黄河三角洲生态区土壤石油污染及其与理化性质的关系

基于黄河三角洲生态区内部分油田生产区石油污染土壤的调查取样,研究了土壤的石油污染特性及其与理化性质的关系。结果表明,油田区土壤受到了不同程度的石油污染,溢油处油泥含油率最高达6230mg/kg。石油污染土壤总有机碳(TOC)含量与含油率呈正相关关系,研究区TOC为0.22%～1.14%,其中老油井含量大于新油井。但值得注意的是本次研究发现部分石油污染区域土壤的TOC反而低于未污染区,这可能与碱蓬的覆盖状况有关。石油污染对土壤的全氮含量没有显著影响,所研究的石油生产区土壤总氮含量为207.74～870.20mg/kg,未受石油污染的生态核心区该值为591.02～938.28mg/kg。土壤有机碳、全氮及C/N随土壤深度的增加皆呈下降趋势,土壤各层中有机碳和全氮含量的变化趋势基本一致,呈极显著线性相关。石油烃污染导致石油污染土壤中C、N比例严重失调,因此在进行石油污染土壤修复时需要添加相应的N营养元素来增强土壤中微生物的营养来增强土壤中微生物的活性,加快其对石油的分解。     

塔里木盆地北缘绿洲土壤化学计量特征

选择塔里木盆地北缘阿拉尔垦区灌漠土、棕漠土、盐土和风沙土四种土壤为研究对象,在分析土壤C、N、P化学计量特征基础上,利用排序方法中的冗余分析(Redundancy analysis,RDA)技术深入解析了土壤C、N、P含量及其化学计量比与其他理化因子的关系。结果表明:研究区土壤C、N、P含量整体水平不高,土壤C、N、P元素含量均值分别为2.97、0.27、0.64 mg g-1。由C、N、P含量的相关性分析可知C、N元素含量变化几乎同步,P元素含量变化滞后于二者。C∶N∶P为11∶1∶2.37,在四种土壤类型中N∶P、C∶P较C∶N变化范围大,土壤C、N、P计量比表明N是研究区主要的限制因素。冗余分析结果表明,土壤含水量是土壤C、N、P含量及其化学计量比变化的主要驱动因子,土壤含水量与土壤C、N元素含量和N∶P、C∶P呈现极显著正相关关系,土壤容重与土壤C、N元素含量和N∶P、C∶P呈现极显著负相关关系;土壤盐度对土壤C、N、P含量及其化学计量比的影响并未达到显著程度,可能是因为研究区土壤本身盐碱性差异不大。     

重金属污染矿区复垦土壤微生物生物量及酶活性的研究

对铜矿废弃地复垦土壤微生物生物量及酶活性研究结果表明 ,与对照土壤相比 ,矿区复垦土壤微生物生物量C、N和P均有所降低 ,微生物商Cmic Corg可作为矿区重金属污染土壤微生物学敏感指标之一 ;酶活性变化与此相似 ,脲酶、脱氢酶和酸性磷酸酶与对照差异显著 ,其他则与对照差异明显 ,一定程度削弱了矿区土壤中C、N营养元素周转速率和能量循环     

科尔沁沙地不同人工植物群落对土壤养分和生物活性的影响

选取小叶锦鸡儿、山杏、杨树和差巴嘎蒿4种典型人工固沙群落为研究对象,以半流动沙丘为对照,对土壤养分含量、微生物量和主要酶的活性进行了对比研究。结果表明,4种固沙植物均能明显改善土壤C、N、P、K和微生物量C、N含量,提高土壤水解酶和氧化还原酶的活性,尤其是对土壤表层0-10 cm的改良效果更加明显。其中小叶锦鸡儿群落0-30 cm土层内微生物量C、N含量、脲酶、磷酸单酯酶、蔗糖酶、蛋白酶、脱氢酶和硝酸还原酶的活性以及有机质、N、P、K等养分含量明显高于其它3种植物群落,表现出强大的改善沙土环境的能力,可在沙化土地植被建设中大面积应用。土壤微生物量C、N分别与有机质和全N以及与各种土壤酶活性之间均存在显著的正相关性。     

铅镉、石油污染和黑麦草种植对土壤微生物活性的影响差异

矿产和石油的生产与使用导致不同程度的土壤重金属和石油污染,已影响到人类健康与安全,土壤污染修复迫在眉睫。本研究采用室内盆栽试验的方法,在铅镉污染、石油污染土壤中种植黑麦草(Lolium perenne),探究土壤基础呼吸(SBR)、微生物生物量碳(MBC)及相关土壤酶活性的变化,揭示铅镉、石油污染对土壤微生物的影响,进而为重金属及石油污染土壤修复及其环境评价提供理论依据。共设置6个处理:未污染土壤(S),未污染土壤+黑麦草(SG),铅镉污染土壤(SH),铅镉污染土壤+黑麦草(SHG),石油污染土壤(SP),石油污染土壤+黑麦草(SPG)。研究发现:与处理S相比,在本研究铅镉及石油污染水平下,处理SH的SBR、MBC、过氧化氢酶活性和脲酶活性分别显著降低22.42%、44.90%、6.35%和44.88%(P 0.05);处理SP的SBR、MBC、脲酶活性和脱氢酶活性分别增加23.06%、52.04%、42.26%和65.37%(P 0.05);处理SG的MBC和过氧化氢酶活性分别降低60.54%和4.55%(P 0.05),SBR和脱氢酶活性分别增加31.51%和94.86%(P 0.05)。土壤受污染后,种植黑麦草处理的SBR和MBC、过氧化氢酶活性、脲酶活性高于对应未种植黑麦草的处理。这一结果表明,在一定含量范围内重金属污染抑制土壤微生物活性,而石油污染初期抑制、后期可以提升微生物活性,种植黑麦草在后期可显著增强污染土壤的微生物活性、提高土壤微生物生物量。     

加热气氛对柴油污染土壤低温热处理的影响

在N2、CO2、空气3种气氛条件下对柴油污染土壤进行250℃低温热处理,研究3种气氛对石油烃去除率、土壤碳/氮含量以及土壤中挥发/半挥发性有机污染物组分的影响.结果表明:在3种气氛条件下,柴油污染土壤中的石油烃总量去除率均超过98％,达到国家相关土壤质量环境标准.柴油污染土壤经过低温热处理后,污染物在土壤表层产生焦炭膜...     

间伐对杉木人工林土壤理化性质的季节影响

以南京市溧水林场实施了4种间伐强度（CK:0%、LIT:30%、MIT:50%、HIT:70%）的25 a生杉木人工林为研究对象,探讨了间伐7 a后0—20 cm土层的土壤温度、含水率、土壤全C、全N、全P,C/N和N/P的季节变化。结果表明,间伐对土壤理化性质的影响存在明显的季节差异性。春季,间伐对土壤温度、含水率和全C均无显著影响,MIT显著降低了土壤全N和全P的22%和26%,HIT显著降低了土壤全N的11%。夏季,间伐对土壤温度、全N、全P和N/P无显著影响,但3种间伐强度均显著提高了土壤含水率,平均为22%,MIT和HIT均显著降低了土壤全C和C/N。秋季,间伐对土壤理化性质的各个指标均有不同程度的显著影响。其中,3种间伐强度均显著提高了土壤温度、含水率、N/P,但显著降低了全P。冬季,间伐对土壤理化性质影响较小,除MIT显著降低了土壤温度而提高了土壤C/N及HIT显著提高了土壤全P外,间伐对其余指标均无显著影响。这些结果表明,在评价间伐对土壤理化性质影响时应考虑季节差异。间伐7 a后林内土壤全N和全P在一定程度上有所降低,尤其是土壤全P,建议在春季对LIT施适量的氮肥,对MIT施适量的氮肥和磷肥,在秋季对3种间伐处理施适量的磷肥,以提高土壤肥力促进林木生长。从土壤N和P年平均值来看,HIT最有利于保持林地的氮磷养分,LIT次之,MIT最差。     

中国湿地土壤碳氮磷生态化学计量学特征研究

明确区域及全球湿地土壤中是否存在类似“Redfield比值(Redfield ratio)”的碳氮磷(C∶N∶P)比例,是认识湿地生态系统中元素循环,构建湿地物质循环模型的基础。本文基于《中国沼泽志》中有详细土壤理化性质记录的119块沼泽湿地数据,利用数理统计方法,分析了区域尺度上湿地土壤中碳C∶N∶P生态化学计量学特征及分布格局,并探讨了其可能的影响因素。结果表明,中国湿地土壤中C∶N、C∶P和N∶P(摩尔比)平均为18.22、245.22和13.60,高于中国及世界土壤中C∶N、C∶P和N∶P的平均值,C∶N∶P比例平均值为245∶13.6∶1。碳、氮、磷三者之间并不具备显著的两两相关性,说明中国湿地土壤中不存在类似于“Redfield比值”的C∶N∶P比例。相比于N元素,湿地生态系统更多受到P供应的限制。不同湿地类型或不同盐度情况下湿地土壤中C∶N、C∶P和N∶P存在显著性差异,而植被类型对土壤中C∶N、C∶P和N∶P影响不大。相关性分析表明,海拔高度、温度(年平均气温、1月平均气温、7月平均气温、活动积温)及p H是决定湿地土壤中C∶N、C∶P和N∶P的主要因素。考虑到海拔与C∶P及N∶P之间极显著的相关关系,海拔这一非地带性因子是决定湿地土壤C∶N∶P计量学特征的主要因素。     

三峡库区坡耕地典型香榧套种模式土壤碳氮磷及其生态化学计量特征

为阐明三峡库区坡耕地典型香榧套种模式对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量特征的影响,在重庆市云阳县宝坪镇香榧种植基地内,选取香榧纯林(TG)、香榧-黄精(TGP)、香榧-大豆(TGG)3种套种模式为研究对象,分析不同模式及土层深度下土壤C、N、P含量及其生态化学计量特征。结果表明：不同模式的土壤C含量无显著差异,N、P含量均表现为TGG(0.80,0.53 g/kg)>TGP(0.71,0.40 g/kg)>TG(0.56,0.39 g/kg),且与TG相比,TGG的N、P含量分别显著提高42.9%,35.9%。土壤C、N主要富集在0—10 cm土层,而P主要集中在10—20 cm土层。3种模式的土壤C∶N、C∶P、N∶P分别为8.39～10.73,31.63～45.22,3.25～5.61,均低于全国平均值(14.4,136.0,9.3)。N∶P<10,表明N为研究区限制性养分。相关性分析结果表明,土壤pH、容重和总孔隙度也是影响土壤C、N、P含量及其生态化学计量的重要指标。香榧套种模式有利于土壤养分的积累,TGG的C、N、P含量高于TGP和TG,...     

黄河三角洲自然保护区植被与土壤C、N、P化学计量特征

为阐明黄河三角洲自然保护区生态系统的元素含量水平和化学计量特征并判断该区域植被生长的限制因子,选择保护区5种典型植物群落翅碱蓬、碱蓬、芦苇、柽柳和白茅为研究对象,测定植物不同器官和土壤剖面中有机碳、全氮、全磷含量,分析保护区植物群落与土壤的C、N、P化学计量特征。结果显示:5种群落中典型植物各器官C和P含量规律大体一致,除白茅和柽柳外,均表现为叶根茎,白茅茎的C和P含量高于根。不同植物器官N含量则表现出一致的变化规律,均为叶茎根。各植被类型叶片N∶P值均小于12,且与根系的N∶P值接近。土壤C、N含量的平均值分别为4.78 g?kg~(-1)、0.32 g?kg~(-1),均低于全国水平。P含量的平均值为0.53 g?kg~(-1),略低于全国水平。不同土层之间土壤元素含量差异不显著。不同群落土壤C∶N∶P值不同,同一群落不同土层的土壤C∶N∶P值变异性较小。植物叶片C、N、P含量以及C∶N、C∶P与0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm土层土壤C、N含量之间均存在显著的相关关系(P0.05)。以上结果表明,黄河三角洲自然保护区不同土层土壤C、N、P含量相对稳定,总体低于全国水平,土壤N的匮乏引起了C∶N和C∶P值的变化。植物叶片和根系的C∶P值接近,说明生态系统元素循环相对稳定,同时叶片N∶P值小于12,进一步说明土壤中N的匮乏使其成为植物生长的限制因子。     

陕北石油污染对土壤理化性质的影响

为了研究石油污染对土壤理化性质的影响,对安塞县8个类型油井井场周围土壤中的石油烃含量和理化性质进行分析测定。结果表明,井场周围土壤石油烃含量变化范围为0.08~71.49 g/kg,其中井场外0~5 m区域和5~20 m区域内土壤污染严重。石油污染导致土壤含水率、pH值、硝态氮、速效磷、全钾和速效钾含量显著降低,容重、有机质和铵态氮含量显著升高,全氮和全磷含量无显著变化;石油污染土壤中的石油烃含量与含水率、容重、有机质、铵态氮、速效磷和速效钾均呈极显著相关,与pH值和全钾呈显著相关,与全氮、硝态氮和全磷无显著相关关系。     

油田酸化压裂废液中F^-在土壤中的迁移规律研究

通过土柱实验研究了大庆油田酸化压裂废液中氟离子（F^-）对土壤环境的影响,考察了酸化压裂废液中不同浓度的F^-在土壤中的迁移转化规律,以及不同酸度、不同的土壤质地对F^-在土壤中的迁移规律的影响,并探讨了相关作用机理。结果表明,油田酸化压裂废液中F^-对土壤环境产生明显的影响,随着废液中v浓度增加,F^-在黑钙土中的迁移深度增加;沿土壤深度方向发展,土层中F^-含量呈现降低趋势;随着F^-浓度的变化,F^-在黑钙土中的迁移基本符合负指数y=yo＋a·exp（-x/t）规律;而随着压裂废液中酸度的增加,土壤中粘土矿物Ca^2＋、Al^3＋等阳离子浓度增高,与水中氟形成难溶化合物,从而使得F^-在土壤环境中的迁移深度反而降低;F-在大庆地区3种典型土壤中的迁移深度符合黑钙土〉黄土〉碱土的规律;油田酸化压裂废液中F^-主要存在于在10cm深度的土壤表面层。     

黄河三角洲土壤土著菌的石油烃降解潜力

The bioremediation potential of bacteria indigenous to soils of the Yellow River Delta in China was evaluated as a treatment option for soil remediation. Petroleum hydrocarbon degraders were isolated from contaminated soil samples from the Yellow River Delta. Four microbial communities and eight isolates were obtained. The optimal temperature, salinity, pH, and the ratios of C, N, and P （C：N：P） for the maximum biodegradation of diesel oil, crude oil, n-alkanes, and polyaromatic hydrocarbons by indigenous bacteria were determined, and the kinetics changes in microbial communities were monitored. In general, the mixed microbial consortia demonstrated wider catabolic versatility and faster overall rate of hydrocarbon degradation than individual isolates. Our experimental results demonstrated the feasibility of biodegradation of petroleum hydrocarbon by indigenous bacteria for soil remediation in the Yellow River Delta.     

土壤石油污染对植物苗期生长和土壤呼吸的影响

选取陕北延安地区原油和黄绵土，设计了完全混合和表面施油两种处理方式，通过盆栽试验，研究了不同浓度石油污染处理对植物生长和土壤呼吸的影响。结果表明，玉米和紫花苜蓿在完全混合的油污土壤上萌发良好，但生长受阻，而表面喷洒处理的石油污染严重影响紫花苜蓿的萌发和生长；土壤呼吸作用对石油污染十分敏感，完全混合处理土壤呼吸与石油污染比例成正相关关系，污染越重，土壤呼吸强度越大，所有污染处理1周后土壤呼吸强度出现抑制而迅速回落，并在波动中逐渐趋于稳定，但仍然显著高于对照组，表明黄土中存在对石油耐受的土著微生物群落。     

高效降解烷烃的无色杆菌X_L株的分离鉴定及其降解特性

从山东东营胜利油田附近被石油污染的土壤中,通过逐步驯化筛选原油降解菌株,并对其降解特性进行研究。结果表明:①分离到一株以原油为唯一碳源,且摇瓶培养对原油降解率高达72.6%的降解菌XL。②通过形态、生理生化和16 SrDNA序列分析,XL与木糖氧化无色杆菌(Achromobacter xylosoxidans)的同源性达99.0%,最终确定为木糖氧化无色杆菌(Achromobacter xylosoxidans)。③通过GC-MS分析表明,菌株对C12-C23和C27-C43的烷烃几乎能彻底降解,说明菌株具有高效较宽的烷烃降解谱。④XL菌株发酵液溶血圈和排油圈直径较大,分别为3.6 cm和4.7 cm,说明其能产生表面活性剂。⑤通过油污土壤的室内外培养降解试验发现,当土壤中原油含量为10%时,锯末、秸秆、菌剂及N、P营养物协同处理60 d后,土壤原油降解率为79.5%(室内)和71.0%(室外),明显高于仅加菌剂或加菌剂+N、P营养物的处理组。⑥室外堆制试验中,XL菌株对石油污染物的降解速度、能力均低于室内的。     

不同石油污染程度土壤细菌群落多样性及优势菌群分析

  目的  探究辽河油田不同石油污染程度土壤中理化性质及细菌群落多样性和组成的变化规律,并对石油污染土壤中的石油降解菌进行分离培养和鉴定。  方法  采集了辽河油田不同石油污染程度土壤,采用高通量测序技术和化学分析法对土壤细菌群落组成和土壤理化性质进行测定,并进一步筛选出石油降解菌株。  结果  在出油口（A）、距离出油口50 m（B）和距离出油口150 m（C）采集的三个土壤样品,其土壤总石油烃含量分别为2467.44 mg kg?1、884.99 mg kg?1和141.63 mg kg?1,三个土壤样品具有不同的石油污染程度。石油污染显著提高了土壤总有机碳含量,土壤总石油烃含量与总有机碳含量呈现正相关（P < 0.001）。土壤细菌群落多样性和丰富度指数与土壤石油烃的浓度呈显著负相关（P < 0.01）。不同石油污染程度土壤具有不同的细菌群落组成和结构,土壤石油烃含量是影响细菌群落变化的主要因素。出油口石油污染土壤样品（A）中,变形菌门（Proteobacteria）为优势菌门,假单胞菌属（Pseudomonas）、假黄单胞菌属（Pseudoxanthomonas）、博代氏杆菌属（Bordetella）和伯克氏菌属（Burkholderia）为优势菌属。从出油口石油污染土壤（A）中分离出3株石油降解菌株,通过16S rRNA基因测序分别被鉴定为Pseudomonas baetica、黄褐假单胞菌（Pseudomonas fulva）和施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）,其石油降解率分别为37.2%、46.9%和57.8%。此结果与A样品高通量测序属水平组成分析相吻合,表明石油污染能够选择性富集土壤中具有石油降解能力的假单胞菌属。  结论  石油污染提高了土壤总有机碳含量,降低了土壤细菌群落多样性,富集了具有烃类降解能力的优势菌属,是造成土壤细菌群落组成和结构改变的主要因素,并筛选出具有潜在开发应用价值的石油降解假单胞菌株。     

Rhizosphere effects on soil bacterial abundance and diversity in the Yellow River Deltaic ecosystem as influenced by petroleum contamination and soil salinization

In this study, we compared the differences of bacterial abundance and diversity between rhizosphere and surrounding bulk soils under soil salinization and petroleum contamination in the Yellow River Delta on a 110-km-distance scale. In comparison with bulk soils, rhizosphere soils were mainly characterized by lower salinity and higher water content in saline soils. For bacterial abundance, the numbers of total bacteria and hydrocarbon degraders were significantly higher in rhizosphere soils than those in bulk soils. Although there was no significant difference in total petroleum hydrocarbon (TPH) concentration between the two types of soils, TPH had distinctly different effects on bacterial abundance in rhizosphere and bulk soils. TPH concentration was the major determinant of total bacterial abundance and had positive effects on abundances of hydrocarbon degraders. However, the abundances of total bacteria and hydrocarbon degraders in bulk soils were primarily determined by soil salinity and water content. Great abundance of rhizosphere bacteria suggested that plant roots could alleviate the stresses from soil salinization and provide more favorable microhabitats for bacterial growth. TPH had positive effects on bacterial diversity of both rhizosphere and bulk soils. Our results support the view that petroleum in the environments functions as both toxic chemicals and carbon sources to soil bacteria. Great abundance and diversity of total bacteria in plant rhizospheres would potentially improve the roles of bacteria in maintaining ecosystem functioning in the degraded ecosystems. Our results would improve our understanding of the relationships between rhizosphere effects and multiple environmental stresses that control the development of bacterial community in fragile anthropologically-affected ecosystems.     

10 a保护性耕作下轮作系统土壤碳氮磷生态化学计量特征

[目的]研究长期免耕和秸秆覆盖对轮作系统土壤质量的影响规律和机制。[方法]比较分析了10a传统耕作、免耕、传统耕作+秸秆覆盖和免耕+秸秆覆盖的玉米—冬小麦—大豆轮作系统0—200cm内土壤有机碳、全氮、全磷含量及其生态化学计量比变化。[结果]长期免耕提高土壤表层C和N的含量,仅秸秆覆盖对C和N含量的影响不大;长期保护性耕作对土壤P含量没有显著影响;保护性耕作使N和P最低含量均出现在20—30cm,而传统耕作则在30—60cm土层最低;土壤C/N,C/P和N/P均普遍低于10a前,C/P和N/P的变化量随土层深度增加均呈现出先降低后增高的趋势。[结论]10a保护性耕作对C,N,P的影响均不明显,但4种耕作模式下,土壤C/N,C/P和N/P均普遍低于10a前。     

土壤和土壤悬液中1,2,4-三氯苯的微生物强化降解

Inoculating soil with an adapted microbial community is a more effective bioaugmentation approach than inoculation with pure strains in bioremediation.However,information on the potential of different inocula from sites with varying contamination levels and pollution histories in soil remediation is lacking.The objective of the study was to investigate the potential of adapted microorganisms in soil inocula,with different contamination levels and pollution histories,to degrade 1,2,4-trichlorobenzene (1,2,4-TCB).Three different soils from chlorobenzene-contaminated sites were inoculated into agricultural soils and soil suspension cultures spiked with 1,2,4-TCB.The results showed that 36.52% of the initially applied 1,2,4-TCB was present in the non-inoculated soil,whereas about 19.00% of 1,2,4-TCB was present in the agricultural soils inoculated with contaminated soils after 28 days of incubation.The soils inoculated with adapted microbial biomass (in the soil inocula) showed higher respiration and lower 1,2,4-TCB volatilization than the non-inoculated soils,suggesting the existence of 1,2,4-TCB adapted degraders in the contaminated soils used for inoculation.It was further confirmed in the contaminated soil suspension cultures that the concentration of inorganic chloride ions increased continuously over the entire experimental period.Higher contamination of the inocula led not only to higher degradation potential but also to higher residue formation.However,even inocula of low-level contamination were effective in enhancing the degradation of 1,2,4-TCB.Therefore,applying adapted microorganisms in the form of soil inocula,especially with lower contamination levels,could be an effective and environment-friendly strategy for soil remediation.