研究簡介：在過去的幾十年中這種污染的地區(qū)在世界范圍內(nèi)擴(kuò)大以來，人們越來越關(guān)注被石油烴污染的土壤。污染包含有毒成分，改變土壤微生物群落并抑制植物生長。與物理和化學(xué)技術(shù)相比，生物技術(shù)被認(rèn)為是一種綠色，高效且低成本的修復(fù)方法。生物電化學(xué)系統(tǒng)是一種新興技術(shù)，用于修復(fù)被石油烴污染的土壤。但是，這種系統(tǒng)的性能可能會受到土壤中低效率的物質(zhì)傳輸?shù)南拗?。研究人員報(bào)告了一種新的砂子改良方法，該方法可顯著增加氧氣和質(zhì)子的傳輸，從而導(dǎo)致土壤孔隙度增加（從44.5％增至51.3％），抗歐姆性降低（降低46％）以及電荷輸出增加。在135d時(shí)，石油烴的降解率提高了268%。

高分子量的正構(gòu)烷烴和多環(huán)芳烴的降解速度加快，變性梯度凝膠電泳表明，靠近空氣陰極的微生物群落主要受到感應(yīng)電流的刺激，特別是降解碳?xì)浠衔锏氖惩榫鷮偌?xì)菌。生物電化學(xué)刺激對陽極微生物群落（包括遠(yuǎn)離陰極的微生物群落）施加選擇性壓力。這些結(jié)果表明，砂改良劑可以是一種有效的土壤改良方法，可以增強(qiáng)生物電化學(xué)去除污染土壤中碳?xì)浠衔锏哪芰Α?

微電極測量系統(tǒng)應(yīng)用：

對天津大港油田石油烴類污染的表層土壤(0~10 cm)進(jìn)行了老化土壤的采集。風(fēng)干后，將土磨碎，篩過(2mm)，標(biāo)記為原土。在土壤和蒸餾水的混合物中（1:5）測定了土壤的電導(dǎo)率和pH值。石油烴類污染的表層土壤的原位DO和pH分別使用unisense微電極傳感器(尖端直徑為1毫米，步長為1毫米，等待10秒，每個(gè)點(diǎn)測量10秒)測量完成。在測量之前，將兩個(gè)微電極傳感器極化過夜，以在校準(zhǔn)之前獲得穩(wěn)定的信號。當(dāng)在所有土壤MFC中產(chǎn)生穩(wěn)定電壓時(shí)，測量DO和pH分布。

圖1、原位溶解氧(a)，水層(b)和土壤(或沙/土混合)層(c)線性區(qū)域的擬合，原位pH(d)作為土壤MFC深度的函數(shù)。OC-開路控制，無沙塵。隨著深度的增加，所有樣品中的DO濃度均降低（圖a所示）。表層土壤的DO（深度0-1厘米）顯示出在水層中更快的下降。DO的擴(kuò)散系數(shù)（Ds）隨著添加的沙量的增加而增加。與開路控制的土壤pH相比，所有活性MFC（CK，LS和HS）的pH（平均值）降低了1.1-1.4個(gè)單位（圖d所示）。

小結(jié)

石油烴類污染是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域面臨的一個(gè)嚴(yán)峻問題。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加速和能源需求的增長，石油及其產(chǎn)品的使用量不斷增加，然而，這也帶來了土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)。針對石油烴類污染土壤，目前已有多種修復(fù)方法，主要包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)等。生物修復(fù)方法具有環(huán)境友好、成本低廉、可持續(xù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在石油烴類污染土壤修復(fù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。目前，生物修復(fù)技術(shù)主要包括微生物修復(fù)、植物修復(fù)和動(dòng)物修復(fù)等。微生物修復(fù)是利用土壤中的土著微生物或人工引入的高效降解菌對石油烴類污染物進(jìn)行降解。微生物修復(fù)方法可以通過添加營養(yǎng)物質(zhì)、調(diào)節(jié)土壤pH值、增加氧氣供應(yīng)等方式提高微生物的降解效率。同時(shí)，利用基因工程技術(shù)改造微生物，提高其對特定污染物的降解能力，也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。所以通過利用unisense微電極傳感器測量石油烴類污染的表層土壤的原位DO和pH分布是非常有必要的。這說明unisense微電極在石油烴類污染土壤研究中具有很好的應(yīng)用前景。