典型石油类多环芳烃与伴生镍复合污染湿地植物修复作用机制研究

Petroleum exploitation and shipping oil spill accidents have caused serious pollution in many wetlands of our country. Polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs) and associated heavy metal elements in crude oil are main factors causing environmental pollution. There are few research on the combined pollution control of petroleum and heavy metal for the associated elements neglect. Based on control of the combined contamination for the oil-contaminated wetlands, three plant systems, Scirpus triqueter, Kyllinga brevifolia Rottb and Juncus effusus combined oil-degraded microbes respectively will be selected as experimental biosystems. Phytoremediation mechanism of the dominant plant systems for pyrene, a typical petroleum PAHs, and heavy metal nickel combined contaminated wetland. The effect of the interaction between contaminants and the adsorption/desorption behavior of combined contaminants on wetland sediments will be researched. The chemical states and biological availabilities of pyrene and nickel contaminants in wetland sediments of different plant systems will be investigated. Oxygen permeability of different plant roots and its effect on chemical states and removal function of pyrene and nickel will also be studied. The aims in this research are: to explore the interaction rule of pyrene and nickel under the action of different plant systems according to the change characteristics of contaminant forms, to illustrate the phytoremediation process of pyrene-nickel combined contaminated wetlands, to clarify the mechanism of ecological remediation of the dominant plant systems. The research results will provide science basis for remediation projects of PAHs and associated nickel oil-contaminated wetlands.

石油开采和航运溢油事故对湿地环境造成了严重污染，石油中的多环芳烃与伴生重金属是造成污染的主要因素。但由于对伴生元素的忽视而鲜见对石油类及伴生重金属复合污染控制的研究。本项目以这类典型复合污染油污湿地为研究靶区，选用藨草、蜈蚣草及灯芯草分别与噬油菌组成三种湿地植物系统，研究优势植物系统对典型石油类多环芳烃芘与伴生重金属镍复合污染湿地的植物修复作用机制。主要内容包括：考察复合污染物间的相互作用及其在湿地沉积物中的吸附-解吸特征；分析芘和镍复合污染物在不同植物系统沉积物中的存在形态及其生物可利用性；探索不同植物根系渗氧作用及其对芘和镍形态与去除作用的影响；探究芘和镍与植物系统之间的交互作用规律；查明植物修复芘-镍复合污染湿地的作用过程。通过以上研究，深层次揭示典型石油类多环芳烃与伴生镍复合污染湿地植物修复的作用机制，为我国油污湿地环境生态修复提供科学依据。

石油开采和航运溢油事故对湿地环境造成了严重污染，石油中的多环芳烃与伴生重金属是造成污染的主要因素，但由于对伴生元素的忽视而鲜见对石油类及伴生重金属复合污染控制的研究。本项目研究过程中，以这类典型复合污染油污湿地为研究靶区，选用藨草、灯心草、鬼针草及黑麦草等植物，并与嗜油菌组成了多样的湿地与陆生植物系统，建立并研究各种优势植物系统对典型石油类多环芳烃芘与伴生重金属镍复合污染湿地的植物修复作用，探索复合污染物之间的相互作用及其在沉积物中的吸附与解吸特征，分析芘和镍复合污染物在不同植物系统沉积物中的存在形态及其生物可利用性；考察湿地植物的根系渗氧作用及其对芘和镍的形态与去除作用的影响；探究了芘和镍与植物系统之间的交互作用规律；该项目的研究工作基本搞清了典型石油类多环芳烃芘与伴生镍复合污染环境的生物修复的作用机制。该项目执行过程中为我国土壤控制环境化学领域和生态文明建设培养了后继人才，培养青年教师及青年科研骨干4人，培养毕业研究生9人，发表SCI学术研究论文26篇，申报国家发明专利4项。通过该项目实施和开展的研究工作，取得的一系列研究成果不仅具有比较重要的学术意义，而且具有良好的社会影响和实际应用价值，可为该类污染环境的治理和生态修复提供有效的科学依据和技术支持。