微生物降解石油烃修复石油污染的研究

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。

微生物在石油废弃物处理中的应用与油田环境修复石油废弃物的处理和油田环境的修复一直是石油工业中一个重要的问题。

随着全球环境保护意识的提高，传统的物理化学方法已经不能满足需求，因此生物技术成为一种重要的手段。

微生物因其独特的代谢特性在石油废弃物处理和油田环境修复中发挥着重要作用。

第一部分：微生物在石油废弃物处理中的应用石油废弃物是石油生产和加工过程中产生的固体废弃物、污水和石油污染土壤等。

传统的处理方法包括物理处理和化学处理，但这些方法往往昂贵且效果有限。

相比之下，微生物处理方法具有成本低、效果好的特点。

1. 微生物降解石油废弃物微生物具有独特的降解能力，可以利用石油废弃物中的有机物作为碳源和能源进行生长和代谢。

通过代谢活动，微生物可以将复杂的石油废弃物降解为较简单的化合物，并最终转化为无害物质。

这种微生物降解石油废弃物的过程被称为生物降解，可以有效减少石油废弃物对环境的危害。

2. 微生物的油污泥处理能力油污泥是石油加工过程中产生的一种固体废弃物，含有大量的石油和其他有机物。

传统的处理方法往往耗时耗力，而且效果有限。

微生物处理方法通过添加特定的微生物菌种，利用微生物的降解能力，可以有效地降解油污泥中的有机物，降低其危害性，并可以获得可再利用的资源。

第二部分：微生物在油田环境修复中的应用油田环境修复是利用各种手段恢复受石油活动污染的土壤和水体。

微生物在油田环境修复中发挥着重要作用，主要体现在以下几个方面：1. 微生物种群的修复油田环境污染会破坏土壤和水体中的微生物种群结构和功能，降低生物多样性和生态系统功能。

通过添加特定的微生物菌种，可以恢复受损微生物种群，提高土壤和水体的生态功能。

2. 微生物的油污修复能力石油活动往往造成土壤和水体的油污染，影响生态环境和人类健康。

微生物可以利用油污染物作为碳源和能源进行降解，从而修复油田环境的油污染。

3. 微生物与植物的协同修复微生物和植物之间存在广泛而复杂的相互作用关系，可以协同修复油田环境。

海洋微生物降解石油的研究石油污染已成为全球性的环境问题，由于石油的不完全分解和有毒物质的释放，对海洋生态系统造成了严重的破坏。

为了寻求有效的石油降解方法，研究者们越来越多的海洋微生物在石油降解中的作用。

本文将对海洋微生物降解石油的研究进行综述，以期为石油污染的生物治理提供理论支持和实践指导。

海洋微生物降解石油的过程主要涉及生物氧化、水解、脱氢等反应。

通过这些反应，石油中的长链烃分子被逐渐分解为短链烃、脂肪酸等小分子物质。

虽然已有不少研究者这一领域，但大部分研究集中在降解过程中的某一环节，对整个降解过程的系统研究仍显不足。

尚有部分有毒物质在微生物降解过程中无法被完全分解，可能会对海洋生态系统造成长期威胁，这也是需要进一步探讨的问题。

本文采用文献综述和实验研究相结合的方法，对海洋微生物降解石油的过程进行深入探讨。

实验研究包括接种培养、生理生化指标测定、脂肪酸分析等。

为了便于比较和评价，实验中采用统计分析方法，对不同处理组的结果进行多重比较。

实验结果表明，经过接种培养的海洋微生物能够有效降解石油。

在降解过程中，微生物通过产生一系列酶类物质，实现对石油中不同成分的分解。

通过对生理生化指标的测定，发现微生物在降解过程中细胞生长迅速，生物量增加明显。

同时，通过脂肪酸分析，发现微生物细胞中的脂肪酸含量随着降解过程的进行而逐渐降低。

这些结果与文献综述中提到的研究结果基本一致，但尚有部分有毒物质无法被完全分解，需进一步探讨其原因及解决方法。

通过对海洋微生物降解石油的研究，我们发现虽然微生物能够有效降解石油中的大部分成分，但对于某些有毒物质仍无法完全分解。

因此，未来研究需要以下几个方面：深入研究海洋微生物降解石油的机制，找出未能完全分解的原因，以期发现更有效的降解方法；开展更为系统性的实验研究，比较不同环境因素对海洋微生物降解石油的影响，为实际应用提供指导；探讨如何将海洋微生物降解石油的研究成果应用于实际环境中，例如构建高效石油降解菌群落，为实现石油污染的生物治理提供技术支持；考虑到全球石油污染问题的严重性，有必要加强国际合作，共同应对这一环境挑战。

舟山海域石油烃污染调查及相关石油烃降解微生物的应用研究本文首先对舟山海域近海及潜在石油烃污染源的船舶修造厂、石油储运与转运基地、客运与货运码头附近的海水与沉积物石油烃污染状况进行了分析。

结果表明:舟山近海海水与沉积物呈现越靠近舟山群岛、或者采样点周围船厂、码头和石油储运基地分布越密集,石油类含量越高的特征。

其中,潮间带海水与底质中石油类含量较高,且潮间带底质中烷烃与多环芳烃(PAHs)浓度高于我国其他同类海域。

说明船舶修造厂、码头附近海域均受到了不同程度的石油烃污染。

因此,为了解来源于船舶的常见石油类污染物的生物降解状况,本文通过在实验室驯化并制作石油烃降解微生物制剂,对受船舶用油与船舶清舱油泥污染的海水进行了模拟降解实验。

结果显示,模拟降解至第7d时,相对于空白对照组,船舶用油与船舶清舱油泥中的烷烃与PAHs已经基本降解殆尽,说明该石油烃降解微生物制剂具有海洋船舶用油和船舶清舱油泥污染的生物修复应用潜力。

本文接着验证了该微生物制剂应用于模拟海岸带石油烃污染修复的潜力。

在实验室进行了简化的、不同底质类型的潮上带、潮间带与潮下带船舶清舱油泥污染模拟修复。

降解7d的实验结果表明,与空白对照相比,混合底质潮上带石油类降解率最高(65%),泥质底质潮间带石油类降解率最高(85%),沙质底质潮下带石油类降解最高(86%)。

为了进一步研究该微生物制剂中的石油烃降解机制,从上述微生物菌群中分离、纯化出9株细菌,其中Leclercia sp.B45的正十六烷降解率为91%,Halomonas sp.A2为64%。

且A2与B45在生长过程中均可能产生了表面活性剂。

由于这两株菌的烷烃降解功能与产表面活性剂能力均未见报道,因此选其进行进一步的烷烃降解功能基因研究。

本研究使用筒并引物首次扩增出Leclercia sp.B45的alkB功能基因。

通过培养实验明确Leclercia sp.B45的烷烃最佳降解浓度后,在该浓度下诱导培养,然后进行实时荧光定量PCR(qRT-PCR)以分析alkB基因的转录模式。

石油污染土壤的微生物修复技术研究进展作者：于鹏来源：《科技创新与应用》2013年第27期摘要：土壤石油污染是石油生产过程中造成的环境污染之一，也是石油生产企业急需解决的重要环境问题。

文章概括了土壤石油污染的现状及危害，并重点探讨了近年来发展的生物修复技术：微生物修复、植物修复和菌根修复。

最后，文章还展望了石油类污染土壤生物治理的未来发展趋势。

关键词：石油污染；土壤；微生物修复；植物修复；菌根修复石油勘探与开采、储运、炼制、加工及其使用的过程中的石油及石油制品的泄漏或溢出是造成土壤石油污染的主要原因。

随着石油工业的快速发展，全世界每年约有80万吨石油进入环境，世界范围内的石油污染问题日趋严重。

我国大庆油田和华北油田采油井周边土壤石油污染严重，含油量高达4.8×104mg·kg-1～7.7×104mg·kg-1之间。

石油进入土壤后，不仅会破坏土壤结构，影响农作物生长，更严重的是，石油中的多环芳烃类污染物具有致癌、致畸、致突变等作用，可以通过食物链严重危害人类的健康[1]。

石油污染土壤的自然修复过程周期太长，效率太低，因此人工强化治理技术成为国内外学者研究的热点之一。

本文就生物修复在石油污染土壤处理方面的研究进展进行综述。

1 微生物修复技术研究表明，土壤中假单胞菌属、棒状杆菌属、黄杆菌、小球菌等多种菌属均可以实现石油类物质的有效降解。

研究表明，土壤污染8个月后，能降解石油类物质的微生物总量增加了10倍以上，占总生物量的一半[2]。

与物理化学修复方法相比，微生物修复技术具有成本较低、不破坏土壤结构、无二次污染、处理效率较高、操作运行简单等优点，可以实现土壤污染的原位修复和异位修复。

1.1 原位微生物修复技术原位微生物修复技术是指在不破坏土壤原有结构的条件下，向土壤中投加氮、磷等营养物质，并通入一定量的氧气，增加土著微生物或接种的高效微生物菌株的代谢活性，提高微生物降解石油烃的效率。

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。

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）。