微生物群落在維持土壤生態(tài)功能方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。石油烴污染物會影響土壤中微生物群落的生態(tài)特征，從而影響由微生物介導(dǎo)的生態(tài)功能。

       隨著石油的大規(guī)模開采以及石油化工業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)致產(chǎn)生的土壤環(huán)境問題愈加嚴(yán)重， 這已經(jīng)成為一個不容忽視的問題。土壤微生物在生物地球化學(xué)循環(huán)、土壤營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)、動植物健康維持、環(huán)境污染凈化發(fā)揮著不可缺少的作用。微生物群落在土壤中處于動態(tài)平衡，因此土壤的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和一些環(huán)境性質(zhì) 都會干擾土壤微生物群落的平衡，從而影響土壤微生物的活性及其生態(tài)功能。利用土壤微生物的代謝活性監(jiān)測土壤的污染程度是從生態(tài)學(xué)角度衡量土壤健康狀況、評價土壤環(huán)境質(zhì)量重要方法之一。而所有的物理、化學(xué)或生物反應(yīng)都會產(chǎn)生熱量的變化，高靈敏度、高自動化的微量熱儀可以連續(xù)和準(zhǔn)確地監(jiān)測和記錄反應(yīng)熱。微量熱儀檢測的是微生物代謝的初始熱量和結(jié)束熱量，與微生物的種類和代謝類型無關(guān)，因此能夠反映在相對更真實狀態(tài)下大部分微生物的活性。

實驗案列：不同油井的石油污染土壤的熱代謝

      為了確保土壤中微生物的活性，將土壤樣品置于25℃有氧條件下孵育5d。將所采4種土壤樣品3683-5-1、西51-5、西15-14 和8-13-6H-1各250g放到1000 mL的錐形瓶中。另取8-13-6H-1 分成4個等分，每組250g土，并調(diào)節(jié)含水量為20%，分別加入1.0、3.0、5.0 和8.0 g 的石油，充分混勻，使得土壤的石油含量分別為0. 5%、1.5%、2.5%和4.0%。所有錐形瓶土壤用氧氣泵不間斷的通入空氣，保證裝置內(nèi)有充足的氧氣供應(yīng)。定期測定裝置內(nèi)的含水量，及時補(bǔ)充水分。

表1. 供試土壤的理化性質(zhì)

       由表1可知，受試土壤受到了不同程度的石油污染。土壤有機(jī)質(zhì)的含量與石油烴含量成正相關(guān)，含油量越高，則有機(jī)質(zhì)含量越高。污染土壤的pH值均大于7，土壤呈弱堿性，而大部分微生物生長的pH 范圍是7.5 ～ 7.8，因此，土壤的pH不利于微生物的生長。

       土壤的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和一些環(huán)境性質(zhì)通過影響土壤的性質(zhì)而間接影響土壤微生物的活動，在受上述因子影響時，土壤微生物的代謝反應(yīng)發(fā)生變化，代謝熱效應(yīng)隨之產(chǎn)生變化，這些變化便可以由等溫微量熱儀檢測出來。

圖1. 不同油井土壤樣品的功率-時間曲線

       圖1是利用TA儀器TAM Ⅲ等溫微量熱儀研究不同濃度的石油污染對土壤微生物活性的影響。TA儀器等溫微量熱儀是非常靈敏、穩(wěn)定和靈活的微量熱系統(tǒng)，能夠直接測量所有的熱信號、從而定量一個過程熱力學(xué)和動力學(xué)。圖中曲線是不同石油污染程度的土壤樣品隨時間變化的功率-時間曲線。每條曲線大致包括適應(yīng)期，增殖期，對數(shù)生長期，延緩期，營養(yǎng)耗盡期，內(nèi)源代謝期，典型衰亡期，潛伏期。每種土壤樣品的功率-時間曲線只有一個峰值功率。由圖1可知，當(dāng)土壤暴露于不同濃度的石油污染時，土壤中的微生物的代謝活動差異很大。石油含量為0.52% 的西51-5土壤樣品的微生物生長代謝活躍。

       微量量熱法能夠有效反映土壤微生物的活性及其動態(tài)變化。該方法在不破壞樣品，簡單快速，準(zhǔn)確性高，操作過程簡單，這將有利于進(jìn)一步研究土壤受到污染后微生物的反應(yīng)機(jī)理。

產(chǎn)品推薦

等溫微量熱儀TAM IV是一個獨特的微量熱系統(tǒng)，完全模塊化設(shè)計，具有出色的熱流靈敏度和長期溫度穩(wěn)定性，可測量其他技術(shù)無法檢測的過程。

特點與優(yōu)勢

•  一種更靈敏的溫度控制系統(tǒng)可以提供快速的熱平衡，擴(kuò)展溫度范圍從4℃到150℃可用于現(xiàn)實世界的冷藏貯存使用；

•  無可比擬的溫度穩(wěn)定性能夠確保實驗中的熱流測量，無論是幾小時還是幾天甚至幾周；

•  四量熱計的位置可配置多達(dá)四個可同時且獨立操作的量熱計；

•  量熱計提供多范圍的配置選擇：大小、靈敏度、容量以及輔助測量或控制樣品的能力；

•  具有多達(dá)八個模塊的新附件接口盒，保證了刪除的靈活性；

•  新的電壓輸入/輸出模塊接口多達(dá)三個獨立的探頭/光源，如PH值探頭或光源。

  
  

參考文獻(xiàn)：

[1]佘文文,姚俊,王飛,等.等溫微量量熱法研究石油污染對土壤微生物活性的影響[J].環(huán)境工程學(xué)報,2013,7(09):3624-3628.

[2]佘文文,姚俊.等溫微量熱法研究原油污染對土壤微生物的影響[C]//內(nèi)蒙古生物化學(xué)與分子生物學(xué)會,北京市生物化學(xué)與分子生物學(xué)會,天津市生物化學(xué)與分子生物學(xué)會,河北省生物化學(xué)與分子生物學(xué)會,山西省生物化學(xué)與分子生物學(xué)會.第三屆泛環(huán)渤海（七省二市）生物化學(xué)與分子生物學(xué)會——2012年學(xué)術(shù)交流會論文集.北京科技大學(xué);,2012:3.