微生物在石油形成、勘探、开采、环境治理上的作用
石油常存在于地下的地质沉积岩层中，是一种复杂的烃类混合物。这些烃类可能以气态、液态或沥青质固态存在。气态烃常伴随液态烃存在。气态烃一般是从甲烷到丁烷的小分子饱和烃混合物。液态烃俗称原油，含有上千种化合物。原油和天然气存在于地下沉积岩层中，形成贮油岩层。人们通过多种方法发现油田，开采油田，为人类提供重要的能源。在发现开采油田的过程中，微生物越来越起着重要的作用。
（一）微生物在石油开采中的作用
1、微生物参与石油的形成
石油等许多燃料是在多种微生物长期直接作用下形成的。没有众多微生物的改造、分解作用，古代的生物遗体不可能变成今天巨量的化石能源。
2、微生物用于勘探石油
常规石油勘探是采取地球物理法和地球化学法等方法进行。由于地球地层结构的复杂性常常对石油勘探的结果产生质疑。为了提高勘探的准确性，在传统方法的基础上，引入了微生物勘探石油的新技术，日益受到人们的重视，并取得良好的效果。人们发现油区底土中的重烃含量与季节变化有很大的联系，而季节变化的起因与微生物活动密切相关。在底土中存在着能利用气态烃为碳源的微生物，这些微生物在土壤中的含量和在底土中的烃浓度存在某种对应的关系，因此可用这些微生物作为勘探地下油气田的指标菌。随着微生物培养技术和测定方法的不断改进，微生物勘探石油技术得到迅速发展，准确率不断提高，在实践中得到很好应用。目前它已成为石油勘探中一项重要的技术。用于石油勘探指标微生物主要是以气态烃为唯一碳源和能源的微生物，如甲基单胞菌属、甲基细菌属和分枝杆菌属的菌种。
3、微生物用于二次采油
靠地层压力将原油运到地面，称为一次采油。由于地层压力下降，一次采油所得的油量一般只占油田总储量的1/3左右，因而要进行二次采油才能获得更多的石油。通常采用强化注水法，可提高采油量，从30%提高到40% —50% 。在二次采油中，利用微生物采油也是一项重要的技术。微生物在油层中生长繁殖，发酵代谢，产生大量酸性物质和H2，CO2，CH4等气体。产生的气体可增加地层压力，产生的酸性物质溶于原油，降低原油的黏度，可能产生的表面活性剂可降低油水表面张力，把高分子烃类分解成短链化合物，使之更加容易流动，避免堵住油井输油管道，由此而提高石油的开采量。梭状芽孢杆菌属和磺弧菌属中的许多种可用于二次采油，效果明显。
4、微生物用于三次采油
经过二次采油后，油气田中仍有30%—40% 的油田需要进一步开采，即第三次采油。在三次采油中，主要选育产气量大的菌种或利用分子生物学技术构建基因工程菌，连同营养培养液一起注入油层中，通过代谢，产酸产气，分泌表面活性剂，增加地层压力，降低表面张力，消除地层堵塞，从而提高采油量，延长油井的寿命。乳酸杆菌属、肠膜明串珠菌和黄胞杆菌属常用于三次采油中，提高石油开采率。
（二）微生物采油的优点
和其他采油方法相比，微生物采油具有以下优点：
1、施工成本低
微生物采油所需设备少，可方便地利用其他采油方法中的常规设备。
2、施工简单
微生物采油的施工工序简单，操作方便，工程易于上马。
3、适于低产油
微生物采油对低产、枯竭油田特别有吸引力，能提高采收率。
4、不污染环境
微生物采油技术不污染环境，不损害油地层，可在同一油藏区或同一油井中反复使用。
（三）采油微生物的生物学特性
用于油田开采的微生物一般具有以下鲜明的生物学特征：
1、厌氧或兼性厌氧。在地层无氧条件下能生长繁殖并进行厌氧发酵，在地上有氧条件下也能生长繁殖。
2、在油层高温、高压、高盐等极端环境下能生长繁殖并代谢。
3、多数采油微生物能以烃类作碳源，能以贮油层内的无机盐作氮源或作营养元素。
4、采油微生物必须与其注入油层的环境条件相配伍相适应，要在油层内能运移，能生长繁殖，能产生有机酸、气体、表面活性物质、生物聚合物、有机溶剂等多种代谢产物。能在50°以上的温度及缺氧条件下生长的中度嗜盐细菌，是微生物采油中最常用的菌种。
（四）微生物采油技术
微生物采油技术是指将筛选的微生物或微生物代谢产物注入油藏，经微生物的代谢活动和产生的代谢产物，作用于原油，改变原油的某些物理化学特性，从而提高原油采收率的技术。
根据实施过程与方法的不同，微生物采油技术可分为地上微生物采油技术和地下微生物采油技术。
1、地上微生物采油技术
地上微生物采油技术是指在地上通过微生物发酵、生产微生物的某种代谢产物，如生物多糖聚合物或生物表面活性剂，然后将发酵产品注入油藏而提高原油采收率。该技术的实质是利用选育的优良菌种在地上发酵生产采油制剂的技术。
目前，地上微生物采油技术主要是在地上发酵生产采油中广泛应用微生物多糖和微生物表面活性剂。
（1）微生物多糖
据研究，有百种以上的微生物能产生结构、性能各异的胞外多糖。能产胞外多糖的主要微生物类群是：明串珠菌属、黄单胞菌属、固氮菌属和小核菌属等。
采油工业中应用最广泛的微生物多糖是：肠膜明串珠菌或葡聚糖明串珠菌产生的右旋糖酐葡聚糖、普鲁兰出芽短梗霉产生的普鲁兰糖、齐整小核菌或葡聚糖小核菌产生的小核菌葡聚糖。采油中最具开发应用潜力的是野油菜黄单胞菌产生的胞外多糖黄原胶。
（2）微生物表面活性剂与乳化剂
以烃为碳源的微生物是生物表面活性剂的重要来源。因为石油微生物必须分泌表面活性剂，才能促使烃与水乳化。烃只有均匀地分散在水中，才能被石油微生物吸收利用。所以石油微生物是表面活性剂最丰富的基因库。
假单胞菌属、节杆菌属、不动杆菌属和棒杆菌属等是产生生物表面活性剂的主要微生物类群。微生物产生的生物表面活性剂就其化学组成来分，主要可分为糖脂类和脂肽类。分子的极性端或是多羟基的糖类或是氨基酸类，非极性端是长链脂肪酸的长链烃部分。微生物表面活性剂的粗制品或纯品注入贮油岩层，作用于油一岩石一水三相体系，降低油水界面张力，增强油水乳化，提高原油采收率。
2、地下微生物采油技术
地下微生物采油（MEOR）技术是指将在地上模拟油藏条件筛选的微生物菌种与营养物注入油藏，微生物在油藏中运移，生长繁殖，产生多种代谢产物，作用于原油而提高原油采
收率；或用生长繁殖的菌体细胞及代谢产物封堵贮油岩层大的孔道，调整水驱油剖面；或只将营养物注入油藏，激活油藏内的原生微生物，靠其生命活动提高原油采收率。
根据单井增产措施的处理方法和提高原油采油率的要求，地下微生物采油可分为6类：（1）单井周期注人微生物采油
为提高低产油井的原油日产量，在油井高压注入采油微生物，关井，使微生物运移到油井周围直径10m左右的贮油岩层，经微生物的生命活动，疏通被堵塞的油层空隙通道，增加原油的流动性，提高原油采收率。为了保持高产，需要不间断地、周期性地注入采油微生物。
（2）微生物驱油
采油微生物从注水井注入油层，微生物随注水向油井贮油层深部移动，同时进行生长繁殖，并产生多种代谢产物。细胞和代谢产物综合作用于原油，降低黏度，增加原油流动性，提高原油采收率。
（3）激活油藏微生物群落驱油
油藏中存在着天然的微生物群落，但由于营养物质贫乏，数量很少。从注水井将营养物注入油层，激活天然微生物群落，让其生长繁殖，产生多种代谢产物驱油。
（4）微生物选择性封堵
将体形较大且产生表面黏稠物质的微生物菌种从注水井注入，运移到大孔道或有溶洞的贮油岩层部位，用生长繁殖的大菌体细胞和表面黏稠物质形成的生物膜封堵大孔道或溶洞，防止注入水“指状”流动，提高原油采收率。
（5）微生物压裂液压裂
将厌氧条件下大量产生有机酸的微生物及营养物注入空隙度甚小、渗透率很低的贮油层，在高压下用有机酸溶解岩层使之形成缝隙，有利于原油流动，提高原油采收率。
（6）微生物油井清蜡
原油中含蜡量较高，会析出蜡晶固着在井壁，堵塞贮油层通往井壁的空隙通道，降低原油流动性，减少单井原油日产量。注入产生表面活性剂或溶剂的采油微生物，用其代谢产物表面活性剂、乳化剂清洗井壁，溶解固形石蜡，提高原油采收率。
（五）微生物在石油污染中的生物修复作用
1 降解石油的微生物种类及分布
据目前的研究, 能降解石油的微生物有70个属, 其中28个属细菌, 30个属丝状真菌, 12个属酵母, 共200多种微生物。海洋中最主要的降解细菌有：无色杆菌属(Achromobacter)、不动杆菌属(Acinetobacter)、产碱杆菌属(Alcaligenes)等; 真菌中有金色担子菌属(Aureobasidium)、假丝酵母属(Candida)等。石油降解菌通常生长在油水界面上, 而不是油液中。据丁美丽等[5]在胶州湾的实验证明, 胶州湾的石油降解菌在表层水体中的最高值可达4.6× 102个/mL。石油降解菌数量仅与海水的石油污染情况有关。石油降解微生物的种类和数量对海洋中石油的降解有明显的影响。一般情况下, 混合培养的微生物对石油的降解比纯培养的微生物快, 但是崔俊华等在实验中筛选出了7株高效原油降解菌。
2 石油降解菌的作用
（1）作为油污染的生物指示
以往大多数调查结果表明, 在海洋中石油烃降解细菌的数量或种群与水域受到油类物质污染的程度有密切关系,通常在被油污染的水域中, 石油烃降解细菌的数量明显地高于非油污染的水域。烃类降解菌数和异养细菌数的比值能在一定程度上反映水域受油污染的状况。丁美丽等在胶州湾的工作以及史君贤等在浙江省海岛海域的工作都证明了这一点。石油污染可以诱导石油降解菌的增殖及生长, Atlas 报道在正常环境下降解菌一般只占微生物
群落的1%, 而当环境受到石油污染时, 降解菌比例可提高到10%。说明石油污染可以使降解菌发生富集, 降解菌可以作为石油污染的生物指示。
（2）通过自身代谢作用降解石油
向水体中投加菌种净化水体的技术是从清除海洋石油污染开始的。实验室研究表明, 单一菌剂除油率为20%～50%,而混合菌剂除油率可达71.4%。丁明宇等[8]从青岛近海海水中分离、筛选到73 株细菌和10 株真菌, 并对其降解石油的能力进行了研究, 结果表明, 多数菌具有明显的降解石油的能力, 其中, 有 3 个菌株对石油的生物降解率分别高达58.35%、62.75%、71.06%。史君贤等[9]在浙江沿海海水中分离石油烃降解细菌, 并实验证明降解菌对正烷烃有明显的降解作用, 混合菌株的降解率明显高于单菌株的降解率。在20℃的条件下, 经过21d 后, 绝大部分的正烷烃被降解, 总的降解率为94.93%, 其中细菌的降解率为75.67%, 理化降解率为19.26%。在实施接种的现场生物修复处理中, 1990 年在墨西哥湾和1991 年在得克萨斯海岸都获得了成功, 现场观察表明, 在开放水体中添加降解菌是有效的。
（3）合成生物表面活性剂, 加速石油的降解
生物表面活性剂(Biosurfactants, 简称BS)是细菌、真菌和酵母在某一特定条件下(如合适的碳源、氮源、有机营养物、pH 值以及温度) , 在其生长过程中分泌出的具有表面活性的代谢产物。生物表面活性剂可以强化生物修复, 它能将烃类物质乳化, 进而促进其降解, 尤其适合处理海上溢油。Chabrabarty 曾报道, 由Pscndomona acruginosa ( 铜绿假单胞菌)生成的一种生物表面活性剂(海藻糖酯)由于能有效地将石油分散成水液滴, 因而可促进石油污染海岸的生物修复, 大大提高了Exxon Valdez原油泄漏造成的阿拉斯加污染区域石油烃的降解速度。
（4）基因工程菌
基因工程菌是将不同细菌的降解基因进行重组, 将分属于不同细菌个体中的污染物代谢途径组合起来以构建具有特殊降解功能的超级降解菌, 可以有效地提高微生物的降解能力, 从而提高生物修复效果。
通常石油降解菌只能降解某一种石油成分, 并且由于石油的种类不同, 所需降解菌也不相同, 天然环境中存在的石油降解菌不能高效地降解多种石油成分, 使基因工程菌的出现成为必然。同时, 复杂的烃类化合物混合物的降解需要有混合菌株的参与, 但不同菌株之间可能会产生竞争或拮抗作用, 从而对降解产生负面影响。使用基因工程菌可以避免此类问题。
目前, 已有人在实验室条件下获得基因工程菌并在实验室取得满意的降解效果。例如美国的Chakrabaty等使用具有CAM、OCT、XAL 和NAH4 种降解质粒的“ 多质粒超级菌” , 可以使海上浮油在几个小时内降解, 而在自然条件下这些浮油需要1a 时间才能被降解。这项技术取得了美国的专利权。但是考虑到在开放环境中使用基因工程菌的安全问题, 目前基因工程菌的使用仅限于实验室, 尚不能大规模使用。另外, 目前在研制基因工程菌时, 都采用给细胞增加某些遗传缺陷的方法或是使用携带一段“ 自杀基因” , 使该工程菌。在非指定底物或非指定环境中不易生存或发生降解作用。
3 微生物降解石油的方式
石油烃化合物可分为4 类: 饱和烃、芳香族烃类化合物、树脂及沥青质。其中, 短链的饱和烃在溢油发生初期通过挥发等作用进入大气, 其他的石油烃中, 饱和正烷烃最易降解,其次是分支烷烃, 再次是低分子量芳香烃, 多环芳烃很难降解, 树脂和沥青质极难被降解。
直链烷烃的降解方式主要有3 种: 末端氧化、亚末端氧化和氧化。芳香烃在好氧条件下先被转化为儿茶酚或其衍生物, 然后再进一步被降解。高分子量多环芳烃降解菌报道很少, 许多四环或多环高分子量多环芳烃的降解是以共代谢(Cometabolism)的方式进行的。但是共代谢完全是间接或偶然的事件, 并且风险较大, 可能会产生比母体毒性更大的化学物质。树
脂和沥青质极难被降解, 但是有报道称, 有着复杂构造的树脂和沥青质也能受到某种程度的分解[14]。
冷凯良等的实验表明, 微生物降解原油代谢产物主要是乙酸和棕榈酸为主的脂肪酸与鼠李糖形成的糖脂类表面活性剂。
4 石油降解菌的获得
由于天然海洋环境中石油降解菌数量较少, 一旦发生溢油, 不能及时对石油进行降解, 所以在溢油发生后一般要向环境中添加石油降解菌以保证石油的高效降解, 但是考虑到安全等方面的问题, 菌种不能盲目投加。一般来说, 可以把取自自然界的微生物, 经人工培养后再投入到污染环境中去治理污染。具体到海洋石油降解菌的获得, 一般为:首先选择油污染环境, 从中分离出适应性菌株, 并将其中的石油降解菌富集培养, 通过反复适应和驯化或遗传修饰进行进一步筛选, 从而培养出高效降解的菌株, 将其进一步繁殖后投加至受污染环境中或分类保存。
根据微生物与石油的作用机制, 选择高效降解微生物的标准包括：
( 1)对石油有较高的耐性。
( 2)对海洋环境的适应性较强。
( 3)对石油的降解效率高, 专一性强。
( 4)不影响海洋环境中原有的生物多样性。
虽然微生物修复主要是依靠微生物的降解能力降解污染物, 但是微生物对污染物的分解、转化也是需要条件的, 所以除了投加高效降解菌之外, 还要为这些降解菌创造必要的生存、降解条件。这样才能有效地进行石油污染修复。
5 影响微生物降解石油污染物的因素
微生物在降解石油污染物的过程会受到营养元素、表面活性剂、O2通量、温度、pH值等外界因素的影响。其中,营养元素对降解率的影响较大，尤其是N、P元素。何良菊等专门对石油烃微生物降解的营养平衡进行了研究，表明氮、磷营养物质的缺乏直接限制了石油烃的微生物降解,但添加过量反而有抑制作用,因而存在一个经济合理的添加量及添加比例，实验表明氮磷比在5∶1~6∶1比较适宜，,无机氮源比有机氮源好，硝酸盐形式的氮比铵态的氮更合适。而国内有其他研究却更倾向于氮磷比为1：1，且最佳氮源为氯化铵，最佳磷源为磷酸氢二钾和磷酸二氢钾。两种研究得出的结果不一致。
表面活性剂是影响降解效率的又一重要因素。表面活性剂对石油烃具有一定的增溶和分散作用，从而对石油降解菌的降解效率有重要作用，而有研究则指出表面活性剂对微生物存在一定毒害作用。刘庆新等通过研究，表明表面活性剂的加量多少对石油烃降解菌的影响比较复杂：加少量的表面活性剂会促进石油烃降解菌的生长，但随着表面活性剂加量的增加,菌量反而减少，证实了上述论断。
在自然环境中，大多数的石油烃类是在好氧条件下被降解的，但是微生物对石油烃的降解在有氧及缺氧两种情况下都会进行，最近有研究表明厌氧降解对饱和烃及芳香烃有着极为重要的作用。
能降解石油的微生物有嗜冷菌、嗜热菌和嗜中温菌，因此在温度低于0℃和在70℃左右的环境中均有能降解石油的微生物，大多数石油降解菌属嗜中温菌，最适温度在30℃上下，温度过高过低都会对降解效率产生抑制。
普遍认为石油降解菌是产酸菌，且适宜生长于中碱性环境中。刘庆新等研究得最佳pH 值为8.0，而其文章中也指出与一般认为的7.0不符。而Stapleton[20]等发现在pH 2.0的一处土样中，萘和甲苯仍然被降解为CO2和H2O。
6生物降解石油烃污染物的应用
利用生物降解石油烃类污染物最早见于20 世纪80 年代末美国在Exxon Vadez 油轮
石油泄露的生物修复项目中，该项目在短时间内清除了污染，治理了环境，是生物修复成功应用的开端，同时也开创了生物修复在治理海洋污染中的应用。20世纪90年代以来，生物修复技术在石油污染治理方面逐渐成为核心，取得了理论突破和重要成果。国内学者也做了大量工作，但主要为石油污染土壤和地下水的生物修复研究[38]，对海洋石油污染的生物修复研究相对较少，而且研究工作也大多停留在实验室模拟实验的水平上。闫毓霞利用土著微生物对胜利油田含油污泥进行修复实验；黄廷林等[40]对黄土地区石油污染土壤进行了室内模拟生物修复研究。
石油降解菌在实际应用中存在着很多问题，集中表现在投加高效石油降解菌来处理污染时：投加菌面临与土著微生物的竞争作用；投加菌需要适应新的生长环境；投加菌要经受环境污染物的毒性影响。这些压力使接种的外源微生物的存活率很低或者活性较弱,限制了它的实际应用。
7 展望
石油降解菌降解石油烃类污染物具有物理、化学方法所不具备的优点，它高效、经济、安全、无二次污染，在机械装置无法清除的薄油层而且化学药剂被限制使用时，生物法处理溢油的优越性便更加显著，具有广阔的研究及应用前景。目前国内外对石油降解菌的研究呈现出一定特点：
(1) 对一般性降解菌研究多，对极端环境下的石油降解微生物研究少，尤其是对低温、耐盐的石油降解菌。中国北方的大部分湿地，盐碱程度比较高，常年气温（尤其冬季）气温较低，而无论是来源海上还是来源于石油化工的污染都比较严重。在这种条件下的石油降解菌研究具有很广阔的前景。
(2) 对石油降解菌的研究多而应用少。对石油降解菌的所有研究到最终肯定要归结到实际应用中去，目前国内很多学者都对石油降解菌的单纯研究感兴趣，同时出现了大量的重复研究。国外已有成功应用先例，证明石油降解菌可以用来修复实际污染，国内仍止步不前，难于踏出实际应用的第一步。
随着大量学者的不断研究，对石油降解菌的认识肯定会不断深化，其应用也会逐渐成熟起来。
微生物在石油形成、勘探、开采、环境治理上的作用 石油常存在于地下的地质沉积岩层中，是一种复杂的烃类混合物。这些烃类可能以气态、液态或沥青质固态存在。气态烃常伴随液态烃存在。气态烃一般是从甲烷到丁烷的小分子饱和烃混合物。液态烃俗称原油，含有上千种化合物。原油和天然气存在于地下沉积岩层中，形成贮油岩层。人们通过多种方法发现油田，开采油田，为人类提供重要的能源。在发现开采油田的过程中，微生物越来越起着重要的作用。 （一）微生物在石油开采中的作用 1、微生物参与石油的形成 石油等许多燃料是在多种微生物长期直接作用下形成的。没有众多微生物的改造、分解作用，古代的生物遗体不可能变成今天巨量的化石能源。 2、微生物用于勘探石油 常规石油勘探是采取地球物理法和地球化学法等方法进行。由于地球地层结构的复杂性常常对石油勘探的结果产生质疑。为了提高勘探的准确性，在传统方法的基础上，引入了微生物勘探石油的新技术，日益受到人们的重视，并取得良好的效果。人们发现油区底土中的重烃含量与季节变化有很大的联系，而季节变化的起因与微生物活动密切相关。在底土中存在着能利用气态烃为碳源的微生物，这些微生物在土壤中的含量和在底土中的烃浓度存在某种对应的关系，因此可用这些微生物作为勘探地下油气田的指标菌。随着微生物培养技术和测定方法的不断改进，微生物勘探石油技术得到迅速发展，准确率不断提高，在实践中得到很好应用。目前它已成为石油勘探中一项重要的技术。用于石油勘探指标微生物主要是以气态烃为唯一碳源和能源的微生物，如甲基单胞菌属、甲基细菌属和分枝杆菌属的菌种。 3、微生物用于二次采油 靠地层压力将原油运到地面，称为一次采油。由于地层压力下降，一次采油所得的油量一般只占油田总储量的1/3左右，因而要进行二次采油才能获得更多的石油。通常采用强化注水法，可提高采油量，从30%提高到40% —50% 。在二次采油中，利用微生物采油也是一项重要的技术。微生物在油层中生长繁殖，发酵代谢，产生大量酸性物质和H2，CO2，CH4等气体。产生的气体可增加地层压力，产生的酸性物质溶于原油，降低原油的黏度，可能产生的表面活性剂可降低油水表面张力，把高分子烃类分解成短链化合物，使之更加容易流动，避免堵住油井输油管道，由此而提高石油的开采量。梭状芽孢杆菌属和磺弧菌属中的许多种可用于二次采油，效果明显。 4、微生物用于三次采油 经过二次采油后，油气田中仍有30%—40% 的油田需要进一步开采，即第三次采油。在三次采油中，主要选育产气量大的菌种或利用分子生物学技术构建基因工程菌，连同营养培养液一起注入油层中，通过代谢，产酸产气，分泌表面活性剂，增加地层压力，降低表面张力，消除地层堵塞，从而提高采油量，延长油井的寿命。乳酸杆菌属、肠膜明串珠菌和黄胞杆菌属常用于三次采油中，提高石油开采率。 （二）微生物采油的优点 和其他采油方法相比，微生物采油具有以下优点： 1、施工成本低 微生物采油所需设备少，可方便地利用其他采油方法中的常规设备。 2、施工简单 微生物采油的施工工序简单，操作方便，工程易于上马。 3、适于低产油
环境微生物对石油污染的修复效果及其机制 研究论文素材 引言： 随着全球能源需求的增加，石油作为一种主要能源资源被广泛开采 和利用。然而，石油的开采、运输和加工过程中常常会导致环境污染。石油污染对环境和生态系统的破坏是巨大的，因此石油污染的修复成 为了一个重要的研究领域。近年来，环境微生物修复石油污染逐渐受 到关注，并取得了许多重要的研究进展。本文将介绍环境微生物对石 油污染的修复效果以及可能的机制。 一、环境微生物对石油污染的修复效果 1. 微生物降解石油烃类物质 石油污染主要包括多环芳烃（PAHs）、石油烃、酚类等有机物。 环境微生物通过分解和代谢这些有机物，将其转化为无害的底物和气体。细菌、真菌和放线菌等微生物在这个过程中起到了关键作用。一 些细菌，如假单胞杆菌属、变形杆菌属等被证实具有良好的降解能力。此外，真菌如白木霉属、革兰氏阳性菌等也被广泛应用于石油污染的 修复中。 2. 微生物在污染源控制中的应用 除了在石油污染的降解过程中起到作用外，环境微生物还可以通过 控制污染源来减轻石油污染的影响。例如，通过微生物修复技术减少
或遏制石油泄漏，阻止其进一步扩散。微生物阻挡系统和微生物固化 剂是常用的应用方法。 3. 微生物对石油污染的生态修复 生态修复是指通过调节微生物群落、植物和土壤等因素来恢复自然 生态系统。环境微生物在生态修复中起到重要的作用，通过改善土壤 和水体环境来促进石油污染物的自然降解。例如，通过引入有益微生 物和植物来恢复石油污染土壤的生态功能，以实现石油污染的有效修复。 二、环境微生物修复石油污染的机制 1. 微生物降解途径的调控 环境微生物通过一系列酶的产生和调控来降解石油污染物。例如， 一些菌株通过表达脱氧酶、加氢酶、加氧酶等酶类来将石油烃类物质 分解为可被微生物代谢的底物。此外，微生物降解还受到温度、pH值、氧气浓度和营养物质等因素的影响。 2. 协同作用与相互作用 环境微生物之间存在着复杂的协同作用和相互作用关系。不同种类 的微生物通过分泌代谢物、相互合作或竞争等方式，共同参与石油污 染的修复过程。这种多样性的微生物群落结构可以提高石油污染物的 降解效率和修复能力。 3. 基因组学研究的进展
石油烃微生物降解 石油烃微生物降解是指利用微生物的作用来分解石油中的有机化合物。石油烃是指石油中的碳氢化合物，包括烷烃、烯烃和芳香烃等多种化合物。这些石油烃在自然界中会受到微生物的降解作用，从而降低其对环境的污染。石油烃微生物降解是一种环境友好的方法，被广泛应用于石油污染的处理和修复中。 石油烃微生物降解的过程可以分为三个阶段：吸附、生物降解和代谢。首先，石油烃会与微生物表面产生物理吸附作用，使其附着在微生物细胞表面。然后，微生物通过分泌特定的酶来降解石油烃分子，将其分解为更小的化合物，如醇、醛、酸等。最后，微生物利用这些降解产物作为能源和碳源进行代谢活动，完成对石油烃的降解过程。 石油烃微生物降解的途径可以分为两类：氧化降解和还原降解。氧化降解是指微生物利用氧气作为氧化剂，将石油烃分子氧化为二氧化碳和水。这种降解途径需要有氧环境的存在，因此主要发生在土壤和水体中。还原降解是指微生物利用电子受体，如硝酸盐、硫酸盐和铁离子等，将石油烃分子还原为低碳化合物，如甲烷和乙烷。这种降解途径主要发生在缺氧的环境中，如深海沉积物和油藏中。 石油烃微生物降解的微生物主要包括细菌、真菌和藻类等。细菌是最常见且最重要的降解微生物，可以分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴
性菌两类。革兰氏阳性菌主要通过产生外源酶来降解石油烃，而革兰氏阴性菌则通过胞内酶来完成降解过程。真菌能够分泌多种酶来降解石油烃，其中真菌属于白色腐朽菌的能力最强。藻类则主要通过吸附和利用石油烃进行光合作用来完成降解过程。 石油烃微生物降解的速度受到多种因素的影响。温度是影响降解速度的重要因素，适宜的温度能够促进微生物的生长和活性酶的产生。pH值也是一个重要的影响因素，适宜的pH值能够提供良好的生长环境。水分含量、氧气浓度和营养物质的供应也会对降解速度产生影响。此外，石油烃的种类和浓度也会对降解速度造成影响，某些石油烃分子会抑制微生物的生长和降解活性。 石油烃微生物降解在环境修复中发挥着重要作用。在石油泄漏事故中，微生物能够迅速降解石油烃，减少对土壤和水体的污染。此外，石油烃微生物降解还可以应用于石油开采中的废水处理和油藏改造中。通过选择适宜的微生物和调控环境条件，可以提高石油烃的降解效率，加快修复过程。 石油烃微生物降解是一种有效的石油污染修复方法。通过利用微生物的降解能力，可以将石油烃分解为无害的化合物，减少对环境的影响。随着对微生物和降解机制的深入研究，石油烃微生物降解技术将在环境修复和石油开采领域得到更广泛的应用。
微生物在石油污染领域的应用与发展 石油资源的开发和利用是现代社会经济发展的重要支撑，但是在石油开采、储运和加工过程中，也会产生大量的污染物，给环境和人类健康带来不良影响。针对这种情况，一种新型的治理技术——微生物技术逐渐崭露头角，并在不断发展中取得越来越大的成功。 一、微生物治理石油污染的原理及优势 微生物治理石油污染是利用微生物在石油环境中的生长、代谢和变化作用，将有害石油污染物转化为无害物质，从而降低石油污染物对环境的危害。而且微生物治理具有用微量化学试剂进行治理所无法实现的一些优势： 1.可降解性强：微生物能够通过吸附、降解、转化等方式对不同种类和类别的石油污染物进行处理，具有较强的降解能力。 2.节省成本：对于基于化学治理技术的石油污染治理方法而言，高昂的化学试剂价格和昂贵的设备运行费用往往使得大面积污染场地的治理经济成本过高，而微生物治理技术不仅设备成本相对低廉，而且不会产生二次污染。 3.其效果稳定性好：微生物在原有环境中生长繁殖适应性强，且适用范围广，不易受环境污染物和气候等因素的影响，与环境长久稳定关系良好。 二、微生物治理技术的种类 常用的微生物治理技术主要包括： 1. 生物增强法：该方法基于引入特定微生物菌株，加速石油污染环境中污染物的降解。生物增强法的优势体现在其增加污染物降解速度，提高生物活性，减少了建设期和维护成本等多个方面。
2. 生物修复法：该方法基于引入一定的菌群，使生物群落达到生态功能的恢复水平。生物修复法通过创造优势微生物，最终达到生物群落再生、重新构建健康的环境的效果。 3. 生物吸附法：与化学吸附法相似，该方法通过微生物生命活动产生或者自身细胞表面含有特定化学基团，实现对石油污染物的吸附、去除和转化等处理。 三、微生物治理技术的应用前景 当前，微生物治理技术在石油污染治理领域得到了广泛应用，并且不断发展壮大。 1、在石油勘探开采阶段，可以通过降低或消除石油污染物的深入渗透，保护生物活动区域的生态改善，增强石油采集井的产能，让石油勘探更加安全和可靠。 2、在石油加工领域，微生物能够Adsorb和降解重油异构体，利用化学食物链同时降低石油蒸发挥发特技。 3、在石油管道事故中，微生物技术也可应用，例如通过菌群生物防腐降解处理液压油管道内腐蚀炸出的铁锈和污垢等。 综合上述，微生物治理石油污染成为了石油污染治理的一个重要技术选择。未来，随着科学技术的不断进步和微生物治理技术的不断发展，微生物治理技术在石油产业领域的应用前景将更加广阔。
微生物治理海洋石油污染研究进展 海洋石油污染是一种普遍存在于海洋环境中的环境问题。随着国内外经济的快速发展 和工业化进程的加速，海域开发及石油生产等活动频繁，海上事故和石油泄漏事故也越来 越多。这些污染物的释放，不仅对海洋生态环境造成了损害，而且还对人类的健康产生了 危害。因此，寻找一种高效的处理手段，解决海洋石油污染问题具有重要意义。 微生物治理海洋石油污染的原理是利用某些微生物对石油和石油分解产物的分解能力 来促进石油的降解。微生物降解石油的过程是一个复杂的生化反应过程，可分为四个步 骤： 1.吸附与油水分离阶段：石油发生泄漏后，在海洋表面形成一层油膜，被微生物吸附。微生物通过生物趋化现象或主动攻击移动到石油附近，在水油分界面处产生胞外聚集体， 并利用海洋表层水体中的氧气和营养物质进行代谢。 2.分解与代谢阶段：微生物在石油表面或水油分界面处，通过胞内内酰胺酶、脂肪酶 和孢子内膜酶等酶类，将石油分子切割成小分子油，然后通过细胞内代谢途径进行分解和 转化。 3.生长繁殖阶段：微生物通过利用石油中的碳、氧和氮等元素，合成新的细胞质和酶类。在适宜的温度、pH值、盐度、营养及氧气等条件下，表现出较快的生长速度和繁殖能力。 4.细菌死亡与养分释放阶段：微生物在代谢后进入退化阶段，部分微生物会因营养物 质枯竭、有毒物质积累或压力过大等因素进入死亡状态，释放出大量营养物质，可供其他 微生物利用，还原海洋污染物质的浓度。 1.单一菌种处理法：单一菌株可依靠特定酶系降解石油中的特定组分，因此其降解速 度和能力相对较强。但随着时间的延长，其降解能力会下降，这就需要更新菌株。 2.混合菌种处理法：混合菌种法利用多种细菌在石油的不同物理化学环境中的互补作用，协同进行石油分解。其降解速率快，降解效果好，还可增加细菌生态平衡性。 3.现场培育微生物处理法：现场培育微生物处理法是指在石油泄漏现场采集表层水和 泥沙等样品，建立原生现场微生物菌群，并以自然界中的微生物进行处理的方法。这种方 法适用性强，操作上也相对简单，但要求处理现场布设得当，采样与培养条件得到很好控制。 4.基因工程菌株处理法：通过改造微生物的基因，使其对石油降解产生更好的应激响应，使其降解效率和适应环境的能力得到大幅度提高。但不稳定性较强，并存存在伦理等 问题。
微生物在石油污染治理中的应用研究石油污染对环境和生态系统造成了严重威胁，需要寻找有效的方法来治理石油污染。近年来，微生物技术在石油污染治理领域引起了广泛关注。本文将探讨微生物在石油污染治理中的应用研究，并介绍相关的实验研究成果和潜在的应用前景。 一、微生物降解石油污染物的机制 微生物在石油污染治理中的应用主要依赖于其降解石油污染物的能力。微生物能够利用石油中的有机化合物作为能源和碳源，通过代谢途径将其分解为无害的物质。这一过程需要多种微生物参与，包括细菌、真菌和藻类等。微生物通过酶的作用将石油污染物降解为较小的化合物，最终形成二氧化碳和水等无害物质。微生物降解石油污染物的机制复杂而多样，研究人员通过分离和鉴定微生物菌株以及分析代谢途径来深入探究这一过程。 二、微生物在原位生物修复中的应用 原位生物修复是指在石油污染现场直接利用微生物来降解和修复石油污染物的方法。相比于传统的物理化学方法，原位生物修复具有成本低、环境友好等优点。微生物降解石油污染物的能力使其成为原位生物修复的理想选择。研究人员通过选择适应性强的微生物菌株，优化生长条件，并添加适当的营养物质来增强微生物降解石油污染物的效果。实验证明，原位生物修复在一些石油污染土壤中取得了良好的修复效果，为实际应用提供了重要的支持。
三、微生物在生物吸附中的应用 生物吸附是指利用微生物表面的吸附剂吸附石油污染物的过程。微 生物表面的胞外聚合物、菌体和菌丝等结构具有一定的吸附能力，能 够吸附石油中的有机化合物。通过研究微生物的吸附能力及其影响因素，可以优化生物吸附过程，提高吸附效果。微生物与吸附物质之间 的相互作用机制也是研究的重点内容之一，研究人员通过实验和数值 模拟等方法揭示了微生物生物吸附的机理。 四、微生物在生物界面活性剂增效中的应用 生物界面活性剂是指由微生物产生的具有表面活性的分子。这些分 子能够与石油等疏水性物质相互作用，减小其表面张力，促进石油污 染物的降解和释放。微生物通过分泌界面活性剂来增加自身降解污染 物的能力，从而提高石油污染治理效果。研究人员通过筛选产生界面 活性剂能力强的微生物菌株，优化培养条件，并进一步研究界面活性 剂的生产与利用机制，以提高界面活性剂在石油污染治理中的应用效果。 五、微生物在石油污染治理中的潜在应用前景 微生物技术在石油污染治理中的应用已取得了一定的成绩，但仍存 在一些挑战和问题。石油成分的复杂性和多样性使得微生物降解过程 相对困难，研究人员需要进一步探索新的微生物降解途径和策略。此外，微生物在不同环境条件下的适应性和稳定性也是需要考虑的因素。研究人员可以通过遗传工程和基因编辑等技术手段来改良微生物的降
微生物降解石油的过程 微生物降解石油的过程 石油是由来自植物和动物人类活动而留在地下的有机物质形成的，深在地下积聚多年，并经过高压和高温作用，形成的液态的分子结构特殊的化合物。石油是一种重要的非再生资源，被广泛应用于交通运输、冶金炼钢、精细化工、燃料、塑料、建材等行业，可以满足人们的大量需求。但是，由于石油物质的极强毒性，以及石油的储量不断减少，对环境造成危害，使得人们开始探索石油的降解技术。 石油的降解过程可以通过微生物的生物降解方式来实现。微生物的生物降解是指微生物以氨基酸、糖、脂肪酸和短链液化石油的产物为生长和繁殖的营养物质，凭借其特有的降解能力，将石油分解成较小的物质，并最终将其转化成水和二氧化碳。 由于石油中的有机物几乎没有生物降解能力，因此石油的降解过程首先必须依靠微生物来完成。石油在地下受到高温和高压作用而形成，它的分子结构和稳定性非常强，因此微生物需要一定的条件才能开始对它进行降解。一般来说，在微生物耗氧式的降解过程中，要求温度在20-35℃之间，氧气浓度大于5mg/L，pH值在6-8之间，还需要添加特定的促进剂，如磷酸盐类和氨基酸类。 在符合生长条件的情况下，石油降解的具体过程分为三步：第一步，细菌把石油的有机物分解为耗氧物，如烷烃、烯烃等；第二步，细菌将耗氧物进一步分解成较小的有机物，如羧酸、羰基等；第三步，细菌将这些物质分解为二氧化碳和水，从而实现石油的有效降解。
微生物降解石油有许多优势，它既有效又安全，可以在低温、高温、高压和油水混合物等环境中有效解决石油污染问题。此外，微生物降解技术不仅可以清除土壤中的污染，还可以清除水体中的污染物，从而有效的保护我们的环境。 综上所述，微生物降解石油的过程是通过微生物的生物降解技术来实现降解的，它的过程分为三步，除了有助于保护环境，还能有效减少石油耗用，为我们延缓石油枯竭的恶性循环提供了有益的技术依据。
微生物降解石油心得体会 在地球上，石油被广泛应用于工业、交通和生活中，不可否认，它的使用带来了巨大的便利和经济收益。然而，石油的开采和使用也带来了许多环境问题，其中之一就是油污染。油污染是由于石油泄漏、石油运输事故或石油设施的失效导致的，会对土壤、水体和动植物造成严重的影响。为了解决这一问题，科学家们发现了微生物降解石油的能力，并且已经取得了一定的成果。 微生物降解石油是指利用微生物及其酶的活性来降解石油中的有害化合物。微生物在自然界中广泛存在，它们可以分解许多有机物质，包括石油中的烷烃、芳烃和多环芳烃等化合物。这些微生物通过代谢作用将石油中的有害物质转化为二氧化碳和水，从而将其降解为无害的物质。这种降解过程不仅可以减轻石油污染，还可以回收石油中的能源。 在微生物降解石油的研究中，石油降解菌是关键的研究对象。石油降解菌是一类能够利用石油中的化合物作为唯一碳源和能源的微生物，它们具有高度的适应性和专一性。通过对石油降解菌的研究，科学家们可以了解它们的生理特性、代谢途径和酶的催化机制，为微生物降解石油提供理论和实践指导。 在实际应用中，微生物降解石油的方法主要包括原位生物修复和外部添加微生物菌剂两种。原位生物修复是指通过引入适合的微生物到油污染土壤或水体中，让它们在自然环境中降解石油。外部添加微生物菌剂是指将经过培养和筛选的石油降解菌添加到污染的土壤或水体中，以加速石油的降解过程。这两种
方法各有优缺点，根据实际情况选择合适的方法可以取得良好的效果。 微生物降解石油在环境修复和石油污染处理方面具有广阔的应用前景。首先，微生物降解石油是一种可持续的技术，它利用自然界存在的微生物资源，不会产生较多的废物或副产物。与传统的物理或化学方法相比，微生物降解石油对环境的影响更小。其次，微生物降解石油还可以回收石油中的能源，将石油中的化学能转化为微生物的生物质和能量。这对于解决能源危机和促进可持续发展具有重要意义。 然而，微生物降解石油也存在一些挑战和难点。首先，石油中的有害化合物种类繁多，微生物要同时降解多种化合物是一项复杂的任务。其次，微生物降解石油的速率相对较慢，需要一定的时间才能达到满意的降解效果。此外，微生物降解石油需要适合的温度、pH值、氧气和营养物质等条件，这对于实际应用的操作和控制提出了一定的要求。 总的来说，微生物降解石油是一项具有重要意义和潜力的研究领域。通过利用微生物的降解能力，可以有效地减轻石油污染对环境的影响，并促进石油资源的可持续利用。未来的研究应该进一步深入了解微生物降解石油的机制和调控策略，以提高降解效率和降解速度。只有这样，才能更好地应对石油污染带来的挑战，实现环境的可持续发展。
石油污染物的生物降解机制研究石油是现代社会的重要能源来源，然而，石油开采和使用过程中产生的污染物却给环境带来了巨大的威胁。石油污染物的生物降解机制的研究对于环境保护和污染治理具有重要意义。本文将重点讨论石油污染物的生物降解机制以及相关的研究进展。 一、石油污染物的种类及影响 石油污染物主要包括原油、石油产品和石油废弃物等。这些污染物的存在会对土壤、水体和空气产生严重的污染影响，导致环境生态系统的紊乱和生物多样性的丧失。目前，人们主要关注的石油污染物有石脑油、苯、甲苯、二甲苯和苯并芘等。 二、石油污染物的生物降解机制 石油污染物的生物降解是指利用生物体、微生物和酶等生物组分将石油中的有机物转化为无机物的过程。生物降解可以通过多种途径进行，主要涉及到以下几个环节： 1. 吸附和降解基因的表达 生物体吸附石油污染物后，通过基因的表达来降解有机物。这一过程涉及到一系列的代谢途径和酶系统，如脱脂酶、醌酸酶和过氧化物酶等。这些酶可以将石油中的多环芳烃等有机物降解为低毒或无毒的物质。 2. 微生物共代谢
通过微生物共代谢作用，多种微生物合作降解石油污染物。微生物共代谢作用是指除了产生生物降解产物外，还产生了其他代谢物的过程。这种方式能够提高降解效率，并进一步减少对环境的影响。 3. 微生物协同降解 微生物之间的相互作用和协同降解在石油污染物的生物降解过程中起着重要的作用。一些微生物在降解石油污染物时，通过分泌物和细胞间通信物质来促进菌群的协同作用，提高降解效率。 4. 生物修复 除了微生物降解外，植物也可以通过吸附和转运等方式去除环境中的石油污染物。植物的根系和叶片表面具有很强的吸附能力，在重金属和有机物的修复中发挥着重要作用。 三、石油污染物生物降解机制研究的进展 近年来，随着对石油污染问题的关注度不断提高，科学家们对石油污染物的生物降解机制进行了广泛研究。他们通过实验室模拟和野外调查等手段，探索了石油污染物的降解过程和机制。 1. 微生物种类和功能的研究 科学家们通过分离和鉴定环境中的微生物，研究它们的降解能力和代谢途径。一些细菌和真菌被发现能够高效地降解石油污染物，这为生物修复和治理提供了新的思路。 2. 酶的特性和应用
微生物在油田污染土壤修复中的应用与石油 资源保护 近年来，随着全球石油需求的日益增加，石油资源的保护成为了一个重要的问题。然而，石油开采和加工过程中产生的污染对土壤环境造成了严重的破坏。为了解决这一问题，微生物修复技术被广泛应用于油田污染土壤的治理。本文将介绍微生物在油田污染土壤修复中的应用以及其在石油资源保护中的重要作用。 一、微生物修复技术的原理和优势 微生物修复技术是利用微生物降解有机物、转化重金属和吸附有害物质的特性来修复污染土壤的一种生物治理方法。该技术具有以下优势： 1.高效降解：微生物能够分解石油中的有机物，将其转化为无害物质，使土壤得到有效净化。 2.广泛适用：不同类型的微生物可以应用于不同种类的土壤污染，具有广泛适用性。 3.环境友好：相比传统的物理和化学方法，微生物修复技术无需额外添加化学物质，对环境影响较小。 二、微生物在油田污染土壤修复中的应用
1.石油降解菌的应用：石油污染土壤中存在大量的石油烃物质，而 一些特定的细菌具有降解石油烃的能力。通过引入这些细菌，可以加 速石油烃的降解过程，从而使土壤得到修复。 2.重金属转化菌的应用：石油开采和加工过程中会释放出大量的重 金属污染物，严重影响土壤质量。某些微生物可以转化这些重金属， 将其转化为稳定的形态，减轻对土壤的污染。 3.微生物促进植物生长：微生物还可以与植物共生，促进植物生长。通过引入特定的微生物，可以增加土壤中的有机质含量和养分供应， 提高土壤的肥力，从而恢复土壤生态系统的稳定性。 三、微生物修复技术对石油资源保护的重要作用 1.减少石油资源的浪费：石油污染土壤修复技术可以有效降解和清 除土壤中的石油物质，减少石油资源的浪费。 2.保护地下水资源：油田污染土壤中的石油物质容易渗透到地下水中，对地下水质量造成威胁。微生物修复技术可以阻止石油物质向地 下水的迁移，保护地下水资源的安全性。 3.降低石油生产过程中的环境风险：石油开采和加工过程中产生的 废水和废气会对周围环境造成污染。通过微生物修复技术，可以降解 和减少这些废物的释放，减低环境风险。 综上所述，微生物在油田污染土壤修复中具有重要应用价值。通过 应用微生物修复技术，不仅可以净化受污染的土壤，还可以保护石油 资源和维护生态环境的稳定性。在未来的研究和实践中，我们需要进
微生物驱油技术 随着人们对石油资源的不断开采，石油储量逐渐减少，因此提高石油采收率已成为全球性的重要问题。微生物驱油技术作为一种新型的采油技术，具有很大的发展潜力，因此越来越受到人们的。 微生物驱油技术是一种利用微生物代谢产物来提高石油采收率的技术。通过将特定的微生物注入油藏中，使其与原油相互作用，改变原油的物理性质和流变性，从而提高采收率。该技术具有成本低、操作简单、环保等优点，已成为石油工业中的重要研究方向。 降低原油粘度：微生物代谢产物中的表面活性剂可以降低原油的表面张力，从而降低原油的粘度，使其更容易流动。 改变原油结构：微生物代谢产物中的某些物质可以与原油中的烃类物质发生反应，改变其结构，从而增加其流动性。 产生气体：微生物在油藏中代谢时会产生气体，如二氧化碳和甲烷，这些气体可以驱动原油流动。 改善油藏条件：微生物代谢产物中的某些物质可以改善油藏的物理性质，如渗透率和孔隙度，从而提高采收率。
优点：微生物驱油技术具有成本低、操作简单、环保等优点。由于该技术利用微生物代谢产物来提高石油采收率，因此可以针对不同油藏的特点进行定制化应用。 缺点：微生物驱油技术的实施需要大量的微生物和相关设备，同时需要确保微生物在油藏中的存活和代谢。该技术的实施过程中还需要考虑油藏的地质条件和流体性质等因素，因此存在一定的技术难度。 随着人们对石油资源的需求不断增加，提高石油采收率已成为全球性的重要问题。微生物驱油技术作为一种新型的采油技术，具有很大的发展潜力。未来，随着技术的不断进步和应用范围的不断扩大，微生物驱油技术将有望成为一种高效、环保的采油技术。随着人们对微生物驱油技术的研究不断深入，将有望发现更多的微生物种类和代谢产物，为该技术的发展提供更多的可能性。 摘要：微生物驱油技术是一种新型的提高石油采收率技术，通过利用微生物及其代谢产物与石油的相互作用，实现原油的增产。本文对微生物驱油技术的研究现状、方法、成果及不足进行了综述，旨在为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。 引言：随着全球石油资源的不断减少，提高石油采收率已成为世界各国面临的重大问题。微生物驱油技术作为一种新型的提高采收率方法，
微生物在石油开采中的应用 摘要：经过几十年的发展，微生物采油技术（MEOR）已经成为继热力学驱、化学驱、聚合物驱之后的第4种提高采收率的新“三采”技术。已经引起了石油工程技术人员的空前关注。本文阐明了微生物采油的方法及特点、作用机理及应用，最后对微生物采油的前景做了展望。 关键词：微生物采油；机理；作用机理；菌种筛选。 前言：MEOR应用于三次采油、提高原油采收率的一项高新技术。主要特点是成本低、适应性强、施工方便、不伤害地层、不污染环境。特别对于枯场或近枯场的油旅更显示其强大的生命力。微生物在生物代谢作用下所产生的酶类，可以裂解重质烃类和石蜡，使原油粘度、凝固点降低，从而降低原油的流动阻力，改善原油的流动性能，提高原油产量和采收率。 1、微生物采油的背景、方法及特点 当今石油工业面临的一个重要问题是怎样采出在开发成熟的油田和即将枯竭的油田中仍然留在地下未被开采出的很大百分比的原油可采储量。新的技术必须通过经济方法处理现有生产井和扭转井堵塞的加速度，从而延长油田的生产寿命并且提高油藏的原油采收率。 我国稠油（高黏度重质稠油，黏度在1000mPa·s以上）资源分布很广，陆地稠油约占石油总资源的20%以上。稠油突出的特点是沥青质、胶质的含量比较高，具有高凝固点、难流动、难开采、高成本等特点。在我国的准噶尔盆地、塔里木盆地、吐鲁番盆地、渤海湾盆地和松辽盆地等盆地中有丰富的稠油资源，也发现了许多稠油大油田，如塔里木的塔河油田、渤海的PL193油田等，如果能寻找到一种经济有效的方法采出这些原油，对缓解我国石油进口压力具有重要意义。于是研究人员将目光转到微生物上，希望借助于以原油为碳源的微生物能够解决这些短板。 MEOR是指利用微生物提高石油采收率的各种技术总称，凡是与微生物有关的采油技术均属于MEOR。微生物提高石油采收率并不是一种单一的方法，具有明显的优点：①成本低，微生物的主要营养物之一是用通常手段难以采出的石油，微生物的繁殖能力和适应性很强，作用效果持续时间长。这尤其对边际
微生物治理海洋石油污染研究进展 1. 引言 1.1 石油污染对海洋生态系统的危害 海洋是地球上最大的生态系统之一，承载着丰富的生物多样性和资源。随着工业化进程的加快和人类活动的增加，海洋石油污染日益严重，给海洋生态系统造成了严重的危害。 石油污染会直接危害海洋中的生物，如鱼类、海龟、海鸟等，石油接触后会破坏它们的皮肤和羽毛，影响它们的呼吸和营养摄取，严重时还会导致死亡。石油污染还会对海洋中的浮游生物和底栖生物造成毒害，破坏海洋生态系统的平衡。 除了对海洋生物的直接危害，石油污染还会对海洋生态系统的结构和功能产生长期的影响。石油的毒性会累积在食物链中，引起生物放大，导致生态系统失衡。石油污染还会导致海洋中的微生物数量和多样性下降，影响了生态系统的自净能力。 1.2 微生物在海洋石油污染治理中的作用 海洋石油污染是一种极具破坏性的环境问题，不仅会对海洋生态系统造成严重影响，还会危害人类健康和经济利益。在这个问题中，微生物扮演着重要的角色。微生物在海洋石油污染治理中的作用被广泛关注和探讨。
微生物是自然界中最为丰富和多样的生物群体之一，它们具有天 然的降解能力，可以利用石油中的化学物质作为能量来源，并将其转 化成无害的物质。微生物降解石油的过程主要包括吸附、分解、氧化 和还原等步骤，通过这些生物化学过程，微生物可以有效地清除海洋 中的石油污染物。 研究表明，不同类型的微生物对石油的降解能力存在差异。一些 厌氧微生物如硫酸盐还原菌和甲烷氧化古菌在缺氧条件下可以有效降 解石油，而一些需氧微生物如石油酵母和石油细菌则在有氧条件下具 有较高的降解效率。 利用微生物进行海洋石油污染治理已经成为一种具有潜力的方法。研究人员通过开展微生物治理海洋石油污染的相关研究，不断提高微 生物降解石油的效率和速度，为解决海洋石油污染问题提供了新思路 和途径。 2. 正文 2.1 微生物降解石油的机制 微生物降解石油的机制是指微生物通过一系列生物化学反应将石 油分子分解为较小的有机化合物和最终为无害物质的过程。这种机制 是一种天然的、有效的石油污染治理方式。 在微生物降解石油的过程中，主要涉及到微生物代谢能力的作用。首先，微生物通过分泌酶类物质来降解石油中的碳链结构，将石油分 子分解为较小的碳水化合物。接着，微生物将这些分解产物代谢为能
微生物吞吐采油技术发展思考 随着越来越多的老油田开采进入中晚期，以及油气价值的不断提升，再加上传统采油 方法的局限性和环境压力的不断增加，微生物吞吐采油技术在油田勘探开发领域逐渐崭露 头角。在微生物吞吐采油技术中，微生物的生命活动将油藏中油水分离，使易流动的原油 被提取并移动，从而达到提高采收率的目的。本文将从微生物吞吐采油技术的原理、现状 和应用前景三个方面进行探讨和思考。 微生物吞吐采油技术是一种生物采油技术，其基本原理是将一定的微生物添加到油层中，通过活跃的微生物代谢产物与油层的作用，分解油藏中的碳源分子，并从注入物中得 到能量，同时吞吐水分子，抑制水与油之间的粘度，使其分离，从而使原油在油层中的流 动性增强，提高油藏采收率。 微生物在油层中是一种高效而特殊的生物降解剂，其代谢物能够刺激微生物吞噬、降 解油烃物，还能够换液－油层微生态系统，改善油藏中的水力条件，从而使油藏的渗透率 提高，流体性能得到改进，更好地满足采油工程的要求。 目前，国际上已经有了许多微生物吞吐采油技术的研究报道，并取得了一些积极的效果。例如，美国石油基金会（API）就对微生物吞噬技术进行了长期的实验，获得了显著 的油田采收率提高效果；我国也在这个领域进行了大量的研究，如龚金龙等在渤海海域对 微生物吞吐技术进行了应用，在提高油田开采效率方面取得了一定的成果。 不过，微生物吞吐采油技术在应用上也存在一些问题和限制。由于油藏环境复杂，微 生物吞吐采油技术的成功与否与深层微生物数据及现场拱墅水、油藏物性等密切相关，同时，微生物吞吐采油技术在生态环境中的影响等问题也需要充分考虑。 相对于传统采油技术，微生物吞吐采油技术具有更为环保、节能、可持续等特点，且 在极端环境下发挥作用的能力非常强。因此，微生物吞吐采油技术在未来油气资源勘探开 发中具有广阔的应用前景。 未来，可以进一步加强微生物吞吐采油技术的研究，通过实验验证和应用示范，完善 技术体系，发挥微生物的更大潜力，进一步提高油田采收率，促进油气资源的可持续利用。同时，我们也要充分考虑技术在应用过程中可能带来的不利影响，积极探寻应对方案，保 护环境，实现可持续发展。
生物技术在石油化工中的应用 石油化工是现代工业生产中的重要部分，它涉及到石油加工、化学工程、材料工程等 多个领域，对于工业生产和人们日常生活都起到了重要作用。石油资源的有限性和对环境 的影响，使得人们开始寻找更加环保和可持续的替代品。生物技术的发展为石油化工的可 持续发展提供了新的途径，生物技术在生产过程中的应用可以降低化工生产对环境的影响，提高生产效率，同时也为替代石油资源提供了新的可能。 在石油化工中，生物技术的应用主要体现在生物降解技术、生物转化技术和生物合成 技术等方面。生物降解技术是将微生物应用于石油产品的降解过程中，通过微生物对石油 产品进行分解，将固体、液体和气体的有机废弃物降解为更小的分子，减少有机废弃物对 环境的污染。目前，生物降解技术被广泛应用于石油污染的清洁和治理工作中。生物转化 技术是通过微生物将有机废弃物转化为有用的化合物，如生物柴油、生物燃料乙醇等，这 些化合物可以替代传统的石油产品，从而减少对石油资源的依赖，降低化工生产对环境的 影响。生物合成技术是通过合成生物体内的代谢途径，生产出有机合成化合物，也可以用 于替代传统石油产品，是绿色的替代品。这些技术的应用不仅提高了石油化工企业的效益，同时也降低了对自然资源的消耗，减轻了对环境的负面影响。 生物技术在石油化工中的应用取得了显著成就，但仍存在一些挑战。生物技术的研发 和应用需要大量资金投入，研究人员需要熟练掌握生物学、化学、工程学等多个学科的知识，研究周期长，风险大。生物技术在工业化生产中的规模化应用仍面临技术难题，如微 生物的培养、发酵工艺、产品提纯等方面的技术难题。“石油资源的有限性”和“石油资 源的环境影响”使得在生物技术中有很多可用的材料，但是如何使得这些生物技术的应用 更普遍化，提高规模化，是人们需要思考的问题。 作为石油化工企业，应当加强研发投入，不断探索新的生物技术应用领域，提高技术 水平，加快技术创新步伐。要加强与科研机构、高校等合作，积极引进国内外先进的生物 技术研发成果，加强技术交流与合作，共同推动生物技术在石油化工中的应用和发展。政 府也应加大对生物技术研发和应用的支持力度，出台相关政策和法规，为生物技术在石油 化工中的应用创造更好的环境和条件。 生物技术的应用为石油化工的可持续发展提供了新的途径，生物技术在石油化工中的 应用不仅有助于减少对石油资源的依赖，降低对环境的影响，同时也为替代石油产品提供 了新的可能。未来，生物技术在石油化工中的应用前景广阔，有望为石油化工行业的转型 升级注入新的动力。希望在各方的共同努力下，生物技术在石油化工中的应用能够得到更 加广泛的推广与应用，为石油化工的可持续发展贡献更多的力量。
微生物采油机理及应用 随着世界经济的飞速发展,能源的生产与供求矛盾越发突出,石油作为工业发展的命脉,由于其储量的有限性,使得人们对它的研究和关注程度远胜于其它能源。寻找有效而廉价的采油新技术一直是专家们不断探索的问题。 有资料表明我国原油开采采出率仅有30%左右,远低于发达国家50%-70%的采出率,高粘、高凝和高含腊的胶质沥青油藏为原油的开采带来诸多困难,而新型微生物采油系列产品对“三高” 油藏的开发具有较强的针对性,能使采出率大幅度提高。 定义 微生物采油技术是一项利用微生物在油藏中的有益活动来提高石油产来提高石油产量的三次采油技术。将地面分离培养的微生物菌液和营养液注入油层,或单独注入营养液激活油层内微生物,使其在油层内生长繁殖,产生有利于提高采收率的代谢产物,以提高油田采收率的方法。微生物采油是技术含量较高的一种提高采收率技术,不但包括微生物在油层中的生长、繁殖和代谢等生物化学过程,而且包括微生物菌体、微生物营养液、微生物代谢产物在油层中的运移,以及与岩石、油、气、水的相互作用引起的岩石、油、气、水物性的改变【1】。同时,微生物在油层中生长代谢产生的气体,生物表面活性物质,有机酸,聚合物等物质,这些微生物的代谢产物通过降低原油表面张力和粘度,可提高岩石孔隙介质中原油的流速,增强洗油和驱油效果,提高原油采收率。来提高原油采收率的一种方法[2]。 机理 微生物的采油机理是什么?在大量研究的基础上,一般认为可能的机理有下几点:
(1)微生物生长代谢能降解原油的重组分变成轻组分, 产生的CO2、H2、N2、CH4 等气体增加油层压力, 并降低原油的黏度, 使其流动性变好。 (2)微生物生长代谢产生能促使油释放的代谢产物, 如低分子量的醇、有机物、生物表面活性剂等, 使油水界面张力降低, 从而使原油从岩石中释放出来; (3)微生物代谢产生的生物聚合物可控制液体流动, 或者形成选择性封堵: (4)溶剂性产物可溶解原油, 生成的CO2、H2、CH4 等小分子产物可起到溶解驱油的作用。 从已知的采油机理可知微生物提高采油率是一种多用途的技术, 应用该技术可以解决原油渗透率低、扫油效率低、流度比不利、气锥进、水锥进、圈闭渍及结蜡结垢等问题,具体到各种工艺, 微生物采油的机理又有所不同, 不同的工艺设计可以解决不同领域的问题, 这给油田操作者提供了广泛而多样的选择[3] 。 采油微生物产物分析 采油微生物代谢产物及其分析是研究微生物采油机理研究的重要理论基础, 包木太总结了以烃为碳源的采油微生物在模拟油藏条件下的主要代谢类型和对油藏的作用的基础上,概括了采油微生物代谢产物的定性和定量分析方法(短链有机酸分析-衍生化法、等速电泳法等)和生物表面活性剂样品的提取和分析方法(轴对称液滴分析法、快速液滴破裂实验法、直接薄层色谱法等) 以及生物气分析和有机物分析,同时指出了进一步详尽的研究采油微生物代谢产物对微生物采油机理的研究和不同类型油田的技术应用的意义。 微生物采油的方法及其优点: 微生物采油基本方法广义地说主要包括两大类:一类是利用微生物产品如生物聚合物和生物表面活性剂作为油田化学剂进行驱油,称为微生物地上发酵提高采油率工艺,即生物工艺法,目前该技术在国内外已趋成熟;另一类是利用微生物及其代
微生物与石油工业 引言微生物是种类繁多、形体微小、结构简洁的低等生物,通常包括病毒、衣原体、支原体、立克次氏体、细菌单细胞藻类、原生动物等[1]。由于微生物分布广、繁殖快,因此对人类的一切生产活动均产生影响。包括勘探、开发、炼制等几大工程的石油工业,都与微生物有着亲密的关系。目前,石油微生物学[2]已发展成特地学科,研究微生物与油气的生成、开采、化工、燃料腐蚀和侵染以及环境保护等关系,并依据微生物特点开发新的石油微生物技术已成为必定趋势。 1微生物勘探与开发 1.1微生物勘探20世纪50年月,美国Ｐｈｉｌｌｉｐｓ石油公司开创了微生物勘探的先例。由于油气藏轻质组分中的甲烷和乙烷可透过盖层挥发到地表,因此,这些组分将影响地表土壤中微生物的分布及生长状况。假如该地区有油气藏,地表土壤中将含有数量较多的甲烷和乙烷氧化菌。微生物勘探就是在不同地区取土样,通过分析微生物种类及数量来推想该区是否有油气藏存在。该技术与地球化学勘探一样,可作为钻井勘探前期的辅助手段,特点是成本低,操作便利。一般在要勘探的区域确定取样点,取样点纵、横相距1ｋｍ,取样深度1.5ｍ左右,依据样品分析结果确定有无油气藏和也许位置。前苏联、德国曾成功地应用了微生物
勘探技术,成本比三维地震或钻井要低得多[3]。美国曾在堪萨斯州应用微生物预估干井68口[4],经检验55口确为干井,成功率81%;预估产油井18口,其中13口产油,预估油井成功率70%。我国曾在东海西湖凹陷成功地应用过微生物勘探技术,预估结果与已有的地质、物探资料及钻探结果相吻合[5]。 1.2微生物采油技术微生物采油是近20年快速发展起来的新技术,该技术是应用微生物及其代谢产物来改善残余油流淌性、增加低渗透带的渗透率,同时,由于微生物具有生长繁殖的特点,当其进入地层某处时,能就地生长代谢,产生代谢产物。生物多糖的产生及细菌细胞本身的增殖,造成局部微环境中代谢产物的高浓度,对地层起调剖作用,从而提高石油采收率。微生物原料来源广,现场不需要大型设备,操作简洁。另外,由于微生物采油应用的全部物质均为可生物降解物质,产出液无后处理问题,因此,该技术属环保技术。微生物采油的局限性在于:①微生物不仅应能在地层条件下生存,而且必需能生长代谢,产生代谢产物,增加微生物个体数量;②微生物应能有效地作用于地层中的残余油。实际上,地层条件对微生物的生长极其不利,而且同一种微生物不可能适应全部的油藏,也不是全部的油藏都适合微生物采油,很多油藏由于温度或矿化度太高,不适合于进行微生物采油。③微生物进入地层也不可避免地发生稀释、吸附和变性,从而产生一系列问题。
微生物采油技术在石油开采中的应用 在微生物采油技术的实际应用过程中，需要把微生物引入到油层中，让微生物在油层内部进行生长繁殖，产生代谢物，进而降低石油开采工作的难度，提升石油开采工作的效率。微生物采油技术的主要技术原理是，微生物将石油当中的烷烃作为自身的营养源，进行生长繁殖相关的化学反应同时产生代谢物。烷烃中的代谢酶对微生物的生长繁殖有着极为显著的影响。在微生物进行生长发育时，会改变石油的现有结构，从而让石油的属性发生变化，最终让石油表面的活性得到加强。微生物生长发育所产生的代谢物，还能够让油层的压力更强，对石油层级的黏稠程度有很大的影响，进而让油层有更强的流动性。微生物在生长发育时所产生的很多代谢物，还能够让油水界面的表面张力更小，进而让原油有更强的表面活性，最终让石油开采工作可以更加高效的进行。微生物在生长发育的过长中，可以生成多种酸性物质，这类物质可以让原油附近岩石内部盐的溶解速度更快，从而让岩石的孔隙变得更大，进而导致岩石的渗透性变得更强，最终实现石油更加高效的开采。 当前阶段，我国的石油消耗量在不断增加，虽然有一些新的油田发现，但是石油的开采难度也变得越来越高，石油的开采效率严重不足，石油的持续稳定供应有很严重的风险。为此，我们需要一种全新的技术手段保障我国石油开采行业的稳定发展，微生物采油技术就是一种较为良好的解决方法。微生物采油技术所需的资金投入较少，同时和传统的石油开采技术相比，微生物采油技术不会对生态环境造成
破坏，操作流程也较为简单，最为关键的是微生物采油技术可以大幅提升石油开采工作的效率。所以，微生物采油技术是一种十分关键的石油开采技术，它的实际应用主要有以下几点。 一、微生物水驱技术 微生物水驱技术在实际的应用当中，主要的作用原理是先吸附再分离。微生物水驱技术的基础为微生物的正常生长发育，借助微生物生长发育时所产生的代谢物对岩石中的油滴进行收集，进而实现石油的开采。微生物水驱技术的核心是微生物生长发育过程中所产生的代谢物，这类物质可以对原油进行吸引，从而把岩石中的油滴转变为混合的流动液体，通过这种方式，让原油混合物可以流动起来，从而实现石油更加高效的采集。 二、微生物防蜡技术 微生物防蜡技术和微生物水驱技术的原理较为类似，这两种技术都可以让原油有更高的流动性。微生物采油技术当中使用的微生物，很多是技术人员为了石油开采工作专门培育的，所以它们所产生的代谢物也较为特殊，这些代谢物和传统石油开采所使用的化学药剂所产生的效果十分相似，所以可以进行很好的替代。同时，微生物生长发育产生这类代谢物的成本更低，可以大幅减小石油开采过程中的化学药剂支出。此外，很多微生物在进行正常的新陈代谢时，所产生的很多代谢物是一种微生物化学反应剂，这类代谢物能够在岩石表面进行吸附，形成一种结蜡表面膜，这种结蜡表面膜可以很好地预防油井以及地层结蜡堵塞现象的出现，最终让原油有更强的流动性。