土壤石油污染的微生物修复技术

土壤石油污染的微生物修复技术摘要：石油污染往往会带来严重的区域环境污染和生态破坏，自然界中存在很多可以降解石油的微生物，可以利用其特性，帮助处理石油污染并修复生态。

本文主要介绍石油污染的危害及微生物修复石油污染土壤的技术。

关键词：石油污染区域治理微生物处理修复技术Soil microbial remediation of oil contaminatedWenhaoxiangAbstract：The oil pollution often leads to serious regional environmental pollution and ecological damage, there are many natural microbial degradation of crude oil, to features to help deal with oil pollution and restoration ecology. This paper describes the hazards of oil pollution and oil-contaminated soil bioremediation technology.Key words：Oil pollutionRegional GovernanceMicrobial treatmentRepair technique前言：作为重要的战略资源，石油在开采和运输过程中都可能对生态环境造成污染，使受污染的海洋和土壤不能发挥正常功能。

全球每年有10亿吨原油经海上运输，其中约320万吨因泄漏污染海洋：同时，油库、输油管道泄漏造成土壤污染的事件也时有发生，严重破坏了生态环境。

我同是一个石油生产和消费大国，石油污染问题相当突出，自1978年原油产量突破1亿吨后，每年产生石油污染土壤10万吨，累计堆放量近50万吨。

目前，国内外在治理石油污染方面，重点研究了微生物修复技术，经过30多年的研究开发，现已广泛应用于污染环境治理。

并取得了相当的成功。

1、石油污染的危害1.1石油污染对海洋的危害海运过程中石油的泄漏会给海洋造成多方面的危害，石油泄漏后，油膜覆盖于海面，阻断O2和CO2等气体的交换，阻断阳光射人海洋，使水温下降，破坏了海洋中溶解氧的均衡，并且石油在降解过程中会大量消耗海水中的氧，直接导致海水缺氧，影响海洋生物的生长；石油中所含的稠环芳香烃对生物体有剧毒，污染物中的毒性化合物可以改变生物体细胞活性，从而影响海洋渔业的发展。

据统计，每年通过各种渠道泄入海洋的石油和石油产品，约占全世界石油总产量的0.5％，倾注到海洋的石油量达200万吨～1000万吨，由于航运而排入海洋的石油污染物达160万吨～200万吨，其中1／3左右是油轮在海上发生事故导致石油泄漏造成的。

海洋石油污染危害是多方面的，如在水面形成油膜，阻碍了水体与大气之间的气体交换；油类粘附在鱼类、藻类和浮游生物上，致使海洋生物死亡，并破坏海鸟生活环境，导致海鸟死亡和种群数量下降。

石油污染还会使水产品品质下降，造成经济损失。

1.2石油污染对土壤的危害石油对土壤的污染多集中在20cm左右的表层，石油物质进入土壤，可堵塞土壤间隙，改变有机质的组成和结构，引起土壤有机质的碳氮比和碳磷比变化，引起土壤微生物群落、微生物区系的变化；石油污染对农作物的生长发育也有不利影响，直接导致农作物减产，导致某些有毒成分在粮食中累积，影响粮食的品质，并通过食物链危害人类健康。

当土壤空隙较大时，石油废水可渗透到土壤深层，甚至污染地下水。

1.3石油污染对大气的危害石油炼制过程中产生的废气、原油及各组分燃烧过程中产生的废气以及附着于水和土壤表层的油膜中的挥发性物质都可污染大气，尤其是油井大火可造成严重的大气突发性污染，因为浓烟中含有大量有毒物质，如大量的碳粒、硫氧化合物、硫化氢、硫醇、氮氧化合物、氨、一氧化碳、二氧化碳、酚类、醛类和多环芳烃类化合物等。

2、降解石油的微生物能够降解石油的微生物种类很多。

目前已了解到，细菌、放线菌、酵母菌、霉菌中，有100多属的200多种，能生活在石油中，并通过生物氧化降解石油。

细菌以假单胞菌、棒状杆菌、节杆菌、黄杆菌、无色杆菌、小球菌属、弧菌属等较常见，最常见的是假单胞菌，可使多种烷烃彻底降解；放线菌有链霉菌和诺卡氏菌，但它们对烃类的降解常不彻底，有中间产物积累；真菌是石油降解微生物的主要类群，酵母菌中有假丝酵母、红酵母、球拟酵母等，以假丝酵母最为多见，它对营养要求不高，且在分解石油的同时可生产酵母蛋白质；霉菌中的枝胞霉被认为是主要的解烃真菌，还常见曲霉、青霉，它们在pH﹤6、含氮量低的环境中也能降解石油，在土壤中的降解作用远大于水体中；此外，发现有些蓝细菌也能降解石油。

自然界中石油烃类的降解常以混合菌株联合作用为强。

3、微生物修复技术石油是链烷烃、环烷烃、芳香烃以及少量非烃化合物的复杂混合物，石油的降解主要是微生物对石油中烃类物质的代谢，国外在20世纪40年代就开始了微生物降解石油的研究，国内研究开始于20世纪70年代末。

微生物处理石油的主要代谢途径有：1．将石油烃分解为CO2和H2O。

2．将石油烃转化为微生物物质，如，蛋白质、氨基酸、脂类和多糖等。

3．将石油烃转化为其它物质，如各种醇、苯酚、醛、脂肪酸等。

3.1原位生物修复技术原位处理方法是将受污染土壤在原地处理。

处理期间，土壤基本不被搅动，最常见的就地处理方式是土壤的水饱和区进行生物降解。

除了要加入营养盐，氧源（多为H2O2）外；还需引入微生物以提高生物降解的能力。

有时，在污染区挖一组井，并直接注入适当的溶液，这样就可以把水中的微生物引入到土壤中。

地下水经过一些处理后，可以恢复和再循环使用，在地下水循环使用前，还可以加入土壤改良剂。

污染土壤经过处理，所有多环芳烃的降解都很明显，但是，三环和多环芳烃的降解率一般明显低于60％。

因为就地处理对温度较敏感，所以只能在气温大于8℃的月份进行。

在一定的时间内，原位处理不可能有效地去除大多数多环芳烃，而且这种方法因受温度和土壤类型的影响而具有一定的局限性。

3.2异位生物修复技术异位生物修复主要包括现场处理法、预制床法、堆制处理法、生物反应器和厌氧生物处理法。

3.2.1现场处理法近年来国外石油烃污染生物处理的研究很多，其中土壤耕作处理是现场处理土壤污染常用的方法。

被污染的废物施在土壤上，通过施肥、灌溉和加石灰等管理措施，保持氧气、水分和ｐＨ的最合适值，并进行耕作以改善土壤的通气状况，确保在污染废物和下面土层中污染物的降解。

降解过程所用的微生物多为土著微生物，但是要提高效果还需要引入驯化的微生物。

3.2.2预制床法现场处理中土壤耕作处理最大的缺陷是污染物可能从处理区迁移，预制床的设计可以使污染物的迁移量减至最小，因为它具有滤液收集和控制排放系统。

预制床的底面为渗透性低的物质，如高密度的聚乙烯或粘土。

将污染土壤转移到预制床上，通过施肥、灌溉，调节ｐＨ，有时还加入微生物和表面活性剂，使其最适合污染物的降解。

与同一区域的原位处理技术相比，预制床处理对三环和三环以上的多环芳烃的降解率明显提高。

3.2.3堆制处理法土壤的堆制处理就是将受污染的土壤从污染地区挖掘起来，防止污染物向地下水或更大的地域扩散，运输到一个经过处理的地点（布置防止渗漏底，通风管道等）堆放，形成上升的斜坡，并进行生物处理。

堆制法是生物修复技术中的一种新型替代技术。

堆制处理过程对污染土壤中的多环芳烃降解，多环芳烃的降解随着苯环数的增加而降低，当多环芳烃的初始浓度提高约５０倍时，除荧、蒽外，其他多环芳烃的降解随着污染浓度的提高而降低。

3.2.4生物反应器法生物反应器法是将污染土壤置于一专门的反应器中处理。

生物反应器一般建在现场或特定的处理区，通常为卧鼓形和升降机形，有间隙式和连续式两种。

因为反应器可使土壤与微生物及其他添加物如营养盐，表面活性剂等彻底混合，能很好的控制降解条件，因而处理速度快，效果好。

生物反应器处理的过程为：先挖出土壤与水混合为泥浆，然后转入反应器。

为了提高降解速率，常在反应器先前处理的土壤中分离出已被驯化的微生物，并将其加入到准备处理的土壤中。

4、结语石油污染区域的微生物修复技术是一种新兴实用的污染物治理技术，具有投入低、效果好、对环境影响小的优点，但同时微生物修复的对象通常是多相的、非均质的复杂系统，涉及了微生物学、生态学、工程学、水文学、化学等多学科的知识，其许多机理还不是很清楚。

因此，有必要加强该领域的研究。

另外，石油烃类的微生物降解是一个复杂的过程，它的降解效率受多方面因素的限制，微生物的种属、石油本身的物理状态和性质以及环境的因素都可以影响微生物对石油污染物的降解。

在进一步探索微生物代谢烷烃类物质机理的基础上，利用微生物的代谢作用处理污染区域的石油类物质将会更加经济有效。

参考文献：[1]王家玲，李顺鹏，黄正，环境微生物学第二版．高等教育出版社．2004，4．[2]方曦，杨文．海洋石油污染研究现状及防治．2007．[3]苏增建，李敏，王颖．土壤石油污染的生物修复原理及研究进展Ｉ．安徽农业科学．2007．[4]郭楚玲，郑天凌，洪华．多环芳烃的微生物降解与生物修复＿海洋环境科学．2000．[5]孟紫强．环境毒理学．北京：中国环境科学出版社，2000[6]窦贻俭，李春华．环境科学原理．南京大学出版社，1998[7]熊治延．环境生物学．武汉大学出版社，2000[8]Cockerham L G,Shane B S.Basic Environmental Toxicology.Boca Raton-Ann Arbor-London-Tokyo:CRC Press,1994[9]Marquardt H,Schafer S G,McClellan R O,WelschF.Toxicology.SanDiego:Academic Press,1999[10]Klaassen C D.Casarett and Doull’s Toxiclogy:The Basic Science of Poisons.6 thedition.NewYork:McGraw-Hill Pubishers,2001。