低温条件下土壤石油烃微生物修复研究进展

寒冷地区石油泄漏造成了严重的土壤污染问题,低温条件下土壤微生物降解石油烃已成为生物修复领域的一个研究热点。微生物修复在土壤污染修复中有着显而易见的优势,许多学者对土壤石油烃的微生物降解机理和限制因素进行了深入的研究。同时,通过研究低温条件下微生物土壤石油烃降解的影响因素可以明晰土壤生物修复的应用方向。微生物修复低温石油烃污染土壤的影响因素主要包括石油组分和性质、微生物菌群组成和性质以及其他相关的环境条件。在应用方向上,目前低温土壤石油烃生物修复应用技术主要包括生物刺激和生物强化等。     

石油烃类污染物的微生物修复技术

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。本文对石油烃类污染物的生物处理技术进行了较全面的介绍,综述了降解石油烃的微生物种类、微生物降解石油烃机理、影响因素以及微生物降解石油烃技术的应用等方面的研究进展,分析了现有研究中存在的不足,并对今后的研究趋势进行了展望。     

微生物降解石油烃的代谢机制及研究进展

石油烃类污染物是复杂的有机化合物,对生态环境和公众健康具有较大危害。目前微生物技术已成为修复石油烃污染环境的主要方法,微生物可利用目标污染物作为碳源,通过一系列的酶催化对其进行代谢降解。研究了微生物降解石油烃的代谢机制,可通过合理设计降解途径中关键步骤的酶,降低限制因素对石油烃微生物降解的影响,提高限速步骤的反应速度,从而提高对石油烃的降解率,以更好地应用于石油烃污染场地的修复。通过梳理总结石油烃的主要组成和结构、代谢途径、功能基因和关键酶种类,以及组学和合成生物学技术在石油烃降解代谢机制研究中的应用现状,为进一步优化提升微生物修复技术在石油烃污染领域的应用前景提供参考。     

石油烃污染非均质场地微生物群落结构及降解作用

为探究冲洪积扇上游强非均质性石油烃污染场地中微生物降解作用强弱,深入分析场地微生物修复的可能性,选取潮白河上游某典型废弃加油站为研究对象。受冲洪积扇条件控制,区内非均质性强,地下水埋深较大。现场采集土样进行微生物高通量测序分析;装填土柱进行室内淋滤实验,开展微生物降解对比分析。结果表明:未受污染区域（T1）的优势菌门为厚壁菌门（Firimicutes）,优势菌属为Paenisporosarcina,其相对丰度分别为40.1%和34.8%;污染区域可识别的优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）,优势菌属为芽孢杆菌属（Bacillius）,其相对丰度分别为35.1%~52.2%和7.7%~16.8%,石油烃污染物较大程度上改变了区域的微生物群落结构和多样性,埋深和含水条件也是重要的影响因素。微生物降解对比实验表明,吸附作用是初始阶段石油烃污染物的主要去向,柱间出水石油烃浓度差值显示:0~200 h阶段微生物降解作用较为强烈,起主导作用,但去除量小于吸附作用。自然条件下,强非均质石油烃污染场地中石油烃降解优势菌的结构占比较低,数量较少,微生物降解作用微弱。     

渤海石油降解微生物某些生态学特征的调查研究

前言 渤海是我国内海,海区资源丰富,海域辽阔,航运发达,沿岸工业集中,人口稠密,在政治、经济、军事上都占有重要的地位,是我国重点保护的水域之一。随着我国石油工业和石油海运事业的发展,排放到海内的油污量一直是人们密切关注的问题。 海洋环境中广泛地存在着大量的降解石油烃的微生物,石油一旦进入海洋,就受到一系列的物理和化学的综合作用,同时并被海洋中的各类微生物所氧化。调查这类微生物的数量和组成,研究它们的某些生态学问题和对油污的净化作用,对防治石油污染海洋、保护海洋环境、发展渔业生产和增进人民健康有着重要意义。     

油藏内源微生物群落结构特征研究

采集大港油田油井well-1017采出液,利用GC-MS分析油藏原油结构并利用16S r DNA克隆文库技术分析油藏内源微生物群落结构特征,探索极端油藏环境下细菌和古细菌的群落功能。研究结果表明:长期水驱开采导致了油藏采出液含水率、原油重质组分升高,原油品位下降。同时,油藏内源微生物16S r DNA克隆文库系统反映了油藏细菌群落包括Proteobacteria、Firmicutes、Nitrospirae、Bacteroidetes、Thermotogae、Deferribacteres、Caldiserica、Dictyoglomi和Aquificae等9个门类,而古细菌群落主要包括广古菌门Euryarchaeota的Methanobacteria、Archaeoglobi、Methanomicrobia和Thermococci等4个纲结构;微生物文库构成显示极端油藏环境下仍存在着丰富的功能微生物资源,其在石油烃降解、产表面活性剂和产甲烷等方面展现出较大的应用潜力。研究极端油藏微生物群落结构多样性,可以为微生物驱油技术在低品位油藏资源的开采应用中提供重要的生物信息。     

土壤-地下水系统中石油烃的迁移和生物降解述评

石油烃具有生物累积性,能长期留存在环境中。准确掌握环境中石油烃的行为及归宿,对有效控制石油烃污染、保护人类健康具有重要意义。生物降解是石油烃在土壤-地下水系统中归宿的主要途径。重点阐述了石油烃在土壤-地下水系统中的迁移,降解石油烃的微生物,生物降解机理,影响生物降解的因素,微生物修复技术,以及利用微生物分子生态学来监测生物降解过程的现状,并展望了未来的发展方向。     

石油烃在非均质包气带中的吸附作用及迁移规律

为深入分析强非均质性污染场地中石油烃的运移规律,探究石油烃类污染物在场地中的吸附、迁移及其影响因素,选取潮白河上游为典型研究区,受冲洪积扇条件控制,区域内包气带非均质性强,地下水埋深较大.采集污染场地包气带介质样品,分别装填原状土（0~20 mm）、细颗粒（< 2 mm）和粗颗粒（>4 mm）3种介质迁移柱,通过土柱淋滤试验表征石油烃在典型介质中的迁移特性;通过静态吸附试验和微生物降解试验识别石油烃迁移过程的关键影响因素,揭示多要素作用条件下的石油烃迁移规律.结果表明:原状土、细颗粒和粗颗粒这3种介质迁移柱出水中石油烃浓度均呈先下降、后波动上升、最终趋于稳定的趋势.3种介质对石油烃的吸附过程均呈现快吸附和慢吸附两个阶段,快吸附阶段发生在试验0~15 h内,完成了吸附的70%~80%;慢吸附阶段持续时间较长,吸附总量缓慢增加.固液比、温度和pH等要素对3种介质石油烃吸附性能的影响相对较小.微生物降解是慢吸附阶段石油烃浓度呈波动上升的主要原因,且在整个石油烃垂向迁移过程中,吸附作用对石油烃去除的贡献率为80%,微生物降解的贡献率为20%.研究显示,相对于微生物作用而言,强非均匀介质在石油烃类污染场地的污染物吸附和迁移过程中起关键控制作用.      

菌糠强化微生物降解石油污染土壤修复研究

采用菌糠协同高效石油烃降解菌Microbacterium.sp.Q2进行石油污染土壤修复试验研究,分别设置菌糠固定化微生物组（SIM）、菌糠-游离菌组（SMSB）、菌糠单独组（SMS）和对照组（CK）4组修复实验.考察不同处理方式下对石油污染土壤微生物数量、酶活性和石油烃降解效果的差异性并确定石油污染土壤的最佳修复方案.结果表明：不同修复方式下,SIM组的土壤呼吸强度、微生物数量及酶活性较其他组有明显提高,其对石油烃去除率分别比其他3组提高11.84%、22.15%、54.09%.土壤中脱氢酶活性以及微生物活性与石油烃降解率的相关性显著,此外菌糠固定化微生物对石油污染土壤修复具有生物强化和生物刺激协同的作用机制.     

石油污染地下水有机污染组分特征及其环境指示效应

通过采集我国北方某污染场地地下水样品,用GC-MS扫描分析石油烃成分及含量,研究油田开采情况下石油烃污染物在地下水中的分布变化及其对环境的指示作用.结果表明,地下水中总石油烃(TPH)均值为4.75mg/L;组分包括烷烃、芳香烃、酯类、醛类以及醇类等有机化合物,烷烃类含量最高,占总油百分含量平均值为65.6%;沿着地下水流向烷烃和芳香烃所占百分含量减少,分别从70.05%和14.56%下降至57.72%和10.58%,而非烃类逐渐富集,其百分含量从15.39%增加至31.72%.由样品色谱参数可知:场地Pr/Ph值在0.73~1.27之间,表明地下水处于缺氧的还原环境;Pr/C17值在0.42~1.51之间;Ph/C18值在0.61~1.30之间,指示出较强的微生物作用;细菌数与非烃类含量、Pr/C17以及Ph/C18之间呈现出正线性相关性,Pr/C17和Ph/C18值越大微生物作用越强.不同季节对石油烃浓度变化也有一定影响.     

石油烃类污染物在地下水中自然衰减特性

污染物在地下水中的自然衰减是目前解决地下水污染问题的一个重要的研究领域，是地下水污染生物修复的基础课题，本文以地下水中的常见污染物石油烃为对象，着重阐述该物在地下水中的自然衰减特性。根据所获取的国内外资料，介绍了其自然衰减的三种动力学方程：Monod动力学方程，一级衰减动力学方程和瞬时反应动力学方程，并且对于石油烃的自然衰减速率进行了详细的描述，为以后的研究提供参考。     

土壤污染及其防治

X53通气对石油污染土壤生物修复的影响/丁克强(中科院南京土壤研究所)…//土壤/中科院南京土壤研究所一2(X)l,33(4)一1 85一188环图S一38 为了探讨石油污染土壤的生物修复的有效方法,本研究就通气对石油污染土壤生物降解的影响,在自制反应器中进行了为期50天的堆腐试验。结果表明,通气可为石油烃污染土壤中的微生物提供充足的电子受体,可保持土壤声稳定,从而促进了微生物的生物活性,强化了它们对石油污染物的氧化降解作用。通过在反应器中,调控通气量使污染土壤中石油烃的降解率进一步提高,为石油污染土壤生物修复技术的应用奠定了科学基…     

海洋石油的微生物降解研究进展

本文探讨了微生物氧化石油烃及其相应化合物的能力,概述了氧化影响因素,并简要介绍了微生物对石油烃降解的途径。     

某污染场地地下水石油烃的健康风险评估及其微生物群落分析

有机污染场地地下水石油烃污染问题较为普遍,对周边环境和人体健康造成一定影响. 为探究污染场地地下水环境中石油烃含量、健康风险及其与微生物群落分布关系,对天津市某污染场地地下水石油烃开展健康风险评估调查,使用气相色谱法分析石油烃浓度,利用污染场地健康与环境风险评估软件进行健康风险评估,利用高通量测序技术进行地下水微生物群落特征分析. 结果表明:①5个监测井的石油烃污染情况有显著差异,A1～A4监测井石油烃浓度较低,健康风险处于可接受水平;A5监测井石油烃浓度是其他4个监测井的60～100倍,总石油烃危害商为44.990,为可接受值的45倍,健康风险较高. ②4个监测井地下水中均含有变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),说明这两种细菌对石油烃污染有一定耐受能力. A5监测井细菌Chao指数和Shannon-Wiener指数最高,说明细菌多样性和丰富度最高,且该监测井变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)绝对丰度均较高,说明一定浓度石油烃的存在会促进具有降解石油烃功能的细菌生长. 研究显示,一定浓度石油烃的存在使石油烃降解菌绝对丰度增加,从而增加了对石油烃的降解能力,增强了石油烃的自然衰减能力,有利于降低人体健康风险.      

石油污染土壤的生物修复技术及微生物生态效应

利用投菌法和生物刺激法对陕北子长石油污染土壤进行微生物修复研究.通过利用红外分光光度法测定不同处理方法对石油烃的去除效果确定了修复陕北石油污染土壤的最佳方案.修复过程中利用最大可能计数法(MPN)、PCR-琼脂糖电泳法、PCR-DGGE法分别测定了石油烃降解菌数目、催化基因、土壤微生物多样性对土壤微生物生态效应进行研究.结果发现石油污染土壤不同生物处理修复效果为:生物刺激(加入N、P营养物质)生物强化(投加降解菌)其他.土壤中石油烃降解率与可降解石油烃的催化基因含量之间存在正相关关系,修复过程中土壤中的石油烃和烷烃降解菌数量显著多于多环芳烃降解菌数量,投加外源降解菌SZ-1可以显著提高土壤细菌群落的多样性.研究结果有助于深入理解生物修复石油土壤过程中的微生物生态效应变化.     

电动微生物法修复石油和镍污染土壤的研究

针对石油-重金属污染的土壤日益严峻的现象及各种土壤修复技术存在的不足,采用快速、高效、对环境干扰较小的电动微生物法,对石油烃含量为16 000 mg/kg,镍含量为400 mg/kg的共污染土壤进行修复。在不同电压梯度下对土壤pH值、电导率和石油烃的降解和镍的去除效果进行研究,同时采用石油烃组分分析法和BCR法分步提取不同形态的镍,对不同组分的石油烃组分的降解和不同形态镍的迁移转化情况进行分析。实验结果表明,随着电压的增加,土壤中不同形态的镍去除效果明显,不同组分的石油烃的去除最佳电压值为1 V/cm。阴阳离子交换膜的使用和电解质的定期更换表明,阴阳离子交换膜的作用可以维持土壤pH值的稳定,从而增强微生物对石油烃的降解和电场对重金属Ni不同形态的迁移转化。在最佳修复电压值1 V/cm下,15 d后,石油烃的降解率达到了46.85%,镍的去除率达到了38.52%。因此,采用阴阳离子交换膜的电动微生物法,是修复混合污染土壤的理想的修复方法之一。     

滨海石油烃污染场地地下水微生物群落特征

石油污染物的浓度和分布对降解细菌群落的结构组成有显著影响。为探究地下水微生物群落结构的多样性与石油烃污染物分布的关系，文章对某污染场地地下水样品进行分析，测定多种指标并进行微生物高通量测序验证降解机制。研究表明，沿地下水流向，依据石油烃浓度研究区地下水可划分为重度（Ⅰ）、中度（Ⅱ）和轻度（Ⅲ）3个污染带。在石油污染的地下水环境中，变形菌门是主要的石油降解菌门，优势菌属为假单胞菌属。高浓度的石油污染会抑制微生物物种的丰富度和多样性，微生物群落与TPH、COD、DOC、SO42-等环境因子相关性显著，不同分带的微生物群落结构组成不同（Ⅰ带以Pseudomonas、Proteinniphilum为优势菌群，Ⅱ带以Pseudomonas、Sulfuritalea等为主，Ⅲ带微生物种类增多，以Pseudomonas、Hydrogenophaga、Flavobacterium为主）。结合水化学和微生物群落推测Ⅱ带可能发生了以硫酸盐为主的石油烃生物降解机制。该研究结果为深入了解石油烃在环境中的分布和降解机理，促进生物降解技术在环境修复领域的应用和发展提供了数据支持。     

溢油污染海岸线生物修复措施现场应用效果评价

在2008年5月~9月于渤海湾天津海岸线进行了人工模拟溢油条件下的生物修复现场实验,考察了添加水溶性性肥料、添加缓释肥料以及同时添加缓释肥料和石油烃降解菌剂对油污染物生物降解的影响。结果表明,三种处理的石油烃降解率比对照分别提高0.9、1.2和1.8倍;添加营养盐导致基质间隙水中的营养盐浓度能明显增大,石油烃降解菌数量显著增高。其中,添加缓释肥料的体系可以在较长时间内保持间隙水中高营养盐水平;而同时添加缓释肥料和菌剂的体系不仅显著提高了石油烃降解菌的初始密度,而且可以在较长时间内维持间隙水中营养盐较高浓度。这表明营养盐缺乏是限制现场石油烃降解的主要因素,添加营养盐可以显著提高溢油污染的生物修复效率,而同时添加缓释肥料和菌剂的强化措施最为有效。     

水运过程中漏油事故的污染防治新技术

最近,瑞士的国际科技研究中心发表了一篇关于将化学方法和生物方法结合在一起的清除水面油层的新技术的文章。其内容主要是利用一种特殊的乳化剂,对漂浮在海水或淡水上的油层进行化学处理,使其转化为无毒害的可溶解于水中的微乳状液。然后,再利用一些可使浮油残余和微乳状液及乳化剂残余降解的微生物加以处理,防止漏油事故对水体的污染问题。据该中心报道,这种方法清除漏油的降解作用,其速度要比一般在水体表面清除漂浮油层的过程快约十亿倍;而且在微乳状液的降解过程中,所有成份都可被转化成无毒的生物量,并不产生二氧化碳对环境的污染危害。     

同位素与地质勘探

<正> 同位素可在钻探工作中发挥作用。在开采石油时,为了保持油层压力,通常要往油层内注水。钻探人员自然希望了解水在地层内的扩散情况。在解决这一问题上,最能提供信息的是示踪法,即往注水井内压入含有示踪氚的水。从石油钻井中取出乳浊液样品,把其中的油与水分离,然后根据水中氚的辐射确定出氚的含量,研究者就可了解到水在油层中的扩散情况。目前,在苏联鞑靼自治共和国罗玛什金油田,已有三台同位素分析仪用于开展这方面的工作。在地质领域,同位素也大有用武之地,它们能准确地测出岩石中有无所需要的矿产资源。使用的方法