陜北采油區(qū)灌木枯落葉對(duì)油污土壤環(huán)境的改良效應(yīng)

王國(guó)保,劉增文,2*,時(shí)騰飛,于 齊,張權(quán)威

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,陜西 楊凌 712100；2.農(nóng)業(yè)部西北植物營(yíng)養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 楊凌 712100；3.浙江廣川工程咨詢有限公司,浙江 杭州310020；4.西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院,陜西 楊凌 712100)

陜北采油區(qū)灌木枯落葉對(duì)油污土壤環(huán)境的改良效應(yīng)

王國(guó)保1,劉增文1,2*,時(shí)騰飛3,于 齊4,張權(quán)威1

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,陜西 楊凌 712100；2.農(nóng)業(yè)部西北植物營(yíng)養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 楊凌 712100；3.浙江廣川工程咨詢有限公司,浙江 杭州310020；4.西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院,陜西 楊凌 712100)

采集陜北石油污染區(qū)典型荒地土壤,分別以3種石油污染水平(輕度污染15g/kg,中度污染30g/kg,重度污染45g/kg)油土混合培養(yǎng)后,施入當(dāng)?shù)?種常見(jiàn)灌木枯落葉進(jìn)行室內(nèi)分解培養(yǎng)試驗(yàn)120d,檢測(cè)不同灌木枯落葉對(duì)油污土壤生物化學(xué)性質(zhì)的影響.結(jié)果表明：檸條、沙棘、紫穗槐、沙蒿和小葉女貞枯落葉可明顯促進(jìn)3種水平油污土壤微生物的生長(zhǎng)和土壤呼吸.檉柳、檸條、花棒和踏榔枯落葉可明顯促進(jìn)3種水平油污土壤堿性磷酸酶和脫氫酶活性.檸條、沙蒿、踏榔、小葉女貞、花棒、檉柳和紫穗槐枯落葉可明顯增加3種水平油污土壤有機(jī)碳和速效K含量.爬地柏、沙棘和花棒枯落葉可明顯提高3種水平油污土壤Fe、Mn和Zn的有效性.綜合而言,檸條和踏榔枯落葉對(duì)3種水平油污土壤均有明顯改良效果,紫穗槐枯落葉對(duì)輕度油污土壤、小葉女貞枯落葉對(duì)中度油污土壤,檉柳和紫穗槐枯落葉對(duì)重度油污土壤也均有較明顯的改良效果.

石油污染土壤；土壤環(huán)境改良；灌木枯落葉

石油在開(kāi)采、存放和運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生的泄漏會(huì)對(duì)附近土壤產(chǎn)生嚴(yán)重的污染,殘留在土壤中的石油類化學(xué)物質(zhì)也會(huì)對(duì)土壤性質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞.所以,對(duì)油污土壤的修復(fù)除了要消除或減少石油烴類物質(zhì)在土壤中的殘留量之外,還必須對(duì)因石油類物質(zhì)殘留而已經(jīng)破壞的土壤進(jìn)行改良和修復(fù).目前,國(guó)內(nèi)外有關(guān)油污土壤修復(fù)的研究多集中在石油烴的降解方面[1-2],很少有人關(guān)注石油污染后土壤生物化學(xué)性質(zhì)的改良,特別是利用植物殘?bào)w類天然有機(jī)物來(lái)改善油污土壤性質(zhì)方面的研究更鮮有報(bào)道.然而植物殘?bào)w類有機(jī)物作為一種潛在的固定化載體材料不僅富含有效C、N等養(yǎng)分,對(duì)土壤微生物和土壤酶都具有很強(qiáng)的親和性,同時(shí)其腐殖化過(guò)程還會(huì)向土壤中釋放大量的溶解性有機(jī)質(zhì),其中大部分是微生物降解 PAHS的共代謝底物,因而可以對(duì)土壤中多環(huán)芳烴類持久性有機(jī)污染物有較強(qiáng)的生物去除能力[2-5].陜北石油區(qū)分布有大量的灌木種類,在保持水土、增加地面覆蓋和改善生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮著非常重要的作用.本研究擬通過(guò)采集陜北石油污染區(qū)典型荒地土壤,經(jīng)與石油混合培養(yǎng)后施入當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)灌木枯落葉粉碎樣品進(jìn)行分解培養(yǎng)試驗(yàn),檢測(cè)不同灌木枯落葉對(duì)油污土壤生物化學(xué)性質(zhì)的改良效應(yīng),為油污土壤修復(fù)的植物選擇提供科學(xué)依據(jù).

1 材料與方法

1.1 樣品采集及處理

于地處陜北黃土高原中部暖溫帶半干旱丘陵區(qū)的延安市子長(zhǎng)縣余家坪油田,在采油場(chǎng)附近無(wú)污染地段選取植被很少的荒地(土壤類型為黃綿土,植被蓋度小于 10%,其基本理化性質(zhì)為∶有機(jī)碳 6.93g/kg,全氮 0.85g/kg,全磷 0.61g/kg,全鉀18.14g/kg,堿解氮61.32mg/kg,速效磷9.15mg/kg,速效鉀 186.9mg/kg, pH 值 8.47,土壤容重1.26g/cm3),設(shè)置10個(gè)有代表性的1m×1m的小樣方,全部采集0～10cm土層土壤.同時(shí),在當(dāng)?shù)夭杉瘷帡l、踏榔、沙棘、小葉女貞、花棒、檉柳、爬地柏、沙蒿和紫穗槐等9種常見(jiàn)灌木的當(dāng)年枯落葉(表1),晾干后粉碎過(guò)1mm篩.此外,在當(dāng)?shù)夭少?gòu)足量的原油(由石油烴、膠質(zhì)及瀝青等組成的復(fù)合物,密度為 0.85g/cm3,其元素組成主要是碳85%,氫13%,硫0.36%,氮0.42%及微量元素等).

表1 灌木枯落葉的基本理化性質(zhì)(g/kg)Table 1 The basic properties of shrub litters(g/kg)

1.2 室內(nèi)混合培養(yǎng)

1.2.1 不同水平石油污染土壤的培養(yǎng) 將準(zhǔn)備好的鮮土樣,按照“原土”、“原土+石油”(石油含量(g/kg)分別為∶輕度污染 15,中度污染 30,重度污染45)共設(shè)置4個(gè)石油污染水平,將原土和石油混勻后分裝于20cm×40cm×30cm的箱式不透水塑料培養(yǎng)缽中,統(tǒng)一調(diào)節(jié)土壤濕度為田間飽和持水量的50%,用塑料薄膜覆蓋缽口,并留4個(gè)通氣孔,然后將培養(yǎng)缽放在大棚下培養(yǎng).在培養(yǎng)過(guò)程中,每隔7d稱量培養(yǎng)缽重量,根據(jù)失水情況,揭開(kāi)缽口用噴水器均勻補(bǔ)充水分,始終調(diào)節(jié)土壤濕度不變,連續(xù)培養(yǎng)60d.

1.2.2 灌木枯落葉修復(fù)油污土壤培養(yǎng)試驗(yàn) 將培養(yǎng)好的不同水平的油污土樣混勻后,分別取出2.5kg(以含水率折算成干土),按照 100∶2的質(zhì)量比將各污染水平的土樣和灌木枯落葉充分混合后分裝于培養(yǎng)缽(缽口直徑為18cm,缽體高16cm)中,每個(gè)水平分別設(shè)置不加枯落葉的油污土壤為對(duì)照,每個(gè)處理重復(fù)3次.培養(yǎng)過(guò)程中保濕方法同油污土壤的培養(yǎng),然后將培養(yǎng)缽放在 20～25℃室溫下,連續(xù)培養(yǎng)120d.

1.3 培養(yǎng)后樣品測(cè)定

微生物數(shù)量采用稀釋平板法[6],土壤呼吸用堿液吸收法測(cè)定[7].土壤酶活性采用比色法[8]測(cè)定,其中脲酶采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法,蔗糖酶采用 3,5-二硝基水楊酸比色法,過(guò)氧化氫酶活性采用紫外分光光度法[9],脫氫酶采用三苯基四唑氯化物比色法,堿性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法,多酚氧化酶采用鄰苯三酚比色法測(cè)定.土壤pH值采用酸度計(jì)法(PHS-2型,水土比為 2.5∶1),有機(jī)碳用重鉻酸鉀容量法,堿解N用堿解擴(kuò)散法,速效P用NaHCO3浸提-鉬蘭比色法,速效K用醋酸銨浸提-火焰光度法,CEC采用HCL-乙酸鈣浸提法,有效Fe、Mn、Cu和Zn含量用DTPA浸提-原子吸收分光光度法測(cè)定[10].

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel2010和SPSS18.0軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理和分析,用單因素方差分析和LSD多重比較不同處理間的差異顯著性.由于單獨(dú)分析各項(xiàng)指標(biāo)很難說(shuō)明不同灌木枯落葉對(duì)油污土壤性質(zhì)影響的綜合效應(yīng),因而需計(jì)算出每個(gè)水平下各項(xiàng)土壤性質(zhì)指標(biāo)較對(duì)照值的提高率(Δ%=100(Ti-CKi)/CKi,其中 Ti為各處理指標(biāo)的測(cè)定值,CKi表示不同油污水平下的對(duì)照值),然后應(yīng)用SPSS軟件分別對(duì)各個(gè)處理的提高率值進(jìn)行主成分分析,進(jìn)而判斷這 9種灌木枯落葉對(duì)每個(gè)水平油污土壤性質(zhì)改良是否具有較明顯的促進(jìn)作用.

2 結(jié)果與討論

2.1 灌木枯落葉對(duì)油污土壤微生物的影響

表2 灌木枯落葉對(duì)油污土壤微生物特征的影響Table 2 Changes of soil microbial properties in petroleum contaminated soil after applied by shrub litters

土壤微生物數(shù)量和土壤呼吸變化可以客觀反映枯落葉對(duì)油污土壤的改良效應(yīng)[11].分析(表 2)可知∶輕度污染時(shí),檸條、沙棘、爬地柏、檉柳、踏榔、小葉女貞和紫穗槐枯落葉均可顯著促進(jìn)土壤真菌和放線菌的生長(zhǎng),紫穗槐明顯促進(jìn)土壤細(xì)菌的生長(zhǎng),其較對(duì)照增幅為97.77%(P<0.05).從土壤呼吸的變化來(lái)看,檸條、沙棘、花棒、沙蒿、踏榔、小葉女貞和紫穗槐枯落葉均明顯增加了土壤呼吸強(qiáng)度,其較對(duì)照提高了18.01%～44.12%.中度污染時(shí),9種灌木枯落葉均顯著增強(qiáng)了土壤呼吸作用,促進(jìn)了土壤細(xì)菌、放線菌的生長(zhǎng)和繁殖,但是從真菌數(shù)量的變化來(lái)看,僅沙棘和沙蒿明顯有利于土壤真菌的生長(zhǎng)(P<0.05),其較對(duì)照增幅分別為63.64%和100.39%.重度污染時(shí),9種灌木枯落葉均有利于油污土壤細(xì)菌、真菌和放線菌的生長(zhǎng),并且除紫穗槐外,其余8種枯落葉均顯著促進(jìn)了油污土壤的微生物活性(P<0.05),其較對(duì)照增幅范圍為 39.23%～120.44%.分析土壤微生物數(shù)量變化的原因,可能是隨著石油烴類物質(zhì)和灌木枯落葉的分解,土壤中可利用碳源和有效養(yǎng)分含量逐漸增加,石油降解菌和其他種類微生物活性增強(qiáng),微生物多樣性也有所增加[12],但是到了分解后期,隨著油污土壤中可利用養(yǎng)分的逐漸消耗以及微生物有害代謝產(chǎn)物的積累,微生物數(shù)量反而會(huì)有一定程度的降低.特別是在輕度污染時(shí),由于土壤可利用石油烴類物質(zhì)和枯落葉分解所釋放養(yǎng)分的有限性,大量增殖的石油降解菌與土著微生物發(fā)生養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)而引起微生物群落結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,進(jìn)而導(dǎo)致微生物數(shù)量明顯減少[13-15].

2.2 灌木枯落葉對(duì)油污土壤酶活性的影響

土壤酶作為土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量代謝過(guò)程的重要參與者而能客觀反映油污土壤生物學(xué)性質(zhì)的變化[16-17].分析(表 3)可知,輕度污染時(shí),9種灌木枯落葉均可明顯促進(jìn)土壤脲酶、蔗糖酶和堿性磷酸酶活性.除沙蒿和紫穗槐外,其余 7種處理均能顯著促進(jìn)土壤脫氫酶活性.檉柳可以明顯促進(jìn)土壤多酚氧化酶活性,其較對(duì)照增幅為14.79%.而對(duì)于土壤過(guò)氧化氫酶活性,沙棘和檉柳枯落葉有顯著的促進(jìn)作用,而檸條和小葉女貞處理則表現(xiàn)出較明顯的抑制作用(P<0.05).中度污染時(shí),除小葉女貞和爬地柏外,其余7種灌木枯落葉均可顯著促進(jìn)土壤堿性磷酸酶和脫氫酶活性.檉柳、檸條和小葉女貞可以明顯促進(jìn)土壤脲酶活性,紫穗槐也可顯著促進(jìn)土壤蔗糖酶活性,其較對(duì)照增幅為25.67%.小葉女貞枯落葉可以明顯促進(jìn)土壤多酚氧化酶活性,其較對(duì)照提高了15.03%.對(duì)于土壤過(guò)氧化氫酶活性,檉柳枯落葉表現(xiàn)出明顯的促進(jìn)作用,而花棒、檸條和小葉女貞則均表現(xiàn)出較明顯的抑制作用(P<0.05).重度污染時(shí),檉柳、檸條、花棒、踏榔、沙蒿和紫穗槐枯落葉均可以明顯增加土壤蔗糖酶、堿性磷酸酶、脲酶和脫氫酶活性,小葉女貞、爬地柏和沙棘處理可以顯著增加土壤脲酶和脫氫酶活性,檉柳可以明顯促進(jìn)土壤多酚氧化酶活性,其較對(duì)照增幅為 10.85%.而對(duì)于過(guò)氧化氫酶活性,除踏榔外,其余 8種處理均表現(xiàn)出較明顯的抑制作用(P<0.05).土壤酶活性對(duì)環(huán)境較敏感,并且是微生物生理活性和土壤肥力水平的重要反映[18].肖敏等[19]發(fā)現(xiàn)低濃度菲、芘對(duì)土壤多酚氧化酶和過(guò)氧化氫酶活性有激活作用,而高濃度時(shí)則產(chǎn)生抑制作用.Margesin等[14]研究發(fā)現(xiàn),油污土壤中脲酶和過(guò)氧化氫酶活性隨石油烴含量的減小而降低,而藺昕等[20]發(fā)現(xiàn)土壤過(guò)氧化氫酶活性隨著土壤中石油濃度的降低而增強(qiáng).在本試驗(yàn)中,灌木枯落葉可以明顯改善油污土壤的供N和供P能力,但是不同灌木枯落葉分解后提供的有效C、N和P含量以及PAHS共代謝底物[14]不同,因而微生物對(duì)土壤酶的代謝活性也不同.

2.3 灌木枯落葉對(duì)油污土壤大量養(yǎng)分元素有效性的影響

土壤pH值、養(yǎng)分含量和CEC等化學(xué)指標(biāo)可以表征土壤養(yǎng)分供給能力以及化學(xué)緩沖性能而能客觀評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的優(yōu)劣[21].有研究表明,石油污染后的土壤pH值會(huì)增大,速效N和速效P含量降低[22],而添加有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物則可以改善油泥的理化性質(zhì),增加土壤N、P等營(yíng)養(yǎng)物含量[23].在本試驗(yàn)中,分析(表 4)可知,輕度污染時(shí),檉柳、花棒、踏榔、沙蒿、小葉女貞、爬地柏和紫穗槐枯落葉均可顯著增加土壤CEC,有機(jī)碳和速效K含量.花棒、爬地柏和紫穗槐明顯增加土壤堿解氮和有效P含量,而檉柳、花棒、踏榔和紫穗槐枯落葉可顯著降低油污土壤的 pH值,其較對(duì)照降低了 1.93%～4.62%(P<0.05).中度污染時(shí),除踏榔外,其余 8種灌木枯落葉均可顯著增加土壤有機(jī)碳和速效K含量,降低土壤pH值.花棒、檸條、踏榔、紫穗槐和沙棘均可明顯增加土壤堿解氮含量,降低土壤CEC.檸條、爬地柏、沙蒿和小葉女貞可以明顯增加土壤有效P含量,其較對(duì)照增幅范圍為 21.20%～62.27%(P<0.05).重度污染時(shí),花棒、檸條、踏榔、沙蒿、小葉女貞和爬地柏枯落葉均可顯著增加油污土壤中有機(jī)碳、堿解氮、有效P和速效K含量,降低土壤pH值.除花棒、踏榔和沙棘外,其余 6種處理均可明顯降低土壤CEC(P<0.05).本研究中各處理的土壤pH值雖然總體表現(xiàn)出降低的趨勢(shì),但其范圍均在7.10～7.89之間,而有研究表明微生物在pH值為6～8的中性環(huán)境中活性最高,并且降解石油烴的效率也較高[24],其降低的原因則可能是微生物降解原油污染物的中間產(chǎn)物脂肪酸的累積所致[1].土壤 CEC是評(píng)價(jià)土壤保水保肥和化學(xué)緩沖能力的重要指標(biāo),其大小與土壤膠體種類和含量有關(guān),與土壤pH 值和有機(jī)質(zhì)含量也有較大的相關(guān)性[25],本試驗(yàn)各處理土壤 CEC 值范圍為 12.91～18.37cmol/kg,雖然表現(xiàn)出在輕度污染時(shí)上升,中度和重度污染時(shí)減小的趨勢(shì),但仍然明顯高于國(guó)家農(nóng)業(yè)土壤CEC標(biāo)準(zhǔn)值10cmol/kg[26].分析其變化的原因可能有兩個(gè)方面,其一,土壤可變電荷(H+和Al3+)會(huì)隨油污土壤pH值的降低而減少[25],其二,殘留土壤中的石油烴類物質(zhì)濃度不同而對(duì)土壤膠體的吸附性能的抑制作用強(qiáng)度也不同.

表3 灌木枯落葉對(duì)油污土壤酶活性的影響Table 3 Changes of soil enzyme activities in petroleum contaminated soil after applied by shrub litters

表4 灌木枯落葉對(duì)油污土壤大量養(yǎng)分有效性的影響Table 4 Changes of the soil nutrients availability in petroleum contaminated soil after applied by shrub litters

2.4 灌木枯落葉對(duì)油污土壤微量元素有效性的影響

分析不同處理土壤微量元素含量的變化(表5)可知,輕度污染時(shí),除踏榔外,其余8種灌木枯落葉均能明顯增加土壤中有效Mn和有效Zn含量.踏榔、花棒、檸條、爬地柏和沙棘處理可以顯著增加土壤有效 Fe含量,其較對(duì)照增幅范圍為9.29%～37.10%.小葉女貞可以明顯增加土壤有效Cu含量,其較對(duì)照增幅為 22.72%(P<0.05).中度污染時(shí),9種灌木枯落葉均能明顯增加土壤中有效Mn和有效Zn含量.踏榔枯落葉在一定程度上降低了土壤有效Fe、Cu含量,但花棒、紫穗槐、檸條、爬地柏、沙棘和小葉女貞處理可以顯著增加有效 Fe含量,其較對(duì)照增幅范圍為 6.80%～18.14%(P<0.05).重度污染時(shí),除檸條和踏榔外,其余7種灌木枯落葉均能明顯增加土壤中有效Mn和有效Zn含量.花棒、踏榔、爬地柏和沙棘可以顯著增加土壤有效 Fe含量,其較對(duì)照增加了2.86%～5.83%(P<0.05).

2.5 灌木枯落葉對(duì)油污土壤的綜合改良效應(yīng)分析

運(yùn)用 SPSS軟件進(jìn)行綜合主成分分析時(shí),首先要選擇合適的主成分模型指標(biāo).由于土壤pH值的變化并不能直觀反映土壤性質(zhì)的改良效果,以及石油本身富含微量元素,而豐度較高的微量元素可能導(dǎo)致重金屬污染,因此,選取微量元素指標(biāo)時(shí)須參考土壤微量元素有效態(tài)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[27].在本試驗(yàn)中,輕度污染時(shí),對(duì)照土壤中有效鐵和有效錳含量均在高養(yǎng)分等級(jí)(>15mg/kg),而有效銅含量在中養(yǎng)分等級(jí)(1～2mg/kg),有效鋅含量在低養(yǎng)分等級(jí)(0.5～1mg/kg);中度和重度污染時(shí),對(duì)照土壤中有效 Fe、Mn和Cu含量均在高養(yǎng)分等級(jí),而有效Zn含量在低養(yǎng)分等級(jí),因而選取主成分模型指標(biāo)時(shí),輕度污染處理選取除pH值,有效Fe和Mn以外的15個(gè)測(cè)定指標(biāo),而在中度和重度污染下則選取除pH值,有效Fe、Mn和Cu以外的14個(gè)指標(biāo).在進(jìn)行主成分分析時(shí),利用各個(gè)測(cè)定指標(biāo)的提高率值,提取出特征值大于1的主成分,記為Fi,同時(shí)用載荷矩陣中的數(shù)據(jù)除以主成分相對(duì)應(yīng)的特征值開(kāi)平方根得到主成分表達(dá)式中每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)特征向量Ai,將特征向量與標(biāo)準(zhǔn)化后的初始數(shù)據(jù)相乘,得到主成分表達(dá)式,把每個(gè)主成分所對(duì)應(yīng)的特征值占所提取主成分特征值之和的比例作為權(quán)重可以得出綜合主成分函數(shù)式為∶

表5 灌木枯落葉對(duì)油污土壤微量元素有效性的影響(mg/kg)Table 5 Changes of the soil microelement availability in petroleum contaminated soil after applied by shrub litters (mg/kg)

中度污染時(shí),F=0.313F1+0.246F2+0.188F3+ 0.138F4+0.115F5;

重度污染時(shí),F=0.355F1+0.261F2+0.217F3+ 0.167F4.

根據(jù)上述主成分模型,可以計(jì)算出不同灌木枯落葉對(duì)不同水平油污土壤性質(zhì)影響的綜合主成分值,其排序如下∶

輕度污染時(shí),F檸條(1.940) > F踏榔(0.707) > F紫穗槐(0.238) > F小葉女貞(-0.013) > F花棒(-0.157) > F沙棘(-0.356) > F爬地柏(-0.449) > F沙蒿(-0.823) > F檉柳(-1.087);

中度污染時(shí),F檸條(1.393) > F小葉女貞(0.933) > F踏榔(0.499) > F紫穗槐(-0.046) > F花棒(-0.096) > F沙蒿(-0.217) > F爬地柏(-0.223) > F沙棘(-0.993) > F檉柳(-1.250);

重度污染時(shí),F檉柳(1.299)> F檸條(0.899)> F踏榔(0.755)> F紫穗槐(0.493)> F沙蒿(0.042)> F花棒(-0.181)> F小葉女貞(-0.851)> F沙棘(-1.104)> F爬地柏(-1.353).

主成分分析表明,輕度污染時(shí),檸條、踏榔和紫穗槐枯落葉對(duì)油污土壤的生物化學(xué)性質(zhì)有較明顯的促進(jìn)作用.中度污染時(shí),檸條、小葉女貞和踏榔枯落葉可以明顯促進(jìn)油污土壤生化性質(zhì)的改良.重度污染時(shí),檉柳、檸條、踏榔和紫穗槐枯落葉也可較明顯促進(jìn)油污土壤環(huán)境的改善.不同灌木枯落葉對(duì)油污土壤綜合改良效應(yīng)呈現(xiàn)的差異可能涉及以下兩個(gè)方面,其一,灌木枯落葉分解釋放的有效N、P和K等養(yǎng)分可以促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)和繁殖,進(jìn)而促進(jìn)土壤酶活性的增加和石油烴類有機(jī)物的降解;其二,灌木枯落葉分解產(chǎn)物中的化感效應(yīng)類物質(zhì)(黃酮類化合物)[28]又會(huì)在一定程度上抑制微生物的活性.正是由于不同灌木枯落葉中所含的有效養(yǎng)分和化感效應(yīng)類物質(zhì)不同,以及石油烴類物質(zhì)濃度的不同,而導(dǎo)致不同處理之間土壤環(huán)境的改良效果差異較大.

3 結(jié)論

3.1 油污水平為15g/kg時(shí),檸條、踏榔和紫穗槐枯落葉均可明顯改善油污土壤的微生物環(huán)境,提高土壤酶活性和土壤養(yǎng)分的有效性,并且檸條改良效果最好,踏榔和紫穗槐次之.

3.2 油污水平為30g/kg時(shí),檸條、踏榔和小葉女貞枯落葉可以明顯促進(jìn)油污土壤的生物學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的改良,其中檸條改良效果最明顯,小葉女貞和踏榔次之.

3.3 油污水平為45g/kg時(shí),檸條、踏榔、檉柳和紫穗槐枯落葉均可明顯改善油污土壤的微環(huán)境,提高土壤酶活性和養(yǎng)分的有效性,其中檉柳改良效果最明顯,檸條、踏榔和紫穗槐次之.

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我國(guó)已建立大氣污染聯(lián)防聯(lián)控技術(shù)示范區(qū)

科技部社會(huì)發(fā)展科技司司長(zhǎng)馬燕合2014年3月3日表示,我國(guó)已在珠江三角洲建立了大氣污染聯(lián)防聯(lián)控技術(shù)示范區(qū),組建了覆蓋區(qū)域的大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)預(yù)警網(wǎng)絡(luò),形成了區(qū)域空氣質(zhì)量管理體系等運(yùn)行機(jī)制.

馬燕合表示,該示范區(qū)是繼美國(guó)加州和歐洲之后,全球第 3個(gè)類似的大氣污染聯(lián)防聯(lián)控技術(shù)示范區(qū).可實(shí)現(xiàn)對(duì)珠三角地區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量變化的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)及快速反應(yīng),支撐實(shí)施了珠三角大氣污染防治聯(lián)防聯(lián)控工作,為其他地區(qū)大氣污染防治提供了重要借鑒.

科技部3日召開(kāi)霧霾治理科技工作情況新聞通氣會(huì),馬燕合及有關(guān)專家在會(huì)上介紹了科技部開(kāi)展大氣污染與霧霾治理相關(guān)科技工作進(jìn)展情況.

馬燕合說(shuō),發(fā)達(dá)國(guó)家城市霧霾治理經(jīng)驗(yàn)表明霧霾可治.國(guó)外基本消除霧霾現(xiàn)象一般用了30年左右的時(shí)間.在更加嚴(yán)格有效的環(huán)境管理要求、良好的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)借鑒及現(xiàn)代科技支撐下,下定決心,我國(guó)治理霧霾會(huì)更快更好.

清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)賀克斌、北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授張遠(yuǎn)航表示,在大氣污染防治工作中科技支撐發(fā)揮著重要作用.目前,科學(xué)界基本對(duì) PM2.5成分及來(lái)源的認(rèn)識(shí)基本一致.我國(guó)已經(jīng)建立起針對(duì)大氣復(fù)合污染基礎(chǔ)研究監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、預(yù)警技術(shù)、決策支持三大支撐體系,形成了針對(duì)主要污染源減排技術(shù)研發(fā)體系.現(xiàn)有研究成果支持了新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》和《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》等重大決策的及時(shí)出臺(tái)及實(shí)施.

專家同時(shí)也表示,實(shí)現(xiàn)我國(guó)空氣質(zhì)量持續(xù)改善是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù),需要國(guó)家的堅(jiān)實(shí)行動(dòng),科技支撐還面臨科技成果推廣應(yīng)用等許多挑戰(zhàn).

摘自中國(guó)環(huán)境網(wǎng)

2014-03-04

Remediation effects of shrub litters on biochemical properties of petroleum-contaminated soil in oil producing region of northern Shaanxi.

WANG Guo-bao1, LIU Zeng-wen1,2*, SHI Teng-fei3, YU Qi4, ZHANG Quan-wei1
(1.College of Resources and Environment, Northwest Agricultuze and Forestry University, Yangling 712100, China；2.Key Laboratory of Plant Nutrition and the Agri-environment in Northwest China, Ministry of Agriculture, Yangling 712100, China；3. Zhejiang Guangchuan Engineering Consulting Limited Company, Hangzhou 310020, China；4.College of Forestry, Northwest Agricultuze and Forestry University, Yangling 712100, China). China Environmental Science, 2014,34(3)：688～696

A laboratory simulation experiment was conducted to analyze the improvement effects of 9kinds of shrub litters on biochemical properties of three levels petroleum-contaminated soil (light, 15g/kg; moderate, 30g/kg; severe, 45g/kg) for 120days, by collecting typical wasteland soil in petroleum contaminated areas of northern Shaanxi, and then mixing oil and shrub litters with the soil. The results show that： Litters of Caragana microphylla, Hippophae rhamnoides, Amorpha fruticosa, Rtemisia desterorum and Ligustrum quihoui can significantly contribute to the soil respiration and growth of microbes in three levels of petroleum contaminated soil. Litters of Tamariχ chinensis, Caragana microphylla, Hedysarum scoparium and Hedysarum fruticosum can obviously promote the activities of soil alkaline phosphatase and dehydrogenase in three levels of petroleum contaminated soil. Litters of Caragana microphylla, Rtemisia desterorum, Hedysarum fruticosum, Ligustrum quihoui, Hedysarum scoparium, Tamariχ chinensis and Amorpha fruticosa can obviously increase the soil organic carbon and available potassium contents in three levels of pollutions. Litters of Sabina procumbens, Hippophae rhamnoides and Hedysarum scoparium can significantly improve the contents of soil available Fe, Mn and Zn in three levels of pollutions. According to comprehensive analysis, litters of Caragana microphylla and Hedysarum fruticosum have significantly improving effects on biochemical properties of three levels of petroleum contaminated soil, and it will be better for Amorpha fruticosa in light pollution, Ligustrum quihoui in moderate pollution, Tamariχ chinensis and Amorpha fruticosa in severe pollution than others.

petroleum-contaminated soil；soil environmental improvement；shrub litters

X53

：A

：1000-6923(2014)03-0688-09

王國(guó)保(1987-),男,河南信陽(yáng)人,西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院碩士研究生,主要從事水土保持與生態(tài)環(huán)境研究.發(fā)表論文2篇.

2013-06-25

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31070630);西北農(nóng)林科技大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃(2013年)

* 責(zé)任作者, 教授, zengwenliu2003@aliyun.com