù)的總體趨勢看，隨著土壤含油濃度的升高，降解效率逐漸降低，這可能是由于非生物因素降解總石油烴的效果有限，是受污染物的絕對量的影響而非相對量。原油濃度較低時，其基數(shù)較小，非生物降解百分比相對就較大；而在原油濃度較高時，其基數(shù)較大，則非生物降解百分比就相對較小。 </p><p>　　（4）生物降解率的計算 </p><p>　　將上述兩圖對應部分相減（總降解率減去非生物降解率

16、）即可得到生物降解率。不同濃度石油烴處理土樣的總石油烴生物降解率情況見下圖： </p><p>　　圖2-4不同濃度石油烴處理土壤樣品的TPH生物降解率 </p><p>　　根據(jù)上圖，生物降解率要明顯高于非生物降解率，這說明微生物是石油烴降解的主要因素，其降解作用的好壞對石油烴的降解起主導作用。從三組不同濃度數(shù)據(jù)的總體趨勢來看，和總降解率的情況是十分相似的，隨著土壤含有濃度的升高，降解效

17、率逐漸降低。但是這種趨勢在低濃度（1000mg/kg）到中等濃度（5000mg/kg）的過程中不是十分明顯，可能是由于在這個濃度區(qū)域內(nèi)細菌活性受濃度的影響較小。而在高濃度區(qū)域（50000mg/kg）則出現(xiàn)了降解率的下降，可能是由于高濃度原油對微生物產(chǎn)生了毒副作用。在低濃度時，20天到50天的降解率維持在60%以上，而第50天的降解率達到最高的64.3%；而中等濃度只有40天和50天時降解率才能達到60%；高濃度（50000mg/kg）最

18、高的降解率為50天時的降解率，為36%。 </p><p><b>　　結論 </b></p><p>　　通過研究不同濃度原油在50天內(nèi)對土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)的影響，發(fā)現(xiàn)生物降解、非生物降解和總降解率有著相似的變化趨勢——隨著濃度的升高降解率逐步下降，隨時間的推移降解率逐步升高?？偨到饴首罡呖蛇_96%，其中生物降解是主要貢獻。生物降解率總體上較穩(wěn)定，隨濃度和時間的變化

19、較平緩，且濃度達到一定污染程度時生物和非生物降解效果都欠佳。 </p><p>　　以上結果表明，微生物修復受石油烴污染土壤具有降解效率高、生長速度快、達到最佳降解條件成本低等特點。因此，通過微生物方法修復和強化受石油烴污染土壤的應用前景是十分樂觀的。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[] 李麗，張麗平，張

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