全 文 ：两种植物条件下土壤中矿物油和多环芳烃( PAHs)
的生物修复研究 3
宋玉芳 3 3 　许华夏　任丽萍　(中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程开放研究实验室 ,沈阳 110016)
【摘要】　选择苜蓿草和水稻为供试植物 ,以污染物水平、有机肥、专性细菌和真菌为调控因子 ,进行土壤中矿物
油和 PAHs 的生物修复研究. 结果表明 ,投肥对苜蓿草土壤中矿物油降解有促进作用 ,但对水稻土壤中矿物油降
解无明显作用. 投肥均使苜蓿草和水稻土壤中多环芳烃总量 (11 种列于美国 EPA 黑名单上的多环芳烃) 降解率
提高 ,这一降解促进效果在水稻土壤中好于苜蓿草土壤. 有机肥量与苜蓿草根际土著真菌、细菌数量明显呈正
相关 ,但仅与水稻根际土著细菌数量呈明显正相关. 两种土壤中实测真菌和细菌总数均与试验投加专性真菌和
细菌量无关. 水稻土和苜蓿草土壤中 3 环多环芳烃的降解随投肥量增大而降解率提高 ,其在水稻土壤中的效果
好于苜蓿草土壤. 投肥对 4 环多环芳烃的降解并未产生有效作用.
关键词 　土壤生物修复 　矿物油 　多环芳烃 　植物 　微生物
文章编号 　1001 - 9332 (2001) 01 - 0108 - 05 　中图分类号 　X13113 　文献标识码 　A
Bioremediation of mineral oil and polycyclic aromatic hydrocarbons ( PAHs) in soils with two plant species. SON G
Yufang ,XU Huaxia and REN Liping ( L aboratory of Terrest rial Ecological Process , Institute of A pplied Ecology ,
Chinese Academy of Sciences , S henyang 110016) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2001 ,12 (1) :108～112.
With alfalfa ( Medicago sativa) and paddy rice as test plants ,and with pollutant level ,specific bacteria ,fungi and orga2
nic fertilizer as control factors ,the bioremediation of mineral oil and polycyclic aromatic hydrocarbons ( PAHs) in soils
with two plant species was conducted. The results showed that the degradation rate of mineral oil was promoted by fer2
tilization in alfalfa soil ,but not in paddy rice soil. The degradation rate of total PAHs (11 PAH listed in USEPA) was
increased by fertilization both in alfalfa and in paddy rice soil ,and the promotion effect of fertilizer was better in paddy
rice soil than in alfalfa soil. The fertilization rate was positively related to the rhizospheric indigenous fungi and bacteri2
a’s CFU in affalfa soil ,but only to the indigenous bacteria’s CFU in paddy rice soil. The fungi and bacteria’s CFU in
both test soils had no positive relation with the amount of specific bacteria and fungi spiked. The degradation rate of 32
ring PAHs was inhanced in both alfalfa and paddy rice soil by fertilization ,and the effect was stronger in paddy rice soil
than in alfalfa soil. However ,fertilization had no positive effect on the degradation of 42ring PAHs.
Key words 　Soil bioremediation , Mineral oil , PAHs , Plant , Microbes.
　　3 中国科学院污染生态化学百人计划及知识创新工程和中国科学
院沈阳生态实验站基金资助项目 ( KZCX22401) .
　　3 3 通讯联系人.
　　2000 - 06 - 02 收稿 ,2000 - 08 - 04 接受.
1 　引 　　言
石油是由上千种化学性质不同的物质组成的复杂
混合物. 石油开采、冶炼、使用和运输过程的污染和溢
漏事故 ,以及含油废水的排放、污水灌溉、各种石油制
品的挥发、不完全燃烧物飘落等引起一系列土壤石油
污染问题. 多环芳烃 ( PAHs) 污染多数与石油污染有
关. 尽管多环芳烃在原油中的含量极少 ,但是由于各种
环境介质 ,以及物理、化学和生物等诸因素的作用 ,石
油各组成的物理化学转化、生物降解和光解等 ,使多环
芳烃在环境中分布广泛. 在一些重污染区 ,土壤中多环
芳烃含量可达数百、数千甚至数万毫克/ 公斤. 由于其
致畸和致癌性及在环境中残留持久[12 ,14 ,15 ] ,美国国家
环保局已将 16 种 PAHs 列入优先控制污染物黑名
单[2 ,3 ,6～9 ,18 ,19 ] .
生物修复是利用生物的生命代谢活动减少土壤环
境中有毒有害物的浓度 ,使污染土壤恢复到健康状态
的过程. 植物修复是利用植物体内对某些污染物的积
累、植物代谢过程对某些污染物的转化和矿化、植物根
圈与根菌的共生关系增加微生物活性的特点 ,加速土
壤污染物降解速度的过程. 一些研究已表明 ,由于根际
作用 ,根圈内有机 C、p H、生物活性和无机可溶性组分
的变化 ,使根际微生物的数量和活性明显高于非根际
带. 根圈作用能明显促进石油及其它难降解有机污染
物的生物降解[4 ,5 ,10 ,17 ,20～22 ] . 石油污染土壤后 ,C 源大
量增加 ,N、P 含量和微生物的活性成了影响生物修复
的重要因素. 因此 ,调节土壤营养物质含量 ,增加土壤
微生物整体活性 ,是可望提高土壤有机污染物降解速
率的重要手段. 本文通过盆栽实验 ,以污染水平、有机
应 用 生 态 学 报 　2001 年 2 月 　第 12 卷 　第 1 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Feb. 2001 ,12 (1)∶108～112
肥含量和驯化专性菌等为调控因子 ,研究两种植物条
件对土壤中矿物油和 PAHs 的生物修复作用 ,旨在探
讨生物修复矿物油和难降解有机物污染土壤的可行
性.
2 　材料与方法
211 　供试材料
21111 供试品 　20 号柴油 ,多环芳烃混合标准品 ,供试土壤见
文献[14 ] .
21112 供试植物和有机肥 　水稻秧苗取自中国科学院沈阳生
态开放实验站 ,苜蓿草购自阜新市草原种子站 ,有机肥采自沈
阳市浑河养鸡场.
21113 菌种筛选 　投加和计数方法见文献[17 ] .
212 　实验方法
土壤中多环芳烃分析方法见文献 [ 13 ] . 盆栽实验按 L9 34
正交设计 (表 1) ,见文献[16 ] .
表 1 　L9 34 正交盆栽实验设计
Table 1 L9 34 orthogonal design for pot experiment
处　理 3
Treatment
20 号柴油浓度
Concentrations
of No. 20
diesel oil
(mg·kg - 1)
混合真菌
Mixed
fungi
( %)
混合细菌
Mixed
bacteria
( %)
肥　料
Fertilizers
( %)
1 5000 5 2 0
2 15000 0 0 0
3 30000 2 5 0
4 5000 2 0 2
5 15000 5 5 2
6 30000 0 2 2
7 5000 0 5 5
8 15000 2 2 5
9 30000 5 0 53 1～9 分别代表 L9 34 三水平、四因子正交实验设计中 9 个处理样品. 1
～9 represents the three levels and four factors in L 9 34 experimental design
of nine samples treated. 下同 The same below.
3 　结果与讨论
311 　有机肥量对种植苜蓿草和水稻土壤中矿物油降
解率影响
从投加污染物的 3 个水平看 ,当土壤种植苜蓿草
时 ,对矿物油投加量为 30000mg·kg - 1的重污染土壤 ,
矿物油降解明显受有机肥量增加的影响而降解率提
高 ,自然肥力时矿物油的降解率为 6818 % ,投肥量为
2 %时 , 降解率 68. 1 % , 投肥量 5 % 时 , 降解率达
8517 %(表 2) . 但对较轻污染的土壤 ,有机肥量的增加
对矿物油的降解并未显示促进作用 ,反而使降解率略
有下降. 土壤矿物油为 5000mg·kg - 1 ,投肥由自然值
增加到 2 %和 5 %的 3 种肥力条件下 ,矿物油降解率由
88. 3 % 降至 87. 1 % 和 86. 2 %. 对矿物油量为
15000mg·kg - 1的中度污染土壤 ,在 3 种肥力下 ,矿物
油降解率由 58. 8 %提高到 81. 0 %和 84. 4 % ,提高幅
度为 25. 6 %.
表 2 　有机肥量对种植苜蓿草和水稻土壤中矿物油降解率影响
Table 2 Influence of organic fertilizer on the degradation rate of mineral
oil in alfalfa and paddy rice soils
污染水平
Pollution
level
肥　料
Fertilizer
( %)
矿物油加入量
Mineral
oil spiked
(mg·kg - 1)
矿物油降解率 ( %)
Degradation rate of mineral oil
苜蓿草
Alfalfa
水　稻
Paddy rice
1 0 5000 88. 3 55. 6
2 5000 87. 1 54. 4
5 5000 86. 2 60. 0
2 0 15000 58. 8 64. 1
2 15000 81. 0 28. 0
5 15000 84. 4 61. 3
3 0 30000 68. 8 66. 7
2 30000 68. 1 48. 2
5 30000 85. 7 54. 5
　　显然 ,土壤矿物油含量高 ,有机肥对矿物油降解的
促进作用明显. 这是因为草甸棕攘的 N、P 含量较低 ,
其中全 N 为 0. 12 % ,全 P 为 0. 007 %. 土壤污染后 ,C
源大量增加 ,N、P 含量成为生物降解的重要因子. 污
染越重 ,降解菌为细胞增殖对养分的需求量越大 ,实验
结果已表明有机肥对矿物油降解促进作用之间的这种
明显定量关系. 由于施加肥料补充了土壤微生物对污
染物降解过程的养分亏缺 ,因此明显促进污染物的快
速降解. 当土壤种植水稻时 ,由表 2 投加污染物的 3 个
水平可见 ,除矿物油为 5000mg·kg - 1的处理矿物油降
解率随有机肥量增加略有提高外 ,其它 2 组处理 (污染
物投加量为 15000mg·kg - 1和 30000mg·kg - 1 ) 中 ,有
机肥对矿物油的降解没有产生促进作用 ,相反产生不
同程度的抑制作用. 在淹水条件下 ,氧的供应不足 ,而
氧又是生物修复过程中降解菌首选的电子受体 ,当降
解菌对电子受体的需求得不到满足时 ,矿物油降解就
会受到明显限制. 一些研究证明烃类污染物的降解适
于在好气条件下进行[1 ] ,好氧条件有利于提高烃类污
染物的降解率. 而水稻土壤处在淹水的嫌气条件下 ,氧
的供应相对不足. 在此条件下 ,微生物的活性和某些酶
的活性都会明显受到抑制. 如 Sayler 等[11 ]就发现 ,土
壤过氧化氢酶在正常水分条件下受石油烃激活 ,但在
渍水中受到明显抑制. 而各种合成化学品能否被降解
取决于微生物能否产生相应的酶系. 因此 ,单纯靠充足
的养分供应不能满足淹水条件下微生物降解烃类污染
物的需要 ,有机肥不能作为淹水条件下促进矿物油降
解的调控因子.
312 　有机肥对苜蓿草和水稻土壤中多环芳烃降解的
影响
与矿物油相比土壤中多环芳烃含量较低. 由表 3
可见 ,随着土壤多环芳烃含量提高 ,自然肥力下多环芳
烃的降解率逐渐下降 ,投肥的降解促进作用逐渐增强.
有机肥对多环芳烃的降解仍有影响. 而且 ,土壤2植物
条件不同 ,其影响程度明显不同. 当土壤种植苜蓿草
9011 期 　　　　　　　　　　宋玉芳等 :两种植物条件下土壤中矿物油和多环芳烃 ( PAHs)的生物修复研究 　　　　　　　　　
时 ,土壤肥力水平由自然基础上增加至有机肥 5 % ,多
环芳烃降解率分别由水平 1 时的 95. 7 %升至 97. 9 % ,
由水平 2 时的 96. 5 %提高到 99. 5 % ,由水平 3 时的
92. 8 %～97. 8 %. 显然 ,对种有苜蓿草的土壤施有机肥
对多环芳烃降解影响不显著. 当土壤种植水稻时 ,由表
3 可见 ,自然肥力下多环芳烃的降解率最高为 5217 % ,
最低仅为 916 % ,远低于苜蓿草土壤自然值下多环芳
烃的降解率. 然而 ,投肥后土壤中多环芳烃的降解率明
显提高 ,分别由污染水平 1 时的 38. 5 %升至 8312 % ,
由污染水平 2 时的 9. 6 %提高到 76. 5 % ,由污染水平
3 时的 52. 7 %提高到 75. 9 % ,说明多环芳烃的降解并
非仅仅偏爱好氧过程 ,嫌气条件下只要增加土壤的养
分供应 ,仍有可能提高土壤中多环芳烃降解微生物的
活性 ,促进该条件下多环芳烃的降解.
表 3 　有机肥对种植苜蓿草和水稻土壤中多环芳烃降解率影响
Table 3 Influence of organic fertilizer on the degradation rate of PAHs in
alfalfa and paddy rice soils
污染水平
Pollution
level
肥　料
Fertilizer
( %)
PAHs 总量
初始值 3
Initial total
PAHs
(mg·kg - 1)
PAHs 总量降解率 ( %)
Degradation rate of total PAHs
苜蓿草
Alfalfa
水　稻
Paddy rice
1 0 12. 6 95. 7 38. 5
2 12. 6 97. 4 88. 8
5 12. 6 97. 9 83. 2
2 0 35. 4 96. 5 9. 6
2 35. 4 97. 6 57. 6
5 35. 4 99. 5 76. 5
3 0 84. 1 92. 8 52. 7
2 84. 1 91. 7 46. 5
5 84. 1 97. 8 75. 93 PAHs 总量包括萘、苊/ 芴、菲、蒽、萤蒽、芘、苯并 (a) 蒽/ 艹屈、苯并 (a) 萤
蒽/ 苯并 (k)萤蒽 ,属美国环保局黑名单上的多环芳烃. Total PAHs in2
cluded naphthrene ,acenthrene ,fluorene ,phenanthrene ,anthracene ,fluoran2
threne ,pyrene ,benzo (a) anthracene ,chrysene ,benzo (a) fluoranthrene ,benzo
(k) fluoranthrene ,which listed in USEPA.
313 　有机肥与苜蓿草根际土壤真菌、细菌数量及
PAHs 降解的关系
有机肥量与苜蓿草根际土壤中真菌、细菌数量明
显呈正相关 (表 4) . 随土壤养分含量提高 ,真菌和细菌
数量增加 ,但与试验投加的专性真菌和细菌量的关系
不明显. 例如 ,在污染水平 1 ,有机肥由自然值增至投
加量 2 % ,土壤根际细菌和真菌总数分别增加 4 个和 1
个数量级. 有机肥由 2 %增至 5 % ,细菌总数在同一数
量级上增加 ,真菌总数再次增加 1 个数量级. 在污染水
平 2 ,有机肥由自然值增至投加量 2 % ,细菌和真菌总
数分别增加 2 个和 1 个数量级. 由 2 %增至投加量
5 % ,细菌总数再增加 2 个数量级 ,真菌总数在同一数
量级上出现最大值. 在污染水平 3 ,有机肥由自然值增
至投加量 2 % ,细菌和真菌总数各增加 1 个数量级 ,由
2 %增至 5 % ,细菌总数再增加 2 个数量级 ,真菌总数
在同一数量级上出现最大值. 分析多环芳烃降解细菌
和真菌数量变化 ,由表 4 可见 ,其规律与普通真菌和细
菌相似. 5 %的投肥量使多环芳烃降解细菌在污染水平
2 时比自然肥力下增加 5 个数量级 ,真菌数量在同一
数量级上出现最大值. 污染水平为 3 时 ,增加 4 个和 1
个数量级. 总之 ,随有机肥量的增加 ,土壤中的细菌和
真菌数量迅速增加. 这说明增加土壤肥力是提高土壤
微生物有效性和活力的重要因素. 其中对土著微生物
的影响尤为重要. 可以假设 ,在土壤肥力不高时 ,土壤
微生物活性相对较低 ,由于缺少养分使其繁殖和生长
的速度受到限制 ,此时接种的外源菌 ,由于不能很快适
应新的土壤环境 ,以及不能有效地与土著微生物竞争
养分 ,其有效性和活力将会很低 ,甚至大量死亡. 当土
壤肥力提高时 ,土著菌因得到较为充足的养分供应活
性迅速提高 ,这时外源菌与土著菌的营养竞争不再是
主要矛盾 ,但外源菌仍然需要一段时间驯化来适应新
的土壤环境 ,一旦环境不适应其生长 ,同样会导致低的
存活率. 因此 ,尽管外源菌接种量很高 ,但从实验结果
看 ,土壤中微生物总量明显提高主要是来自土著菌在
得到营养补充后的迅速繁殖. 它们显然对促进土壤中
多环芳烃的降解起作用 ,但很难说土著菌的数量优势
与其对污染物的降解能力成正比. 事实上 ,有些菌在数
量上少 ,但降解能力却远高于数量上占优势的土著菌.
此外 ,土壤肥力仅仅是影响微生物降解能力的因素之
一 ,在不同的污染水平下 ,多环芳烃专性降解菌偏好的
专一 C 源不同 ,降解能力也不同 ,往往在污染水平高
时 ,专性 C 源充足 ,降解能力加强. 因此 ,最佳的降解
条件需通过进一步的实验摸索.
表 4 　苜蓿草根际土壤中真菌、细菌数量变化
Table 4 Variation of the bacteria and fungi in the rhizoshpheric soil plant2
ed with alfalfa( CFU·g - 1)
污染水平
Pollution
level
肥 　料
Fertilizer
( %)
细 　菌
Bacteria
真 　菌
Fungi
PAH细菌
PAH bacteria
PAH真菌
PAH fungi
1 0 5. 2 ×107 1. 4 ×102 8. 5 ×107 2. 4 ×102
2 2. 2 ×1011 3. 9 ×103 4. 7 ×106 3. 5 ×102
5 　6 ×1011 2. 4 ×104 7. 9 ×107 3. 5 ×103
2 0 7. 2 ×107 7. 0 ×102 1. 0 ×107 1. 3 ×102
2 4. 5 ×109 1. 0 ×103 12 ×106 9. 2 ×102
5 1. 1 ×1011 4. 5 ×103 5. 5 ×1012 8. 1 ×102
3 0 1. 4 ×108 4. 9 ×103 1. 0 ×106 2. 8 ×103
2 　4 ×109 1. 5 ×104 8. 1 ×107 7. 7 ×103
5 　6 ×1011 3. 3 ×104 1. 1 ×1010 1. 4 ×104
314 　有机肥与水稻根际土壤真菌、细菌数量及 PAHs
降解的关系
有机肥量与水稻根际土壤细菌数量的增加有关 ,
但与真菌数量变化的关系无明显规律 (表 5) . 实验测
得的真菌和细菌数量与试验投加的特性真菌和细菌的
量无明显规律. 在污染水平 1 时 ,土壤由自然肥力值增
加至投肥量 2 %和 5 % ,土壤根际细菌数分别增加 4～
011 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　12 卷
6 个数量级 ,但真菌总数未增加. 在污染水平 2 时 ,土
壤有机肥 2 %和 5 % ,细菌总数分别比自然肥力时增加
3～4 个数量级 ,真菌总数仅增加 1 个数量级. 污染水
平 3 时 ,有机肥 2 %和 5 % ,细菌总数分别比自然肥力
土壤增加 4 个数量级. 真菌总数无明显增加. 由表 5 还
可见 ,多环芳烃专性降解细菌和真菌的变化规律与普
通细菌和真菌相似. 例如 ,在污染水平 1 和 2 时 ,5 %的
投肥量分别使多环芳烃降解细菌比自然肥力时增加 2
～6 个数量级. 但真菌数量无明显增加. 污染水平 3
时 ,5 %的投肥量使 PAHs 降解细菌增加 5 个数量级 ,
真菌总数仅在同一数量级上略有增加. 总体上 ,水稻根
际真菌总数明显低于苜蓿草土壤. 这主要是因为大多
数真菌是严格的好氧菌. 它们必须在有氧条件下才能
旺盛生长. 水稻土壤中一定数量的真菌很可能来自表
层土壤.
表 5 　水稻根际土壤中真菌、细菌数量变化
Table 5 Variation of the bacteria and fungi in the rhizoshpheric soil plant2
ed with paddy rice( CFU·g - 1)
污染水平
Pollution
level
肥 　料
Fertilizer
( %)
细 　菌
Bacteria
真 　菌
Fungi
PAH细菌
PAH bacteria
PAH真菌
PAH fungi
1 0 9. 0 ×108 6. 0 ×101 6. 8 ×106 4. 5 ×101
2 2. 5 ×1012 3. 2 ×101 5. 9 ×107 3. 5 ×101
5 　4 ×1014 4. 4 ×101 9. 2 ×108 5. 6 ×101
2 0 8. 2 ×109 7. 0 ×101 1. 2 ×107 4. 8 ×101
2 8. 2 ×1012 5. 0 ×101 1. 2 ×108 6. 5 ×101
5 1. 3 ×1015 8. 1 ×101 5. 3 ×1013 8. 1 ×102
3 0 1. 6 ×109 7. 2 ×101 5. 0 ×106 6. 4 ×101
2 5. 0 ×1013 6. 5 ×101 8. 4 ×108 5. 9 ×101
5 7. 3 ×1015 3. 3 ×102 1. 8 ×1011 9. 5 ×101
315 　有机肥对苜蓿草和水稻土壤中 3 环 PAH 降解的
影响
有机肥对苜蓿草土壤中 3 环多环芳烃降解有促进
作用 (表 6) . 在污染水平 1 ,土壤中芴和苊的降解率由
自然肥力时的 92. 9 %提高到 5 %投肥量时的 100 % ,
在污染水平 3 时 ,由自然肥力时的 88. 7 %提高到 5 %
投肥量时的 98. 9 %. 在水稻土壤条件下 ,其促进作用
更强 ,例如 ,在污染水平 1 时 ,自然肥力条件下 ,芴和苊
的检出量明显高于初始值 ,降解率为 - 57. 4 %. 这说明
芴和苊不但没有被降解 ,相反 ,由其它有机分子转化生
成 ,使芴和苊增加 ,导致芴和苊降解率为负值. 增加有
机肥后 ,芴和苊非但无生成 ,反而减少 ,降解率达
8112 % ,说明有机肥对芴和苊有明显降解作用. 在污染
水平 2 和 3 时 ,所得结果进一步说明了这一现象. 随着
土壤污染程度提高 ,芴和苊所需养分的量也在增加 ,其
结果使芴和苊降解率在 3 个污染水平下 ,在 5 %投肥
量时分别由 81. 2 %下降到 65. 8 %和 47. 7 %. 菲和蒽
的降解与表 3 规律相同 ,增加有机肥 ,可使苜蓿草土壤
中菲降解率最高增加 5. 2 % (污染水平 3) ,蒽增加
614 %(污染水平 3) ,可使水稻土壤中菲降解率最高增
加 35. 0 %、50. 5 % 和 24. 2 % , 蒽的降解率增加
3216 %、33. 5 %和 9. 8 % ,但总体上 ,水稻土壤条件下 ,
3 环多环芳烃的降解率明显低于苜蓿草土壤 ,说明淹
水嫌气条件不利于多环芳烃的降解.
表 6 　施肥对苜蓿草和水稻土壤中 3 环多环芳烃降解率影响3
Table 6 Influence of fertilizing on degradation rate of 32rings PAH in al2
falfa and paddy rice soils( %)
污染水平
Pollution
level
肥　料
Fertilizer
( %)
Ac/ Fu
A P
PHE
A P
AN
A P
1 0 92. 9 - 57. 4 98. 2 58. 4 98. 8 55. 8
2 93. 9 81. 2 98. 9 96. 2 97. 7 90. 2
5 100 81. 2 98. 7 93. 4 98. 8 88. 4
2 0 100 - 130. 5 99. 4 38. 9 100 48. 5
2 100 - 8. 47 99. 4 69. 4 95. 9 60. 9
5 100 65. 8 99. 6 89. 4 99. 1 82. 0
3 0 88. 7 - 43. 7 94. 0 54. 3 92. 3 59. 1
2 85. 9 - 19. 7 93. 2 57. 2 90. 2 45. 0
5 98. 9 47. 7 99. 2 78. 5 98. 6 68. 93 Ac/ Fu : 苊/ 芴 Acenathrene/ Fluorene , PHE : 菲 Phenanthrene , AN : 蒽
Anthracene. A. 苜蓿草 Alfalfa ,P. 水稻 Paddy rice. 下同 The same below.
316 　有机肥对苜蓿草和水稻土壤中 4 环 PAH 降解的
影响
有机肥对 4 环多环芳烃降解的影响与 3 环不同 ,
苜蓿草土壤中萤蒽、苯并 (a) 蒽/ 艹屈的降解率随有机肥
增加有所提高 ,芘的降解率随有机肥增加明显提高 (表
7) . 但也有例外 ,例如 ,对苯并 (a)萤蒽/ 苯并 (k) 萤蒽含
量相对高的土壤 ,增加有机肥至 5 % ,降解率反而下
降 . 有机肥对水稻土壤4环多环芳烃降解随污染物不
表 7 　施肥对苜蓿草和水稻土壤中 4 环多环芳烃降解率影响
Table 7 Influence of fertilizing on degradation rate of 42rings PAH in alfalfa and paddy rice soils( %)
污染水平
Pollution level
肥　料
Fertilizer
FLA
A P
PY
A P
B(a) A/ CHY
A P
B(a) F/ B(k) F
A P
1 0 93. 8 20. 0 80. 0 - 89. 1 98. 3 69. 6 66. 0 74. 5
2 91. 3 77. 5 88. 0 - 120 98. 6 87. 3 100 68. 1
5 94. 5 0. 85 76. 0 - 1340 99. 0 89. 5 82. 1 55. 3
2 0 94. 4 - 60 39. 0 - 221. 9 98. 1 71. 1 67. 4 79. 4
2 94. 4 50. 0 85. 4 - 73. 2 8. 6 81. 1 80. 0 89. 1
5 99. 3 50. 8 100 - 163. 4 99. 0 76. 6 100 62. 3
3 0 91. 9 100 78. 7 43. 8 94. 8 89. 1 62. 5 36. 7
2 93. 0 12. 5 66. 3 - 175 94. 8 99. 2 55. 8 100
5 97. 3 79. 5 95. 4 15. 7 97. 8 90. 4 35. 8 77. 5
FLA :萤蒽 Fluoranthrene ,PY:芘 Pyrene ,B(a) A. CHY:苯并 (a) 蒽/ 艹屈 Benzo (a) anthracene/ chrysene ,B(a) F/ B(k) F :苯并 (a) 萤蒽/ 苯并 ( k) 萤蒽 Benzo
(a) fluoranthene/ Benzo (k) fluoranthrene.
1111 期 　　　　　　　　　　宋玉芳等 :两种植物条件下土壤中矿物油和多环芳烃 ( PAHs)的生物修复研究 　　　　　　　　　
同影响不一 . 有机肥对萤蒽的降解率无明显影响 ,例
如 ,在污染水平 1 时 ,投肥 2 % ,萤蒽的降解率提高到
77. 5 % ;投肥 5 % ,降解率下降至 0. 85 %. 在其它 2 个
污染水平较高的土壤中也出现了类似的现象 ,表明有
机肥与萤蒽的降解之间不存在内在联系. 由于芘在代
谢过程中由其它有机分子大量转化产生 ,使土壤中芘
的检出量远远超出初始值. 投肥并没有对芘的降解产
生有效作用. 苯并 (a)蒽/ 艹屈、苯并 (a)萤蒽和苯并 (k) 萤
蒽的降解率与有机肥之间也无相关性. 在不同污染水
平下 ,投肥与降解率的关系不一致.
4 　结 　　论
411 　当土壤种植苜蓿草时 ,重污染土壤矿物油降解率
明显受有机肥的影响 ,降解率提高. 但对较轻污染的土
壤 ,有机肥对矿物油的降解有微弱的副效应. 当土壤种
植水稻时 ,矿物油的降解在淹水嫌气条件下受到明显
限制.
412 　有机肥对苜蓿草和水稻土壤多环芳烃的降解有
增强促进作用. 投有机肥在水稻土壤中的效果好于苜
蓿草土壤. 苜蓿草根际土著真菌、细菌数量与有机肥量
明显相关 ,但与试验投加的专性真菌和细菌的量无关.
土著真菌、细菌数量与有机肥量的这种相关性与有机
肥对矿物油和多环芳烃降解的促进作用一致.
413 　水稻根际土著细菌数量与有机肥量呈正相关 ,但
与试验投加的专性细菌的量无关. 随着有机肥的增加 ,
土著细菌数量迅速增加. 这一结果与有机肥对多环芳
烃降解的促进作用一致. 但土著真菌数量变化不受有
机肥量的影响.
414 　有机肥投入量对 3 环多环芳烃降解有促进作用.
其在水稻土壤中的效果好于苜蓿草土壤.
415 　有机肥投入量对 4 环多环芳烃降解的影响与 3
环不同 ,投肥对 4 环多环芳烃的降解并未产生有效作
用.
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作者简介 　宋玉芳 ,女 ,1954 年生 ,副研究员 ,主要从事污染生
态学研究 ,发表论文 20 余篇. E2mail : songyufang @hotmail. com
211 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　12 卷