一、前言
海洋占地球表面积的71%，而随着人类开发地球资源的加剧，海洋受到了严重的污染，其中最突出的就是石油污染。石油污染大致有两种类型：突发性输入和慢性长期输入。突发性输入包括油轮事故和海上石油开采的泄露、。慢性长期输入就比如港口和船舶含油污水排放，天然的海底渗漏等等，海洋石油污染看似遥远，其实与我们的生活息息相关。千万不能小看它造成的生态危害！首先，石油覆盖在海面上，阻断了氧气和二氧化碳的气体交换，严重导致水体缺氧。第二，石油的不透光性会阻碍阳光射入海洋，加上溶解氧减少，阻碍了海洋下植物的光合作用，间接刺激了赤潮的发生。第三，石油中所含的稠环芳香烃对生物体有剧毒，经过生物富集和食物链传递最终传递到人体内，对人有很强的致癌作用。等等。目前的治理技术主要有物理方法。化学方法。生物方法，其中用生物降解的方法优点是迅速，无残毒，低成本，受到广泛关注。现在就由我们小组为大家大致讲解下微生物降解石油的机理、菌种的筛选和相关的影响因素问题。
二、菌的筛选
除了人类活动外，自然界本身也存在着各种形式的石油烃类化合物的扩散，因此能降解高分子量烃类化合物的菌有很多种，目前已知200多种，但绝大多数的降解速率都很低，且石油是一种成分十分复杂的混合物，由上千种有机化合物组成，而一种菌往往只能降解一种特定类型的化合物，所以我们除了要对高效降解菌的筛选鉴定外，还要考虑菌种的组合，用菌群去降解石油，这里就有一个麻烦的问题，菌种之间怎样的组合才是最优的组合，要知道菌与菌之间纯在者各种相互作用，这是一个小的生态系统，因此还需要研究菌落种群的动态变化，这是一个比较复杂的问题。
到目前这个阶段，尽管未知的降解菌仍然很多，但是对微生物降解石油的具体生化途径都基本清楚，建立了相应的基因库，实际上对于新筛选菌株，可以利用已知的降解基因，在基因库中寻找最接近的基因，从而进一步确认新菌株的功能基因。这里除了我们在课本上学到的，可以用富集培养基的方法筛选想要的菌种之外，还有一种更高效方法：利用PCR技术进行筛选，根据已有的基因库中的功能基因，设计相应的引物，对提取到的如石油样品中的DNA 进行扩增，筛选其中是否可能需要的菌株。更重要的是可以用这种方法考察修复环境中菌落多样性，这里只要用PCR扩增，观察基因的多样行即可，这时设计引物要尽可能多地获得不同菌种的有关基因，需要整合许多已知基因设计适用于不同菌种的引物。
其实除了用菌群的方法外，还有通过基因工程的方式构造超级细菌。细菌用来分解石油所用的酶主要存在于质粒上，因此只要将相应的质粒导入到一个细菌中，就可以让它分解所有的石油，事实上早在早在20世纪70年代，就有科学家在同一菌株中植入降解乙烷、辛烷和癸烷，降解二甲苯，降解萘和分解樟脑的4种假单胞茵的不同质粒，由此得到的工程菌具有超常规的能力，能够同时降解脂肪烃、芳烃、萜和多环芳烃，且降解石油的速度快、效率高，在几个小时内能降解完海上溢油中2／3的烃类，而自然菌种则需要用一年多的时间，但质粒容易丢失或转移，遗传稳定性差。
在菌降解石油的过程中还受到许多其他因素的影响，有下一位同学来讲。
三、降解石油机制
石油是一种难溶性物质，会在海洋表面漂浮形成油层，这种状态的石油很难被微生物获取利
用，这时微生物会分泌表面活性物质来使石油分散。表面活性物质由亲水的头部基团和脂质的尾部组成。当表面活性物质在被污染中与油相互作用时，表面活性物质的亲水成分朝向水相而脂质分子的一端朝向油层，导致被表面活性剂包裹的稳定小油滴的形成，小油滴最后被细胞内吞降解。这样，表面活性剂能够通过减少表面张力的方式使石油乳化，形成稳定的小油滴，增加了石油的可吸收性，
另一方面而言，石油的成分非常复杂，其中含有数万种有机物，石油的生物降解性因其所含烃分子的类型和大小而异。烯烃最易分解，烷烃次之，芳香烃难降解，多环芳烃更难，脂环烃类对微生物的作用最不敏感。烷烃中C1～C3化合物如甲烷、乙烷、丙烷只能被少数专一性微生物所降解．直链烃容易降解，支链烃抗性较强。芳香烃常与沉积物结合，降解较为复杂。所以石油含有的烃类物质组成不同，其降解的速度和过程有较大差异。纵观其反应机理，微生物降解石油，主要是在氧化酶和过氧化酶的催化作用下．将分子氧组合入基质中，形成一种含氧的中间产物，然后转化成其他物质而参与代谢过程。例如，微生物降解烷烃类的最初产物为相应的醇类，然后被进一步转化为脂肪酸类；下面以芳香烃为例具体阐释其降解机理，微生物降解芳香烃化合物，一般先分解侧链，然后是对芳香环的氧化(羟化)、开环，余下的过程与降解脂肪族化合物类相同。即先转化成羧酸，再通过β-氧化进行深入降解，形成二碳单位的短链脂肪酸和乙酰辅酶A，放出CO2。
影响因素
1、石油的理化性质
首先，石油的物理存在形式对石油的生物降解有很大影响，液态的芳烃在水-烃界面能被细菌代谢，但固态时很难被利用。当向其中加入表面活性物质的时候，能使石油乳化，形成一个个被活性物质包裹的石油滴，更易进入细胞被降解。其次，其化学组分也有影响，其降解速率从高到低排是：正烷烃＞分支烷烃＞低分子量芳香烃＞多环芳烃，另外，化合物的组成成分也直接影响降解速率，低硫、高饱和烃的粗油最易降解，高硫、高芳香烃类化合物的纯油则很难降解。
2、菌种及数量
我们前面的同学也说了，不同的菌能分解不同的烃，能够相互搭配好的话，能极大地加快石油的降解速率，另外，菌的数量越多，降解速率越快，这个应该比较容易理解。说到菌的生长繁殖，我们就应该自然地想到菌所处的环境。
3、环境因素
影响微生物生长的因素有很多，例如，温度，PH值，氧浓度等都会影响微生物的生长繁殖。其中，温度还会影响石油的理化性质，促进有害烃的挥发以及石油的乳化。虽然厌氧条件下，仍然有部分菌能降解石油，弹药比有氧条件下慢得多。在这里，我重点讲一下营养条件。对于微生物来说，碳源，氮源和磷源都是生长必需的，石油内的烃能够给微生物提供足够的碳源，二氮源与磷源则相对匮乏，虽然海洋中各种元素的含量非常多，但经过大量的水稀释以后，N、P的浓度就非常低了，二者两者也正是限制微生物降解速率的主要原因之一。理论上来说，微生物降解1kg的烃类化合物就需要消耗150g的氮元素和30g 的磷元素。在实验室条件或者土壤条件下，我们可以通过添加磷酸盐，硝酸盐或者尿素这些肥料
来满足其需求。但在海洋这一个有大量水的开放体系中，加入这些东西却起不到作用。第一个解决的办法是用石蜡包裹住尿素或者磷酸辛酯，使其不溶于水，从而被微生物利用，虽然这个办法有用，但是成本和碳氮比太大。另外一个办法是使尿素甲醛粘附在石油分子上形成不溶于水的聚合物。虽然这个办法曾经成功地治理了沙滩的石油污染，但是在海水中，密度比较大的它会沉入水底。第三个选择就是尿酸，它是鸟类，蝙蝠和一些昆虫代谢的主要含氮产物，在水中的溶解度低，且容易吸附烃类化合物。更重要的是，它在市场上有人工肥料卖，而且价格不贵。同时，有很多种微生物可以把尿酸作为氮源。因此，我们可以把它当做一个良好的在这么一个开放体系中未微生物提供氮源的物质。在一篇sciencedirect 的文章里，他用了尿酸做了实验，结果表明，细菌浓度达到了108个细胞每毫升，而且烃类化合物被降解了百分之70，而以磷酸铵和硫酸铵作为对照组的结果是106个细胞每毫升，烃类化合物没被降解。所以，尿酸可以算是治理海洋石油污染的一种比较有效地能为微生物提供氮源和磷源的物质。
石油污染土壤的微生物修复 一、降解石油烃类化合物的微生物种类 自然界中能够降解石油烃类污染物的微生物种类有数百种，70多属，主要是细菌、真菌和藻类三大类型的生物。 表1 石油烃降解微生物种属 细菌真菌藻类 无色杆菌属枝顶孢属双眉藻属 不动杆菌属曲霉属鱼腥藻属 芽孢杆菌属金色担子菌数小球藻属 色杆菌属假丝酵母属衣藻属 诺卡氏菌属镰刀霉属念珠藻属 放线菌属青霉菌属紫球藻属 ……… 按照分子生物学和遗传学分类，可将降解石油污染物的微生物分为土著微生物和基因工程菌两大类。 二、产生表面活性剂的微生物 生物表面活性剂是微生物在一定培养条件下产生的一类集亲水基和疏水基于一体、具有表面活性的代谢产物。 分类典型产物 中性脂类甘油单脂、聚多元醇、其他蜡脂 磷脂/脂肪酸磷脂酰乙醇胺 糖脂糖酯、糖醇酯、糖苷 含氨基酸脂类脂氨基酸、脂多肽、脂蛋白 聚合型脂多糖、脂-糖-蛋白复合物 特殊型全胞、膜载体、Fimbriae 生物表面活性剂优点：1较低的表面张力和界面张力；2无毒或低毒，对环境友好；3可生物降解；4极端环境（温度、pH、盐浓度）下具有很好的专一性和选择性；5不致敏、可消化、可作为化妆品和食品的添加剂；6结构多样，可用于特殊领域 三、微生物降解石油的机制
1.微生物吸收疏水性有机物的机理 图1 微生物吸收疏水性有机污染物的4种摄取途径微生物吸收疏水性有机物的模式有4种：1微生物吸收其附近溶解于水相中的烃类；2细胞直接与石油烃接触。这种作用可以通过改变菌毛或细胞表面的疏水性部分的改造进行调控，提高对有机物的吸附；3通过细胞直接与分散在水相中的石油烃的微米或亚微米液滴接触来吸收；4强化吸收模式，即由于细胞产生的表面活性剂或乳化剂使烃的水溶性增强，微生物表面的疏水性更强，使细胞与烃接触。 丝状真菌主要通过菌丝的吸收作用摄取石油烃。 2.微生物细胞膜转运烃机理 微生物对有机化合物的降解作用是由细胞酶引起，整个过程可分为3个步骤。首先化合物在微生物细胞膜表面吸附（动态平衡过程）；其次吸附在细胞膜表面的化合物进入细胞内；最后化合物进入细胞膜内与降解酶结合发生酶促反应（快速过程）。 参与第1个步骤还有表面活性剂。 石油进入细胞方式：非特异性接触，被动运输方式。 3.微生物降解石油的机制 石油类物质+微生物+O 2+营养物质→CO 2 +H 2 O+副产物+微生物细胞生物量 微生物利用石油烃类作为碳源和能源，经过一系列氧化、还原、分解、合成等生化作用，将石油污染物最终矿化为无害的无机物的过程。 途径：烷烃→醇→醛→脂肪酸→β氧化乙酸盐→CO 2+H 2 O+生物量 四、典型石油烃的降解途径
土壤石油污染物生物通风修复的研究进展 隋红1，茹旭2，黄国强1，李鑫钢1 1：天津大学化工学院，天津300072；2：锦州石化设计院，辽宁锦州121001 摘要：生物通风是一种去污效果好、操作费用低的土壤原位修复技术。文章概述了生物通风系统的结构、设计目的、适用范围和优缺点，详细论述了生物通风的国内外研究现状，包括现场应用、影响因素和强化技术及理论研究，并展望了生物通风在我国的应用前景。 关键词：土壤；石油污染；原位修复；土壤气相抽提；生物通风；生物降解 中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2003）02-0216-04 土壤是人类赖以生存的基础资源。土壤中最严重的污染是石油类污染。由于输油管道、储油罐泄露，落地油、含油污水排放等原因，大量石油类污染物进入土层，不仅破坏了土壤本身的生态系统，而且对地下水资源构成威胁。至90年代中期，美国就有1/3的地下储油罐被确认存在不同程度的渗漏，使地下水受到污染。我国目前大部分油田区地下水也因受到污染而达不到饮用标准，对人类健康造成潜在的致命危害。国外最近20年加强了土壤修复计划，通常解决的办法有异位（ex situ）修复和原位（in situ）修复两种形式，异位修复在多方面存在明显不足，已基本被原位修复所取代。美国于90年代投入大量资金以鼓励一些新兴的革命性土壤原位修复技术，土壤气相抽提法（soil vapor extraction，SVE）应用而生，随后其衍生技术____生物通风（bioventing，BV），结合了土壤通风的物理过程和增强的生物降解过程，而成为一种应用广泛的革新性原位修复技术[1]。 1 生物通风概述 SVE技术是一种通过强制新鲜空气流经污染区域，将挥发性有机污染物从土壤中解吸至空气流并引至地面上处理的原位土壤修复技术，该技术被认为是一个“革命性”的修复技术[2]。BV是在SVE 基础上发展起来的，实际上是一种生物增强式SVE 技术。因利用外界驱动力向地下输送气流，使得受污染土壤中的有机物挥发速率和生物降解速率都有可能增加，注射井和抽提井可去除气相污染物，也可以向污染区提供氧源增加微生物活性，当其首要目标是增强氧气的传送和使用效率来促进生物降解时，通常称之为生物通风[3]。 BV技术的出现直接源于SVE的发展，使用了与SVE相同的基本设施：鼓风机、真空泵、抽提井、注入井和供营养渗透至地下的管道等。其中井所在位置的结构依现场而定，并与空气是被注入还是从土壤中抽出有关。BV技术还可与修复地下水的空气搅拌（air sparging，AS）或生物曝气（biosparging, BAS）技术相结合[4]，将空气注入含水层来提供氧支持生物降解，并且将污染物从地下水传送到渗流区，在渗流区污染物便可用BV或SVE法处理。SVE 和BV虽然系统组分相同，但系统的适用情况、结构和设计目的有很大不同：SVE将注射井和抽提井放在被污染区域的中心，而在BV系统中，注射井和抽提井放在被污染区域的边缘往往更有效。SVE 的目的是在修复污染物时使空气抽提速率达到最大，利用挥发性去除污染物；而BV的目的是优化氧气的传送和氧的使用效率，创造好氧条件来促进原位生物降解。因此，BV使用相对较低的空气速率，以使气体在土壤中的停留时间增长，促进微生物降解有机污染物[5]。 生物通风应用范围较宽，Michael[6]已经通过实验研究证明了，生物通风不仅能成功用于轻组分有机物，如汽油和柴油，还能用于重组分有机物，如燃料油等，另外也可用于其它的挥发或半挥发组分。生物通风的另一个显著优点是，与SVE比较它的操作费用更低[7]。在SVE操作中抽出的废气不能直接放入空气中，需要后续处理工艺（一般是活性碳吸附和催化燃烧），这有时甚至要占整个费用的50%左右，生物通风省去了此步骤，因此操作成本下降。生物通风与其它土壤修复技术比较，其主要缺点是操作时间长，受到土著微生物种类的限制[8]。 2 生物通风国内外研究进展 2.1 现场应用
石油降解微生物的研究现状 陈宇翔生物工程学号：11208523802538 摘要：本文简单介绍了石油降解微生物的概念，并叙述了石油降解微生物的降解机理和影响微生物降解的条件。举例说明了生物降解石油烃的研究现状和对未来研究方向的展望。 Abstract: this paper briefly introduces the concept of microorganism oil, and describes the degradation of microorganism oil mechanism and influencing microbial degradation of conditions. For example the biodegradation petroleum hydrocarbons, the research present situation and prospect of the future study trends. 关键词：石油烃降解微生物石油污染高效性研究现状展望Keywords: petroleum hydrocarbon microorganism oil pollution efficiency research-status prospect 引言： 石油作为重要能源之一已被世界各国广泛使用，随之而来的石油烃污染已经对人类生存的土壤及水体环境造成了严重的危害，微生物降解是一种处理石油烃污染的理想方法。在石油及石油产品的开发利用中，不可避免的会对人类生存环境造成污染，防范、治理石油污染成为环境保护的重要任务之一。目前用于石油污染治理的方法主要有：物理修复法，化学修复法和生物修复法。与传统的物理化学方法比较，生物修复法具有经济花费少、对环境影响小、遗留问题少、最大限度地降低污染物的浓度、修复时间较短、就地修复、操作方便等特点[1]，是国内外科研工作者关注的热点领域，在石油污染的治理中具有广阔的应用前景。 本文从介绍石油降解微生物开始人手，认真分析了石油降解微生物的种类、菌种特征、降解机理，分析了目前用于处理石油污染的微生物的技术特点，现阶段研究现在和具体应用，并对未来的研究方向做出了大胆的设想和展望。
微生物石油降解综述 Abstract: Oil as a important energy has been one of the countries all over the world widely used, because in the exploitation of oil, storage, transportation, processing and petrochemical products in the process of production, and the sudden discharge of oil leakage accident cause large oil into the environment pollution. Oil pollution harm main performance in the column of \"soil ecosystem tao and the function of the damage, the serious influence the permeability of soil and water permeability, lead to soil harden. Fertility dropped; In the water surface formation oil film, cause the oxygen in the water fell sharply. Cause massive death of aquatic organisms, destroying the aquatic ecological environment and fishery resources; Still can into the underground water system, direct pollution underground water sources, the influence of water and irrigation residents; Some of the oil teratogenic carcinogenic substance but also by biological function of enrichment of the food chain and immediate harm to human health. 摘要：石油作为重要能源之一已被世界各国广泛使用，由于在石油的开采、储存、运输、加工和石化产品生产等过程中的漏油以及突发性泄油事故致使大量的石油进入环境造成污染。石油污染的危害主要表现在列土壤生态系统的结掏和功能的破坏，严重影响土壤的透气性和渗水性，导致土壤板结。肥力下降；在水体表面形成油膜，致使水中溶氧量急剧下降．造成水生生物的大量死亡，破坏水生生态环境和渔业资源；还可进入地下水系，直接污染地下水源，影响居民用水和农田灌溉；石油中的一些致畸致癌物质还可通过食物链的生物富集作用而直接危害人类健康。 随着人们对环境问题的日益关注，石油烃类的微生物降斛研究工作也不断得以深入。近十年米这一领域义有许多研究和相关报道，本文对相关工作进行了综述。 1国内外研究现状 1.1.石油烃类化合物被微生物氧化成为低分子化合物或完全分解为二氧化碳和水的作用。 1.2石油入海后发生一系列物理、化学和生物的变化，其中微生物对石油烃的降解起重要作用。微生物降解烃类是19世纪末发现的。20世纪50年代前，以美国C.E.佐贝尔为代表，对海洋微生物降解石油烃进行了广泛的研究。50年代初气相色谱问世，放射性同位素示踪法的普遍应用，对研究石油烃的微生物降解机制起了积极的作用。60年代以来，由于海上石油污染日趋严重，促使不少沿海国家，如美国、加拿大、日本、英国和苏联等国，积极开展了有关海洋微生物降解石油烃的研究工作。70年代中期，美国学者还用基因工程的技术培育了“超级微生物”，以期能有效地降解石油烃。 中国自1975年起，先后对青岛胶州湾、渤海、厦门港、黄海和东海石油降解微生物的数量、分布、种类组成和影响降解因素等进行了调查研究。 1.1烃类微生物概述 能够降解（氧化）石油烃，或以石油烃为其碳源的微生物称为烃类微生物。
简 报第47卷 第14期 2002年7月 https://www.doczj.com/doc/ae17954473.html, 1103 千米桥地区上第三系严重生物降解石油的 高分子量 ( 朱 丹 卢 鸿 ( 中国科学院广州地球化学研究所, 广州510640; é°×é(Ng1)中钻探获得重稠油, 含蜡量1.62%, 在气相色谱图 和气相色谱-质谱总离子流图上, 该重稠油的链烷烃丧失殆尽, 表明其已遭受严重的生物降解作用. 但是, 在m /z 85质量色谱图上, 仍可检测出残余的痕量n C 13~n C 36正烷烃; 而且高温气相色谱分析还可检出由于未受生物降解影响而连续发育的n C 35~n C 73高分子量正烷烃系列, 呈正态分布, 主峰碳数在n C 43,奇偶优势明显, CPI 37~55与OEP 41~45值分别可达1.17和1.20. 对于这些高分子量正烷烃的研究, 不仅证实前人有关其抗生物降解性的认识, 并且为千米桥地区严重生物降解油的研究提供有关生源输入 终点 检测的碳数范围, 提供了对原油与石蜡中C 40~C 100 高分子量蜡馏分的检测新手段[6,7]. Hsieh 等人[8]指出,一些严重生物降解油中, 用全油气相色谱分析检测不出高分子量烃类, 而在从全油分离出来的蜡馏分中, 高分子量烃类则变得明显可见. 但是, 在Hsieh 等人[8]发表的严重生物降解油高温气相色谱图中, 所检测的高分子量烃类主要是烷基环己烷, 未见n C 40以上正烷烃. 而且, 对于生物降解油高分子量正烷烃的研究迄今尚缺乏详细的报道. 本文运用高温气相色谱技术, 对渤海湾盆地千米桥地区板14-1井上第三系馆陶组 井断层夹持而形成一个北东向的奥陶系古潜 山断块构造带. 在奥陶系古潜山的剥蚀面上直接覆盖着顶薄翼厚的中生界和第三系砂 , 和Ng1)和下第三系东 营组(Ed) 砂岩层中共发现3个浅油层, 中途测试3层合计原油产量高达208.2 m 3/d. 板14-1井馆陶组 高粘度(317.1 mPa ?s) ) (34.9%)为特征, 原油属于典型的重稠油. 2 实验方法 2.1 样品的预处理 取两份原油样品, 一份油样按常规分析流程进行柱色谱分离, 分析原油族组成, 保留饱和烃与芳烃 万方数据
浅谈微生物在环境污染治理中的应用 我国是世界上环境污染最为严重的国家之一，大气、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。当前我国社会经济仍然保持着高度发展的态势，环境保护的压力将进一步加重，由人类活动所造成的环境污染和环境质量的恶化已成为制约我国社会和经济可持续发展的障碍。如何在经济高速发展的同时控制环境污染，改善环境质量，以实现社会经济可持续发展之目标是我国目前及待解决的重要问题。 微生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以受无二次污染等显著优点，加之其技术开发所预示的广阔的市场前景，受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视，从根本上体现了可持续发展的战略思想。 应用微生物的高效降解、转化能力治理环境污染，在污水治理、固体废弃物处理、重金属降解、化合物分解、石油修复等方面均取得了良好的效果。其治理过程分为：①高效生物降解能力和极端环境微生物的筛选、鉴定；②污染物生物降解基因的分离、鉴定和特殊工程菌的构建；③生物恢复的实际应用和工程化。 一、污水治理 环境中的污染物，在自然界中经过迁移、转化，绝大多数将归入水体，引起水体不断受到污染的胁迫。尤其是高浓度生活污水和工业废水的大量倾入，使水体富营养化现象日趋严重。通常情况下，只要这种污染不超过阀值，污染的水体在物理、化学和生物的综合作用下，是可以得到净化的，这种净化主要源于水体中的微生物能直接或间接地把污染物作为营养源，在满足微生物生长需要的同时，又使污染物得以降解，达到净化水质的目的。 二、固体废弃物治理 固体废弃物污染严重影响我国的环境质量。我国同体废弃物年产量数目极大。造成的经济损失每年达千亿元以上。目前我国处理城市垃圾的方法主要是填埋、堆放和焚烧。填埋、堆放既占用土地资源，又会使有害物质渗漏、扩散，造成二次污染。固体废弃物焚烧产生的二嚼英等有害物质会严重危害人类的健康与生产。利用微生物分解固体废弃物中的有机物，从而实现其无害化和资源化，是经济而有效的处理同体废弃物方法。微生物技术治理同体废弃物的优势是：可以有选择地浓缩或去除污染物：节省运营和投资成本：废物总体积显著降低：可以将废弃物转化为再利用资源。其缺点在于反应速度慢，某些同体废弃物难以降解。尽管如此，人们相信生物降解中存在的问题会随着对微生物研究的深入很快得到解决．
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/ae17954473.html, 微生物对油污地石油的降解作用及影响因素作者：于洋邹莉孙婷婷郭静张国权任清政唐庆明 来源：《安徽农业科学》2014年第16期 摘要生物降解有机物可能成为净化土壤和水资源的一种有效方式。生物降解手段的成本 与焚化、贮存或土壤清洗相比要低。重点探讨了微生物对油污地石油降解的机理，分析了影响微生物降解的相关因素，包括营养物质和化合物、氧气、水、温度、核酸等，还探讨了油污 地降解过程中植物的作用及生物降解微生物的作用，以期为油污地的治理提供基础理论依据。 关键词油污地；土壤微生物；石油降解；非生物因子 中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）16-05198-03 生物修复（Bioremediation）又称为生物恢复，是指利用生物特别是微生物的代谢潜能消 除或减少污染地区有害物质浓度的技术。石油是一种含有多种烃类（正烷烃、支链烷烃、芳烃、脂环烃）及少量其他有机物（硫化物、氮化物、烷烃酸类等）的复杂混合物，石油类物质主要污染土壤及其土壤环境，并且随着人们对石油及其产品需求的增加，石油对土壤污染的情况逐年严重。同其他环境介质与污染物类型相比，土壤同石油污染物之间具有更强的亲和能力，增加了降解的难度和费用。所以，要通过生物因素降解石油、改善石油这种顽固性必须考虑诸多因素，如表面活性剂、营养物质和化合物、氧气、水、温度、核酸、植物的作用、生物降解微生物等。近些年，有关生物降解石油的研究资料越来越多，如在低温的南北极和高山地区石油烃的多种成分的生物降解已被报道，且被认为是当地适寒微生物降解的结果。由于研究涉及到植物、土壤微生物的各种生理生化功能，因此受到人们的关注，已成为研究的热点。该研究就此领域内的研究进展加以归纳，以期在未来的研究中提供借鉴。 1 土壤微生物对油污地的降解作用 土壤微生物在土壤生态系统中扮演着重要的角色。主要表现为，土壤微生物分别特征及群落结构影响着土壤肥力及健康状况，在土壤的物质循环、能量循环、生物转化等方面有着不可替代的作用。它们参与的主要的生态化学过程包括：土壤中动植物残体的分解、污染物及大分子化合物的降解、化学元素的转化及土壤养分的循环等。在油污地土壤中土壤微生物作为分解者在油污地土壤的修复中已经得到广泛的应用。 2 影响土壤微生物降解的非生物因子的作用 2.1 营养物质和化合物氮磷等营养元素是微生物生长不可缺少的，尤其是海水中氮和磷是限制微生物降解烃类的最重要因素[1]。Atlas[2]、Leahy等[3]认为微生物降解多环芳香烃主要受限于两种因素，这两种因素常常导致生物降解效率低于期望值。一个因素在于化合物生物可利用率低，另一个是生物降解污染土壤的因素是氮和磷的利用，这是增加微生物菌落的大小所
环境水中石油类污染物的含量反应说明 摘要：环境水中石油类污染物的含量是反映水质的指标之一，本文采用三波长定量测试水中油含量，样品测试方便，数据准确。 环境中水中的石油类来自工业废水和生活污水的污染。油类物质在水面形成油膜，影响了空气和水的气体交换;分散于水中以及吸附于颗粒上或以乳化状态存在于水中的油，被微生物分解时，将消耗水中溶氧，容易使水质恶化。 矿物油是由烷烃、环烷烃及芳香烃组成的混合物红外碳硫分析仪。本文参照“GB/T16488-1996《水质石油类和动植物油的测定红外光度法》”选择三波长红外光谱法测定地表水，测定结果准确，避免使用“标准油”。 原理： 水中油类物质是由烷烃、环烷烃及芳香烃组成的混合物，可用四氯化碳萃取，测定总萃取物。然后将萃取液用硅酸镁吸附其中动植物油等极性物质后，测定石油类含量。石油类和动植物油的红外谱图在2930cm-1、2960cm-1或3030cm-1处有吸收，可根据上述三个波数位置的吸光度值计算其含量。 实验条件： 仪器及附件： FTIR-650傅里叶变换红外光谱仪 1cm 石英比色皿 试剂： 四氯化碳(CCl4):环保用，天津基准试剂有限公司; 正十六烷[CH3(CH2)14CH3] 分析纯：成都市科龙化工试剂厂; 姥鲛烷(2，6，10，14-四甲基十五烷)分析纯：北京百灵威科技有限公司; 甲苯(C6H5CH3)分析纯：天津市江天化工技术有限公司; 无水硫酸钠(Na2SO4)分析纯：北京化工厂; 氯化钠(NaCl)分析纯：天津化学试剂有限公司; 盐酸(HCl)分析纯：天津化学试剂一厂。 样品前处理： 将水样全部转移至分液漏斗中，用20ml四氯化碳洗涤采样瓶，洗涤液并入分液漏斗中，调PH≤2，加入20g氯化钠，充分震荡2min充分静置，将萃取液流经铺有10mm无水硫酸钠的玻璃砂芯漏斗，用容量瓶收集滤液。取20ml四氯化碳再次萃取、用适量四氯化碳洗涤玻璃砂芯漏斗，将萃取液、洗涤液一并放入容量瓶中。用四氯化碳标至刻线、摇匀。 测定结果： 1、校正系数的测定： 以四氯化碳为溶剂，红外碳硫分析仪分别配置浓度为100mg/L正十六烷、100mg/L姥鲛烷、400mg/L甲苯溶液，用四氯化碳作参比溶液，采用10mm×10mm比色皿，分别测量三种溶液在2930cm-1、2960 cm-1和3030cm-1处的吸光度A2930、A2960、A3030。这三种溶液在上述波数处的吸光度满足公式： C=X·A2930 Y·A2960 Z (A3030- A2930/F)， 式中： C-萃取溶剂中化合物的含量，mg/L; A2930、A2960、A3030-各对应波数下测得的吸光度值; X、Y、Z-与各C-H键吸光度对应的校正系数; F-脂肪烃对芳香烃的校正因子，即正十六烷在2930 cm-1和3030 cm-1处的吸光度之比; 对于正十六烷(H)和姥鲛烷(P)，由于其芳香烃含量为零，即A3030- A2930/F =0，则
石油污染物生物降解的机理研究 李会爽1，周磊2，柳青2，张端2，张景来2 (1第二炮兵工程设计研究院六室北京100011，2中国人民大学环境学院北京100872) 摘要：通过测定石油生物降解过程中的产物，分析探寻假单胞菌属的Pseudomonas sp. Strain SY2对石油的降解机理，为解决海洋石油污染问题提供理论依据。本文利用色质谱分析手段，通过测定假单胞菌属的Pseudomonas sp. Strain SY2对石油和正十四烷降解产物，对菌株SY2的降解机理进行分析研究。实验（分析）结果表明：菌株SY2对石油中的正烷烃有较好的降解效果，其中正十四烷、正十五烷和正十六烷的降解率较高，分别为：73.4%、49.3%、48.9%；根据正十四烷降解产物推测：菌株SY2对正十四烷的降解有单末端氧化、双末端氧化、次末端氧化和直接脱氢等多种途径，产生酯类、烯烃类、烷烃类及羧酸类等物质，与文献报道的烷烃降解途径相符合。 关键词：石油污染，生物降解，降解途径 Study on Theory of Biodegradation of Oil Contamination LI Hui-shuang, ZHOU Lei, LIU Qing, ZHANG Duan, ZHANG Jing-lai (1Sixth Chamber of Second Artillery Engineering Design Institute, Beijing 100011, China, 2 Environment School of Renmin University of China, Beijing 100872, China) Abstract:, In order to find the theories of biodegradation about crude oil and tetradecane by Pseudomonas sp. Strain SY2 and provides a theoretical basis for the solution of oil contamination, the research analyses the structure of the substances from biodegradation of crude oil.In this paper, through analyzing structure of the substances from biodegradation of crude oil and tetradecane by Pseudomonas sp. Strain SY2, which detecting by GC/MS, the author studied the theories of biodegradation. The results indicate that the ability of SY2 for degrading n-alkanes is best; in which the degradation rate of pentadecane 49.3%, hexadecane 48.9% and tetradecane 73.4% are highest. According to the substances from process of tetradecane biodegradation, the author inferred that tetradecane biodegraded to esters, olefins, alkanes and carboxylic acids by a variety of biodegradation pathways, such as monoterminal oxidation, diterminal oxidation, dehydrogenation and so on, which tallies with alkane degeneration way repoted by the documents. Key Words：Oil contamination, Biodegradation, Biodegradationpathway
石油污染土壤修复技术 (总3页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
【前言】随着经济的发展，人类对能源的需求也在不断扩大，石油是最重要的能源之一，被成为“工业的血液”。近些年来各国都加快了对油气资源的开发利用，从沙漠到海洋、从无人区到人口稠密区，越来越多的油气井出现在世界各地。随之土壤污染问题日益突出，石油对土壤的污染危害大，潜伏期厂，涉及面广，有研究者将其比喻为“化学定时炸弹”，已经成为不容忽视的环境问题。 石油主要是由烃类化合物组成的一种复杂化合物，其组成复杂，含有致畸、致癌、致突变的物质(如卤代烃、苯系物、苯胺类、菲、苯并[a]芘等）。土壤作为人类、动植物和微生物赖以生存的重要环境基础，是自然界物质和能量参与转化、迁移和积累等循环过程的重要场所，土壤安全事关人类食品安全。石油一旦进人土壤，将对人类健康和生态环境造成严重危害。根据已公布的环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公告》显示，我国土壤总超标率高达16.1%。其中，有机类污染物，尤其是石油污染物已成为导致土壤安全问题的重要因素之一。据报道在我国，勘探和开发的油气田有4 0 0多个，覆盖面积达 3. 2 X 105 km2，其中约4. 8 X 106 hm2 的土壤受到不同程度的污染。为我国部分油田周边石油污染状况，其周边土壤中的总石油烃（ TPH ) 质量分数已经远远超过临界值500 mg/kg，对人居安全和生态环境造成了严重的威胁。由此可见，石油污染土壤形势严峻，修复工作迫在眉睫。 土壤石油污染：是指原油和石油产品在开采、运输、储存以及使用过程中，进入到土壤环境，其数量和速度超多土壤自净作用的速度，打破了它在土壤环境中的自然动态平衡，使其累积过程占据优势，导致土壤环境正常功能的失调和土壤质量的下降，并通过食物链，最终影响到人类健康的现象。 石油进入土壤的途径： ?石油的泄露和溢油：陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站和联合站等，原油会 被直接或间接的倾泻与这些设施附件的地面；产品的开采和运输业会使石油类物质进入土壤环境中；另外发生井喷或泄露，也会污染周围土壤环境。 ?含油固、液体废气无的随意处置：油气的开采和运输过程会产生大量含油、天然气的开采过 程中会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其他的一些污染物，如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水。 ?含油污水的灌溉和农用药剂的使用：一些工业企业产生的含油废水如果不加以回收处理，直 接排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,该水体用于农业灌溉，则会导致土壤污染，另外某些农用药剂也会污染土壤。 ?汽车尾气的排放：汽车尾气排放导致交通干线两侧土壤的有机物污染，另外大气沉降也会导 致土壤污染。 石油污染土壤修复技术 石油污染土壤的物理修复方法：
云南化工Yunnan Chemical Technology Sep.2018 Vol.45，No.9 2018年9月第45卷第9期 石油是一种重要的能源，可以说是现代经济的血液。日常生活、工业生产、航天军工都需要石油作为能源和原料，是国家生存和社会发展不可或缺的战略资源。但是，与此同时石油在开采、运输、储存、加工和利用过程中的各种泄漏事故对环境造成的污染和破坏也是不可估量的，其对人类和其他生物的生存和发展也造成一定的威胁，并已成为全球范围内亟待解决的重要问题。了解石油烃污染物在自然界的生物降解转化规律，研究石油烃污染物微生物降解的技术和方法，培养可高效降解石油烃的工程菌，消除和减少石油烃在环境中的滞留，将有利于维护和创造高质量的人类生存环境。 1 石油烃降解菌的降解机理 微生物对石油中不同烃类化合物的代谢途径和机理是不同的。饱和烃包括正构烷烃、支链烷烃和环烷烃。通常认为，在微生物作用下，直链烷烃首先被氧化成醇，源于烷烃的醇在醇脱氢酶的作用下被氧化为相应的醛，醛则通过醛脱氢酶的作用氧化成脂肪酸。相同条件下，一般微生物对不同种类石油烃降解的倾向先后顺序是不同的。一般而言，石油烃被微生物降解的先后规律为：直链烷烃>支链烷烃>环烷烃>多环芳烃>杂环芳烃。在某石油烃降解菌修复不同碳链石油烃污染的研究中得出结论，该菌属对短链石油烃的分解率相对较高，而对芳香烃和润滑油组分的降解率较短链石油烃低。一般微生物降解正烷烃由氧化酶酶促进行。正烷烃第一步氧化为醇后，醇氧化成醛，醛再转化为相应脂肪酸，脂肪酸经 β-氧化为乙酰辅酶A，乙酰辅酶A进入三羧酸循环，分解成CO2和H2O，或进入其他生化过程。另外，链状烷烃可经脱氢步骤转变为烯烃，烯经氧化成为醇，然后醇可转化为醛，最后醛变为脂肪酸；链状烷烃还可通过直接氧化成烷基过氧化氢，然后经脂肪酸途径进行降解。有的可通过亚末端氧化成仲醇，再变成伯醇或脂肪酸进行氧化分解。还有些微生物可将烯烃变为不饱和脂肪酸，通过双键位移或甲基化等，变为支链脂肪酸，再进行降解。 2 石油烃降解菌的种类 2.1 普通石油烃降解菌 在受石油污染的土壤和水环境中存在许多能降解石油烃的微生物，细菌、放线菌、真菌、酵母、霉菌和藻类中均有能降解石油烃的微生物，据研究表明目前发现100余属、200多种石油烃降解微生物。不同种类的微生物对石油烃的降解能力不同，通常细菌比真菌、放线菌对原油的降解能力强。细菌中降解石油烃的主要有无色杆菌属、假单胞菌属、不动杆菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属、芽孢杆菌属、诺卡氏菌属以及微球菌属等。 2.2 特殊石油烃降解菌 2.2.1 低温石油烃降解菌 低温微生物在地球上广泛存在，一般分布于南北极、海洋深底、高原冰川以及冻土地区等低温环境中。目前发现的低温微生物种类繁多，通常为真细菌、酵母菌、蓝细菌、单细胞藻类等，这些微生物正逐渐引起科学家的广泛重视[1]。随着石油污染问题日益突出和国内外对低温石油烃降解菌研究的深入，低温石油烃降解菌修复 doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2018.09.081 微生物对石油烃的降解机理研究 李 洲 （西安石油大学，陕西 西安 710065） 摘 要：随着工业和经济的发展，环境问题成为人们普遍关注的焦点，石油污染成了不可忽视的问题。微生物修复作为一种新型环保的生物修复技术，已成为石油污染生物修复的核心技术。对石油降解微生物的种类即细菌、蓝藻、真菌以及藻类进行了总结，对微生物对石油烃的降解途径与降解机理进行了综述。 关键词：微生物；石油烃；降解机理 中图分类号：X74 文献标识码：A 文章编号：1004-275X（2018）09-179-02 Study on the mechanism of microbial degradation of petroleum hydrocarbons Li Zhou （Xi’an Petroleum University，Xi’an 710065，China） Abstract：With the development of industry and economy，environmental problems have become the focus of attention，and oil pollution has become a problem that can not be ignored.As a new environmental protection bioremediation technology，microbial remediation has become the core technology of bioremediation of petroleum pollution.The types of petroleum-degrading microorganisms such as bacteria，cyanobacteria，fungi and algae were summarized.The pathways and mechanisms of petroleum hydrocarbon degradation by microorganisms were reviewed. Key wordss：microorganism；petroleum hydrocarbon；degradation mechanism；research ·179·
第22卷第2期 海 洋 水 产 研 究 V o l.22,N o.2 2001年6月 M A R I N E F ISH ER IES R ESEA RCH Jun.,2001 微生物对石油烃降解代谢产物的分析方法研究 冷凯良1 楚晓珉2 张辉珍2 李兆新1 尚德荣1 李晓川1 (1中国水产科学研究院黄海水产研究所,青岛266071) (2青岛市产品质量监督检验所,266071) 摘要 对实验室内微生物降解原油的代谢产物进行了色谱、质谱、紫外光谱等一系列研究,建立了微生物对原油代谢产物的分析方法。实验表明,微生物降解原油代谢产物主要是乙酸和以棕榈酸为主的脂肪酸与鼠李糖形成的糖酯类表面活性剂。 关键词 石油污染 微生物降解 代谢产物 分析方法 Study on analytical m ethods of m icrobi al m etabolites and degradation to petroleu m hydrocarbon L EN G Kai2liang1 CHU X iao2m in2 ZHAN G H u i2zhen2 L I Zhao2x in1 SHAN G D e2rong1 L I X iao2chuan1 (1Yellow Sea F isheries R esearch In stitu te,Q ingdao266071) (2Q ingdao P roducts Q uality Supervising and T est In stitu te,266012) ABSTRACT B ased on determ inati on of GC,GC M S,U V,a series of analytical m ethod fo r m icrob ial m etabo lis m and m etabo lic p roducts has been develop ed.T he resu lt indicates that the m ain m etabo lic p roduct of p etro leum hydrocarbon degradati on is acetic acid and su rface active agen t of glyco li p id com po sed of fatty acid and rham no se. KEYWORD S Petro leum po llu ti on M icrob ial degradati on M etabo lic p roducts A nalytical m ethods 石油污染是严重的海洋污染物之一。随着海洋石油资源的开发以及海上交通运输业和沿岸石油化工业的发展,海洋石油污染日益严重。进入海洋环境的石油污染物质大部分滞留在海洋底栖环境中,因而极大地影响着海洋底栖生物的正常生长。海洋环境中大量石油污染物的存在,使海洋水质下降,严重破坏了海洋生态环境。有关石油在海洋环境中的迁移、降解和对海洋生态系统影响的研究已引起了国内外的广泛关注。一般认为微生物将降解大部分海上原油成分,有关利用微生物降解石油烃类,消除石油污染的文献很多,但由于原油组成和微生物代谢体系的复杂性,目前在代谢作用及产物分析方法方面仍然没有系统的可以遵循的方法。微生物代谢作用及产物分析方法的研究,对认识微生物降解石油污染物的机理有重要理论意义。对新型微生物菌种的筛选及性能评价工作亦有重要的实用价值。为此,作者在实验室内选择大港油田的原油作为微生物的唯一碳源,对其代谢产物进行了分析研究,并在一系列实验研究的基础上,建立了微生物对原油的降解代谢产物的分析方法。 收稿日期:2001203216;接受日期:2001204220
石油化工水污染物排放标准 UDC 628.191:665.5.661 GB 4281-84 （1984年5月18日中华人民共和国城乡建设环境保护部发布1985年3月1日实施）标准为贯彻《中华人民共和国环境保护法（试行）》，防治石油化工废水对环境的污染，特制订本标准。 本标准适用于全国石油化工企业。 1标准的分级 石油化工水污染物排放标准分为二级： 第一级：是指新建、改建、扩建的石油化工企业或大型石油化工企业，自本标准实施之日起立即执行的标准。 第二级：是指所有现有具备污水生化处理设施的中、小型石油化工企业，自本标准实施之日起立即执行的标准。 注：大、中、小企业按“化学工业部基本建设基层统计报表制度”中关于“化学工业部基本建设大、中、小型建设项目的划分标准的规定”划分。 2标准值 石油化工工厂和工厂污水处理厂排放口水污染物最高容许排放浓度应符合下表规定。 表石油化工水污染物最高容许排放浓度（mg/L）
3其他规定 3.1 自本标准实施之日起，从外国引进的石油化工建设项目，废水中污染物排放应达到国外同样项目的排放标准，并不得低于国内新建厂水平。 3.2 没建污水生化处理设施的中、小型石油化工企业，达不到第二级标准者，近期标准暂按BOD<300mg/l,COD<500mg/l执行。其他项目按二级标准执行。 3.3 污水排入区域型综合污水处理厂的石油化工企业，排放的污水应符合污水处理厂进水要求。 3.4 当地方执行本标准不适用于当地环境特点时，应按国家有关规定制订地方污染物排放标准。 4标准的监测 4.1 企业的环保部门，应建立分析检测机构，负责对本企业污染物的排放进行分析检测，除五日生化需氧量，至少每月检测一次外，其余规定的污染物至少每天取样检测一次。 4.2 制订本标准所依据的分析方法是《石油化工厂废水水质统一分析方法》。 附加说明： 本标准由原国务院环境保护小组提出。 本标准由化学工业部北京化工研究院负责起草。 本标准委托化学工业部负责解释。
石油烃类的微生物降解研究 石油作为重要能源之一已被世界各国广泛使用，随之而来的石油烃污染已经对人类生存的土壤及水体环境造成了严重的危害，微生物降解是一种处理石油烃污染的理想方法。综述了降解菌种类和不同烃类的微生物代谢途径，分析了包括温度、营养物、氧和pH值等环境因素对石油烃降解的影响，为进一步的研究应用提供参考依据。 随着工业和经济的发展，人类对能源的需求日渐增多，促进了石油工业的飞速发展；在石油生产、贮运、炼制加工及使用过程中，不可避免地会有石油烃类的溢出和排放，造成土壤及水体的石油污染。据统计全球每年倾注到海洋的石油总量在200~1000万t之间。辽宁省环境中心监测站的化验结果显示，在辽河油田的重度污染区内，土壤中的含油量已达到10 000 mg／kg以上，是临界值(200 mg／kg)的50多倍，严重影响了油田附近的生态环境。 石油烃类物质引起的环境污染越来越引起人们的关注。利用物理、化学方法处理石油烃可以得到较受到了限制翻。生物处理方法是近年来发展起来的，具有处理效果好、费用低、对环境影响小、无二次污染及应用范围广等优点，是迄今为止处理石油烃污染比较好的一种方法。 1.降解石油烃类的微生物种类 国外在20世纪40年代就开展了细菌降解石油烃的研究，我国这方面的研究始于20世纪70年代末期。研究表明，在土壤和水体环境中存在着大量能够降解石油烃的微生物，主要是细菌和真菌；细菌在海洋生态系统的石油烃类降解中占主导地位，而真菌则是淡水和陆地生态系统中更为重要的修复因子。石油烃降解菌和藻类见表1。
大量研究表明，当菌群处于石油污染环境中时，利用烃类化合物的微生 物数量急剧增长，尤其是含降解质粒的微生物。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％。含质粒细菌在石油烃污染环境中出现的频率和数量LL-t~污染环境高，说明质粒在石油烃的降解中可能起着重要作用。降解质粒的存在为降解工程 菌的构建提供了可能。 2.石油烃类的微生物代谢途径 2.1 直链烷烃 通常认为饱和烃在微生物作用下，直链烷烃首先被氧化成醇，醇在脱氢 酶的作用下被氧化为相应的醛，然后通过醛脱氢酶的作用氧化成脂肪酸；氧 化途径有单末端氧化、双末端氧化和次末端氧化[7]。在转化为相应的脂肪酸后，一种转化形式为直接经历随后的／3一氧化序列，即形成羧基并脱落2个 碳原子；另一种转化形式为脂肪酸先经历60一羟基化形成∞一羟基脂肪酸， 然后在非专一羟基酶的参与下被氧化为二羧基酸，最后再经历一氧化序列