Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Khử Độc Từ Đất Bị Ô Nhiễm Dầu Thô: Đánh Giá Về Phân Hủy Sinh Học, Rửa Trôi và Độc Tính
Tóm tắt
Số phận và tác động kết hợp của hydrocacbon (HC) trên một hệ sinh thái đất bị ảnh hưởng bởi quá trình khử độc sinh học đã được nghiên cứu trong 480 ngày trong một thí nghiệm thực địa. Tỷ lệ loại bỏ HC, sự di động của HC và các sản phẩm chuyển hóa cùng độc tính tiềm ẩn đã được đánh giá. Một loại đất sét bị ô nhiễm với 18.000 mg HC/kg đất khô, đã được xử lý bằng biopile thông gió tĩnh hoặc một chuỗi năm hàng đống đất được cày xới định kỳ nhằm xác định ảnh hưởng tương đối của chất dinh dưỡng, tác nhân tạo khối, thông khí và nhiệt độ đất. Nồng độ HC được xác định bằng phổ hồng ngoại, phương pháp trọng lượng, sắc ký khí và thermodesorption. Từ 70 đến 81% HC ban đầu đã được loại bỏ qua các quá trình sinh học trong các loại đất được bón phân, trong khi giảm thiểu tự nhiên mà không thêm chất dinh dưỡng đã đạt tỷ lệ 56%. Khi thêm phân bón, HC còn lại là các hợp chất vòng khó phân huỷ sinh học và bị giữ lại nhiều trên vật chất hữu cơ-khoáng. Việc rửa trôi HC và các sản phẩm chuyển hóa tan trong nước đã được chứng minh trong các giai đoạn đầu của quá trình phân hủy sinh học. Mức độ thấp của HC đã được phát hiện trong nước rửa trôi vào ngày thứ 480. Độc tính tối đa cao nhất xảy ra ngay sau khi đưa dầu vào, sau đó giảm xuống khi quá trình phân hủy sinh học tiếp diễn. Không có tác động độc hại được ghi nhận trên sự sống sót của giun và sự nảy mầm của hạt giống vào ngày thứ 480. Tuy nhiên, sự phát triển của cây trồng bị giảm ở những vùng đất đã được xử lý và độc tính tiềm ẩn đã được quan sát dựa trên các thử nghiệm ức chế quá trình quang hợp và sinh quang (Microtox).
Từ khóa
#hydrocacbon #sinh học #ô nhiễm #giảm thiểu tự nhiên #biopile #phân bón #độc tínhTài liệu tham khảo
AFNOR: 1982, Norme NFX 31-201, Essai d'inhibition de germination de semences par une substance. Association Française de Normalisation, Paris.
AFNOR: 1984, Norme NFX 31-250, Détermination de la toxicité d'une substance vis à vis des Lombriciens (Eisenia fetida). Association Française de Normalisation, Paris.
AFNOR: 1986, Norme NFX 31-202, Essai d'inhibition de la croissance des végétaux par une substance. Association Française de Normalisation, Paris.
AFNOR: 1999, Norme NF EN ISO 11348-3, Détermination de l'effet inhibiteur d’échantillon d'eau sur la luminescence de Vibrio fisheri. Association Française de Normalisation, Paris.
Amakiri, J. O. and Onofeghara, F. A.: 1983, ‘Effect of crude oil pollution on the growth of Zea mays, Abelmoschus esculentus and Capsicum frutescens’, Oil Petrochem. Pollut. 1, 199-205.
Angehrn, D., Gälli, R. and Zeyer, J.: 1998, ‘Physicochemical characterization of residual mineral oil contaminants in bioremediated soil’, Environ. Toxicol. Chem. 17, 2168-2175.
Atlas, R. M. and Bartha, R.: 1992, ‘Hydrocarbon biodegradation and oil spill bioremediation’, Advan. Microb. Ecol. 12, 287-338.
Belkin, S., Stieber, M., Tiehm, A., Frimmel, F. H., Abeliovich, A., Werner, P. and Ulitzur, S.: 1994, ‘Toxicity and genotoxicity monitoring stimulated hydrocarbon biodegradation processes’, Environ. Toxicol. Water Qual. 9, 223-230.
Bossert, I. and Bartha, R.: 1984, ‘The Fate of Petroleum in Soil Ecosystem’, in R. M. Atlas (ed.), Petroleum Microbiology, Macmillan Co., New York, pp. 435-476.
Carmichael, L. M. and Pfaender, F. K.: 1997, ‘The effect of inorganic and organic supplements on the microbial degradation of phenantrene and pyrene in soils’, Biodegradation 8, 1-13.
Chaîneau, C. H., Morel, J. L. and Oudot, J.: 1995, ‘Microbial degradation in soil microcosms of fuel oil hydrocarbons from drilling cuttings’, Environ. Sci. Technol. 29, 1615-1621.
Chaîneau, C. H., Morel, J. L. and Oudot, J.: 1996, ‘Land treatment of oil-based drill cuttings in an agricultural soil’, J. Environ. Qual. 4, 858-867.
Chaîneau, C. H., Morel, J. L. and Oudot, J.: 1997, ‘Phytotoxicity and plant uptake of fuel oil hydrocarbons’, J. Environ. Qual. 26, 1478-1483.
Chaîneau, C. H., Morel, J. L., Dupont, J., Bury, E. and Oudot, J.: 1999, ‘Comparison of the fuel oil biodegradation potential of hydrocarbon-assimilating microorganisms isolated from a temperate agricultural soil’, Sci. Total Environ. 227, 237-247.
Chaîneau, C. H., Morel, J. L. and Oudot, J.: 2000a, ‘Vertical infiltration of fuel oil hydrocarbons in an agricultural soil’, Toxicol. Environ. Chem. 77, 111-124.
Chaîneau, C. H., Morel, J. L., Oudot, J.: 2000b, ‘Biodegradation of fuel oil hydrocarbons in the rhizosphere of Maize (Zea mays L.)’, J. Environ. Qual. 29, 569-578.
Chiou, C. T. and Shoup, T. D.: 1985, ‘Soil sorption of organic vapors and effects of humidity on sorptive mechanism and capacity’, Environ. Sci. Technol. 19, 1196-1200.
Cozzarelli, I. M., Herman, J. S. and Baedecker, M.: 1995, ‘Fate of microbial metabolites of hydrocarbons in a coastal plain aquifer: The role of electron acceptors’, Environ. Sci. Technol. 29, 458-469.
De Jonge, H., Freijer, J. I., Verstraten, J. M. and Westerveld, J.: 1997, ‘Relation between bioavailability and fuel oil hydrocarbon composition in contaminated soils’, Environ. Sci. Technol. 31, 771-775.
Dicks, J. W.: 1974, ‘An experiment on herbicides: Inhibition of the Hill reaction’, Biochem. Edu. 2, 69-71.
Ducreux, J., Lafargue, E., Bocard, C., Marquis, F. and Pillot, D.: 1997, ‘Use of the Rock-Eval Method for Assessment of Oil-contaminated Soils: Pollut-Eval Analyzer’, in J. Gottlieb, H. Hötzl, K. Huck and R. Niessner (eds), Proceedings of Europe, First International Conference on Strategies and Techniques for the Investigation and Monitoring of Contaminated Sites, Karlsruhe, 29 September-1 October, pp.251-257.
Fedorak, P.M. and Westlake, D.W. S.: 1981, ‘Degradation of aromatics and saturates in crude oil by soil enrichments’, Water, Air and Soil Pollut. 16, 367-375.
Fine, P., Graber, E. R. and Yaron, B.: 1997, ‘Soil interactions with petroleum hydrocarbons: Abiotic processes’, Soil Technol. 10, 133-153.
Gough, M. A. and Rowland, S. J.: 1990, ‘Characterisation of the unresolved complex mixtures of hydrocarbons in petroleum’, Nature 344, 648-650.
Haeseler, F., Blanchet, D., Druelle, V., Werner, P. and Vandecasteele, J. P.: 1999, ‘Analytical characterization of contaminated soils from former manufactured gas plants’, Environ. Sci. Technol. 33, 825-930.
Hund, K. and Traunspurger, W.: 1994, ‘Ecotox-evaluation strategy for soil bioremediation exempli-fied for a PAH-contaminated site’, Chemosphere 29, 371-390.
Hutchins, S. R., Sewell, G. W., Kovacs, D. A. and Smith, G. A.: 1991, ‘Biodegradation of aromatic hydrocarbons by aquifer micro-organisms under denitrifying conditions’, Environ. Sci. Technol. 25, 68-76.
Joergensen, R. G., Figge, R. M. and Kupsch, L.: 1997, ‘Microbial decomposition of fuel oil after compost addition to soil’, Z. Pflanzenernähr. Bodenk 160, 21-24.
Killops, S. D. and Al-Juboori, M. A. H. A.: 1990, ‘Characterisation of the unresolved complex mixture (UCM) in the gas chromatograms of biodegraded petroleum’, Org. Geochem. 15, 147-160.
Kowalska, M., Güler, H. and Cocke, D. L.: 1994, ‘Interactions of clay minerals with organic pollutants’, Sci. Total Environ. 141, 223-240.
Langbehn, A. and Steinhart, H.: 1995, ‘Biodegradation studies of hydrocarbons in soils by analysing metabolites formed’, Chemosphere 30, 855-868.
Li, X., Feng, Y. and Sawatsky, N.: 1997, ‘Importance of soil-water relations in assessing the endpoint of bioremediated soils. I. Plant growth’, Plant and Soil 192, 219-226.
Li, Y. and Gupta, G.: 1994, ‘Adsorption/desorption of hydrocarbons on clay minerals’, Chemosphere 28, 627-638.
Mahaney, P. A.: 1994, ‘Effects of freshwater petroleum contamination on amphibian hatching and metamorphosis’, Environ. Toxicol. Chem. 13, 259-265.
Margesin, R. and Schinner, F.: 1997, ‘Bioremediation of diesel-oil contaminated alpine soils at low temperatures’, Appl. Microbiol. Biotechnol. 47, 462-468.
Means, J. C., Wood, S. G., Hassett, J. J. and Banwart, W. L.: 1980 ‘Sorption of polynuclear hydrocarbons by sediments and soils’, Environ. Sci. Technol. 14, 1524-1528.
Morgan, P. and Watkinson, R. J.: 1989, ‘Hydrocarbon degradation in soils and methods for soil biotreatment’, CRC Crit. Rev. Biotech. 4, 305-333.
Oudot, J., Dupont, J., Haloui, S. and Roquebert, M. F.: 1987, ‘Biodegradation potential of hydrocarbon-assimilating tropical fungi’, Soil Boil. Biochem. 25, 1167-1173.
Oudot, J. and Dutrieux, E.: 1989, ‘Hydrocarbon weathering and biodegradation in a tropical estuarine ecosystem’, Mar. Environ. Res. 27, 195-213.
Oudot, J., Amblès, A., Bourgeois, S., Gatellier, C. and Sebyera, N.: 1989, ‘Hydrocarbon infiltration and biodegradation in a landfarming experiment’, Environ. Pollut. 59, 17-40.
Oudot, J.: 2000, ‘Biodégradabilité du fuel de l'Erika', CR Acad. Sc.i III-Vie. 323, 945-950.
Pollard, S. J. T., Hrudey, S. E. and Fedorak, P.M.: 1994, ‘Bioremediation of petroleum-and creosotecontaminated soils: A review of constraints’, Waste Manage. Res. 12, 173-194.
Pollard, S. J. T., Whittaker, M. and Risden, G. C.: 1999, ‘The fate of heavy oil wastes in soil microcosms I: A performance assessment of biotransformation indices’, Sci. Total. Environ. 226, 1-22.
Providenti, M. A., Lee, H. and Trevors, J. T.: 1993, ‘Selected factors limiting microbial degradation of recalcitrant compounds’, J. Ind. Microbiol. 12, 379-395.
Ramirez, N. E., Vargas, M. C. and Sanchez, F. N.: 1996, ‘Use of the sediment-chromotest for monitoring stimulated hydrocarbon biodegradation processes’, Environ. Toxicol. and Water Qual. 11, 223-230.
Rhykerd, R. L., Crews, B., McInnes, K. J. and Weaver, R.W.: 1999, ‘Impact of bulking agents, forced aeration, and tillage on remediation of oil-contaminated soil’, Bioresource Technol. 67, 279-285.
Salanitro, J. P., Dorn, P. B., Hueseman, H., Moore K. O., Rhodes, I. A., Rice Jackson, L. M., Vipond, T. E., Western, M. M. and Wisniewski, H. L.: 1997, ‘Crude oil hydrocarbon bioremediation and soil ecotoxicity assessment’, Environ. Sci. Technol. 31, 1769-1776.
Sawatsky, N. and Li, X.: 1997, ‘Importance of soil-water relations in assessing the endpoint of bioremediated soils. II.Water-repellency in hydrocarbon contaminated soils’, Plant and Soil 192, 227-236.
Shelton, M. E., Chapman, P. J., Foss, S. S. and Fisher, W. S.: 1999, ‘Degradation of weathered oil by mixed marine bacteria and the toxicity of accumulated water-soluble material to two marine Crustacea’, Ach. Environ. Contam. Toxicol. 36, 13-20.
Suguira, K., Ishihara, M., Shimauchi, T. and Harayama, S.: 1997, ‘Physicochemical properties and biodegradability of crude oil’, Environ. Sci. Technol. 31, 45-51.
Thouand, G., Bauda, P., Oudot, J., Kirsch, G., Sutton, C. and Vidalie, J. F.: 1999, ‘Laboratory evaluation of crude oil biodegradation with commercial or natural microbial inocula’, Can. J. Microbiol. 45, 106-115.
Tukaj, Z. and Szurkowski, J.: 1993, ‘Photoacoustic spectra affected by fuel oil in the chlorococcal alga Scenedesmus armatus’, Acta. Physiol. Plant. 15, 219-226.
Wang, X. and Bartha, R.: 1990, ‘Effects of bioremediation on residues, activity and toxicity in soil contaminated by fuel spills’, Soil Biol. Biochem. 22, 501-505.
Wetzel, A. and Werner, D.: 1995, ‘Ecotoxicological evaluation of contaminated soil using the legume root nodule symbiosis as effect parameter’, Environ. Toxicol. Water Qual. 10, 127-133.
Wrenn, B. A. and Venosa, A. D.: 1996, ‘Selective enumeration of aromatic and aliphatic hydrocarbon degrading bacteria by a most-probable number procedure’, Can. J. Microbiol. 42, 252-258.
Xu, J. G. and Johnson, R. L.: 1995, ‘Root growth, microbial activity and phosphatase activity in oilcontaminated, remediated and uncontaminated soils planted to barley and field pea’, Plant and Soil 173, 3-10.