喬 俊 陳 威 張承東
(南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,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(yàn)室,教育部環(huán)境污染過程與基準(zhǔn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津,300071)
添加不同營(yíng)養(yǎng)助劑對(duì)石油污染土壤生物修復(fù)的影響*
喬 俊 陳 威 張承東**
(南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,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(yàn)室,教育部環(huán)境污染過程與基準(zhǔn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津,300071)
實(shí)驗(yàn)室條件下研究NPK復(fù)合肥、諾沃肥和腐殖酸三種物質(zhì)不同配比添加對(duì)石油污染土壤的生物修復(fù)效果.在 60d的修復(fù)實(shí)驗(yàn)中,定期取樣測(cè)定土壤含油量、總異養(yǎng)菌數(shù)、石油烴降解菌數(shù)和脫氫酶活性,并采用 PCR-DGGE技術(shù)研究修復(fù)過程中微生物多樣性變化.結(jié)果表明,NPK肥的添加和 NPK肥-諾沃肥-腐殖酸復(fù)合添加能夠提高土壤中微生物的數(shù)量、微生物多樣性和脫氫酶活性.在含油量為 84600 mg·kg-1的土壤中,添加營(yíng)養(yǎng)助劑的處理 60d后石油烴降解率為 31.3%—39.5%,不添加營(yíng)養(yǎng)助劑的石油烴降解率僅為 3.5%.NPK肥-諾沃肥-腐殖酸復(fù)合添加對(duì)石油烴的降解率要高于NPK肥的單獨(dú)添加 (高 8%),其原因可能是諾沃肥-腐殖酸能夠有效提高土著微生物的活性,增加微生物的多樣性,增強(qiáng)石油烴的降解.
石油,生物修復(fù),生物刺激,微生物活性,PCR-DGGE.
石油在勘探、開采、運(yùn)輸以及儲(chǔ)存過程中不可避免地污染土壤生態(tài)系統(tǒng),進(jìn)入土壤的石油可通過徑流、滲透、侵蝕等作用進(jìn)一步污染地表水和地下水,并可通過食物鏈影響人類的健康.生物修復(fù)利用土壤中的微生物將有毒的有機(jī)物分解或降解成為低毒或無毒物質(zhì).生物刺激 (Biostimulation)是生物修復(fù)重要的策略之一.它通過提供微生物生長(zhǎng)所需要的氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素,或改善微生物生長(zhǎng)的環(huán)境條件,來刺激土著微生物的生長(zhǎng)加速石油烴降解[1,2].
許多研究表明,諸如堆肥產(chǎn)物、市政污泥、牛糞、殼質(zhì)素、農(nóng)作物/植物莖桿、鋸屑、發(fā)酵殘?jiān)透乘岬榷喾N營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),都是刺激土著微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)助劑[3—6].這些營(yíng)養(yǎng)助劑作用原理有提供碳氮源等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);引入外來菌群,豐富土壤環(huán)境中的微生物數(shù)量;誘導(dǎo)降解性酶的產(chǎn)生;或起到類表面活性劑作用等.而且這些物質(zhì)都是廉價(jià)的,有些甚至是廢棄物,將這些物質(zhì)用于土壤修復(fù)既可達(dá)到修復(fù)目的,還有效降低了修復(fù)成本.
本文旨在構(gòu)建用于石油污染土壤修復(fù)的廉價(jià)高效復(fù)合營(yíng)養(yǎng)助劑.選擇腐殖酸、諾沃肥和氮磷鉀復(fù)合肥三種物質(zhì),在實(shí)驗(yàn)室條件下通過添加不同配比營(yíng)養(yǎng)助劑模擬原位修復(fù)石油污染土壤,定期監(jiān)測(cè)土壤中石油烴降解、微生物菌群(數(shù)目和多樣性)以及脫氫酶的變化規(guī)律,為大面積生物修復(fù)石油污染土壤提供科學(xué)依據(jù).
土壤取自山東省勝利油田濱一污水處理站的油泥.土壤在室溫背陰處風(fēng)干,過 2 mm篩.采用常規(guī)方法分析土壤的有機(jī)質(zhì)、水解氮、速效磷等基本理化性質(zhì) (見表1).
NPK復(fù)合肥 (石家莊綠洲肥料有限公司)其中 N,P,K比例為 6∶5∶4.腐殖酸 (石家莊綠洲肥料有限公司)基本理化性質(zhì)如表1所示.諾沃肥 (諾維信 (中國(guó))生物技術(shù)有限公司天津開發(fā)區(qū)分公司)是諾維信酶制劑公司發(fā)酵生產(chǎn)后的殘余液,再經(jīng)氫氧化鈣作用后的沉淀物,屬于生產(chǎn)廢棄物,含有大量N和 P等營(yíng)養(yǎng)元素和鈣.諾沃肥經(jīng)風(fēng)干過 2mm篩,其基本理化性質(zhì)見表1.
表1 土樣、腐殖酸、諾沃肥的理化性質(zhì)Table 1 Physical-chemical properties of the soil,humic acid and NovoGro
實(shí)驗(yàn)設(shè)置 3個(gè)處理 1個(gè)對(duì)照,每個(gè)處理設(shè) 3個(gè)平行,每個(gè)處理土樣 700g.對(duì)照 (CK)不添加任何營(yíng)養(yǎng)助劑;F組添加 NPK復(fù)合肥,調(diào)節(jié) C∶N為 10∶1;FL組添加 5%(W/W)諾沃肥-腐殖酸 (1∶1)混合物,并施加 NPK肥調(diào)節(jié) C∶N為 10∶1;FH組添加 10%(W/W)諾沃肥-腐殖酸 (1∶1),同上用 NPK復(fù)合肥調(diào)節(jié)至相同碳氮比.
所有處理組均置于人工氣候箱中恒溫培養(yǎng),溫度 25±1℃,光照/黑暗 (12 h/12 h),定期翻土保持土壤好氧狀態(tài),定期澆水保持土壤含水率為 20%(W/W).實(shí)驗(yàn)周期為 60d,在 7,15,30,45和60d用四分法取樣測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo).
稱重后的鋁盒內(nèi)加入適量潮濕土壤樣品,在 105℃下烘至恒重,計(jì)算土樣的含水率.采用重量法[7]測(cè)定土壤中的含油量.用稱重的平底燒瓶裝入適量二氯甲烷,樣品經(jīng)索氏萃取 24 h后,溶劑用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓蒸干,待溶劑充分揮發(fā)后再次對(duì)平底燒瓶稱重并計(jì)算土壤中的油含量.采用稀釋平板法測(cè)定總異養(yǎng)細(xì)菌數(shù),采用MPN法[8]測(cè)定土壤中石油烴降解菌數(shù).
脫氫酶活性的測(cè)定采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法[9],TTC在脫氫酶作用下會(huì)生成紅色的三苯基甲臜 (TPF).稱取 5 g土樣到具塞錐形瓶中,在瓶中加入 5 mL 0.4%TTC溶液.用同種土樣的滅菌土5 g,同上加入 TTC溶液作為對(duì)照.錐形瓶 37℃避光培養(yǎng) 24 h后加入少量甲醛中止反應(yīng),并加入 5 ml丙酮 37℃振蕩 10 min,轉(zhuǎn)入離心管 4000 r·min-1離心 5 min,取上清液在 485 nm波長(zhǎng)下比色測(cè)定TPF生成量.脫氫酶活性大小用每克干土中生成的 TPF量來表征.
采用 ZR土壤微生物DNA提取試劑盒 (ZY MO RESEARCH,U.S.A),提取土樣 DNA.得到土壤DNA樣品約為 100μl,于 -20℃保存.
將提取的土樣總 DNA作為聚合酶鏈反應(yīng) (PCR)的模板,采用細(xì)菌的 16SrRNA的 V3高變區(qū)通用引物進(jìn)行擴(kuò)增,所用的正向引物是 F357GC:
5’-CGCCCGCCGCGCCCCGCGCCCGGCCCGCCGCCCCCGCCCCCCTACGGGAGGCAGCAG-3’,
反向引物 R518:5’-ATTACCGCGGCTGCTGG-3’,40個(gè) GC夾加到 F338前面,以保證 DGGE實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定和片斷的分離,這一對(duì)引物能夠擴(kuò)增絕大多數(shù)細(xì)菌基因組的V3區(qū).
PCR反應(yīng)體系包括 2μl模板、2μl的 10μmol·l-1引物、25μl的 2×Long Taq PCR Maste rMix(10 mmol·l-1Tris-HCl,50 mmol·l-1KCl,250μmol·l-1dNTP,1U Taq酶 ·10μl-1), 最后用雙蒸水補(bǔ)足至 50μl.
PCR反應(yīng)程序如下:94℃ 5 min;前 20個(gè)循環(huán) 94℃ 60 s,65℃—55℃ 60 s,72℃ 3 min(其中每?jī)蓚€(gè)循環(huán)溫度降 1℃),后 10個(gè)循環(huán)為 94℃ 60 s,55℃ 60 s,72℃ 3 min;最后 72℃ 7 min.
PCR產(chǎn)物進(jìn)一步用變性梯度凝膠電泳 (DGGE)分離.凝膠變性梯度為 30%—60%.電泳緩沖液1×TAE,60℃,200V電泳 3—4 h.電泳結(jié)束后將凝膠進(jìn)行銀染,用凝膠成像分析系統(tǒng)拍照,Quantity One軟件分析.
經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得,供試土壤的初始含油量高達(dá) 8.46%(即 84600 mg·kg-1),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)臨界值 500 mg·kg-1[10].由表1可以看出,由于供試土壤含油量很高,因此土壤中有機(jī)碳含量相應(yīng)也很高.研究表明,土壤環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)元素 C和 N和 P之間的質(zhì)量比一般要達(dá)到 100∶10∶1時(shí)才能最好地滿足微生物生長(zhǎng),促進(jìn)污染物的降解[11].供試土壤中生物可利用的 N和 P與微生物降解所需最佳 C,N和 P比例相比嚴(yán)重不足,因此選擇NPK復(fù)合肥作為營(yíng)養(yǎng)助劑的主要部分,通過調(diào)節(jié)土壤的N和 P比例來滿足土壤中微生物的營(yíng)養(yǎng)需求,增強(qiáng)土壤微生物活性、促進(jìn)石油烴的降解.
經(jīng)過 60d的修復(fù)實(shí)驗(yàn),各處理組含油量的變化情況見圖1.從圖1可以看出,4個(gè)處理的土壤含油量在 60d的修復(fù)實(shí)驗(yàn)中有著不同程度的降低.對(duì)照 CK第 60d時(shí)石油烴降解率為 3.5%,這是土著微生物的降解和石油烴揮發(fā)所致.另外實(shí)驗(yàn)過程中定期翻土保持好氧并補(bǔ)充水分,也起到刺激微生物生長(zhǎng)的作用[12,13].添加了NPK復(fù)合肥的處理相比于對(duì)照石油烴降解率高出約 28%(F處理 60d降解率為 31.3%),通過調(diào)節(jié)土壤中 C/N的比例明顯起到了促進(jìn)土著微生物降解石油烴的效果.
圖1 不同處理土壤中含油量隨時(shí)間變化●CK,▲F,◇FL,◆FHFig.1 Oil content changes in soilswith different treatments as a function of time
在用NPK肥調(diào)節(jié) C/N比的基礎(chǔ)上,添加 5%,10%的腐殖酸-諾沃肥分別將降解率提高到了39.5%和 37.9%.由于添加營(yíng)養(yǎng)助劑的三個(gè)處理具有相同的 C/N比 (C/N為 10∶1),諾沃肥-腐殖酸能更好地促進(jìn)土壤石油烴降解的原因可能有:(1)諾沃肥是酶制劑發(fā)酵生產(chǎn)的廢棄物,本身含有大量容易被微生物利用的有機(jī)物,更能夠刺激土著微生物的生長(zhǎng).有研究表明除添加 N和 P等營(yíng)養(yǎng)元素外,加入一些其它碳源底物 (co-substrates)如:市政下水道污泥、石油精煉廠污泥、葵花籽油、活性污泥等會(huì)對(duì)生物修復(fù)速率產(chǎn)生積極的影響[14]. (2)腐殖酸是植物死亡后在微生物與化學(xué)作用下形成的一種比較穩(wěn)定的天然大分子有機(jī)質(zhì),作為肥料腐殖酸除提供氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之外,還能吸附、交換和活化土壤中很多礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素,如磷、鉀、鈣、鎂、鐵、硫以及微量元素等,使這些元素的有效性大大增加.另外腐殖酸分子內(nèi)含有多種活性官能團(tuán),具有親水性、吸附性和絡(luò)合性,因而又可以充當(dāng)天然表面活性劑促進(jìn)土壤中有機(jī)污染物的淋溶[15],已有研究將腐殖酸應(yīng)用到石油污染土壤的修復(fù)之中,并起到一定的效果[16].由于諾沃肥和腐殖酸本身成分構(gòu)成的復(fù)雜性,以上兩條原因還有待實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步考證.不同添加量(5%,10%)對(duì)石油烴降解率沒有明顯的差別,在實(shí)際修復(fù)工作中由于經(jīng)濟(jì)因素和可操作性,大于 10%的濃度無法在實(shí)踐中進(jìn)行,因而本研究中沒有考慮設(shè)置更高的濃度梯度.
表2列出 60d修復(fù)實(shí)驗(yàn)中,各處理土壤總異養(yǎng)菌數(shù)和石油烴降解菌數(shù)的變化情況.從表2可以看出,對(duì)照在 60d的實(shí)驗(yàn)中總異養(yǎng)菌數(shù)始終較低 (105—106CFU·g-1),添加營(yíng)養(yǎng)助劑的三個(gè)處理總異養(yǎng)菌數(shù)明顯高于對(duì)照 (高 1—2個(gè)數(shù)量級(jí)).這說明調(diào)節(jié) C/N比確實(shí)起到了刺激土著微生物生長(zhǎng)的效果.
不同處理組之間比較,施加諾沃肥-腐殖酸 5%(FL),10%(FH)的處理在第 7天時(shí)總異養(yǎng)菌數(shù)要高于 F處理.但在隨后的時(shí)間里,各處理總異養(yǎng)菌數(shù)相差不大.這可能是因?yàn)楦乘?諾沃肥中豐富的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及高含量的氮磷鉀營(yíng)養(yǎng)元素在短期內(nèi)刺激土著菌大量繁殖,從而使石油烴的降解率在修復(fù)前期就顯示出較強(qiáng)優(yōu)勢(shì).但 5%與 10%不同處理之間,總異養(yǎng)菌數(shù)沒有明顯的差別.
所有處理在修復(fù)前期 (前 30d內(nèi))總異養(yǎng)菌數(shù)目較高,隨后逐漸降低,與含油率下降先快后慢的變化趨勢(shì)相一致.開始時(shí)營(yíng)養(yǎng)助劑充足,營(yíng)養(yǎng)比例較為均衡,微生物生長(zhǎng)迅速,石油烴降解速率快.隨著營(yíng)養(yǎng)助劑的消耗,導(dǎo)致 C,N,P等營(yíng)養(yǎng)比例失衡,石油烴降解速率變緩.因此,在實(shí)際修復(fù)工作中,相比于一次性添加營(yíng)養(yǎng)助劑,多次定期添加應(yīng)能達(dá)到更好的修復(fù)效果.修復(fù)過程中營(yíng)養(yǎng)元素形態(tài)變化 (如氨態(tài)氮的增加)和微生物代謝過程中有毒物質(zhì)的積累也可抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)[6].
表2 不同處理土壤中總異養(yǎng)菌數(shù)和石油烴降解菌數(shù)的變化Table 2 Change of heterotrophic bacteria number and hydrocarbon degrader number in soilswith different treatments
各個(gè)處理土壤中石油烴降解菌數(shù)的變化總體趨勢(shì)與總異養(yǎng)菌數(shù)變化一致.表3列出了各個(gè)處理土壤中石油烴降解菌數(shù)占總異養(yǎng)菌數(shù)的比例變化.可以看到添加諾沃肥-腐殖酸的處理石油烴降解菌數(shù)所占比例要高于 F處理 (高 10% ±5%),這表明諾沃肥-腐殖酸中的某些成分可誘導(dǎo)石油烴降解菌的生長(zhǎng),進(jìn)一步導(dǎo)致土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化.值得注意的是原始土壤中石油烴降解菌數(shù) (4.7×106MPN·g-1)和石油烴降解菌的比例 (84.7%)已達(dá)到相當(dāng)高的水平.研究表明[17],當(dāng)土壤中內(nèi)源性烴降解菌高于 106CFU·g-1時(shí),土壤中石油類污染物自身降解速度會(huì)較快,因此在這種石油烴降解菌數(shù)比較可觀的土壤中投加營(yíng)養(yǎng)助劑進(jìn)行生物刺激就可以起到良好的修復(fù)效果.
表3 不同處理土壤中石油烴降解菌數(shù)占總異養(yǎng)菌數(shù)的比例變化Table 3 Ratio of hydrocarbon degrader number to heterotrophic bacteria number in different treatment soils
土壤脫氫酶活性也是反映微生物降解石油烴效率的重要指標(biāo)[18].如圖2所示,添加營(yíng)養(yǎng)助劑使得脫氫酶活性相比于對(duì)照顯著提高了 3—4倍.但由于土壤樣品的不均勻性平行樣之間的測(cè)量值誤差較大,NPK肥單獨(dú)添加與復(fù)合添加的處理之間未發(fā)現(xiàn)顯著差異.結(jié)果表明,土壤脫氫酶活性、細(xì)菌數(shù)目與除油率的變化趨勢(shì)呈現(xiàn)明顯正相關(guān)性,能及時(shí)反映土壤微生物降解石油污染物的狀態(tài),是可用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生物修復(fù)過程的敏感性指標(biāo).
本研究采用 PCR-DGGE技術(shù)對(duì)不同處理土壤在 7d和 24d時(shí)所得樣品進(jìn)行微生物種群多樣性分析,DGGE指紋圖譜見圖3,其中左圖為凝膠相片,右圖為用 Quantity One處理得到的譜帶注解圖 (圖中CK為對(duì)照;編號(hào) 1,2,3依次為 F,FL和 FH三個(gè)處理 7d時(shí)的樣品;編號(hào) 4,5,6分別為 F,FL和FH處理 24d時(shí)的樣品).
根據(jù)DGGE對(duì)DNA的分離原理,圖譜上的條帶信息即可初步反映不同土壤的微生物種群多樣性及其構(gòu)成.由于凝膠相片的技術(shù)問題,圖3的注解圖中不包括空白土樣的譜帶.由圖3膠片可以看出,石油污染抑制了土壤微生物種群多樣性,而營(yíng)養(yǎng)助劑的添加起到了一定恢復(fù)作用,表現(xiàn)為譜帶數(shù)目的增加.生物修復(fù)還提高了菌群的密度表現(xiàn)為譜帶亮度的提高.
圖3表明,種群多樣性按 FH-24d(100%)>FL-24d(91.5%)>F-24d(36.6%)>FH-7d(32.6%)>FL-7d(24.4%)>F-7d(8.9%)依次遞減.相比于 NPK肥單獨(dú)添加,諾沃肥-腐殖酸和NPK肥復(fù)合添加能更好地提高土壤微生物多樣性 (約為 3倍).從不同時(shí)間來看,7d時(shí)譜帶數(shù)目都要少于 24d時(shí)相應(yīng)處理的譜帶數(shù)目 (約 3—4倍),表明修復(fù)前期土壤微生物的群落構(gòu)成變化最為頻繁.結(jié)合上述細(xì)菌數(shù)目、土壤脫氫酶活性指標(biāo),土壤微生物群落結(jié)構(gòu)在 30d左右趨于穩(wěn)定.
圖2 不同處理土壤中脫氫酶活性隨時(shí)間的變化●CK,▲F,◇FL,◆FHFig.2 Dehydrogenase activity in different treatment soils as a function of time
圖3 不同處理土樣 DGGE分離圖譜及示意圖Fig.3 DGGE profile of different treatment soils
在實(shí)驗(yàn)室條件下,考察了 NPK復(fù)合肥單獨(dú)添加、5%(W/W)諾沃肥-腐殖酸 (1∶1)與 NPK復(fù)合肥復(fù)合添加,以及 10%(W/W)諾沃肥-腐殖酸 (1∶1)與 NPK復(fù)合肥復(fù)合添加對(duì)土壤含油率、微生物菌群(數(shù)目和多樣性)以及土壤脫氫酶活性的影響.營(yíng)養(yǎng)助劑的添加可顯著促進(jìn)土壤中石油烴的降解.營(yíng)養(yǎng)助劑添加方式之間,諾沃肥-腐殖酸與 NPK復(fù)合肥復(fù)合添加對(duì)石油烴的降解率要高于 NPK復(fù)合肥單獨(dú)添加 (高 8%左右),其原因可能是諾沃肥-腐殖酸可在短期內(nèi)提高土著微生物的活性,增加土壤中微生物的多樣性,增強(qiáng)石油烴的降解.諾沃肥-腐殖酸的兩個(gè)添加梯度 (5%和 10%)在本研究中未見明顯差別.三種營(yíng)養(yǎng)助劑添加方式均能夠顯著提高土壤中總異養(yǎng)菌數(shù)、石油烴降解菌數(shù)、脫氫酶活性和微生物多樣性,且這 4個(gè)指標(biāo)與土壤含油率變化呈正相關(guān).
[1] Ding K Q,Luo YM,Sun T H et al., Bioremediation of Soil Contaminated with Petroleum Using Forced-Aeration Composting[J].Pedosphere,2002,12(2) ∶145—150
[2] 劉五星,駱永明,滕應(yīng)等,石油污染土壤的生物修復(fù)研究進(jìn)展 [J].土壤,2006,38(5)∶634—639
[3] Molina-Barahona L,Rodriguez-Vazquez R,Hernandez-VelascoM et al.,Diesel Removal from Contaminated Soils byBiostimulation and Supplementation with Crop Residues[J].Applied soil Ecology,2004,27(2) ∶165—175
[4] Gallego J L R,Lorego J,Llamas J F et al.,Bioremediation ofDiesel-Contaminated Soils∶Evaluation of Potential in Situ Techniques by Study ofBacterialDegradation[J].B iodegradation,2001,12(5) ∶325—335
[5] WellmanD E,UleryA L,BarcellonaM P et al.,AnimalWaste-EnhancedDegradation ofHydrocarbon-Contaminated Soil[J].Soil and Sediment Contam ination,2001,10(5) ∶511—523
[6] SarkarD,FergusonM,Datta R et al.,Bioremediation of Petroleum Hydrocarbons in Contaminated Soils:Comparison ofBiosolidsAddition,Carbon Supplementation,andMonitored NaturalAttenuation[J].Environmental Pollution,2005,136(1) ∶187—195
[7] Lee S,Oh B,Kim J,Effect ofVariousAmendments on HeavyMineralOilBioremediation and SoilMicrobialActivity[J].B ioresource Technology,2008,99(7) ∶2578—2587
[8] W renn B A,Venosa A D,Selective Enumeration ofAromatic and Aliphatic Hydrocarbon DegradingBacteria by aMost-Probable-Number Procedure[J].Canadian Journal of M icrobiology,1996,42(3) ∶252—258
[9] 張清敏,李洪遠(yuǎn),王蘭,環(huán)境生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù) [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005,130—131
[10] 李春榮,王文可,曹玉清等,石油污染物的微生物降解研究 [J].生態(tài)環(huán)境,2008,17(1)∶113—116
[11] Khaitan S,Kalainesan S,Erickson L E et al.,Remediation of Sites Contaminated byOil RefineryOperations[J].Environmental Progress,2006,25(1) ∶20—31
[12] Dibble J T,Bartha R,Effect of Environmental Parameters on the Biodegradation of Oil Sludge[J].Applied and Environmental M icrobiology,1979,37(4) ∶729—739
[13] 楊樂巍,李鑫鋼,黃國(guó)強(qiáng)等,生物通風(fēng)體系中的土壤環(huán)境研究及微生物分析 [J].環(huán)境化學(xué),2007,26(4)∶479—482
[14] Mohan SV,Kisa T,Ohkuma T et al.,Bioremediation Technologies for Treatment of PAH-Contaminated Soil and Strategies to Enhance Process Efficiency[J].Reviews in Environmental Science and B iotechnology,2006,5(4) ∶347—374
[15] Conte P,Agretto A,Spaccini R et al.,Soil Remediation:Humic Acids asNatural Surfactants in the Washings of Highly Contaminated Soils[J].Environmental Pollution,2005,135(3) ∶515—522
[16] 練湘津,劉云國(guó),曾光明等,腐殖酸做表面活性劑對(duì)加油站油污土壤的修復(fù) [J].石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào),2006,19(3)∶23—26
[17] Forsyth J V,Tsao YM,Bleam R D,Bioremediation: when isAugmentationNeeded?[M].Columbus∶Battelle Press,1995,1—14
[18] 胡曉芳,夏福軍,朱南文等,原油污染土壤的生物法修復(fù)效果研究 [J].環(huán)境化學(xué),2006,25(5)∶593—597
BI OREM ED IATI ON OF PETROLEUM CONTAM INATED SO I L BY VARI OUS NUTRIENT AM ENDM ENTS
Q IAO Jun CHEN W ei ZHANG Cheng-dong
(College of Environmental Science and Engineering,NankaiUniversity,Tianjin KeyLaboratory of Environmental Remediation and Pollution Control,KeyLaboratory of Pollution Processes and Environmental Criteria atMinistry of Education,Tianjin,300071,China)
Under laboratory conditions,NPK fertilizer,NovoGro and humic acid were added to petroleum contaminated soil in differentproportions and their effectson bioremediation were evaluated.During the 60-day experiments,soil sampleswere collected and analyzed periodically to determine the oil content,heterotrophic bacteria number,hydrocarbon degrader number and dehydrogenase activity. In addition,PCR-DGGE was utilized to analyze the change of biodiversity during bioremediation.The results show that microorganism population,dehydrogenase activity and bacterial biodiversitywere significantly enhanced in the treatmentswith NPK fertilizer alone and the combined amendments(including NPK fertilizer,NovoGro and humic acid).After 60 days,the initial oil content(84600 mg·kg-1)was reduced by 31.3%—39.5% in nutrients amended soils,whereas it was only reduced by 3.5% in nonamended soil.Soil with combined amendment showed more efficient degradation than soilwith NPK fertilizer alone(about8%higher).The degradationmay be the results of the significantly enhanced microbial activity and biodiversity which were stimulated by NovoGro and humic acid addition.
petroleum,bioremediation,biostimulation,microbial activity,PCR-DGGE.
2009年5月9日收稿.
*國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃 (863計(jì)劃)重點(diǎn)項(xiàng)目 (No.2007AA061200);天津市自然科學(xué)基金 (No.07JCYBJC16300);教育部留學(xué)回國(guó)人員科研啟動(dòng)基金資助項(xiàng)目.
**通訊作者,E-mail:zhangchengdong@nankai.edu.cn