生物質(zhì)材料與營養(yǎng)物配施對石油污染土壤的修復(fù)

王艷杰 ，李法云 *，榮湘民 ，陳佳勃 ，石麗芳

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，長沙 410128；2.遼寧石油化工大學(xué)生態(tài)環(huán)境研究院，遼寧 撫順 113001）

石油和石油產(chǎn)品在生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)冗^程中進(jìn)入土壤環(huán)境，會導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，影響土壤的繼續(xù)使用[1]。為了降低石油烴進(jìn)入土壤中所引起的環(huán)境風(fēng)險，生物修復(fù)作為一種環(huán)境友好型技術(shù)得到廣泛應(yīng)用[2]。在環(huán)境條件（例如，溫度、土壤水分、氧氣和營養(yǎng)物等）比較適合的情況下，生物修復(fù)方法能夠較好地去除土壤中的石油烴。土壤中石油烴的去除可以依靠自然的微生物群落，為了在生物修復(fù)過程中達(dá)到效率最大化，通常采用生物刺激的方式，在土壤中添加營養(yǎng)物、膨松劑、物質(zhì)碎屑、生物炭等材料來刺激土著微生物群落的生長和繁殖[3－4]。原油進(jìn)入土壤中會影響土壤的物理性質(zhì)，破壞土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致土壤緊實(shí)、容重增大、孔隙度降低，同時，原油污染也會導(dǎo)致土壤碳氮比失衡，氮元素缺乏會阻礙碳的利用，影響微生物生長[5－6]。在修復(fù)過程中，土壤理化性質(zhì)的變化可用于衡量土壤可利用性和土壤的健康狀況。不同類型的疏松材料添加到土壤中能夠改善土壤質(zhì)量，增加土壤孔隙度，提高土壤通氣性和保水、保肥能力[7]。通過添加限制性元素調(diào)節(jié)土壤中營養(yǎng)物的比例既能夠促進(jìn)微生物群落的活性，又能提高石油烴的生物降解率[8－9]。

石油污染土壤的生物修復(fù)受多種因素的影響，目前關(guān)于石油污染土壤生物修復(fù)的研究多集中在菌種添加、土壤微生物群落變化、石油烴降解效果和影響機(jī)制等方面[10－12]，在土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和微生物特征的變化對石油污染土壤修復(fù)效果的影響方面研究較少，尤其是關(guān)于土壤容重、孔隙度和水分條件等物理性質(zhì)對石油污染土壤的養(yǎng)分、微生物特征和石油烴降解效果的直接或間接影響。本文利用營養(yǎng)物質(zhì)添加以及土壤疏松材料的配施來改善石油污染土壤性狀，主要研究營養(yǎng)物質(zhì)（氮、磷）、玉米秸稈碎屑和生物炭對石油污染土壤理化性質(zhì)、生物特征和石油烴去除率的影響，通過相關(guān)性分析闡明土壤理化指標(biāo)、微生物特征及石油烴去除率之間的關(guān)系。研究添加疏松材料后土壤物理性質(zhì)的變化對營養(yǎng)物利用率及微生物特征的影響，并進(jìn)一步分析不同處理方式下污染土壤的修復(fù)效果，以期為石油污染土壤的修復(fù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品采集

石油污染土壤樣品采集于遼河油田作業(yè)區(qū)，采集的土壤經(jīng)過陰干、碾碎，過2mm篩后備用。石油污染土壤總石油烴濃度為 9.53 g·kg－1，飽和烴、芳香烴和非烴類物質(zhì)的濃度分別為 5.26、1.65 g·kg－1和2.62 g·kg－1。

1.2 試驗(yàn)材料制備

采集東北地區(qū)常見的玉米秸稈作為試驗(yàn)材料，將表面葉去掉，秸稈截成段后在60℃條件下烘干24 h，然后粉碎得到玉米秸稈碎屑。將粉碎后的玉米秸稈碎屑在300℃缺氧裂解3 h得到玉米秸稈生物炭。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

共設(shè)置4個不同處理，T1為對照處理組，石油污染土壤中石油烴自然衰減；T2為營養(yǎng)物添加處理組，研究在僅添加營養(yǎng)物條件下石油烴的減少情況，營養(yǎng)物為NH4NO3和K2HPO4，調(diào)節(jié)土壤碳/氮/磷比為100/10/1，在0 d和修復(fù)45 d時添加營養(yǎng)物；T3為玉米秸稈碎屑與營養(yǎng)物質(zhì)聯(lián)合處理組，玉米秸稈碎屑添加比例為5%，營養(yǎng)物質(zhì)添加比例和時間與T2相同；T4為玉米秸稈生物炭與營養(yǎng)物質(zhì)聯(lián)合處理組，玉米秸稈生物炭添加比例為5%，營養(yǎng)物質(zhì)添加比例和時間與T2相同。試驗(yàn)土壤和材料裝入培養(yǎng)盆（21 cm×21 cm×15 cm）中在培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，保持土壤濕度為土壤持水量的60%并定期翻攪，每個處理設(shè)置3個重復(fù)。修復(fù)時間為90 d，每10 d測定總石油烴及不同組分烴類物質(zhì)變化。修復(fù)時間為30、60 d和90 d時分別測定各處理組微生物數(shù)量。修復(fù)結(jié)束后測定土壤容重、土壤孔隙度、田間持水量、土壤總氮、總磷。

1.4 測定與分析方法

總石油烴的測定是用30 mL二氯甲烷于10 g風(fēng)干土樣中在 60 W 下超聲萃取 15 min，4000 r·min－1離心10 min后將上清液倒出至已恒重的燒瓶中，重復(fù)3次，提取后的上清液54℃蒸發(fā)至干，用重量法測定。將蒸發(fā)后得到的總石油烴用正己烷溶解，進(jìn)行層析分離，所用層析柱為10 mm×60 mm的硅膠氧化鋁層析柱，將活化后的填充物采用濕法裝柱，自下而上依次為1 cm無水硫酸鈉、12 cm活性硅膠、6 cm活性氧化鋁和1 cm無水硫酸鈉，分別用20 mL正己烷、50 mL二氯甲烷/正己烷（體積比1∶1）和50 mL甲醇洗脫飽和烴、芳香烴和非烴類物質(zhì)，重量法測定[13]。土壤理化性質(zhì)測定參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》，土壤容重、土壤孔隙度和田間持水量采用環(huán)刀法測定，土壤總氮和總磷分別采用凱氏法和碳酸鈉熔融法測定[14]。土壤中微生物數(shù)量采用稀釋平板法測定，取10 g土壤于無菌水中依次稀釋成10－1～10－7稀釋液，對號放入無菌培養(yǎng)皿中加入培養(yǎng)基，在37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h，計算微生物數(shù)量，結(jié)果表示為每克干土中的菌落形成單位CFU（Colony－FormingUnits）。試驗(yàn)結(jié)果采用SPSS進(jìn)行方差分析、差異性檢驗(yàn)和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 修復(fù)前后土壤理化性質(zhì)比較

土壤容重和土壤孔隙度是表示土壤物理特征的重要指標(biāo)，能夠反映土壤的緊實(shí)度，對土壤水、肥、氣、熱等狀況產(chǎn)生影響，同時影響土壤中微生物活性和植物的生長[15]。不同處理組修復(fù)后土壤容重和土壤孔隙度見表1。修復(fù)初期土壤容重1.481 g·cm－3，修復(fù)后各處理組土壤容重均有所降低，與修復(fù)初期相比呈顯著性差異。修復(fù)初期土壤孔隙度為39.507%，修復(fù)后T1和T2處理組土壤孔隙度變化較小，與修復(fù)初期相比差異不顯著，T3和T4處理組土壤孔隙度明顯增加（P＜0.05）。與對照組相比，添加玉米秸稈碎屑和生物炭能夠有效調(diào)節(jié)土壤容重和孔隙度，單因素方差分析及LSD多重比較結(jié)果表明，不同處理組除T1與T2、T3與T4之間容重和土壤孔隙度無顯著性差異（P＞0.05）外，其他各組分之間均呈顯著性差異（P＜0.05）。田間持水量是影響土壤質(zhì)量的重要因素，能夠表征土壤的蓄水能力，為生物生存和生長提供必要的環(huán)境條件。修復(fù)初期土壤田間持水量為12.137%，修復(fù)后不同處理組的田間持水量差異明顯，與修復(fù)初期相比，對照組田間持水量變化較小，其他3個處理組土壤田間持水量明顯提高（P＜0.05），增量 1.173%～9.903%，其中添加玉米秸稈碎屑和生物炭對改善土壤持水量有顯著性作用。單獨(dú)添加營養(yǎng)物質(zhì)處理組對土壤容重、孔隙度和田間持水量影響較小，添加玉米秸稈碎屑、生物炭以及配合施用營養(yǎng)物質(zhì)對上述三個指標(biāo)影響明顯，說明玉米秸稈碎屑和生物炭能夠有效調(diào)節(jié)土壤土壤物理性質(zhì)。相關(guān)研究表明添加秸稈、生物炭等材料，有利于降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤保水能力，尤其是生物炭材料，物理結(jié)構(gòu)方面孔隙結(jié)構(gòu)多，且表面官能團(tuán)豐富，加入到土壤中能夠改善土壤物理性質(zhì)并提高土壤肥力[15－19]。

修復(fù)初期總氮和總磷分別為 0.436 g·kg－1和0.048 g·kg－1，污染土壤修復(fù)后氮、磷含量與初期相比均有所提高，除對照組外，其他處理組總氮含量變化呈顯著性差異（P＜0.05），修復(fù)后對照組總磷含量和初期相比變化較小，其他處理組均顯著增加（P＜0.05），其中T2與T3兩組無顯著性差異。添加玉米秸稈碎屑和生物炭能夠吸附添加到土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)，提高氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的利用效率，尤其是生物炭處理組，因其疏松多孔的結(jié)構(gòu)特征，更有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和貯存，因而其營養(yǎng)物質(zhì)利用效率更高[18，20]。在石油污染土壤的生物修復(fù)中，氮、磷是無機(jī)營養(yǎng)物中的限制性因素。因?yàn)樘嫉拇罅枯斎雽?dǎo)致石油污染土壤碳氮比、碳磷比失衡，進(jìn)而影響微生物活性，在石油烴降解過程中，因微生物代謝需要所消耗的礦質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)增加。氮磷肥料的添加能夠增強(qiáng)石油污染土壤修復(fù)效果[21]。

表1 修復(fù)后不同處理組土壤理化性質(zhì)Table1 Physicochemical characteristics of the bioremediated soil after the treatments

2.2 不同處理對土壤微生物的影響

土壤微生物是土壤生物化學(xué)過程的重要參與者，影響土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的利用、有機(jī)物的轉(zhuǎn)化與降解。石油污染土壤因其理化性質(zhì)受到影響，土壤板結(jié)、孔隙度降低，土壤碳氮比失衡，土壤中微生物生存受到限制，致使微生物數(shù)量較低。本研究中利用添加營養(yǎng)物質(zhì)、玉米秸稈碎屑和生物炭來改善土壤環(huán)境，為微生物生存提供有利條件。修復(fù)初期微生物數(shù)量為2.24×104CFU·g－1，修復(fù) 30、60 d 和 90 d 時土壤中微生物數(shù)量表現(xiàn)出不同程度的變化（圖1）。修復(fù)30 d時，與修復(fù)初期相比，微生物數(shù)量變化較小，僅生物炭與營養(yǎng)物聯(lián)合處理組微生物數(shù)量增加。修復(fù)處理60 d時，除對照組外其他各處理組微生物數(shù)量與修復(fù)初期相比均有所增加，其中T3和T4處理組增幅較大，增加到 3.72×105CFU·g－1和 4.20×106CFU·g－1。修復(fù)結(jié)束后，T4 處理組微生物數(shù)量達(dá)到 7.24×107CFU·g－1，與其他處理組及該處理組修復(fù)30 d和60 d的微生物數(shù)量相比，顯著增加；其次為T3處理組，微生物數(shù)量達(dá)到6.03×106CFU·g－1。微生物數(shù)量的增長幅度在修復(fù)60～90 d范圍內(nèi)低于30～60 d的微生物增長幅度。T3和T4處理組微生物與對照組和單獨(dú)添加營養(yǎng)物處理組相比，數(shù)量顯著增加，表明玉米秸稈碎屑和生物炭添加能為土壤微生物的生存和繁殖提供環(huán)境，尤其是生物炭處理組，其孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)外能夠吸附更多的營養(yǎng)物，且生物炭表面官能團(tuán)豐富，刺激微生物生長，更有利于微生物的存活與繁殖[7，22－24]。Kumari等[25]研究表明添加調(diào)理劑能夠?yàn)槲⑸锾峁I養(yǎng)、水分、空氣和物理環(huán)境的支持，為石油污染土壤中微生物群落及生物量增加提供條件。

圖1 不同修復(fù)期土壤微生物數(shù)量Figure1 The total bacterial numbers during different remediated period

圖2 不同修復(fù)期總石油烴去除率Figure2 Removal rate of the TPH in the soil during different remediated period

2.3 不同修復(fù)方式下污染土壤總石油烴及不同組分石油烴的變化

通過添加營養(yǎng)物質(zhì)、玉米秸稈碎屑和生物炭來改善土壤性質(zhì)，減少土壤中的石油烴含量。總石油烴去除率隨修復(fù)時間延長呈增長趨勢，在修復(fù)后期石油類物質(zhì)去除速率明顯減小（圖2）。經(jīng)過90 d的修復(fù)周期，不同處理組（T2～T4）的總石油烴濃度由修復(fù)初期的 9.53 g·kg－1降低到 4.74～6.91 g·kg－1，總石油烴去除率為27.44%～50.30%，顯著高于對照組的石油烴去除率16.15%（P＜0.05）。不同處理組間，石油烴類物質(zhì)的去除率表現(xiàn)為T4、T3、T2、T1依次降低的趨勢，其中單獨(dú)添加營養(yǎng)物處理組石油烴類物質(zhì)的去除率明顯低于玉米秸稈碎屑和生物炭與營養(yǎng)物質(zhì)聯(lián)合處理組。添加營養(yǎng)物質(zhì)可提高石油烴去除率11.29%，再添加土壤疏松材料可提高石油烴去除率26.07%～34.15%。通過營養(yǎng)物質(zhì)的添加，調(diào)節(jié)土壤中營養(yǎng)物的含量，有助于增加微生物生物量。適宜的營養(yǎng)物比例，如碳氮比，是石油烴物質(zhì)快速降解的必要條件。土壤疏松材料的添加為微生物群落提供棲息場所、空氣、水分等生存條件，進(jìn)而提高石油烴物質(zhì)的去除率[26]。

不同組分石油烴物質(zhì)呈現(xiàn)出不同的降解規(guī)律，其中飽和烴類物質(zhì)的去除率較高，芳香烴去除率低于飽和烴，非烴類物質(zhì)的去除率最低。修復(fù)初期污染土壤中飽和烴濃度為5.26 g·kg－1，修復(fù)后T3和T4處理組飽和烴濃度降低較多，分別降低至2.55 g·kg－1和1.97 g·kg－1。與對照組相比，其他處理組的飽和烴去除率呈顯著性差異，修復(fù)后去除率最高達(dá)62.47%，出現(xiàn)在生物炭與營養(yǎng)物質(zhì)聯(lián)合處理組，其次為玉米秸稈碎屑與營養(yǎng)物聯(lián)合處理組（51.43%），分別比對照組增加41.16%和30.12%（圖3a）。兩種處理在修復(fù)20～60 d，飽和烴去除率增加趨勢明顯，60 d以后，增長趨勢平緩，主要是由于飽和烴易于被微生物利用，在不同組分石油烴物質(zhì)中優(yōu)先得到降解，因此，在修復(fù)前期去除效率明顯高于修復(fù)后期。修復(fù)30～60 d內(nèi)，微生物數(shù)量增幅明顯，有助于提高石油烴物質(zhì)的去除效率。修復(fù)后不同處理組芳香烴濃度由修復(fù)初期的1.65 g·kg－1降低為 0.93～1.43 g·kg－1。不同處理組芳香烴去除率范圍為13.10%～43.89%（圖3b），生物炭與營養(yǎng)物質(zhì)聯(lián)合處理組效果最佳，其次為玉米秸稈碎屑與營養(yǎng)物質(zhì)聯(lián)合處理組，各處理組間芳香烴去除率差異顯著（P＜0.05）。T3和T4在修復(fù)40～70 d內(nèi)芳香烴的去除率增長較快，在修復(fù)初期和后期去除率變化較小。不同處理組非烴類物質(zhì)的去除率均較低，經(jīng)計算去除率最高僅為20.71%，出現(xiàn)在T4處理組，修復(fù)后非烴類物質(zhì)濃度由初始的 2.62 g·kg－1下降到 2.08 g·kg－1（圖3c），該類物質(zhì)多滯留在土壤中，對土壤微生物活性造成影響，也是最難降解的石油烴類物質(zhì)[27]。通過添加蓬松材料增加土壤中氧氣的流通，能夠增強(qiáng)土壤中微生物的代謝活動，有利于非烴類物質(zhì)的去除。本研究中T4和T3處理組添加了生物炭和玉米秸稈碎屑，其處理效果優(yōu)于未添加疏松材料的T2處理組。與T1相比，T2的非烴類去除率無顯著性差異，僅添加營養(yǎng)物質(zhì)并不能有效去除非烴類物質(zhì)。

對照組在修復(fù)后不同組分石油烴去除率也有一定程度的增加，在修復(fù)過程中提供的光照、溫度和定期翻耕有利于改善土壤性質(zhì)以及提高微生物活性。通過定期添加營養(yǎng)物質(zhì)能夠提高土壤肥力，有利于增加土壤中微生物的數(shù)量，從而提高石油烴降解率。由于石油污染土壤緊實(shí)度高，單獨(dú)添加營養(yǎng)物質(zhì)不易于在土壤中存留，流失較多，因而T2處理組的總石油烴和不同組分烴類物質(zhì)的去除效率與對照組相比，增加幅度較小。T3和T4處理組除添加營養(yǎng)物質(zhì)以外，還施用了玉米秸稈碎屑和生物炭，尤其是生物炭，增加土壤孔隙度，增強(qiáng)土壤中氧氣的擴(kuò)散，為微生物提供更加充足的氧氣，在改善土壤結(jié)構(gòu)等特征的同時提高了土壤保水保肥能力，也為微生物的生存提供空間和物質(zhì)基礎(chǔ)，微生物數(shù)量明顯增加，從而顯著提高修復(fù)效果[4，28]。與物質(zhì)碎屑相比，同種物質(zhì)的生物炭具有孔隙結(jié)構(gòu)多、比表面積大等優(yōu)勢，有利于土壤中空氣和水分的流通，且在土壤中穩(wěn)定性和吸附性較強(qiáng)，能夠貯存加入到土壤中的營養(yǎng)物，為微生物生存和繁殖提供棲息環(huán)境和能量，增強(qiáng)微生物活性，有利于土壤中石油烴的降解[29－30]。

相關(guān)研究也表明添加麥稈、木屑等調(diào)理劑能夠改善土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和通氣性，強(qiáng)化對微生物群落的影響，進(jìn)而提高石油烴降解效率[3]。試驗(yàn)中定期翻耕一方面有利于增加土壤通氣性，另一方面能夠使土壤中石油烴物質(zhì)重新分布、增大生物可接觸面積，提高石油烴物質(zhì)的生物可利用性。營養(yǎng)物刺激、添加調(diào)理劑等方式對土壤中飽和烴和低碳數(shù)烴類物質(zhì)的去除有積極作用，對高碳數(shù)、多環(huán)芳烴，尤其是非烴類物質(zhì)作用不顯著，由于新陳代謝中間產(chǎn)物的積累和轉(zhuǎn)化，有可能出現(xiàn)修復(fù)過程中該類物質(zhì)暫時增加的現(xiàn)象[31－32]。

圖3 不同修復(fù)期飽和烴（a）、芳香烴（b）和非烴類物質(zhì)（c）去除率Figure3 Removal rates of saturated hydrocarbon（a），aromatic hydrocarbon（b）and non－h(huán)ydrocarbon（c）in the soil during different remediated period

表2 修復(fù)后石油污染土壤特征與石油烴去除率相關(guān)性分析Table2 Correlation analysis between characteristics of the bioremediated soil and removal rate of petroleum hydrocarbon

2.4 石油污染土壤特征與石油烴去除率相關(guān)性分析

修復(fù)90 d后，對土壤理化性質(zhì)和生物特征與修復(fù)初期相比的變化程度以及土壤中石油烴去除率的變化進(jìn)行相關(guān)性分析（表2）。土壤物理特征指標(biāo)容重、土壤孔隙度、田間持水量與總石油烴、飽和烴、芳香烴和非烴類物質(zhì)去除率之間呈顯著相關(guān)（P＜0.05）。微生物數(shù)量與土壤孔隙度相關(guān)性極顯著，相關(guān)系數(shù)為0.991（P＜0.01），與其他兩個土壤物理指標(biāo)相關(guān)性顯著，說明土壤孔隙度對石油污染土壤中微生物的生存影響較大，通過改善土壤孔隙度能夠增加土壤中微生物的數(shù)量[33]。土壤化學(xué)性質(zhì)中總氮與總石油烴、芳香烴相關(guān)關(guān)系極顯著，相關(guān)系數(shù)分別為0.999和0.996（P＜0.01），總氮與飽和烴、非烴類呈顯著相關(guān)關(guān)系，土壤中加入氮營養(yǎng)物，能夠有效提高土壤石油烴的去除效果。總氮與土壤微生物數(shù)量相關(guān)系數(shù)達(dá)0.993（P＜0.01），研究表明，在土壤中加入氮營養(yǎng)物能夠有效提高微生物數(shù)量，進(jìn)而促進(jìn)石油烴物質(zhì)的降解?？偭着c石油烴類和微生物的相關(guān)性小于總氮，總磷與總石油烴、芳香烴和微生物數(shù)量呈顯著相關(guān)（P＜0.05），添加總磷能在一定程度上提高微生物活性和促進(jìn)石油污染土壤的修復(fù)效果。微生物數(shù)量與總石油烴及不同組分烴類之間相關(guān)性均非常顯著（P＜0.01），說明微生物數(shù)量越多，越有利于土壤中石油烴類物質(zhì)的降解。相關(guān)研究表明缺乏氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)會成為石油烴降解的限制性因素，補(bǔ)充適量的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)能夠提高石油烴降解效果[34]。土壤微生物和土壤酶活性影響石油烴的代謝和降解，通過增強(qiáng)微生物和酶活性能夠降低土壤中石油烴含量[35]。添加調(diào)理劑有助于提供必要的營養(yǎng)物質(zhì)，刺激石油污染土壤中土著微生物的生長，微生物群落豐富度和生物量增大，能夠提高石油烴的降解范圍和降解程度[31]。

3 結(jié)論

（1）添加玉米秸稈碎屑和生物炭能夠有效改善土壤容重、孔隙度和田間持水量，與營養(yǎng)物配施可提高營養(yǎng)物質(zhì)在土壤中的截留比例、停留時間和利用效率，生物炭聯(lián)合處理組效果更佳。

（2）單獨(dú)添加營養(yǎng)物、物質(zhì)碎屑和生物炭與營養(yǎng)物配施，均可提高土壤中微生物數(shù)量，其中生物炭聯(lián)合處理組修復(fù)后微生物數(shù)量增長最多。

（3）修復(fù)后各處理組總石油烴和不同組分烴類物質(zhì)整體呈下降趨勢，生物炭聯(lián)合處理組效果最佳，其次為玉米秸稈碎屑聯(lián)合處理組。不同處理組中飽和烴、芳香烴和非烴類物質(zhì)去除率依次降低。

（4）土壤理化性質(zhì)與石油烴類物質(zhì)去除率顯著相關(guān)，土壤孔隙度和總氮對微生物數(shù)量影響較大，微生物能夠明顯影響土壤中石油烴類物質(zhì)的去除。因此，可通過改善土壤孔隙度及營養(yǎng)配比等理化特征提高土壤微生物數(shù)量，進(jìn)而增強(qiáng)石油污染土壤修復(fù)效果。

[1]Al－Mutairi N,Bufarsan A,Al－Rukaibik F.Ecorisk evaluation and treatability potential of soils contaminated with petroleum hydrocarbonbased fuels[J].Chemosphere,2008,74（1）：142－148.

[2]Guerin T F.A safe,efficient and cost effective process for removing petroleum hydrocarbons from a highly heterogeneous and relatively inaccessible shoreline[J].Journal of Environmental Management,2015,162：190－198.

[3]張秀霞,滕 芝,吳佳東,等.激活劑對石油污染土壤修復(fù)的強(qiáng)化作用及修復(fù)條件的優(yōu)化[J].石油學(xué)報（石油加工）,2013,29（2）：353－358.

ZHANG Xiu－xia,TENG Zhi,WU Jia－dong,et al.Strengthening bioremediation of oil contaminated soil by activation agent and optimization of bioremediation conditions[J].Acta Petrolei Sinica（Petroleum Processing Section）,2013,29（2）：353－358.

[4]Bushnaf K M,Puricelli S,Saponaro S,et al.Effect of biochar on the fate of volatile petroleum hydrocarbons in an aerobic sandy soil[J].Journal of Contaminant Hydrology,2011,126（3/4）：208－215.

[5]王傳遠(yuǎn),楊翠云,孫志高,等.黃河三角洲生態(tài)區(qū)土壤石油污染及其與理化性質(zhì)的關(guān)系[J].水土保持學(xué)報,2010,24（2）：214－217.

WANG Chuan－yuan,YANG Cui－yun,SUN Zhi－gao,et al.Contamination characteristics and its relationship with physico－chemical properties of oil polluted soils in the Yellow River Delta Swamp[J].Journal of Soil and Water Conservation,2010,24（2）：214－217.

[6]劉五星,駱永明,滕 應(yīng),等.石油污染土壤的生態(tài)風(fēng)險評價和生物修復(fù)Ⅱ.石油污染土壤的理化性質(zhì)和微生物生態(tài)變化研究[J].土壤學(xué)報,2007,44（5）：848－853.

LIU Wu－xing,LUO Yong－ming,TENG Ying,et al.Eco－risk assessment and bioremediation of petroleum contaminated soilⅡ.Changes in physico－chemical properties and microbial ecology of petroleum contaminated soil[J].Acta Pedologica Sinica,2007,44（5）：848－853.

[7]García－Delgado C,Alfaro－Barta I,Eymar E.Combination of biochar amendment and mycoremediation for polycyclic aromatic hydrocarbons immobilization and biodegradation in creosote－contaminated soil[J].Journal of Hazardous Materials,2015,285：259－266.

[8]Dadrasnia A,Agamuthu P.Dynamics of diesel fuel degradation in contaminated soil using organic wastes[J].International Journal of Environmental Science and Technology,2013,10（4）：769－778.

[9]Xu R,Obbard J P.Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in oil－contaminated beach sediments treated with nutrient amendments[J].Journal of Environmental Quality,2004,33（3）：861－867.

[10]Zhang H R,Tang J C,Wang L,et al.A novel bioremediation strategy for petroleum hydrocarbon pollutants using salt tolerant Corynebacterium variabile HRJ4 and biochar[J].Journal of Environmental Sciences,2016,47：7－13.

[11]Shahi A,Aydin S,Ince B,et al.Reconstruction of bacterial community structure and variation for enhanced petroleum hydrocarbons degradation through biostimulation of oil contaminated soil[J].Chemical Engineering Journal,2016,306：60－66.

[12]陳麗華,孫萬虹,李海玲,等.石油降解菌對石油烴中不同組分的降解及演化特征研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2016,36（1）：124－133.

CHEN Li－h(huán)ua,SUN Wan－h(huán)ong,LI Hai－ling,et al.Biological degradation and transformation characteristics of different components in petroleum hydrocarbon by oil－degradation bacteria[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2016,36（1）：124－133.

[13]朱文英,唐景春.小麥秸稈生物炭對石油烴污染土壤的修復(fù)作用[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報,2014,31（3）：259-264.

ZHUWen-ying,TANGJing-chun.Remediationofwheat-straw-biochar onpetroleum-pollutedsoil[J].JournalofAgriculturalResourcesandEnvironment,2014,31（3）：259-264.

[14]魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社,2000：22-36.

LU Ru-kun.Soil agrochemistry analysis protocoes[M].Beijing：China Agriculture Science Press,2000：22-36.

[15]李 瑋,喬玉強(qiáng),陳 歡,等.秸稈還田和施肥對砂姜黑土理化性質(zhì)及小麥-玉米產(chǎn)量的影響[J].生態(tài)學(xué)報,2014,34（17）：5052-5061.

LI Wei,QIAO Yu-qiang,CHEN Huan,et al.Effects of combined straw and N application on the physicochemical properties of lime concretion black soil and crop yields[J].Acta Ecologica Sinica,2014,34（17）：5052-5061.

[16]潘金華,莊舜堯,曹志洪,等.生物炭添加對皖南旱地土壤物理性質(zhì)及水分特征的影響[J].土壤通報,2016,47（2）：320-326.

PAN Jin-hua,ZHUANG Shun-yao,CAO Zhi-hong,et al.Effects of biochar on soil physical properties and water retention characteristics of upland in South Anhui Province[J].Chinese Journal of Soil Science,2016,47（2）：320-326.

[17]葛順峰,彭 玲,任飴華,等.秸稈和生物質(zhì)炭對蘋果園土壤容重、陽離子交換量和氮素利用的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,47（2）：366-373.

GE Shun-feng,PENG Ling,REN Yi-hua,et al.Effect of straw and biochar on soil bulk density,cation exchange capacity and nitrogen absorption in apple orchard soil[J].Scientia Agricultura Sinica,2014,47（2）：366-373.

[18]曾 愛,廖允成,張俊麗,等.生物炭對塿土土壤含水量、有機(jī)碳及速效養(yǎng)分含量的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2013（5）：1009-1015.

ZENG Ai,LIAO Yun-cheng,ZHANG Jun-li,et al.Effects of biochar on soil moisture,organic carbon and available nutrient contents in manural loessial soils[J].Journal of Agro-Environment Science,2013（5）：1009-1015.

[19]Narzari R,Bordoloi N,Sarma B,et al.Fabrication of biochars obtained from valorization of biowaste and evaluation of its physicochemical properties[J].Bioresource Technology,2017,242：324-328.

[20]Takaya C A,Fletcher L A,Singh S,et al.Recovery of phosphate with chemically modified biochars[J].Journal of Environmental Chemical Engineering,2016,4（1）：1156-1165.

[21]Quilliam R S,Marsden K A,Gertler C,et al.Nutrient dynamics,microbial growth and weed emergence in biochar amended soil are influenced by time since application and reapplication rate[J].Agriculture,Ecosystems&Environment,2012,158（1）：192-199.

[22]Anderson C R,Condron L M,Clough T J,et al.Biochar induced soil microbial community change：Implications for biogeochemical cycling of carbon,nitrogen and phosphorus[J].Pedobiologia,2011,54（5/6）：309-320.

[23]韓 瑋,申雙和,謝祖彬,等.生物炭及秸稈對水稻土各密度組分有機(jī)碳及微生物的影響[J].生態(tài)學(xué)報,2016,36（18）：5838-5846.

HAN Wei,SHEN Shuang-he,XIE Zu-bin,et al.Effects of biochar and straw on both the organic carbon in different density fractions and the microbial biomass in paddy soil[J].Acta Ecologica Sinica,2016,36（18）：5838-5846.

[24]Tian S S,Tan Z X,Kasiulien? A,et al.Transformation mechanism of nutrient elements in the process of biochar preparation for returning biochar to soil[J].Chinese Journal of Chemical Engineering,2017,25（4）：477-486.

[25]Kumari B,Singh S N,Singh D P.Induced degradation of crude oil mediated by microbial augmentation and bulking agents[J].International Journal of Environmental Science and Technology,2016,13（4）：1029-1042.

[26]唐景春,劉文杰,徐婷婷,等.不同處理條件對石油污染土壤植物修復(fù)的影響[J].環(huán)境工程學(xué)報,2013,7（8）：3231-3236.

TANG Jing-chun,LIU Wen-jie,XU Ting-ting,et al.Effect of different treatment conditions on phytoremediation of petroleum-contaminated soil[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2013,7（8）：3231-3236.

[27]Yanto D H Y,Tachibana S.Potential of fungal co-culturing for accelerated biodegradation of petroleum hydrocarbons in soil[J].Journal of Hazardous Materials,2014,278：454-463.

[28]孔露露,周啟星.生物炭輸入土壤對其石油烴微生物降解力的影響[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2016,36（11）：4199-4207.

KONG Lu-lu,ZHOU Qi-xing.Effects of biochar input on biodegradation of petroleum hydrocarbons in soil[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2016,36（11）：4199-4207.

[29]Fang Y Y,Singh B,Singh B P.Effect of temperature on biochar priming effects and its stability in soils[J].Soil Biology&Biochemistry,2015,80：136-145.

[30]Karppinen E M,Stewart K J,Farrell R E,et al.Petroleum hydrocarbon remediation in frozen soil using a meat and bonemeal biochar plus fertilizer[J].Chemosphere,2017,173：330-339.

[31]Chaineau C H,Rougeux G,Yepremian C,et al.Effects of nutrient concentration on the biodegradation of crude oil and associated microbial populations in the soil[J].Soil Biology&Biochemistry,2005,37（8）：1490-1497.

[32]吳偉林,張秀霞,單寶來,等.不同處置方式對石油污染土壤理化性質(zhì)和生物學(xué)特性的影響[J].石油學(xué)報（石油加工）,2010,26（5）：831-834.

WU Wei-lin,ZHANG Xiu-xia,SHAN Bao-lai,et al.Effect of different treatment methods on the physicochemical and biochemical properties of an oil polluted soil[J].Acta Petrolei Sinica（Petroleum Processing Section）,2010,26（5）：831-834.

[33]Yu C Y,Liu H,Xing Y D,et al.Bioconversion of rice straw into a soillike substrate[J].Acta Astronautica,2008,63（7-10）：1037-1042.

[34]Vincent A O,Felix E,Weltime M O,et al.Microbial degradation and its kinetics on crude oil polluted soil[J].Research Journal of Chemical Sciences,2011,1（6）：8-14.

[35]陳凱麗,吳蔓莉,葉茜瓊,等.生物修復(fù)對石油污染土壤微生物活性的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2017,36（2）：279-285.

CHEN Kai-li,WU Man-li,YE Xi-qiong,et al.Impacts of bioremediation on microbial activities in petroleum contaminated soil[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36（2）：279-285.