Environmental Pollution | 在石油烃类污染土壤的生物修复过程中，铅复合污染对土壤毒性评价和细菌群落的影响
推荐：江舜尧
编译：罗睺
编辑：十九
澳大利亚皇家墨尔本理工大学环境可持续发展及修复中心Leadin S.Khudur等人于2019年7月20日在Environmental Pollution期刊在线发表题目为《The impact of lead co-contamination on ecotoxicity and the bacterial community during the bioremediation of total petroleum hydrocarbon-contaminated soils》的文章。重金属复合污染是影响TPH生物修复效率的一个主要因素。铅被广泛用作燃料添加剂，在许多陈旧石油泄漏事件中作为一种共同污染物，与TPH同时存在。铅对土壤生物群具有很高的毒性，因为它对氧和硫醇基团有较高的亲和力。本研究旨在评估TPH、Pb复合污染土壤中生物修复TPH的效果，并评估修复过程对土壤毒性评价的后续影响。此外，利用扩增子序列分析修复过程中微生物群落的变化，为复合污染的土壤设计适合的生物修复策略提供基础。
文章摘要
全球石油需求量持续增长，大量石油产品进入环境，如果不加以处理，将对自然生态系统造成严重威胁。在本研究中，作者评估了含铅复合污染对两种生物修复工艺（自然减毒和总石油烃(TPH)的生物修复）效果的影响，以及在受污染的土壤中相关毒性和微生物群落的变化。在28周内，单一污染与复合污染情况下，生物修复处理的TPH浓度分别降低了96%和84%。与自然减毒相比，单一和复合污染情况下的衰减分别为56%和59%。尽管使用生物测定法时TPH降解较低，但相对于生物修复土壤而言，在自然减毒的土壤，相关毒性显著降低。蚯蚓毒性试验表明，单一污染情况下自然减毒处理土壤的毒性降低72%，而生物修复处理仅降低62%。在复合污染的情况下，经过自然减毒和生物刺激处理后，毒性仅下降30%和8%。采用16s rDNA序列分析评价了复合污染和生物修复处理的影响。NGS数据显示，nocardiides spp.主要以细菌为主，在自然减毒处理的第20周达到40%。12周时在生物模拟土壤样品中，超过50%的细菌群落以Alcanivorax sp. 为主。在自然减毒处理中铅的存在导致一些抗Pb的菌群丰度增加，如Sphingopyxis spp.，Thermomonas spp. 和Nocardioides spp. 。铅的复合污染完全改变了生物修复处理下的 Pseudomonas spp. 的支配模式（约占第12周细菌总数的45%）。本研究证实了生物修复对TPH和TPH- Pb复合污染土壤的修复效果优于自然减毒。此外，混合污染物(如铅)的存在对污染土壤中TPH的生物修复效果产生了严重的影响，在设计任何生物修复策略之前都必须考虑到这一点。
文章中重要图片说明
图1.(A)利用自然减毒和生物修复策略，在TPH和TPH-Pb污染土壤生物修复28周后降低TPH浓度。(B)TPH 污染土壤生物修复28周的温度剖面。
图2.利用自然减毒和生物修复策略在TPH和TPH-Pb污染土壤生物修复28周期间减少土壤毒性。(A)蚯蚓的急性毒性测试。(B)Microtox试验。毒性单位(TU)数据为平均值±SD，n=3。
图3.在天然减毒期间使用QPCR测量的基因拷贝数量的变化以及TPH和TPH-PB复合污染的生物修复情况。(a)16SrRNA基因。（b )alkB基因。
图4.试验处理28周土壤前50个细菌属相对丰度的变化。(A)NA；(B)BS；(C)CON；(D)NA-H；(E) BS-H；(f)HM。
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