本研究之目的係利用叢枝內生菌根菌搭配植物修復技術進行受高濃度重油污染之土壤整治。研究中將選擇適宜之草本及木本植物種植於受重油污染之土壤中，並於溫室與現地觀察再對植物種植與否、植物有無接種叢枝內生菌根菌時對土壤中高碳數總石油碳氫化合物(TPH)降解影響加以分析比較，探討植物接種叢枝內生菌根菌在不同濃度總石油碳氫化合物污染土壤中之影響，確認叢枝內生菌根菌搭配植物修復技術於實場應用之成效及植物與菌根菌在植物修復技術中扮演之角色。
實驗結果發現，植物接種菌根菌會對於植物生長狀況產生顯著的影響，第一階段選出黑麥草做為第一階段草本植物實場實驗的植物種。而其在實場展現的效果雖然能降低現場的TPH濃度，但對於額外的衝擊黑麥草因無法承受而死亡。第二階段選出培地茅、青剛櫟與桃花心木等深根植物進行實場污染物降解實驗，雖然污染物濃度在200天後皆能降低至1,000 mg/kg以下，但青剛櫟與桃花心木最後也因為收割與逆境而死亡，而桃花心木在菌根菌接種之後則能更有效抵抗逆境。溫室降解實驗中，培地茅接種摩西繡球菌後葉長有明顯增加，接種菌根菌的培地茅於第69天便能達到88.3%的TPH降解率，同時種植培地茅也對於土壤的pH值與氧化還原電位有正面影響，不僅能緩衝pH值的下降，讓pH值介於6~7之間，也能提高土壤的氧化還原電位，維持在100 mV左右。最後高濃度降解實驗發現在5,000、30,000、100,000 ppm等濃度的重油污染之下，培地茅與咸豐草都能有效耐受污染。在土壤TPH濃度為5,000 ppm時所有組別的TPH最終都能降至2,000 ppm以下，以培地茅最為顯著，而在30,000 ppm濃度時發現接種菌根菌後可以明顯加快初期降解速率，以大花咸豐草最為明顯，在100,000 ppm的高濃度污染土壤實驗中，降解率較佳的唯有大花咸豐草組與大花咸豐草菌根菌組，而氧化還原電位檢測結果則顯示植物在高污染濃度情況下，仍能維持土壤氧化還原電位在兼氣好氧區以上。進行植物體TPH濃度分析時發現植物體內確實殘留有TPH濃度，但殘留量與總去除量相比則十分微小，原因乃是生物質量過低所致。
植物修復技術對於重油污染場址之整治有顯著的效果，但實場污染的深度以及環境條件會使修復效果受到限制。根區效應仍是植物修復石油碳氫化合物污染的主要機制，雖然植物會吸收部份污染物進入植物體內儲存與分解，但所佔降解之比例仍尚未得知，但目前已可證明植物存在將有機污染物吸收至植物體內進行儲存與分解的機制。

The purpose of this study is to investigate efficiencies of phytoremediation for heavy oil contaminated soils by plants infected with mycorrhizal fungi. Plants inoculated with mycorrhizal fungi have a significant impact on plant growth. Ryegrass is used as a field test plant species in the first stage. The TPH concentrations can be reduced by ryegrass, but it also caused ryegrass death. Vetiver, Ring-cupped oak and mahogany were used in the second stage as a real field test plants. Each treatment can reduce the concentration to TPH 1,000 mg/kg or less after 200 days. Mahogany inoculated mycorrhizal fungi can be more effective against adversity. In the greenhouse, vetiver infected with Glomus mosseae inoculated in the first 69 days will be able to reach the TPH degradation rate of 88.3%. Planting vetiver make soil pH between 6 and 7. It can also increase the oxidation-reduction potential of the soil to about 100 mV. In high concentrations of degradation experiments, vetiver and Bidens pilosa can effectively tolerated TPH concentrations to 100,000 mg/kg. When TPH concentration is 5,000 mg/kg, the TPH concentration of all groups eventually could be reduced to 2,000 mg/kg or less. Bidens pilosa inoculating mycorrhizal fungi in the 30,000 mg/kg of TPH concentration can significantly accelerate the degradation rate. TPH concentrations are found in the plant tissue and that the amount is quitly small by the low biomass. The results of this study showed that phytoremediation for heavy oil pollution has a significant effect and practicality. Plants have mechanisms to absorb petroleum hydrocarbon and decomposition.

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英文摘要 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 洩油污染對環境之危害 3
2.1.1 石油介紹 3
2.1.2 油品對土壤的危害 4
2.2 土壤污染整治 8
2.2.1 土壤污染整治技術 8
2.2.2 植物修復技術 15
2.2.3 根區效應 22
2.3 菌根真菌 26
2.3.1 菌根分類 26
2.3.2 囊叢枝內生菌根 27
2.3.3 菌根菌與宿主 29
2.3.4 菌根菌繁殖與接種 30
2.3.5 菌根菌相關研究應用 33
2.4 植物修復技術常用植物 37
第三章 研究材料與方法 54
3.1 實驗架構 54
3.1.1 盆栽篩選實驗 56
3.1.2 草本植物實場實驗 59
3.1.3 深根植物實場實驗 61
3.1.4 溫室降解實驗 64
3.1.5 溫室高濃度降解實驗 64
3.2 實驗設備與材料 66
3.3 分析方法 68
3.3.1 土壤採樣方法 68
3.3.2 土壤粒徑分析 68
3.3.3 土壤含水率 68
3.3.4 土壤酸鹼值 68
3.3.5 土壤氧化還原電位 69
3.3.6 土壤陽離子交換能力(CEC) 69
3.3.7 土壤總有機碳 69
3.3.8 土壤氨氮 70
3.3.9 土壤總凱氏氮 70
3.3.10 土壤總石油碳氫化合物含量 71
3.3.11 土壤總生菌數 72
3.3.12 植物體葉綠素 72
3.3.13 植物體生長情況與生物質量 73
3.3.14 植物體總石油碳氫化合物含量 73
3.3.15 菌根菌接種 73
3.3.16 菌根菌感染率調查 73
3.3.17 溫室控制條件 74
第四章 結果與討論 75
4.1 盆栽篩選實驗 75
4.1.1 盆栽土壤性質及生長情況 75
4.1.2 四種植物盆栽於含重油5,000 mg/kg濃度之生長情形 76
4.1.3 植物體葉片葉綠素a含量 78
4.2 草本植物實場實驗 81
4.2.1 實場土壤TPH濃度變化 81
4.3 深根植物實場實驗 84
4.3.1 深根植物接種菌根菌之溫室育苗植株存活率 84
4.3.2 深根植物實場實驗植物接種菌根菌後之生長情況 85
4.3.3 深根植物實場實驗氣象資料 91
4.3.4 深根植物實場實驗土壤TPH濃度變化與降解率 93
4.4 溫室降解實驗 97
4.4.1 溫室降解實驗植物生長情形 97
4.4.2 溫室降解實驗土壤TPH濃度變化 100
4.4.3 溫室降解實驗土壤氧化還原電位與酸鹼值 101
4.5 溫室高濃度降解實驗 106
4.5.1 植物選種之存活率 106
4.5.2 植物選種之生長情形 107
4.5.3 高濃度溫室盆栽降解實驗之植物生長情形 113
4.5.4 高濃度溫室盆栽降解實驗之土壤TPH濃度變化 121
4.5.5 高濃度溫室盆栽降解實驗之土壤酸鹼值與氧化還原電位 125
4.5.6 高濃度溫室盆栽降解實驗之土壤總生菌數 127
4.5.7 高濃度溫室盆栽降解實驗之植物體TPH濃度 128
第五章 結論與建議 131
5.1 結論 131
5.2 建議 132
第六章 參考文獻 134
附 錄 142

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