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1、第44卷第5期土壤学报Vol44,No52007年9月ACTAPEDOLOGICASINICASep.,2007*石油污染土壤的生态风险评价和生物修复.石油污染土壤的理化性质和微生物生态变化研究1,21,21,21,21,2刘五星骆永明滕应李振高吴龙华(1中国科学院南京土壤研究所土壤环境与污染修复重点实验室,南京210008)(2土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京210008)摘要采用常规土壤理化分析、微生物培养法以及碳素利用法(Biolog)和发光细菌生物毒性测定等新兴微生态研究方法,研究了
2、石油污染引起的土壤理化性质和微生物功能多样性等微生态的变化。结果表明,石油污染使土壤有机质含量增加,pH降低,而对全磷、全钾、速效钾、全氮和水解氮无显著影响。平板计数显示石油污染对土壤中的细菌总量没有显著影响,但由于石油污染物的刺激作用导致污染土壤中总烃降解菌数以及芳烃降解菌数增加了几个数量级。Biolog的研究也表明,石油污染导致土壤微生物Gini指数、McIntosh指数和McIntosh均匀度等多样性指数增加,说明石油污染刺激了土壤中微生物的生长,使土壤中微生物多-1样性增加。而生物毒性试验表明,石油污染土壤对发光细菌具有毒性,其EC50为1950gm
3、l。关键词石油;土壤污染;土壤理化性质;微生物生态中图分类号Q93813文献标识码A石油是由数百种化合物组成的复合体。按烃面起着关键作用。土壤受石油污染后,土壤的理化组成一般可分为四类:饱和烃(包括正链烷烃、异构性质、微生物群落结构、物种多样性等将受到影响。烷烃和环烷烃)、芳香烃(包括单环、双环和多环芳因此,在进行微生物修复前,需要对土壤的理化性烃)、胶质(由嘧啶、喹啉、咔唑、噻吩、亚砜、氨基化质及微生物生态开展研究。然而利用传统的培养合物组成的复合体)及沥青质(环烷酸、硫化物、多技术在研究微生物生态方面面临很多问题,其中原[1]元
4、酚、脂肪酸、金属卟啉的复合物)。随着石油的因之一是土壤中的大多数微生物(90%~99%)是[3,4]生产和消费量的不断增加,在开采、炼制、贮运、使不可培养的。近年来,基于非培养的生物标志用过程中石油及各种石油产品进入环境而造成的物(biomarker)的测定方法(如磷脂脂肪酸等)已经应[5,6]污染问题日益严重。石油污染的土壤不仅影响植用于微生物多样性的研究,使用该方法无须分物的生长,还对人、畜健康造成威胁。目前对于石离培养就可反映包含那些传统方法不可培养的土油污染土壤的修复主要有化学、物理以及生物修复壤微生物的群落结构信息。但是,由于是通过非培三种。其中生物修
5、复具有成本低、效果好以及对环养的方法,因而无法获得有关微生物群落总体活性境的二次污染小等优点,被认为是最有前景的修复与代谢功能的信息。目前,以群落水平碳源利用类[2]手段。生物修复主要是利用土壤中的微生物将型为基础的Biolog氧化还原技术为研究土壤微生物[7]有毒的有机物分解或降解成为低毒或无毒的物质群落功能多样性提供了一种简单、快速的方法。的过程。在土壤生态系统中,土壤中大量的微生物1991年Garland和Mill开始将这种方法应用于土壤[8]作为分解者,是最活跃和具有决定性影响的组分之微生物群落的研究。本研究在分析石油污染土一,几乎参与了土壤中的一切生物
6、化学反应,在减壤理化性质变化的基础上,采用常规平板法及少或消除石油污染的毒性和降低土壤中的石油经Biolog等新兴技术,测试石油污染土壤的微生物生食物链或其他途径对人和其他生物造成的危害方态变化,以揭示石油污染对土壤理化性质和微生物*国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB41089)、国家科技攻关计划课题(2003BA808A18-1-2)资助通讯作者,Email:ymluo@issas.ac.cn作者简介:刘五星(1975~),男,湖北监利人,博士,主要从事环境微生物与生物修复方面的研究。Email:liuwuxin@issas.ac.
7、cn收稿日期:2006-06-02;收到修改稿日期:2007-05-22刘五星等:石油污染土壤的生态风险评价和生物修复.石油污染土壤的理化性质和5期微生物生态变化研究849群落结构及功能多样性的影响,并为石油污染土壤瓶并计算出油含量。的生物修复奠定基础。13土壤微生物数量测定131土壤中细菌、真菌及放线菌的数量测定[10]1材料与方法采用稀释平板法。132土壤中总烃降解菌和芳烃降解菌数量的测11土样采集定参照最大或然数(Mostprobablenumber,MPN)[11]供试土样采自南京近郊某炼油厂附近的耕层土法。壤(
8、0~20cm),土壤类型
