王春霞 代金霞

摘要：盐池地处毛乌素沙地向黄土高原过渡地带，生态环境十分脆弱，是宁夏重要的石油储藏和生产区。研究区属于盐池县较为集中的油田开采区之一，且开采时间较长，对土壤环境造成了一定的影响。本文采用生物修复技术对盐池采油区污染土壤进行修复，筛选出了适合盐碱地区的高效石油降解菌，并选育出了在石油污染盐碱土壤中生长的适地植物碱蓬，建立了适宜盐碱地区石油污染土壤生物修复的技术，对宁夏地区石油污染土壤修复具有一定的借鉴意義。

关键词：盐池;采油区;生物修复;盐碱地区;石油降解菌;碱蓬

中图分类号：X741 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）12-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.046

Research on remediation technology of contaminated soil in oil producing region of YanChi

Wang Chunxia1，Dai Jinxia2

（1.Ningxia Environmental Science Research Institute Co.，Ltd.，Yinchuan Ningxia 750002，China;

2.School of Life Sciences，Ningxia University，Yinchuan Ningxia 750021，China）

Abstract：Yanchi is located in the transition zone from Maowusu sandy land to loess Plateau，and its ecological environment is very fragile.Also，Yanchi county is an important oil storage and production area in Ningxia.The study area belongs to one of the more concentrated oilfield exploitation areas in Yanchi County，and the exploitation time is long，which has caused certain influence on the soil environment. In this paper，bioremediation technology was used to remediation contaminated soil in YanChi county.Highly efficient oil-degrading bacteria were screened out for saline-alkali area.And than，plants grown in oil-contaminated saline soil were bred-Suaeda glauca Bge.The bioremediation technology of petroleum contaminated soil in saline and alkaline areas was established，which can be used for reference for the remediation of petroleum contaminated soil in Ningxia.

Key words：YanChi;Oil producing region;Bioremediation;Saline-alkali area;Oil-degrading bacteria;Suaeda glauca Bge

盐池县地处鄂尔多斯台地向黄土丘陵区的过渡地带，境内地形地貌较为复杂，中北部为缓坡丘陵风沙区，南部为黄土丘陵区。盐池县属典型的温带大陆性气候，年降水量200mm左右，年蒸发量达2 100mm，由于自然条件较差，生态环境十分脆弱。

盐池县是宁夏重要的石油储藏和生产区，石油储量总资源量1.5亿t，中石油、中石化在盐池登记勘探区块总面积为8 445km2，基本覆盖了盐池全境。研究区属于盐池县较为集中的油田开采区之一，且开采时间较长，对土壤环境造成了一定的影响。经查阅资料，全区在该区域开展石油污染土壤生物修复技术的研究较少见诸报道。

根据国内外研究成果[1]，土壤修复方法主要有物理法、化学法和生物法，由于物理和化学技术修复成本高，操作困难，存在二次污染等问题，限制了其应用。自20世纪80年代以来，在生物降解基础上发展起来的生物修复技术取得了很大进步并逐渐走向成熟，成为土壤污染最具潜力的修复技术之一。生物修复技术主要包括微生物修复和植物修复及多种修复技术的有机结合，提高协同修复作用。研究结果表明，微生物和植物在自身生长繁殖及去除污染物之间具有良好的协同互利作用，是一种经济有效的修复技术[2]。

目前，国内外有关石油污染土壤生物修复的报道较多，其中向石油污染土壤中投加环境适应强、降解效能高的菌种或菌群是提高石油污染土壤生物修复效率的主要手段，因此筛选高效石油降解菌株以研制新型土壤修复剂成为国内外研究的热点。同时，一些植物也被用来进行土壤修复，国际上Khorshid Razmjoo选择10个品种的狗牙根进行植物修复，结果表明：6个月后土壤中石油烃有明显降低。Zhang ZN等概述了西方麦草、大须芒草、侧燕麦格兰马草、格兰马草、野牛草、钟形无芒虎尾草、高羊茅等27中植物均具有修复石油污染土壤的潜力。

1 研究意义

随着我国石油工业的发展，受石油污染土地的面积不断扩大，污染程度也日益严重。当前我国石油行业每年产生的含油污泥多达80×104t。石油的主要成分有烷烃、苯、甲苯等多种复杂芳香烃，毒性较大，而且石油粘度大 、粘滞性强，会在短时间内形成小范围的高浓度污染，进入土壤后难以去除，长期还会影响土壤的通透性，减少土壤肥力，阻碍植物生长。还会随着径流进入周围的流域和地下水，对油田及周围生态环境的影响是持久的。

随着石油产品需求量的增加，大量的石油及其加工品进入土壤，给生物和人类生态环境带来危害，造成了土壤石油污染，这也是世界性的环境问题。近几年干旱与半干旱地区的石油污染土壤问题成为研究的热点[2]。本次研究参照国内外常见的石油污染土壤修复技术，选择盐池县典型区域开展土壤修复技术示范研究。鉴于研究区土壤同时呈现盐碱化和板结化问题，本次研究重点以研制耐盐碱的高效石油烃降解菌剂为主[3]，同时选育适合当地生态环境条件的盐碱地修复植物，以期为宁夏地区石油污染土壤生物修复提供借鉴。

2 研究方法

本次研究采用室内微生物降解菌分离培养和野外修复植物培育相结合的方法，分述如下。

2.1 实验室内微生物修复研究

在实验室内以宁夏盐池县采油区石油污染土壤作为样品来源，用分离培养基筛石油降解菌，对筛选出的单一菌株进行富集培养，测定其生理生化特征，并确定其降解石油烃的适宜条件;通过室内摇床培养实验评价各菌株对原油中不同组分的降解性能[4]，并在实验室内模拟其对原油污染土壤的修复，以期为盐池地区石油污染土壤的微生物修复提供高效菌源和理论依据。

2.2 野外植物修复研究

在开展实验室内微生物修复研究的同时，选择芨芨草、骆驼刺、碱蓬和苏丹草作为供试植物开展野外植物修复研究。通过前期大量的现场调研和资料分析，野外修复实验区设置了不同的对照区，分别采用翻耕和不翻耕对照、施肥与不施肥对照、不同植物种类对照等方式，测定不同植物对石油烃的降解率。修复期间定期对不同修复区进行翻土、浇水、施肥，并采样测定不同区域内植物生长期间土壤中石油烃的含量，将降解效果好的作为土壤修复适地植物。

3 結果与讨论

3.1 结果

⑴筛选出了适合盐碱地区的高效石油降解菌并确定了其降解石油烃的适宜条件，制备了微生物修复菌剂，测定了其降解石油的效率。以研究区土壤作为样品，以石油烃作为唯一碳源，采用筛选培养基和连续富集筛选的方法，从研究区土壤中分离出多个石油降解菌并从中筛选出8株高效菌，这些菌株表现出相对较好的降解能力，且具备较强的盐碱耐受性，隶属于红球菌属的S24和S18菌株降解能力最强。生理生化反应和16SrRNA基因序列鉴定结果显示，研究区土壤中石油降解菌多样性丰富，包括常见的假单胞菌、红球菌属、微杆菌属和诺卡氏菌属等，其中假单胞菌和链霉菌是主要优势类群，而Bordetella 和Isoptericola作为石油降解菌尚未见报道，这在一定程度上丰富了石油降解菌的资源库。土壤微生物修复实验结果表明，石油污染土壤室温处理60d后，与不加菌的土壤对照相比，以筛选出的高效菌株S18和S24制备的单一菌剂对土壤总石油烃的降解率分别为42.9%和50.0%，而二者制备的复合菌剂的降解效果要显著强于单一菌剂，降解率达到60.7%，可有效去除土壤中的石油污染物，具备进一步开发为微生物菌剂的潜能。

⑵在野外植物修复实验中，4种供试植物都不同程度受到了胁迫，发芽率分别为：芨芨草40.45%、碱蓬62.33%、骆驼刺45.67%、苏丹草41.02%，白刺15.11%。植物生长初期，受到盐分和石油烃的双重胁迫，降解效果不明显，随着生长时间的延长，碱蓬、骆驼刺、芨芨草长势较好，但苏丹草成活率较低，呈逐渐发黄、枯死的变化趋势。第145d时4种供试植物的降解率分别为：碱蓬32.6%、芨芨草27.3%、骆驼刺11.5%、苏丹草5.6%。根据实验结果，碱蓬是土著的优势植物，在发芽率、长势等方面优于其他供试植物，降解效果优于其他几种公式植物。修复期间补植的芨芨草生长较缓慢，原有芨芨草修复期间经翻耕、浇水、施肥后长势较好，具有一定的降解效果。骆驼刺种子发芽率低、幼苗生长缓慢，降解效果受研究时间的限制不理想。苏丹草在初期发芽率虽优于骆驼刺，但受土壤环境的胁迫影响较大，整个修复期长势不好，且生长期短，8月下旬开始出现叶子发黄、枯死现象，对石油烃降解效果不明显，不适宜用于盐碱环境中植物修复。

3.2 讨论

⑴筛选的高效石油降解菌群在室内环境中具备较好的石油降解效果，在野外石油污染场地的修复中能否发挥积极作用还有待验证。污染场地中存在多种微生物，这些微生物对所添加的菌剂是促进还是抑制，土著微生物的群落结构会发生什么样的变化，还有待于深入研究。

⑵植物修复也存在一定的局限性，如植物修复的周期过长、过程缓慢;植物修复对土壤类型、土壤肥力、气候、水分、盐度、酸碱度、排水与灌溉等自然和人为条件有一定要求;污染物只能局限在植物根系所能延伸到的区域内，一般不超过20cm土层厚度，才能被有效清除。因此，开展微生物-植物联合修复技术研究是提高修复效率、缩短修复时间的一种有效办法。现场修复实验说明碱蓬作为盐碱植被重建的生态修复工具，选择碱蓬修复盐碱环境中的石油污染土壤具有很大的优势。但碱蓬在修复过程中对土壤pH、含盐量、有机质、土壤养分、微生物数量等的影响机制有待进一步研究。

4 结语

本次研究建立了适宜盐碱地区石油污染土壤的生物修复技术，制备了微生物复合菌剂，挑选具备较强产表面活性剂能力的菌株进行复合菌群的构建并进行土壤修复实验。复合菌剂的降解效率达到了60.7%，显著高于单一菌剂，为石油污染土壤的修复提供更多理论依据。选育出了在盐池地区石油污染盐碱土壤中生长的适地植物—碱蓬，形成的研究成果可为宁夏地区石油污染盐碱土壤生物修复提供一定的参考。

参考文献

[1]唐景春，孙青.石油污染土壤生物修复的管理和成本分析[J].环境科学与管理，2009（10）：437-444.

[2]薛强，梁冰，刘晓丽.有机污染物在土壤中迁移转化的研究进展[J].土壤与环境，2002，1（4）：11-14.

[3]蔺昕，李培军，台培东，等.石油污染土壤植物-微生物修复研究进展[J].生态学杂志，2006，25（1）：93-100.

[4]刘继朝，崔岩山，张燕平，等.狗牙根对石油污染土壤的修复效果研究[J].水土保持学报，2009，23（2）：130-134.

收稿日期：2020-09-12

作者简介：王春霞（1981-），女，汉族，硕士研究生，高级工程师，研究方向为生态环境保护。