野生觀賞植物長藥八寶對石油烴污染土壤的修復(fù)研究

發(fā)布時間：2016-08-30 17:01

本文關(guān)鍵詞：野生觀賞植物長藥八寶對石油烴污染土壤的修復(fù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

２０１４年４月；第３４卷第４期；環(huán)境科學(xué)學(xué)報ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕ；Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．４Ａｐｒ．，２０１４；ＤＯＩ：１０．１３６７１／ｊ．ｈｊｋｘｘｂ．２０；程立娟，周啟星．２０１４．野生觀賞植物長藥八寶對；ＣｈｅｎｇＬＪ，ＺｈｏｕＱＸ．２０１４．Ｐｈｙｔ；野生觀賞植物長藥八寶對石油烴污染土壤的修復(fù)研究；程立娟，周啟星?；南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工

２０１４年４月

第３４卷第４期

環(huán)　境　科　學(xué)　學(xué)　報　ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ

Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．４Ａｐｒ．，２０１４

ＤＯＩ：１０．１３６７１／ｊ．ｈｊｋｘｘｂ．２０１４．０１５９

程立娟，周啟星．２０１４．野生觀賞植物長藥八寶對石油烴污染土壤的修復(fù)研究［Ｊ］．環(huán)境科學(xué)學(xué)報，３４（４）：９８０?９８６

ＣｈｅｎｇＬＪ，ＺｈｏｕＱＸ．２０１４．ＰｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌｓｕｓｉｎｇａｗｉｌｄｏｒｎａｍｅｎｔａｌｐｌａｎｔＨｙｌｏｔｅｌｅｐｈｉｕｍｓｐｅｃｔａｂｉｌｅ（Ｂｏｒｅａｕ）Ｈ．Ｏｈｂａ［Ｊ］．ＡｃｔａＳｃｉｅｎｔｉａｅＣｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ，３４（４）：９８０?９８６

野生觀賞植物長藥八寶對石油烴污染土壤的修復(fù)研究

程立娟，周啟星?

南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，環(huán)境污染過程與基準(zhǔn)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室／天津市城市生態(tài)環(huán)境修復(fù)與污染防治重點(diǎn)實(shí)驗室，天津３０００７１收稿日期：２０１３?０７?３１　　　修回日期：２０１３?０９?０６　　　錄用日期：２０１３?０９?１３

摘要：植物修復(fù)作為一項綠色修復(fù)技術(shù)，是石油烴污染土壤有效而可行的修復(fù)方法之一．野生觀賞植物應(yīng)用于植物修復(fù)，不僅能展現(xiàn)野生植物的良好耐性，在治理污染的同時美化環(huán)境，還能發(fā)揮觀賞植物的特性，避免將污染帶入食物鏈．本研究通過溫室盆栽試驗探討了野生觀賞植物長藥八寶（Ｈｙｌｏｔｅｌｅｐｈｉｕｍｓｐｅｃｔａｂｉｌｅ（Ｂｏｒｅａｕ）Ｈ．Ｏｈｂａ）對大港油田石油烴污染土壤的修復(fù)潛力．結(jié)果表明：長藥八寶對石油烴污染的鹽堿土具備良好的耐性，雖然長藥八寶的地上部生物量相對于對照組有所降低，但與修復(fù)活動更為相關(guān)的根部生物量并未受到明顯抑制，長藥八寶也未表現(xiàn)出明顯的毒害癥狀；長藥八寶對石油烴污染土壤的修復(fù)效果比較顯著，當(dāng)土壤石油烴濃度為１１８７４ｍｇ·ｋｇ－１、２００７５ｍｇ·ｋｇ－１和３８９８６ｍｇ·ｋｇ－１時，其降解率分別為４７．９９％、２４．４９％和２２．９８％，明顯高于空白對照組的降解率（僅為３２．３７％、２１．５７％和１７．６４％）（ｐ＜０．０１）；通過最大或然數(shù)法（ｍｏｓｔｐｒｏｂａｂｌｅｎｕｍｂｅｒ，ＭＰＮ）觀測到１１８７４ｍｇ·ｋｇ－１、２００７５ｍｇ·ｋｇ－１和３８９８６ｍｇ·ｋｇ－１濃度的石油烴污染脅迫下，烷烴和芳烴降解菌的數(shù)量都要高于空白對照組，這在一定程度上促進(jìn)了根際微生物對石油烴的降解．總之，長藥八寶對一定濃度的石油烴污染鹽堿土具備良好的耐性，對土壤中石油烴污染物具備較高的降解率，具備修復(fù)總石油烴濃度在４００００ｍｇ·ｋｇ－１以下的石油烴污染鹽堿土的能力．關(guān)鍵詞：植物修復(fù)；長藥八寶；石油烴；野生觀賞植物；污染土壤

文章編號：０２５３?２４６８（２０１４）０４?９８０?０７　　　中圖分類號：Ｘ５３　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ

ＰｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌｓｕｓｉｎｇａｗｉｌｄｏｒｎａｍｅｎｔａｌｐｌａｎｔＨｙｌｏｔｅｌｅｐｈｉｕｍｓｐｅｃｔａｂｉｌｅ（Ｂｏｒｅａｕ）Ｈ．Ｏｈｂａ

ＣＨＥＮＧＬｉｊｕａｎ，ＺＨＯＵＱｉｘｉｎｇ?

ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｌｌｕｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＣｒｉｔｅｒｉａ／ＴｉａｎｊｉｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＲｅｍｅｄｉａｔｉｏｎａｎｄＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｋａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７１Ｒｅｃｅｉｖｅｄ３１Ｊｕｌｙ２０１３；　　　ｒｅｃｅｉｖｅｄｉｎｒｅｖｉｓｅｄｆｏｒｍ６Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１３；　　　ａｃｃｅｐｔｅｄ１３Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１３

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｔｙｐｅｏｆｇｒｅｅｎｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｆｅａｓｉｂｌｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｃｌｅａｎｕｐｏｆｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ（ＰＨＣｓ）ｉｎｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌｓ．Ｗｉｌｄｏｒｎａｍｅｎｔａｌｐｌａｎｔｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｎｏｔｏｎｌｙｂｅａｕｔｉｆｙｏｕｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｉｒｏｒｎａｍｅｎｔａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｂｕｔａｌｓｏａｖｏｉｄｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓｉｎｔｏｔｈｅｆｏｏｄｃｈａｉｎｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｉｒｇｏｏｄｅｎｄｕｒａｎｃｅ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｗｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄａｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｐｏｔ?ｃｕｌｔｕｒｅ

ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆａｓｐｅｃｉａｌｏｒｎａｍｅｎｔａｌｐｌａｎｔＨｙｌｏｔｅｌｅｐｈｉｕｍｓｐｅｃｔａｂｉｌｅ（Ｂｏｒｅａｕ）Ｈ．Ｏｈｂａ．ｉｎｒｅｍｅｄｙｉｎｇＰＨＣｓ?ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓａｌｉｎｅ?ａｌｋａｌｉｓｏｉｌｓｆｒｏｍｔｈｅＤａｇａｎｇＯｉｌｆｉｅｌｄｉｎＴｉａｎｊｉｎ，Ｃｈｉｎａ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＨ．ｓｐｅｃｔａｂｉｌｅｈａｄｇｏｏｄｅｎｄｕｒａｎｃｅｔｏＰＨＣｓ．Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｓｈｏｏｔｂｉｏｍａｓｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅｒｏｏｔｂｉｏｍａｓｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏＰＨＣｓｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｗａｓｉｎｈｉｂｉｔｅｄｉｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．ＴｈｅｒｅｗｅｒｅｎｏｏｂｖｉｏｕｓａｄｖｅｒｓｅｓｙｍｐｔｏｍｓｏｎＨ．ｓｐｅｃｔａｂｉｌｅｂｙｉｎｓｏｉｌｓｂｙＨ．ｓｐｅｃｔａｂｉｌｅｗａｓ４７．９９％，２４．４９％ａｎｄ２２．９８％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｍｕｃｈｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓ（３２．３７％，２１．５７％ａｎｄｐｅｔｒｏｌｅｕｍｄｅｇｒａｄｅｒｓｇｒｅａｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｎｔｈｅｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｐｒｏｍｏｔｉｎｇｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＰＨＣｓ．Ｉｎｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，Ｈ．ｓｐｅｃｔａｂｉｌｅｍｉｇｈｔｂｅａｎｅｎｄｕｒｉｎｇｗｉｌｄｏｒｎａｍｅｎｔａｌｐｌａｎｔｆｏｒｅｆｆｅｃｔｉｖｅｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆｓａｌｉｎｅ－ａｌｋａｌｉｓｏｉｌｓｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｗｉｔｈ≤４００００ｍｇ·ｋｇ－１ｏｆＰＨＣｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ；Ｈｙｌｏｔｅｌｅｐｈｉｕｍｓｐｅｃｔａｂｉｌｅ（Ｂｏｒｅａｕ）Ｈ．Ｏｈｂａ；ｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ；ｏｒｎａｍｅｎｔａｌｐｌａｎｔ；ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌ

ｔｈｅｐｒｅｓｓｏｆＰＨＣｓ．Ｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｏｔａｌｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ（ＴＰＨｓ）ｗｉｔｈ１１，８７４ｍｇ·ｋｇ－１，２０，０７５ｍｇ·ｋｇ－１ａｎｄ３８，９８６ｍｇ·ｋｇ－１ｏｆＴＰＨｓ１７．６４％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）（ｐ＜０．０１）．Ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｕｌｔｕｒａｂｌｅｐｅｔｒｏｌｅｕｍｄｅｇｒａｄｅｒｓｗａｓｃｏｕｎｔｅｄｂｙｔｈｅｍｏｓｔｐｒｏｂａｂｌｅｎｕｍｂｅｒ（ＭＰＮ）ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ

基金項目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃項目（Ｎｏ．２０１３ＡＡ０６Ａ２０５）；國家自然科學(xué)基金項目（Ｎｏ．２１０３７００２）

ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＨｉｇｈ?ｔｅｃｈＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｅＰｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．２０１３ＡＡ０６Ａ２０５）ａｎｄｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．２１０３７００２）

作者簡介：程立娟（１９８９—），女，Ｅ?ｍａｉｌ：ｏｒａｎｇｅ６６８８＠１２６．ｃｏｍ；?通訊作者（責(zé)任作者），Ｅ?ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｑｘ＠ｎａｎｋａｉ．ｅｄｕ．ｃｎ

Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＣＨＥＮＧＬｉｊｕａｎ（１９８９—），ｆｅｍａｌｅ，Ｅ?ｍａｉｌ：ｏｒａｎｇｅ６６８８＠１２６．ｃｏｍ；?Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅ?ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｑｘ＠ｎａｎｋａｉ．ｅｄｕ．ｃｎ

４期程立娟等：野生觀賞植物長藥八寶對石油烴污染土壤的修復(fù)研究９８１

１　引言（Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）

當(dāng)前土壤污染是世界公認(rèn)的最為嚴(yán)重的環(huán)境問題之一．石油是現(xiàn)代工業(yè)社會的主要支柱能源之一．石油烴是石油用于人類不同活動而產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，包括烷烴（直鏈烷烴、支鏈烷烴和環(huán)烷烴）、芳２００６；香烴類化合物、瀝青質(zhì)、極性物質(zhì)等（Ｐｅｒｎａｒｅｔａｌ．，

以及運(yùn)輸過程中所發(fā)生的溢油和泄露會產(chǎn)生落地Ｃａｉｅｔａｌ．，２０１０）．在石油的開采、煉制、貯存原油，落地原油又會將石油烴帶入土壤；油頁巖礦渣的堆放和使用也會使大量石油烴進(jìn)入土壤，對土壤造成嚴(yán)重污染（Ｐｈｉｌｌｉｐｓｅｔａｌ．，２００９）．土壤中的過量石油烴不僅影響土壤結(jié)構(gòu)、土壤通透性、土壤吸濕性等土壤的理化性質(zhì)，還能通過滲透作用污染到地下水（Ｌｉｅｔａｌ．，１９９７）．此外，石油烴還嚴(yán)重影響植物的正常生長，，許多研究（Ｏｇｂｏｇｈｏｄｏｅｔａｌ．，２００４）表明，土壤中石油烴可抑制種子發(fā)芽，阻礙根際呼吸作用，造成植株萎黃病等病癥，并通過食物鏈對整個生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成重大威脅．因此，如何經(jīng)濟(jì)有效地修復(fù)石油烴污染土壤已經(jīng)成為國內(nèi)外廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問題Ｗｈｉｔｅ（目前ｅｔａｌＡｌｋｏｒｔａａｎｄＧａｒｂｉｓｕ，２００１；，．，如何經(jīng)濟(jì)有效地修復(fù)石油烴污染土壤２００６）．

，是土壤修復(fù)領(lǐng)域的一個難題．石油烴污染土壤所用的修復(fù)技術(shù)主要有物理修復(fù)法、化學(xué)修復(fù)法和生物修復(fù)法３種．但是，傳統(tǒng)的物理修復(fù)法和化學(xué)修復(fù)法成本較高，易導(dǎo)致二次污染且不適合大規(guī)模的實(shí)施應(yīng)用（戴樹桂，２００５）；微生物修復(fù)技術(shù)可能會給土壤和地下水帶來生物性污染，并且一般情況下含有機(jī)污染物的鹽堿土壤很難采用微生物進(jìn)行有效的修復(fù)（Ｚｈｕａｎｇｅｔａｌ．，２０１０）．而植物修復(fù)通過植株本身的吸收，根際微生物及其根系分泌物的降解、吸收、轉(zhuǎn)化、固定或鈍化作用，可將有毒的有機(jī)污染物移除或轉(zhuǎn)變成為無毒或毒性較小的物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)污染土壤的原位修復(fù)（Ｐｒａｄｈａｎｅｔａｌ．，１９９８；周啟星和宋２０１１）．玉芳，２００４；Ａｎｄｅｒｓｏｎｅｔａｌ．，１９９３；Ｚｈｏｕｅｔａｌ．，

自然美觀與傳統(tǒng)方法相比、可進(jìn)行大面積原位操作，植物修復(fù)方法具有成本低、無二次污染等、特點(diǎn)（Ｃａｉｅｔａｌ．，２０１０），因此其作為一項綠色修復(fù)技術(shù)，可成為石油污染土壤修復(fù)非常具有潛力的有效可行的方法之一．

尋求能夠高效降解石油烴的耐鹽堿植物種類是進(jìn)行石油烴污染鹽堿土壤修復(fù)的前提．迄今為止，國內(nèi)外已經(jīng)有不少相關(guān)的研究報道．Ｂａｓｕｍａｔａｒｙ等發(fā)現(xiàn)在濃度為８％的高濃度原油污染土壤中，短葉茳芏的總油脂降解率可高達(dá)６１．２％（Ｂａｓｕｍａｔａｒｙｅｔａｌ．，２０１２）；黑麥草（Ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎｅｔａｌ．，２００１）、高２０１０）羊茅（Ｓｃｈｗａｂｅｔａｌ．，１９９８）、鳳仙花（Ｃａｉｅｔａｌ．，

能力．但是等也相繼被發(fā)現(xiàn)具備高效降解土壤石油烴的，植物生長受到氣候條件、地形地貌、土壤性質(zhì)Ｍｉｃｈａｅｌ等的深刻影響（周啟星和宋玉芳，２００４；的本Ｂｏｒｄｏｌｏｉ土物ｅｔａｌ種．，的２００７），篩選成所以更好地適應(yīng)于污染環(huán)境為植物修復(fù)的首選工作．地毯草對石油烴污染土壤的修復(fù)作用等研究了生長于印度阿薩姆邦的本土植物，并得到了良好的修復(fù)效果（Ｂｏｒｄｏｌｏｉｅｔａｌ．，２０１２）；在巴西南部一場近四百萬升原油泄露的事故地帶，Ｖａｎｅｓｓａ等發(fā)現(xiàn)僅有的存活樹種之一———雞冠刺桐———具備修復(fù)石油污染土壤的潛力（ｄｅＦａｒｉａｓｅｔａｌ．，２００９）．與此同時，一系列的研究（Ｗｕｅｔａｌ．，２００９）表明鹽蒿、棉花、田菁等也可以降低土壤含鹽量．然而，用于石油烴污染土壤修復(fù)的植物大都是禾本科植物ａｎｄ且鹽堿雙脅迫下的野生觀賞植物修復(fù)石油烴的研Ｓｉｍｓ，１９９０），未見野生觀賞植物的研究報道（Ａｐｒｉｌｌ，并究也未有報道．花卉植物作為高等植物的一種，與其它修復(fù)植物相比，具有種質(zhì)資源豐富、耐性好、適應(yīng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、不進(jìn)入食物鏈、治理污染的同時美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)．因此如果能從花卉資源中篩選得到能高效降解石油烴污染土壤的耐鹽堿物種，將為植物修復(fù)打開一條全新的路徑（Ｌｉｕｅｔａｌ．，２００７）．

大港油田土壤鹽堿含量比較高，且分布不均勻，含量范圍０．５％～５％，ｐＨ為８．０～９．３．深入了解鹽堿條件下石油污染的特點(diǎn)及修復(fù)的可行性，能夠為進(jìn)一步的復(fù)合污染修復(fù)，恢復(fù)生態(tài)功能提供理論依據(jù)．因此，通過溫室盆栽試驗研究了野生觀賞植物長藥八寶（Ｈｙｌｏｔｅｌｅｐｈｉｕｍｓｐｅｃｔａｂｉｌｅ（Ｂｏｒｅａｕ）Ｈ．Ｏｈｂａ）對大港油田石油污染鹽堿土壤的修復(fù)潛力．試驗所利用的長藥八寶為景天科八寶屬的多年生野生觀賞植物．試驗從長藥八寶對污染的耐性、對石油烴的降解能力和土壤中石油烴降解菌的數(shù)量三方面探討了長藥八寶修復(fù)石油烴污染土壤的可行性，將為鹽堿雙污染脅迫下污染土壤的植物修復(fù)提供新的思路．

２　材料與方法（Ｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓ）２．１　大港油田東臨渤海試驗土壤

，西接冀中平原，東南與山

９８２

環(huán)　　境　　科　　學(xué)　　學(xué)　　報３４卷

２５東毗鄰，北至津唐交界處，地跨津、冀、魯３省市的壤均采自于大港油田第四采油廠個區(qū)、市、縣，總面積１８７１６ｋｍ２．

．本研究所用的土采集的土壤自然風(fēng)干后壓碎，去除礫石和動植物殘體，然后過４ｍｍ篩，充分混勻，以盡可能地避免土壤中石油烴可能分布不夠均勻的問題．取少量過篩土壤測定其含水率（Ｔｏｔａｌ為２．７８％，土壤總石油烴ｍｇ的不同位置隨機(jī)取樣·ｋｇ－Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ１．土壤采集測樣時Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ，ＴＰＨｓ）濃度為５１４１１３次，，每個樣品都保證在土壤以其均值作為濃度測定２．２　值，以確保取到的土壤能充分代表整個土樣盆栽試驗

．

盆栽試驗所選地點(diǎn)位于天津市南開大學(xué)泰達(dá)

１８學(xué)院長江學(xué)者科研團(tuán)隊溫室內(nèi)～２５℃，日光照時間持續(xù)１６ｈ．

．溫室內(nèi)溫度維持在

盆栽試驗所用土壤的總石油烴濃度設(shè)為４個梯

度組，分別為：ＣＫ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３組，其對應(yīng)的ＴＰＨｓ設(shè)計含－１

－１

ｍｇ·ｋｇ量分別為０ｍｇ·ｋｇ－１

和４００００ｍｇ·ｋｇ－１

、１００００ｍｇ·ｋｇ、２００００

的石油烴含量，將清潔土壤與石油污染土壤按照一．根據(jù)測得的原污染土壤中定比例均勻混合，得到試驗土壤的實(shí)際總石油烴含量分別為０ｍｇ·ｋｇ－１

、１１８７４ｍｇ·ｋｇ－１

、２００７５ｍｇ·ｋｇ

－１

和３８９８６ｍｇ·ｋｇ－１

特定濃度的污染土壤裝入花盆．按照每盆裝土（１５００直徑ｇ２３０的標(biāo)準(zhǔn)ｍｍ，，將１８０高

個平行ｍｍ），同時準(zhǔn)備不種植植物的空白對照組中，澆水平衡２周后備用．每個處理組設(shè)．３盆栽試驗所種植的植物為長藥八寶．長藥八寶，別名長藥景天，多年生肉質(zhì)草本野生植物，隸屬于景天科八寶屬．產(chǎn)于安徽、陜西、河南、山東等地，多生于低山多石山坡上，耐寒、耐旱、耐貧瘠，管理粗放并且具備很好的觀賞價值．

盆栽試驗采用根狀莖扦插的方式培育長藥八寶．選取生長發(fā)育一致的根狀莖，將其插入平衡好的土壤中，每盆３株，澆水育苗．試驗期間按照土壤最大需水量不定期澆水，未種植植物的對照組與試驗組處理一致．植株培養(yǎng)４個月后到達(dá)成熟期，將其２．３　收獲．

植株收獲時植株生物量的測定，先采集根部附近的根際土裝入自

封袋，以分析修復(fù)后土壤的總石油烴濃度以及降解菌數(shù)．然后將收獲后的植株的根部與地上部分開，用自來水沖洗干凈后再用去離子水充分漂洗，用濾紙瀝干多余的水分后測量其鮮重、株高、根長等生物

量ＷｉｎＲＨＩＺＯ，用ＥＰＳＯＮＰＥＲＦＥＣＴＩＯＮＶ７００ＰＨＯＴＯ掃描儀及２．４　土壤中總石油烴軟件掃描并統(tǒng)計其根表面積（（ＴＰＨｓ）ＴＰＨｓ）含量的測定遵循美國

含量的測定．

土壤中總石油烴國家環(huán)境保護(hù)局的索提法（ＵＳＥＰＡ３５５０ｃ）．稱取５ｇ１２５風(fēng)干土樣，用濾紙包好，放入索氏提取器中，加入

然后取下燒瓶ｍＬ的二氯甲烷（用前已烘干至恒重（分析純），５４℃），５４水浴萃取℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)１２ｈ，至干，在通風(fēng)櫥內(nèi)揮發(fā)至恒重，稱重測量．實(shí)驗所用丙酮、正己烷充分清洗儀器并采用空白實(shí)驗（污染空白與試劑空白），保證結(jié)果不受外界干擾因素和交叉污染的影響；實(shí)驗中采樣、染毒、測定等都設(shè)３個平行，以保證樣品的代表性．

土壤總石油烴含量的計算公式為：

ｃ＝（ｍ２－ｍ１）／ｗ／（１－ｐ）１×１０６

（１）

式中（ｇ）；，ｃｍ為總石油烴含量（ｍｇ·ｋｇ－（ｇ；））；ｍｗ１為燒杯質(zhì)量２為燒杯和礦物油總質(zhì)量為土壤取樣量（ｇ）；ｐ為土壤含水率．

其中土壤含水率的測定步驟如下：取一干燥玻璃器皿，稱重為Ｇ（ｇ）；加土樣５ｇ于玻璃器皿中稱重為Ｇ機(jī)中２４１（ｇ）；小時真空冷凍干燥將玻璃器皿蓋上蓋置于真空冷凍干燥，放真空后，從干燥機(jī)中取出，并放在干燥器中至室溫，之后稱重為Ｇ必要時，如前可再置于真空冷凍干燥機(jī)中干燥２（，ｇ），

使得兩次稱重之差不得超過３ｍｇ，取最低一次計算．

土壤含水率ｐ的計算公式為：

２．５　ｐ＝（Ｇ１－Ｇ２）／（Ｇ２－Ｇ）×１００％

（２）

最大或然數(shù)土壤中石油烴降解菌的計數(shù)

（ｍｏｓｔｐｒｏｂａｂｌｅｎｕｍｂｅｒ，ＭＰＮ），可以

對一個混合的微生物群落中具有特殊功能性的微生物類群（如土壤中的烷烴降解菌、芳烴降解菌、總石油烴降解菌、多氯聯(lián)苯降解菌、硝化細(xì)菌等）進(jìn)行數(shù)量上的測定ａｎｄ．一般采用９６孔平板進(jìn)行測量法，對土壤中的烷烴降解菌Ｖｅｎｏｓａ，１９９６）．本試驗采用、芳烴降解菌及總石油ＭＰＮ的５（Ｗｒｅｎｎ管計數(shù)烴降解菌進(jìn)行計數(shù)．具體試驗步驟如下：

管中（１），振蕩稱�。玻埃薄常埃缤寥溃恚椋睿�，加到裝有讓土壤樣品均勻分散９ｍＬ無菌水的試

，然后按照１０倍稀釋法依次將所需要測量的土壤樣品制成１０－１板的每個小孔中加入（２）～本試驗采用１０－９的土壤稀釋液８１８０個稀釋度．

μＬ的，５ＭＰＮ個重復(fù)液體培養(yǎng)基及，在９６孔

碳源（過０．２２μｍ有機(jī)濾膜）．

４期程立娟等：野生觀賞植物長藥八寶對石油烴污染土壤的修復(fù)研究９８３

中吸取（３）２０按照無菌操作要求μＬ溶液，放入對應(yīng)編號的，從１０－９的土壤稀釋液

１０５個小孔中，并按照同樣的方法將１０－８～－２的土壤稀釋液各２０μＬ加入到相應(yīng)編號的小孔中（４）將９６孔板置室溫培養(yǎng)．

油烴降解菌培養(yǎng)２周后，加入ＩＮＴ．烷烴降解菌和總石

顯色反應(yīng)，隔天觀察結(jié)果進(jìn)行計數(shù)，以紅色為陽性反應(yīng)．芳烴降解菌培養(yǎng)３周后計數(shù)，以溶液變黃或渾濁為陽性反應(yīng)．ｇ·Ｌ培養(yǎng)基為ＢｕｓｈｎｅｌｌＨａａｓＢｒｏｔｈ，具體配方為：０．２

－１的硫酸鎂，０．０２ｇ·Ｌ－１的氯化鈣，１．０ｇ·Ｌ－１的磷酸二氫鉀，１．０ｇ·Ｌ－１的硝酸鉀，１．０ｇ·Ｌ－１的磷酸氫二鉀和０．０２ｇ·Ｌ－１的三氯化鐵；培養(yǎng)后加入的染料為碘硝基四唑紫（ＩＮＴ），濃度為３ｇ·Ｌ－１計數(shù)所使用到的碳源是正十六烷，芳烴降解菌計數(shù)；烷烴降解菌的所使用到的碳源是４種多環(huán)芳烴混合液（１０ｇ·Ｌ－１的菲，１ｇ·Ｌ－１的蒽，１ｇ·Ｌ－１的芴和１ｇ·Ｌ－１的二苯并２．６　噻吩）．

數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析采用統(tǒng)計分析ＳＰＳＳ２０．０與Ｏｒｉｇｉｎ８．０進(jìn)

行．各實(shí)驗結(jié)果均以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)偏差的形式表示．按照單因素方差分析方法中Ｄｕｎｃａｎ多重分析的方法，進(jìn)行多組樣本間的顯著性分析，規(guī)定顯著性水平ｐ＜０．０５．

３　結(jié)果與討論（Ｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ）３．１　植株收獲時長藥八寶對石油烴和鹽堿污染的耐性

，不同石油烴污染濃度下的長藥八

寶從外表看生長狀況良好，無葉片發(fā)黃、落葉、枯萎等明顯的毒害癥狀，說明長藥八寶對石油烴和鹽堿污染具備一定的耐性．由圖１ａ可知，當(dāng)土壤總石油烴濃度為１１８７４ｍｇ·ｋｇ－１時，長藥八寶的地上部鮮重相對于無污染的對照組有顯著降低（ｐ＜０．０５），說明土壤石油烴和鹽堿脅迫對長藥八寶地上部的生長出現(xiàn)了明顯的抑制作用．但隨著石油烴濃度的增加，長藥八寶的地上部鮮重減少有限，說明長藥八寶對中高濃度的石油烴也顯示出了一定的耐性．考慮到植物修復(fù)有機(jī)物的機(jī)制主要在于根際微生物及根系分泌物的降解作用，因此在檢驗長藥八寶對石油烴污染是否具備耐性時，根部的生長發(fā)育情況，特別是與微生物的活動息息相關(guān)的根表面積，是比地上部鮮重更為重要的指標(biāo)．根據(jù)圖１ｂ和圖２ａ，不同濃度的石油烴污染下，長藥八寶的根重、根表面積

相對于無污染的對照組有所減少，這說明石油烴和鹽堿污染對長藥八寶的根系生長有一定的抑制作用，但抑制作用并不顯著．值得一提的是，長藥八寶在２００７５ｍｇ·ｋｇ－１石油烴污染下的根重、根表面積要高于較低濃度（１１８７４ｍｇ·ｋｇ－１ｍｇｍｇ··ｋｇ－１）和較高濃度（３８９８６ｋｇ－１），下的根長更是明顯高于無污染的空白對照并且聯(lián)系圖２ｂ，長藥八寶在２００７５

組．這說明中濃度石油烴污染（２００７４ｍｇ·ｋｇ－１藥八寶的根系生長影響不大，甚至有促進(jìn)作用）．對長不同石油烴濃度處理下長藥八寶的根系生長相對于對照組無明顯降低，并且在一定濃度下有所增加，這對于其發(fā)揮修復(fù)作用極為有利，雖然其在鹽堿與石油烴雙脅迫下的耐性機(jī)理有待于進(jìn)一步研究，但長藥八寶顯然對于石油烴污染是具備一定耐性，具有修復(fù)石油烴污染土壤的潛力

．

圖１　不同處理組長藥八寶的地上部重（ａ）和根重（ｂ）（標(biāo)注不

同小寫字母（ａ和ｂ）則具有差異顯著性（ｐ＜０．０５））Ｆｉｇ．１　ＴｈｅｗｉｔｈｓｈｏｏｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｅｉｇｈｔＴＰＨ（ａ）ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｎｄｒｏｏｔ（ｗｅｉｇｈｔ（ｂ）ｏｆＨ．ｓｐｅｃｔａｂｉｌｅ

０??０５）

ｌｅｔｔｅｒ（ａａｎｄｂ）ｗｅｒｅＴｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｍｅａｎｓｆｏｌｌｏｗｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｙａｔｔｈｅｐ＜

９８４

環(huán)　　境　　科　　學(xué)　　學(xué)　　報３４

卷

圖２　不同處理組長藥八寶的根表面積（ａ）和根長（ｂ）（標(biāo)注不

同小寫字母（ａ和ｂ）則具有差異顯著性（ｐ＜０．０５））Ｆｉｇ．２　

ＴｈｅｓｐｅｃｔａｂｉｌｅｒｏｏｔｗｉｔｈｓｕｒｆａｃｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｒｅａＴＰＨ（ａ）ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ（Ｔｈｅａｎｄｒｏｏｔｌｅｎｇｔｈｍｅａｎｓ（ｂ）ｆｏｌｌｏｗｅｄｏｆＨ．ｂｙａｔｐｔｈｅ＜０．０５）

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒ（ａａｎｄｂ）ｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ３．２　圖土壤總石油烴３所示是長藥八寶對土壤總石油烴的降解

（ＴＰＨｓ）的降解率

率．土壤總石油烴濃度分別為１１８７４ｍｇ·ｋｇ－１

ｍｇ·ｋｇ－１

、３８９８６ｍｇ·ｋｇ－１

時，長藥八寶對土壤總石油、２００７５

烴的降解率在２２．９８％～４７．９９％之間，明顯高于對照組的１７．６４％～３２．３７％的降解率（ｐ＜０．０１）．這說明長藥八寶對土壤中石油烴的修復(fù)效果較為顯著．如前所述，在植物降解有機(jī)污染土壤的過程中，根際降解作用在其中發(fā)揮主導(dǎo)作用．雖然土壤中總石油烴存在一定的淋濾、光解、揮發(fā)等自然降解，但是研究表明，植物根系可以有效增加污染土壤中的微生物群落，改善土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，促進(jìn)石油烴的降解（Ｓｃｈｗｉｔｚｇｕéｂｅｌ，２００４）．長藥八寶作為野生觀賞植物，抗逆性強(qiáng)，根系較為發(fā)達(dá)，能很好地改善土壤板結(jié)及透氣性差的缺陷；此外，植物的根系分泌物和巨大的根系比表面積則為微生物群落活動提供了

有利的資源和場所，加速了石油烴的降解．但是隨著土壤中總石油烴濃度的增高，其降解率也明顯降低．當(dāng)土壤石油烴濃度為１１８７４ｍｇ·ｋｇ－１時，種植長藥八寶組的總石油烴降解率高達(dá)４７．９９％，明顯高于空白對照組的１７．６４％（ｐ＜０．０１），是空白對照組的１．５３倍；但當(dāng)土壤總石油烴濃度為２００７５ｍｇ·ｋｇ－１植植物組的降解率僅有２４．４９％，僅為空白對照組的、時，種１．１６時，種植植物組的降解率為倍；而當(dāng)土壤總石油烴濃度為２２．９８％，３８９８６是空白對照組ｍｇ·ｋｇ－１的１．４５倍，明顯高于空白對照組（ｐ＜０．０５）．這可能是因為較高濃度的石油烴對植物及其根際微生物的生物毒性較大，并且生物可利用性低，因此嚴(yán)重限制了根系及根系微生物群落的生長發(fā)育及降解活動．但即便如此，仍可初步推斷出長藥八寶對于濃度小于４００００ｍｇ·ｋｇ－１的石油烴污染土壤具備一定的修復(fù)效果，尤其是對低濃度石油烴污染土壤具備比較顯著的修復(fù)效果

．

圖３　長藥八寶對土壤總石油烴的降解率（不同小寫字母表示

同一石油烴濃度水平下有植物和無植物對照之間有顯著性差異，不同大寫字母表示不同濃度石油烴水平下有植物或無植物之間差異顯著）

Ｆｉｇ．３　ＴｈｅｓｐｅｃｔａｂｉｌｅＴＰＨ（ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎＴｈｅｍｅａｎｓｏｆｗｉｔｈｉｎｔｏｔａｌｓａｍｅｐｅｔｒｏｌｅｕｍＴＰＨｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙＨ．

ｂｙＴｈｅｔｈｅｍｅａｎｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｌｅｔｔｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（ａａｎｄＴＰＨｂ）ｗｅｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｆｏｌｌｏｗｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔ．ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒ（ＡａｎｄＢ）ｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ）ｂｙｔｈｅ

３．３　圖土壤中石油烴降解菌的數(shù)量

４ａ顯示了不同濃度下種植植物后土壤中烷

１１８７４烴降解菌的數(shù)量變化ｍｇ·ｋｇ－．土壤中總石油烴濃度分別為

１、２００７５ｍｇ·ｋｇ－１和３８９８６ｍｇ·ｋｇ－１時，其烷烴降解菌數(shù)呈現(xiàn)先增加后減小再增加的趨勢．如ｍｇ·前ｋｇ所－述，當(dāng)土壤中總石油烴濃度為１１８７４１、２００７５ｍｇ·ｋｇ－１和３８９８６ｍｇ·ｋｇ－１時，其降解

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野生觀賞植物長藥八寶對石油烴污染土壤的修復(fù)研究