第八届青年地学论坛

近年来，各种石油作业过程中原油溢出、进入土壤，造成严重的污染问题。其中，饱和烃、芳烃、胶质和沥青质等石油烃组分粘度高、难降解，难处理（王新伟等，2013），是当前土壤修复的难点。生物修复中的植物修复与微生物修复是石油污染土壤修复的前瞻性技术（Hoang等，2021），但实际污染情况复杂多变，污染物种类繁多，单一方法存在一定局限性。
随着城市化推进，生活污泥产量逐渐增多，大量污泥未妥善处置，在浪费资源的同时也污染环境。处理后的污泥被誉为“土壤优秀的改良剂”，具有很高的回收价值（安叶等，2021）。那么，如何妥善处置生活污泥？是否可将生活污泥、植物、微生物联合修复石油污染土壤？生活污泥-植物-微生物三者协同修复石油污染土壤的机理是什么？对这些问题的回答可以高效修复石油污染土壤，实现资源再利用，带来经济和社会效益。
本文模拟了含油量为20000 mg/kg的污染土壤，共设置8个组别（表1），研究紫花苜蓿（Medicago sativa）对于石油烃的降解能力以及加入生活污泥、接种枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）分别对紫花苜蓿（Medicago sativa）石油烃降解率的影响，结果由GC-MS对土壤剩余石油烃含量进行进一步分析。
结果表明：紫花苜蓿（Medicago sativa）对石油污染土壤有较好适应能力，且能有效降解石油烃，在组B中，石油烃降解率可达34.84%，主要降解饱和烃（60.53%），甲基菲组分降解率最高（95.95%）。加入生活污泥可增强生物修复效果，当仅加入生活污泥达到10000 mg/kg时，紫花苜蓿对石油烃降解率提升至57.76%，烷基环己烷降解率增长11.05%。添加枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）可提升植物修复效率。在组b中，紫花苜蓿对石油烃降解率增加22.92%，正构烷烃、甲基萘等组分降解率均提升10%以上。总体来看，在生活污泥含量10000 mg/kg-紫花苜蓿-枯草芽孢杆菌组中，石油烃降解率最高（63.4%）。生活污泥增强植物-微生物联合修复法对石油污染土壤有较好修复能力，可能机理与植物-微生物共代谢、生活污泥提供更适宜的生物生长条件等有关。
该研究成果为生活污泥妥善处置提供策略，同时高效、节能地解决土壤石油污染问题，使生物修复更加适用于实际污染情景，实现了以废治废，兼具生态效益与经济效益，可在污泥厂、油田等场所试推广。

表1 实验组设置情况

编号	实验设计
A1	原土对照组
A2	原土+石油对照组
B	原土+石油+紫花苜蓿
b	原土+石油+紫花苜蓿+枯草芽孢杆菌
C	原土+石油+紫花苜蓿+2500 mg生活污泥
c	原土+石油+紫花苜蓿+2500 mg生活污泥+枯草芽孢杆菌
D	原土+石油+紫花苜蓿+10000 mg生活污泥
d	原土+石油+紫花苜蓿+10000 mg生活污泥+枯草芽孢杆菌

 

生活污泥,植物-微生物联合修复,石油污染土壤修复,紫花苜蓿（Medicago sativa）,枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）