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石油好氧降解反应石油是一种重要的化石能源，但其泄漏和污染对环境造成严重的影响。
为了有效应对石油污染问题，研究人员致力于寻找环境友好、高效的治理方法。
好氧降解是一种石油降解的生物修复方法，它依赖于一系列微生物的参与，通过将石油分解成无害的产物，实现对污染物的降解和清理。
本文将深入探讨石油好氧降解的反应机理、影响因素以及在环境治理中的应用。
一、石油好氧降解的反应机理1.石油分解过程好氧降解是指在充氧环境中，微生物利用氧气作为电子受体，对石油中的有机污染物进行氧化降解的过程。
具体而言，微生物通过代谢途径，将石油中的有机化合物分解为水、二氧化碳和其他无害物质。
这个过程包括以下关键步骤：•利用氧化酶：微生物首先利用氧化酶将石油中的有机化合物氧化成含氧化合物，如醇、酮等。
•酮醇代谢途径：酮醇代谢途径是将氧化产物进一步降解为更简单的物质，最终生成水和二氧化碳。
2.微生物参与石油好氧降解的关键在于微生物的参与。
不同类型的微生物在降解过程中起到了不同的作用，包括细菌、真菌和藻类等。
它们具有各自特定的代谢途径和酶系统，通过协同作用实现对石油的降解。
3.酶的作用在好氧降解的过程中，多种酶发挥着关键作用。
氧化酶、过氧化物酶和羟基化酶等酶能够催化石油分子的氧化反应，将其转化为更容易降解的中间产物，为后续的代谢过程提供能量。
二、石油好氧降解的影响因素1.温度温度是影响好氧降解的重要因素。
一般而言，较高的温度有助于提高微生物的代谢速率，促进好氧降解的进行。
但过高的温度可能对微生物产生不利影响，因此需要在适宜的温度范围内操作。
2.湿度湿度直接影响着微生物的活性。
过低或过高的湿度都可能限制微生物的生长和代谢，影响好氧降解的效果。
适度的湿度有助于提供水分,维持微生物的正常功能。
3.PH值微生物对环境PH值非常敏感。
一般而言，微生物在中性或近中性的环境中活性较高，而在酸性或碱性环境中活性可能受到限制。
因此,维持适宜的PH 值对好氧降解的进行至关重要。
微生物修复技术在土壤污染治理中的应用随着工业和城市化的发展，土壤污染已成为全球关注的环境问题。
传统的土壤污染治理方法往往存在花费高、效果难以保证等问题，而微生物修复技术在土壤污染治理中的应用正在逐步受到重视。
一、微生物修复技术的原理微生物修复技术指的是通过引入、利用和加强土壤中的微生物群落，利用其代谢的特殊生物化学作用，使有机、无机物质得到分解和去除的技术。
这种技术适用于大多数常见的污染物，包括石油、石油化学品、氯化物、氨态氮等。
微生物修复技术的原理主要有两种：一种是利用土壤中的自然微生物或加入外源微生物，在微生物代谢的过程中，污染物被吸收、厌氧降解、无害化、转化或氧化为二氧化碳和水；另一种是利用植物与菌根共生系统，通过植物的根系与菌根的协作，使污染物得到吸收和稳定，促进自然降解。
二、微生物修复技术的应用微生物修复技术广泛应用于土壤污染治理、生态修复、植物营养等领域。
在土壤污染治理中，微生物治理是一种经济、环保、高效的污染治理技术，已在国内外得到广泛应用。
例如，在美国，微生物修复技术被用于处理地下油污染；在加拿大，微生物修复技术被用于处理工业污染区，治理铜、锌等重金属超标问题；在中国，微生物修复技术也被广泛应用于治理农田污染、矿区土壤污染等。
三、微生物修复技术的优缺点微生物修复技术相对于其他污染治理技术具有一些优点：1.显著降低治理成本：由于微生物修复技术采用生物方法，具有自然性、经济性和可持续性，能够显著降低治理成本。
2.高效环保：微生物修复技术可以将有害的有机化合物与重金属转化为无害的物质，达到高效、环保的效果。
3.可持续发展：由于微生物修复技术不需要破坏土壤结构，不会对环境造成二次污染，因此是一种可持续发展的技术。
然而，微生物修复技术也存在一些缺点。
例如，在修复过程中需要大量的时间和能源，很难达到预期的治理效果；此外，引入外源微生物也可能引发生态环境的变化。
四、微生物修复技术的发展趋势未来，微生物修复技术将有望得到更广泛的应用。
异位化学氧化/还原技术原理简介2021年8月异位化学氧化/还原技术1.原理：向污染土壤添加氧化剂或还原剂，通过氧化或还原作用，使土壤中的污染物转化为无毒或相对毒性较小的物质。
常见的氧化剂包括高锰酸盐、过氧化氢、芬顿试剂、过硫酸盐和臭氧。
常见的还原剂包括连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、多硫化钙、二价铁、零价铁等。
2、适用性：化学氧化可处理石油烃、BTEX（苯、甲苯、乙苯、二甲苯）、酚类、MTBE（甲基叔丁基醚）、含氯有机溶剂、多环芳烃、农药等大部分有机物；化学还原可处理重金属类（如六价铬）和氯代有机物等。
异位化学氧化不适用于重金属污染土壤的修复，对于吸附性强、水溶性差的有机污染物应考虑必要的增溶、脱附方式；异位化学还原不适用于石油烃污染物的处理。
案例1：该企业始建于1958年，是特殊钢生产基地，场地南侧为焦化厂，场地污染区块主要靠近焦化厂附近，主要污染物为多环芳烃类。
其中苯并(a)芘、萘、二苯并(a,h)蒽的修复目标值为1.56mg/kg、2.93mg/kg、1.56mg/kg。
施工工期100日历天。
采用原地异位化学氧化搅拌工艺处理，处理土方量为3500m3。
场地土壤检出率较高的污染物为苯并（a）芘、萘、二苯并（a，h）蒽、苯并（a）蒽、苯并（b）荧蒽、茚并（1，2，3-cd）芘。
其中苯并（a）芘最高检出含量为23.1mg/kg，萘的最高检出浓度为23.2mg/kg，其他污染物浓度在10~20mg/kg之间。
本场地污染深度为0~2m。
本场地表面1m左右为素填土，-1.0m~-7.2m均为粉质粘土。
场地内地下水为潜水，初见水位约为-1.5m，稳定水位在-1.0m~-1.8m 左右，地下水受大气降水入渗补给明显。
选用原地异位化学氧化搅拌工艺，可实现药剂与污染物的充分混合及反应。
药剂采用某K药剂（主要成分为过硫酸盐及专利活化剂）。
主要工序为：定位放线→土方清挖→筛分预处理→土壤倒运至反应池→药剂投加→机械搅拌7～8天（pH值监测）→倒运至待检区反应（氧化剂残留）→验收合格→土壤干化→土壤回填→工程竣工。
生物修复技术作为一项有效的环保处理技术被应用始于上世纪70年代初。
由于其具有设备简单、操作方便、经济可靠的特点，生物修复技术在全球范围内得到了迅猛的发展并被广泛应用于石油、化工、制药、矿山等行业的污染处理，成为土壤和地下水污染处理的首选技术。
作为一种新兴的环保技术，生物修复技术具有广泛的市场发展前景。
举例来说，在美国大约有750000个各种地下储罐，一半以上为石油或汽油灌，其中有超过300000个存在泄漏现象，并以每年30000左右的速度递增。
生物修复技术被证明是目前处理此类污染的最经济和有效的环保技术。
关于生物修复技术在处理含油泥沙（主要产生于油田、炼油厂和石油泄漏）的应用，国外进行了大量的研究和实践。
逐渐形成了一套较为成熟和可靠的工艺，并取得了不错的处理效果。
总的来讲，这些工艺可分为异位生物修复和原位生物修复两种。
其中异位生物修复主要包括composting(堆肥)和landfarming工艺，而原位生物修复主要包括Bioventing（生物通风）和soil vapor extraction (土壤气抽吸)工艺。
作为一项较为复杂的环保技术，生物修复牵涉环保、生物、水文、地质等多个学科。
因此，影响生物修复处理效果的因素也很多，大致包括生物种类及活性、污染物种类及浓度、土壤条件（土质、湿度、pH等）、营养成分、充氧状态以及温度等。
所以，一个有效的工程方案在选择合适的工艺的基础上，还必须监测和控制适当的影响因素，才能达到最佳的处理效果。
影响因素的参数确定和优化必须采用试验与实践相结合的方法来获得。
一、异位生物修复工艺1、Composting(堆肥)堆肥工艺就是将污染的土壤与一定量的填料混合后垒成土堆，土壤中的微生物在适当的条件下进行新陈代谢的同时将污染物降解并去除。
填料的作用是改善土壤结构，提高空隙率，增加充氧效果，并提供适合微生物生长的温床。
填料主要有稻草、木屑、鸡粪、牛粪、或活性污泥等。
添加比例应视土壤结构和污染物的种类和浓度而定，通常为5%~40%不等。
中石油盐碱地治理措施一、背景介绍中石油是中国最大的石油企业之一，其在全国各地都有石油开采和加工厂。
然而，由于长期的过度开采和不合理使用水资源，中石油所在地区出现了大量盐碱地，严重影响了当地的生产和生活。
二、盐碱地治理的必要性1. 盐碱地会导致土壤质量下降，影响农作物生长。
2. 盐碱地会导致水资源浪费，影响当地居民的生活。
3. 盐碱地会导致环境污染，影响当地生态环境。
三、盐碱地治理的措施1. 水利工程建设中石油可以通过修建水库、引水渠等水利工程来解决盐碱地问题。
这些工程可以将远处的清洁水源引入到盐碱地区域，并通过灌溉等方式来改善土壤质量。
2. 科学耕作中石油可以通过科学耕作来改善盐碱土壤质量。
在种植作物前可以进行深松、施肥等预处理措施；在种植过程中可以采用合理的轮作制度，以减少土壤中盐分的积累。
3. 植被恢复中石油可以通过植被恢复来改善盐碱地区域的生态环境。
可以在盐碱地上种植耐盐碱度高的植物，如碱蓬、海藻等；也可以在盐碱地周围种植防风固沙的树木，如杨树、柿子树等。
4. 生态修复中石油可以通过生态修复来改善盐碱地区域的生态环境。
在盐碱地上建设人工湿地，利用湿地植物和微生物降解污染物质；也可以通过引入天敌等方式来控制害虫和有害生物数量。
5. 土壤改良中石油可以通过土壤改良来提高盐碱土壤质量。
在土壤中添加有机肥料、石灰等物质，以调节土壤酸碱度和提高土壤养分含量；也可以采用微生物技术、化学处理等方式来降低土壤中的盐分含量。
四、实施效果通过以上措施的实施，中石油可以有效地改善盐碱地区域的土壤质量、水资源利用效率和生态环境质量，提高当地居民的生产和生活水平。
同时，这些措施也有助于减少环境污染和保护生态环境。
五、结论中石油作为国内最大的石油企业之一，在治理盐碱地问题上肩负着重要的责任。
通过科学合理的措施和持续不断的努力，中石油可以为当地居民带来更好的生产和生活环境，同时也为保护环境做出应有的贡献。
石油污染土壤生物修复技术方案1、生物投加法1.1、高效微生物的投加自然环境中存在可降解石油污染物的微生物，但其数量通常较低，仅占微生物总量的0.1%。
当土壤石油污染发生后，为实现环境的自我修复，高浓度的石油污染物对土壤中能够耐受和利用石油组分的微生物产生驯化和富集作用，可使石油降解微生物的数量升至1%~10%。
然而这一过程的启动相当漫长，而且土著种群往往并不具备降解所有石油组分的能力。
生物投加法通过投加高效石油降解微生物解决土著种群数量不足、活性受抑制以及降解能力有限的问题。
用于投加的微生物包括土著微生物、外源微生物和基因工程菌。
Sidorov等将土著微生物投加到原油污染土壤中，修复2年后，去除了污染土壤中78%的原油。
Mercer等针对ExxonValdez号溢油污染事件，将4株不同假单胞菌的XYL、NAH、CAM、OCT质粒结合转移至同一菌株，构建拥有多烃降解能力的超级细菌，该细菌可在几小时内分解60%的浮油。
与添加上述2种微生物不同的是，添加外源微生物的有效性存在较大争议。
Venosa等[39]以风化的Alaska原油为碳源测试了10种不同类型的商业菌剂对石油污染物的去除效果，结果表明，只有2种商业菌剂对石油污染物的降解起促进作用。
外源菌种只有既能够适应潮间带环境，又能够与土著微生物竞争营养物质并且避免被原生动物捕食，才能发挥其修复作用。
因此，从石油污染土壤中筛选、驯化高效菌种和构建菌群是提高其环境适应性和竞争性的有效方法。
1.2、固定化微生物的投加为了克服高效微生物投加后，启动速度慢、对环境条件敏感及与土著菌种竞争处于劣势等问题，可以利用固定化技术强化石油污染物的去除。
固定化载体能够为微生物提供良好的微环境，帮助其抵抗不利土壤环境的侵害和土著微生物的竞争，提高其数量、活性及稳定性。
另外，固定化载体还可加大土壤的孔隙度，从而加强氧气的传质速率，最终提高石油污染物的生物修复速率。
目前，固定化微生物的研究大多局限于实验室小试和中试水平，鲜见有关现场应用的研究报道。
Chen等利用海藻酸钙-活性炭包埋石油降解菌群，结果表明固定化菌群对石油污染物的降解性能及环境适应性均显著高于游离菌群。
Chen等利用竹炭固定化柴油降解菌Acinetobactervenetianus以加强其降解率，使柴油降解率从82%升至94%。
高祥兴利用聚乙烯醇、海藻酸钠及活性炭包埋固定石油降解菌Marinobactersp.PY97S，并将该固定化菌剂用于黄岛溢油污染修复，结果表明，该固定化菌剂在129d内能去除67%的原油，明显高于对照区的46%。
可见，固定化微生物技术可有效提高石油污染物的降解率。
目前，有关固定化微生物的研究主要集中在高效固定化载体和固定化方法的开发方面。
微生物固定化载体应具有环境友好、性能稳定、成本低廉、吸附性能强等特点，纳米粒子具有明显的优势，是潜在的载体选择。
固定化方法应实现固定化微生物的高浓度、高活性、高稳定性等要求。
1.3、植物-微生物的联合投加植物与微生物联合用于石油污染物的生物修复，不仅可以增强彼此对不良环境的抗逆性，还可以促进石油污染物的生物降解。
利用植物-微生物联合投加修复石油污染土壤已经成为近年来的研究热点。
一方面，植物为微生物提供了良好的生存环境，并为微生物的生长代谢提供氧气和共代谢生长基质(如糖类、氨基酸等)，促进了微生物对石油污染物的降解；另一方面，微生物提高了植物对营养盐和水分的获取性能，并能降解石油污染物或改变其存在状态，降低其对植物的毒性，同时微生物还可以提高石油污染物的生物可利用性，便于植物的吸收转化。
刘继朝等利用盆栽试验研究了植物的添加对石油污染农田生物修复效果的影响，结果表明，修复120d后，植物-微生物联合投加对石油污染物的降解率高于单独的微生物修复或植物修复，植物的添加能强化石油污染物的微生物降解。
目前，有关植物-微生物联合投加的有效性研究大多局限于实验室小试及中试水平，在实际土壤修复中的有效性还需进一步验证。
植物的生长代谢需要消耗大量的营养物质，因此营养物质的缺乏可能是限制植物-微生物联合投加实际应用的主要因素。
研究高效的氮、磷营养缓释制剂是促进植物-微生物联合投加有效施用的一个策略。
2、生物刺激法2.1、营养物质的投加土壤石油污染发生时，石油为微生物的生长代谢提供了足够的碳源，此时氮、磷浓度成为微生物生长的影响因子。
氮、磷等营养物质的缺乏会限制微生物的石油降解速率，但是当营养物质浓度过高时，又会对微生物的生长产生毒害作用，从而限制微生物的石油降解速率。
Xu等利用缓释型肥料Osmocote(半透膜包裹无机水溶性氮、磷、钾)修复石油污染海滩沉淀物，结果表明修复45d后，添加缓释型肥料的沉淀物样品中脂肪族烷烃的降解率约为96%，显著高于未添加肥料的26%。
然而，Wang等的研究表明，随着氮浓度的升高，Brevundimonasdiminuta对柴油的降解率并未显著增加。
因此，添加适量的营养物质是生物修复石油污染土壤的重要保障。
2.2、电子受体的投加石油污染物被氧化降解的最终电子受体也对生物修复效果有着重要影响。
氧气是最为常见的最终电子受体，增加污染土壤中溶解氧浓度，可以促进微生物的活性和污染物降解率。
此外，适量添加H2O2等物质，也可以改善生物修复效率:1)H2O2可以氧化部分石油烃；2)H2O2可以增加污染土壤中溶解氧浓度，并保持pH的稳定，以此强化微生物的修复效果。
需要注意的是，H2O2浓度过高会对微生物产生毒害作用，间接抑制石油污染物的生物修复效果。
微生物的厌氧降解也需要最终电子受体，常见的电子受体包括2.3、生物表面活性剂的投加生物表面活性剂能有效降低石油组分的界面张力，促进其解吸和溶解，且具有无毒、无二次污染和能自然降解等优点，是促进石油污染土壤高效生物降解的重要途径。
生物表面活性剂对石油污染土壤生物降解的强化作用优于营养物质。
Kosaric利用槐糖脂强化石油污染土壤的生物修复，结果表明槐糖脂的添加使土壤中原油的去除率从81%提高到93%~99%。
Harvey等利用生物表面活性剂使ExxonValdez 号溢油污染事件的生物修复效率提高了2~3倍。
2.4、共代谢生长基质的投加微生物通常对分子量较小、结构较为简单的石油组分具有较强的降解能力，而对分子量较大、环数较多及结构较为复杂的石油组分的降解性能较差。
石油中难降解的大分子物质往往通过共代谢的方式被去除。
共代谢是指微生物在代谢生长基质(可作为唯一碳源和能源的物质)的过程中对非生长基质(不能作为碳源和能源的物质)也进行代谢的现象。
如苯并蒽不能被Beijerinckia降解，而以水杨酸和联苯为共代谢生长基质时，其能够被氧化降解；PseudomonassacophilaP15以菲和水杨酸为共代谢生长基质时，具备更高的苯并[a]芘降解能力。
刘晓春等考察了α-乳糖、葡萄糖和蔗糖对石油污染物生物降解的影响，结果表明α-乳糖对菌株的生物降解起促进作用，而葡萄糖和蔗糖则起抑制作用。
Li等以葡萄糖为共代谢生长基质，使石油污染物的生物降解率提高了2倍。
3、生物通风法生物通风法是通过低速的通风速率将空气或氧气输送到土壤不饱和区域中(添加氧气)以促进石油污染土壤的生物降解，并将挥发性的有毒物质排出的过程，是将土壤气相抽提与生物降解相结合的一种原位修复技术。
通常，在通气的同时向污染区添加氮、磷等营养物质来刺激内源性细菌的生长和代谢。
生物通风法的设施通常包括鼓风机、真空泵、抽提井、注入井和供营养渗透至地下的管道等(图1)。
Thomé等利用生物通风法修复4%B20(柴油和生物柴油的混合物)污染的黏土土壤，60d后，去除了85%的石油污染物，高于自然衰减的64%，表明氧气流增强了微生物活性，从而提高了生物降解率。
生物通风法的设施生物通风法中，空气注入速率是污染物扩散、再分布和表面损失的基本参数之一。
Sui等研究了空气注入速率对甲苯污染场地生物挥发、生物降解和生物转化的影响。
结果表明:在81.504和407.52m3/d2种空气注入速率下，试验结束时(200d)没有观察到甲苯去除率的显著差异；试验早期阶段(100d)，与低空气注入速率相比，高空气注入速率提高了甲苯的挥发率。
Frutos等的研究结果也表明，空气注入速率和时间间隔对黏土中柴油的降解率没有显著差异，较长的空气注入时间间隔和较低的空气注入速率可能更为经济。
Rayner等观察到在亚南极碳氢化合物污染场地，由于浅水位和薄土覆盖，单井生物通风对油气去除效果不佳；但当在同一地点使用9个小注射棒(相距0.5m)进行生物处理时，在相同条件下，由于有更均匀的氧气分布，大量的碳氢化合物被去除。
尽管空气注入速率和时间间隔对生物降解效果影响不大，但空气注入点数量的增多有助于实现空气的均匀分布。
另外，尽管生物通风法是为了促进非饱和区域的曝气，但也可以用于厌氧生物修复过程，特别是用于处理氯化物污染的渗流区，可以注入氮气与低浓度二氧化碳和氢气的混合物代替空气或纯氧气，以减少氯化蒸气。
在具有低渗透性的土壤中，与注入空气相比，注入纯氧气效果更好。
此外，在处理难生物降解的污染物时，注入臭氧可能更为经济有效。
4、微生物燃料电池微生物燃料电池(microbialfuelcell，MFC)是利用生物电化学技术来降解或去除土壤中的石油污染物，并产生额外电能的新型石油污染土壤修复方法。
石油污染修复过程中，产电菌催化降解石油释放电子和质子，电子通过阳极再经外电路到达阴极，质子在电池内部从阳极传递到阴极，氧气作为最终电子受体在阴极处被还原成水[93]。
微生物燃料电池修复技术的核心是向污染土壤提供阳极和阴极，分别作为电子供体和电子受体。
与常规的物化方法不同，微生物燃料电池不需要消耗大量能源，也不需要向体系内投加氧化剂、催化剂、溶剂等化学药品，还能产生额外的电能。
Zhang等利用微生物燃料电池处理石油污染土壤，降解135d后，微生物燃料电池对石油的降解率为对照组的2倍。
按照结构来分，微生物燃料电池可分为双室和单室(图2)，双室微生物燃料电池必须配有分隔膜，单室微生物燃料电池可不配备分隔膜。
双室微生物燃料电池一般由阴阳电极、反应室和分隔膜构成。
其阴极室和阳极室一般相互独立，阴极和阳极之间外接电路形成闭合回路，分隔膜只允许质子通过，从而阻止阴极室和阳极室中的溶液混合。
附着在阳极表面的微生物降解有机物，生成电子和质子。
电子直接或者间接地传递给阳极，再沿着外接电路到达阴极，从而形成电流；质子则通过分隔膜到达阴极，在阴极表面质子和电子发生还原反应。
单室微生物燃料电池一般没有分隔膜，其底物中的基质能够减缓H+向阴极的迁移，因此分隔膜不是必需的。
阳极在基质中埋得足够深就能保证厌氧环境，一般为了保证厌氧环境通常在基质表面覆盖一层水或其他材料。
