石油污染土壤植物修复技术研究及展望
李先梅，肖 易，吴芸紫，韦政伟，金 涛，周建利，田应兵
【摘 要】摘要 石油在开采、运输和炼制过程中，由于操作不当等原因，常会有泄露或排放的现象，造成严重的环境污染。石油烃在表层土壤中的积累会导致土壤结构的破坏使土壤通透性能变差，严重影响到农作物的生长和发育。介绍了几种主要的石油污染土壤的修复技术，比较了各类方法的优缺点，重点分析了植物修复石油污染土壤的机理，综述了木本植物、草本植物、花卉植物以及植物联合修复石油污染土壤的应用实例，并对今后植物修复技术的发展方向进行了展望。
【期刊名称】安徽农业科学 【年(卷),期】2014(000)002 【总页数】4
【关键词】关键词 土壤；石油污染；植物修复
在石油开采、运输、加工以及储存过程中，由于操作不当或事故泄漏等原因，常会有石油外溢或排放，造成严重的环境污染。据统计，目前我国共有油井20万口，每口油井污染的土地面积为200～500 m2，由此造成的土壤污染面积可达8 000万m2，这一数值每年还在不断增长[1]。石油污染土壤的主要表现形式为落地石油污染，80%以上的原油被截留在表层50 cm以上土壤中[2]。石油烃在表层土壤中的积累会导致土壤黏稠度的增加，影响土壤通透性，损害植物根部，阻碍根的呼吸与养分的吸收，引起根部腐烂，导致作物发芽出苗率降低，结实率下降，抗倒伏、抗病虫害能力降低，对农作物的生长和发育造成很大的负面影响[3]，严重者会导致遭受污染土壤在几年甚至几十年寸草不生[4-6]。
此外，石油中的芳香烃类物质对人和动物的毒性较大，它还能通过食物链在动植物体内逐渐富集[5-7]，从而危害到人类的健康[8]。因此，石油污染土壤的修复与治理受到广泛的关注[9-10]。为此，笔者查阅相关文献，综述了石油污染土壤植物修复技术并提出了展望。
1 石油污染土壤的修复技术
20世纪80年代前，石油污染土壤处理方式仅限于物理或化学方法[11]。物理法通过焚烧、隔离或换土，可净化土壤中大部分有机污染物，但只是暂时防止了石油烃类的迁移，并仅适于小面积被石油烃类严重污染土壤的治理，同时破坏土壤结构和组分，且价格昂贵，很难实施，不能作为永久的治理方法[12-15]。化学方法可以获得较好的除油效果，但操作比较复杂，仅适用于油污浓度较高的土壤，并且由于所采用的化学试剂的二次污染问题限制了其应用[16]。 20世纪80年代以后，微生物修复技术成为人们研究的热点[17-20]。微生物修复技术与物理、化学方法相比，费用较低，处理形式多样，无论污染面积的大小均可施用，并且具有可同时处理受污染的土壤和地下水、操作相对简单、能永久性地消除污染物、无二次污染等特点[21]。然而面对大面积、高浓度的环境污染，微生物修复技术由于去污能力弱而很难达到较好的处理效果。植物修复则以其投资少、操作简便、效果好、不破坏场地结构、不引起二次污染、吸收污染物的生物量大、有利于生态环境的改善和野生生物的繁衍生境、兼顾美化环境等优点而成为人们普遍接受的去除土壤石油污染物的首选技术[22-26]。目前，美国和欧洲已成为世界上两个最大的应用植物修复技术的国家[27-30]。
2 植物修复技术的机理分析
植物修复技术是指以植物忍耐和超积累某种或某些污染物的理论为基础，利用
植物及其共存微生物体系清除污染物的一种环境污染治理技术，即利用植物来修复和消除由有机毒物造成的土壤污染[31-33]。在实际操作时，先将植物种植于被污染的土壤中，然后收获其地上部分。土壤中的污染物在种植过程中或被转化为低毒或无毒的形态或化合物、或被植物吸收随收获物而从土中带走，然后再将收获的植物进行利用和处理。植物修复有机污染物的机理包括吸收、降解、挥发等[34-35]。
2.1 植物吸收 植物吸收是通过植物直接吸收污染物并将其转运蓄积到该植株的地上可收割部分。植物吸收是去除有机污染物的有效途径之一[36-38]。凌婉婷等研究了20种植物根对土壤中多环芳烃菲、芘的吸收作用，结果表明，菜心根对菲和芘的吸收作用显著，45 d后对菲和芘的吸收量分别高达11.9和428.3 mg/kg[39]。
2.2 植物降解 植物降解是指植物本身及相关微生物和各种酶系将有机污染物降解为无毒的小分子中间产物，最终分解为CO2和H2O。Gordon等研究杂交杨树对TCE(三氯乙烯)的修复，结果表明，杂交杨树在其体内可将TCE降解成三氯乙醇、氯代酮，最后降解成CO2[40]。
2.3 植物挥发 植物挥发是指与植物吸收相互联系的，利用本身的吸收、积累、挥发而减少土壤中的挥发性污染物，即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质，释放到大气中[41]。Schwab等利用紫花苜蓿(Medicago sativa)研究植物根系对萘的吸附降解情况，发现通过植物挥发可去除土壤中32.0%～45.0%的萘[42]。
3 植物修复技术的应用
早在1983年，Chaney就提出了利用超富集植物清除土壤污染物的思路，即
石油污染土壤植物修复技术研究及展望
