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1、石油污染土壤的微生物強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)研究水平概述環(huán)工呂長苓2012309011石油污染土壤現(xiàn)狀堪憂就土壤而言，在油田的勘探、開采和油品的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程中，污染土壤的石油年均排放近1×105t，全國的油井據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)共有2×105口，污染土地面積平均按照每口井為200~500m2計(jì)算，所產(chǎn)生的油井污染土壤面積為8×107m2，這一數(shù)字仍然還在不斷攀升過程中。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國因使用含油污水灌溉而導(dǎo)致土壤污染面積達(dá)9.3×103hm2，石油污染土壤總面積則高達(dá)5×106hm2。石油污染土壤危害石油進(jìn)入土壤后造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞：影響土壤的通透性，降
2、低土壤質(zhì)量；阻礙植物根系的呼吸與吸收，引起根系腐爛，影響農(nóng)作物的根系生長；使土壤有效氮、磷的含量減少，影響作物的營養(yǎng)吸收；石油中的多環(huán)芳烴有致癌、致畸、致突變等作用，能通過食物鏈在動(dòng)、植物體內(nèi)逐級(jí)富集，危及人類健康；石油烴中不易被土壤吸附的部分能滲入地下井，進(jìn)而污染地下水。微生物修復(fù)技術(shù)1972年美國清除賓夕法尼亞州的Ambler管線泄漏的汽油是史料所記載的微生物修復(fù)技術(shù)的首次應(yīng)用，初期規(guī)模很小，直到1989年，美國阿拉斯加海域受到大面積石油污染以后，才首次大規(guī)模應(yīng)用微生物修復(fù)技術(shù)，可以說阿拉斯加海灘溢油的生物修復(fù)是生物修復(fù)發(fā)展的里程碑。石油污染土壤微生
3、物修復(fù)技術(shù)具有速度快、消耗少、效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和以及無二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。利用微生物處理石油污染的土壤這一領(lǐng)域的研究工作目前主要集中于以下幾個(gè)方面：營養(yǎng)物質(zhì)的添加及量的配比選擇適當(dāng)?shù)碾娮邮荏w同生菌群的強(qiáng)化作用基因工程菌(GEM)的開發(fā)石油烴生物可降解性研究吸附與擴(kuò)散機(jī)制對(duì)生物降解過程的影響表面活性劑對(duì)生物降解的強(qiáng)化作用構(gòu)建植物—微生物聯(lián)合修復(fù)的生態(tài)修復(fù)1.營養(yǎng)物質(zhì)的添加及量的配比石油烴中含有大量的碳和氫，同時(shí)土壤中存在各種無機(jī)鹽，基本可以保證降解過程中石油細(xì)菌對(duì)碳、氫及各種微量元素的需求。氮、磷元素的缺乏是影響細(xì)菌生長繁殖的
4、主要原因。添加不同營養(yǎng)助劑對(duì)石油污染土壤生物修復(fù)的影響.環(huán)境化學(xué).2010年1期實(shí)驗(yàn)室條件下研究NPK復(fù)合肥、諾沃肥和腐殖酸三種物質(zhì)，不同配比添加對(duì)石油污染土壤的生物修復(fù)效果。在60d的修復(fù)實(shí)驗(yàn)中,定期取樣測(cè)定土壤含油量、總異養(yǎng)菌數(shù)、石油烴降解菌數(shù)和脫氫酶活性，并采用PCR-DGGE技術(shù)研究修復(fù)過程中微生物多樣性變化.結(jié)果表明，NPK肥的添加和NPK肥-諾沃肥-腐殖酸復(fù)合添加能夠提高土壤中微生物的數(shù)量、微生物多樣性和脫氧酶活性。在含油量為84,600mg·kg-1的土壤中，添加營養(yǎng)助劑的處理60d后石油烴降解率為31.3%-39.5%，不添加營養(yǎng)助劑的石
5、油烴降解率僅為3.5%。NPK肥-諾沃肥-腐殖酸復(fù)合添加對(duì)石油烴的降解率要高于NPK肥的單獨(dú)添加(高8%)，其原因可能是諾沃肥-腐殖酸能夠有效提高土著微生物的活性，增加微生物的多樣性，增強(qiáng)石油烴的降解.2.選擇適當(dāng)?shù)碾娮邮荏w微生物的活性除了受到鹽類營養(yǎng)物的限制外，污染物氧化分解的最終電子受體的種類和濃度也影響著污染物生物降解的速度和程度。土壤中污染物氧化分解的最終電子受體有O2，H2O2和其他一些離子，它們的種類和濃度對(duì)于微生物的活性有顯著的影響。在微生物治理的石油污染土壤中加入適量的H2O2，其中的一部分H2O2能直接氧化烴類，另一部分使溶解氧的濃度上
6、升，維持pH值的穩(wěn)定，增強(qiáng)微生物的活性。有研究表明電子受體H2O2的累計(jì)加入量為12mg/g最適宜。3.同生菌群的強(qiáng)化作用研究發(fā)現(xiàn)混合培養(yǎng)菌的降解效果明顯高于單株培養(yǎng)菌。趙碩偉（鎮(zhèn)江市環(huán)境科學(xué)研究所）、沈嘉澍（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院）、沈標(biāo)（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)學(xué)院）.復(fù)合菌群的構(gòu)建及其對(duì)石油污染土壤修復(fù)的研究.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào).2011,30(8):1567-1572實(shí)驗(yàn)案例分析由菌株1,菌株3(Rhodococcussp)、菌株4(Gordoniasp)和菌株7(Pesudomonassp)組成的菌群在5d時(shí)間內(nèi)對(duì)石油的降解率達(dá)到70%左右
7、，遠(yuǎn)高于任何一株單一菌株。產(chǎn)生這種協(xié)同作用可能是由于這幾株菌他們各自降解石油中的不同組分，如菌株1,3有效降解C13-16的中長鏈正構(gòu)烷烴，菌株4對(duì)C26-32的超長鏈烷烴的降解效率較高，而菌株7主要降解石油中的芳香烴。它們的生長底物之間沒有競(jìng)爭(zhēng)性，所以能很好的協(xié)同生長。由于各不同的菌株降解石油不同的組分，它們聯(lián)合作用就對(duì)石油具有很高的降解率。4.基因工程菌(GEM)的開發(fā)利用基因工程和細(xì)胞工程技術(shù)創(chuàng)造出具備新的代謝途徑的“超級(jí)微生物”，同時(shí)通過遺傳學(xué)和分子生物學(xué)對(duì)石油污染物作用下的微生物分子變異、微生物種群變異等進(jìn)行研究。A.M.Charkrabart
8、y經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，能降解芳烴、烷烴、多環(huán)芳烴的細(xì)菌的降解基因位于質(zhì)粒上，他根據(jù)質(zhì)粒
