植物对土壤石油污染的修复作用

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摘要 油气是当今世界最重要的能源之一。在开发过程中产生的废水、固体废弃物或者泄漏的原油等会进入土壤，使土壤中的重金属以及有机物超标，对土壤生态系统会产生直接或间接影响。该文详细介绍了植物对土壤石油污染物的修复作用，结果表明：狗牙根、大豆等对石油污染的去除率比较高，能有效清除土壤中的石油污染。

关键词 植物；土壤；石油污染；有机物；重金属

中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）10-0182-01

Effect of Plant for Repair of Oil Contaminated Soil

ZHOU Wei YIN Xiao-bing WANG Long

（Petro China Southwest Oil Gasfield Company Safety Environment Technology Supervision Research Institute ， Chengdu Sichuan 610041）

Abstract Oil-gas is the most important energy in the world. In the development， the waste water， waste gas and solid or the lake of oil would enter the soil， make the heavy metals and organic compounds standard， which will have directly or indirectly impact on soil ecosystem.This paper made a detail on the plant which could repair the soil. The results showed that bermuda grass and soybean could be used to remove the residual petroleum in the soil effectively.

Key words plant； soil；oil pollution； organic compounds； heavy metals

油气是当今世界最重要的能源之一。我国油气资源量多达172亿t，主要集中在渤海湾、松辽、塔里木、鄂尔多斯、准噶尔、珠江口、柴达木和东海陆架盆地，天然气资源集中分布在塔里木、四川、鄂尔多斯、东海陆架、柴达木、松辽、莺歌海、琼东南和渤海湾九大盆地，其可采资源量18.4万亿m3。我国油气储量巨大，在大量开采的同时，不可避免的对环境造成影响，特别是对油气田周边的土壤污染问题。

1 油气田开发对土壤造成的污染

油田开发过程中产生的废水、固体废弃物或者泄漏的原油等会进入土壤，使土壤中的重金属以及有机物超标，对土壤生态系统会产生直接或间接影响。这些污染主要集中在土壤内部50 cm以上范围内，破坏土壤结构和土壤通透性，从而影响植物的正常生长，严重时甚至导致植物死亡。在国外，土壤污染的整治早已引起了高度重视。而我国石油污染相当严重，每年约有600万 t污染物进入环境，造成约480 hm2的土地石油含量可能超过安全值[1]，而我国污染治理较为落后，与发达国家相比晚10年左右。

2 植物对土壤污染的修复

土壤中的污染物主要有重金属和有机物，修复的方法主要分为植物修复、物理修复、化学修复、生物修复4类。在这些方法中，植物修复方式的优势最为明显。主要体现为以下5个方面：一是实施成本低，简单有效，不会造成二次污染；二是对环境扰动少，并且可以同时具备降噪、空气净化等作用；三是可同时对环境进行美化；四是生态环境会由于植物的定向栽培而有所改善；五是不仅可治理污染，而且可收获植物，获得经济效益。植物通过对土壤中污染物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等来实现净化[2]。

2.1 植物对重金属的修复原理

2.1.1 植物富集。植物可通过积累作用将重金属进行富集并运输到植物根部可收割部分或地上枝条部分，通过移去植物或收获植物而达到除去污染物的目的。

2.1.2 根系过滤。利用超积累植物或耐重金属植物从污水中吸收、沉淀和富集有毒金属。

2.1.3 植物固化。利用超积累植物或耐重金属植物降低重金属活性，从而减少重金属进入食物链或进入地下水。

2.1.4 植物蒸发。植物根系吸收土壤中的易挥发性金属元素如汞、硒等，利用蒸腾作用通过叶片将其蒸发，从而清除土壤中的金属污染。

2.2 植物对有机物的修复原理

一是吸收积累有机污染物；二是分解作用，植物体吸收有机污染物后将其分解成碎片贮藏在植物组织中或通过新陈代谢或矿质化成为水和二氧化碳；三是通过土壤中的微生物进行降解，植物根系为微生物提供生存场所，同时根系分泌物也可为微生物提供大量营养，从而刺激根际各种菌群的生长繁殖，增强降解作用。

除此之外，栽培措施对提高植物修复率也具有积极的作用，包括育苗、翻耕、种植密度、除草、轮作、间作、套作及收割等。研究表明，原油在无自然植被的土壤中短期内很难被降解，在长达2个月的时间内，仅降解5%，而在有植被条件下，经过120 d以后，净化率达53.8%，随着时间的增加，原油会得到进一步的净化[3]。

植物种类的选取对植物修复效率具有关键性作用。一般来说，能用于石油烃污染土壤修复的植物应具有耐受高污染浓度以及发达根系的特点。目前世界范围内已经发现可用于土壤修复的植物有400余种。该文以几种典型的、适合四川地区生长的植物为例，研究它们对土壤中石油污染的去除能力，结果如图 1所示。可以看出，经过120 d的修复，狗牙根对石油污染的去除率最高，可以达到58.67%，是土壤石油污染自然去除率的2.3倍[4]。其他植物对石油烃去除率略低，芦苇为42.5%[5]，大豆为38.1%，高羊茅为29.2%[6]。由此表明，不同植物对石油污染的去除率效率不一致。此外，不同植物适合的生存环境以及产生的经济意义不同，限制了它们在油田去污中的应用范围。譬如狗牙根和高羊茅比较适合温暖潮湿的区域，芦苇比较适合有水的沟渠、江河湖泽、沼泽地带；大豆除了去油污之外还能产生一定的经济效益，更加适合油污低的地方或者经过其他处理过的土壤的第2次处理。

3 结语

虽然该文对植物对土壤石油污染物的修复作用进行了介绍，同时研究表明狗牙根、大豆等对石油污染的去除率比较高，但筛选出更多适合修复四川地区各个井场被污染的土壤的高效植物，以达到更好的去污效果和经济效益，仍然是当前应首要解决的问题。

4 参考文献

[1] 焦海华，黄占斌，白志辉.石油污染土壤修复技术研究进展[J].农业环境与发展.2012，29（2）：48-56.

[2] 张建梅.植物修复技术在环境污染治理中的应用[J].环境科学与技术，2003，6（26）：55-57.

[3] 王欣，项铁丽，邢海涛.油气田开发建设对土壤的影响分析与减缓措施[C]//中国环境科学学会学术年会论文集，2011：1598-1601.

[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）：166-168.

[5] 刘春爽，赵东风.芦苇修复新疆石油污染土壤效果[J].中国石油大学学报，2012，36（2）：186-190.

[6] 余冬梅.含油污泥的堆肥处置及植物修复效果评价[D].乌鲁木齐：新疆农业大学，2008.