石油污染對土壤酶活性的影響
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[摘 要] 現今工業的快速發展、石油制品的大規模應用，導致了世界各國均存在嚴重的土壤石油污染問題，而我國的土壤石油污染問題亦不容小覷。石油污染改變了土壤理化性質，影響了動植物、微生物等生命活動，對反映土壤功能和質量的土壤酶活性造成了影響?；诖?，本文綜述世界石油污染現狀，分析石油對土壤酶活性的影響，揭示石油污染對土壤酶活性產生影響的機理，對于污染土壤生物修復具有一定的指導作用。
[關鍵詞] 石油污染;土壤;酶活性
[中圖分類號] S152.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2019）10-114-2
土壤酶是土壤生物化學反應的催化劑，主要來源于土壤微生物、根系分泌物以及動植物殘體的分解釋放。土壤酶參與了許多生物化學反應，在一定程度上反映了土壤的功能狀況，是評價土壤質量的重要指標，成為學者關注的研究重點之一。近年來，由于人們對石油產品的大量需求，大量石油及其制品進入土壤中，引發了嚴重的污染問題，土壤受到嚴重危害。石油污染物不僅影響了植物的正常生長，而且對土壤理化性質、微生物群落、區系變化等產生了影響，在一定程度上抑制了土壤酶活性。石油污染土壤生物修復需要多種土壤酶的參與，因此探索石油污染對土壤酶活性的影響，對于指導石油污染土壤生物修復具有重要意義。
1 世界土壤石油污染現狀
石油產品的大規模生產、運輸、儲存及使用，導致世界各國均存在嚴重的土壤石油污染問題。俄羅斯的輸油管道超過150萬m3，每年3 500 t以上的漏油事故超過700例，每年小型泄漏超過6萬例，12.5%的草原土壤受到嚴重的污染破壞。美國的石油污泥累計超1 000萬t，荷蘭的污染土壤超2億多t，墨西哥相當大范圍1.2～2.0 m深處的土壤被高度污染，污染濃度超當地標準的40倍有余[1]。
目前，我國開發的油田和油氣田400多個，遍布25個省、區、市，主要工作范圍接近20萬km2，覆蓋面積32萬km2，約占我國國土面積的3%，其中4.8萬km2的土地石油污染物含量可能超過安全閾值[2]。人們對自然資源的掠奪式占用、不合理的開發利用，導致我國的原油污染面積有逐年擴大之趨，在勝利、遼河、冀東等老重油田，土壤原油含量超10 g/kg，有的甚至達到100 g/kg，遠超臨界值。對塔里木北部油田的調查表明，0～20 cm土壤污染最嚴重，石油含量平均為0.12 g/kg，1 m深處的污染濃度也達到了當地背景值的5倍左右;30年的老油井和1年多的新油井對比發現，污染范圍達300 m，新油井污染物含量平均為背景值的15倍，而老油井則為30倍有余[3]。陜北是我國石油工業的發源地，新老油田造成黃土區石油類污染濃度為0.72～16.06 g/kg[4]。嚴重的土壤污染問題導致土壤酶活性受到影響，對生命體造成威脅。
2 石油污染對土壤酶活性的影響
石油成分復雜，是由上百種物質組成的混合物。不同地區由于油品組成、區域氣候條件、土壤理化性質等的不同，導致污染對土壤酶活性的影響存在一定的差異。王梅等對潮土、褐土和棕壤受石油污染后的土壤酶活性進行監測，結果表明，低于2 g/kg的石油烴對潮土和褐土的淀粉酶活性影響顯著，淀粉酶可作為潮土和褐土受石油污染的敏感生化指標，而石油烴對3種土壤的脲酶活性影響不顯著[5]。王華金等對石油污染水稻土的研究表明，污染土壤中的脫氫酶、脲酶、脂肪酶、過氧化氫酶等活性與石油污染程度存在一定的相關性，其中石油烴殘留量與脫氫酶活性極顯著負相關（r=-0.969），與過氧化氫酶活性極顯著負相關（r=-0.974），與脲酶活性顯著負相關（r=-0.916），與脂肪酶活性無顯著相關性[6]。呂桂芬研究了石油污染對草原土壤酶活性的影響，結果顯示石油烴含量與土壤蛋白酶、轉化酶和磷酸酶活性呈顯著負相關關系，與多酚氧化酶活性顯著正相關[7]。
有研究者通過對石油污染土壤進行不同的處理，來試圖影響或改變土壤的酶活性。譙興國等對石油污染土壤進行凍融處理，結果發現，經10個凍融循環后，土壤中的脲酶和過氧化氫酶的活性有一定的增強，兩者的活性分別提高了6.64%和41.11%[8]。吳建雄等在石油污染土壤上種植棉花，修復90 d后，土壤中的堿性磷酸酶和多酚氧化酶活性與污染程度正相關，污染物激活了磷的礦化作用和芳香烴中酚類物質的轉化;石油污染濃度為2 g/kg時土壤脫氫酶活性最高，污染濃度為1 g/kg時土壤中的脲酶、轉化酶、FDA水解酶的活性最高，土壤碳氮轉化較活躍，微生物總活性高[9]。張秀霞采用降解菌來修復石油污染土壤，28 d后土壤中的多酚氧化酶、過氧化氫酶、脲酶、脫氫酶和蛋白酶的活性與石油烴的降解率顯著相關，相關系數分別為0.988、0.964、0.994、0.934和0.944[10]。王國保等采用不同的牧草秸稈修復石油污染土壤，結果表明，6種牧草秸稈的添加在一定程度上提高了土壤脫氫酶、堿性磷酸酶及脲酶活性，在一定程度上降低了土壤HO酶活性[11]。王建等為設置了不同石油污染濃度，研究了植物修復對不同濃度污染土壤中的脫氫酶活性的影響，結果顯示，種植植物土壤的脫氫酶活性高于對照不種植植物土壤，根系活動對土壤酶活性有一定的促進作用，低于40 g/kg的污染濃度，草木犀、黃花蒿和沙打旺修復的土壤酶活性隨污染濃度升高而增加，污染濃度為20 g/kg時紫花苜蓿修復的土壤脫氫酶活性最大[12]。
3 石油污染對土壤酶活性的影響機理
污染物引起土壤酶活性發生改變的機理包含3個方面，一是石油烴對土壤微生物的生命活動產生影響，在一定程度上抑制或者促進了微生物的生長繁殖，影響了微生物體內酶的合成和分泌;二是石油烴影響了植物的生長代謝，根系分泌物和相關酶的分泌受到影響;三是石油污染物直接作用于土壤酶，改變了酶的構象，抑制或者促進酶的活性。一般高含量的石油污染物對土壤酶的活性基本上呈抑制作用[13]。 4 結語
對于石油污染土壤，最有力的、經濟環保的修復手段為生物修復技術。石油污染通過改變土壤理化性質、影響土壤生命活動，從而引起土壤酶活性發生改變，必然對生物修復效果產生影響。因此，采用定性和定量相結合的方法，探索石油污染對于土壤酶活性的影響，對于指導污染土壤生物修復工作具有重要的現實意義。
參考文獻
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