不同处置方式对石油污染土壤理化性质和生物学特性的影响

 测定了长期被石油重度污染土壤、新被石油污染土壤和经1年堆肥处理土壤的理化性质、酶活性和微生物种群数量,并进行了比较。结果表明,不同处置方式导致了石油污染土壤生物学特性的明显差异;石油烃的降解主要通过微生物进行,其中饱和分和芳香分易于降解,胶质和沥青质难于生物降解;经人工处理的污染土壤中脱氢酶、过氧化氢酶和脲酶活性均升高,而多酚氧化酶活性降低,微生物数量也有明显的增加。生物处理法是目前处理石油污染土壤的最好方法。     

堆肥污泥复合载体固定化微生物修复石油污染土壤

为了修复石油烃污染土壤并实现堆肥污泥的有效利用，以堆肥污泥和海藻酸钠作为复合载体，固定实验室筛选出的高效石油烃降解菌群制成复合载体固定化小球，用于修复石油烃污染土壤。考察了堆肥污泥质量分数、粒径大小对固定化小球性能的影响，通过扫描电镜观察堆肥污泥添加前后固定化小球中菌群的变化，比较了不同处理方法修复石油烃污染土壤的方案，确定了最佳修复方法。结果表明：当添加堆肥污泥的质量分数为1%时，固定化小球传质性能达到56%;当堆肥污泥的粒径从0.60 mm减小到0.25 mm时，石油烃的吸附率提高了17.14百分点；添加堆肥污泥制备的固定化小球处理土壤后，其内部可观察到的菌体数量明显增多，且降解后土壤中碳数≤15的石油烃占比增加，微生物群落丰度更高，是最佳的污染土壤修复方法。     

石化环保与安全

<正> X53 201010521 不同温度下石油污染土壤中石油降解菌群的实验研究[刊]/孙寓姣,郝旭光…(北京师范大学水科学研究院教育部水沙科学重点实验室)//石油学报(石油加工).-2010,26(1).-87～92 为强化石油污染土壤的微生物修复技术,结合微生物纯培养技术和分子生物学方法,分析了石油污染土壤样品中微生物经不同温度(10℃和25℃)以石油为碳源驯化后的群落结构变化。从数量看,     

应用SPSS软件分析石油污染土壤微生态环境

为了对石油污染土壤进行更加有效的生物修复,应用统计分析软件SPSS分析石油污染土壤微生态环境构成要素间的典型相关性,优化提高微生物生长代谢的环境条件,并运用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术考察石油污染对土壤微生物群落结构及多样性的影响。结果表明,土壤中有效的氮、磷质量分数,含水率和石油污染程度是石油降解菌生长繁殖的限制因素,因此在生物修复过程中,投加适量的氮、磷营养,适当地提高土壤含水率会增加降解菌数量,可以提高石油污染土壤的修复效率;石油污染土壤中存在常见的石油烃降解菌;石油污染一定程度上使微生物种群趋于单一化和功能化,微生物种群多样性降低。通过上述研究可为调控和优化石油污染土壤的微生态环境以及识别优势群落提供客观可靠的技术依据。     

不同温度下石油污染土壤中石油降解菌群的实验研究

为强化石油污染土壤的微生物修复技术,结合微生物纯培养技术和分子生物学方法,分析了石油污染土壤样品中微生物经不同温度（10℃和25℃）以石油为碳源驯化后的群落结构变化。从数量看,10℃条件下驯化土壤的细菌浓度 (6.2×105CFU／mL)低于25℃条件下下驯化土壤细菌浓度(4×108 CFU／mL)3个数量级;从组成看,25℃驯化的土壤群落中分离得到8种细菌,优势菌为Rhizobium（根瘤菌）和Bacillus（芽孢杆菌）;10℃驯化的土壤中分离得到11种细菌,优势菌为Arthrobacter（节细菌属）和Halomonas（嗜盐菌属）,10℃条件下的群落组成更具有多样性。可见,不同驯化温度对油污土壤微生物群落的组成具有较强的影响,低温条件下,微生物数量减少,但多样性反而可能增加;2种温度条件群落组成的相似性低。本研究为石油污染土壤的生物修复提供了菌种资源,并对菌剂投加中微生物群落组成的调控提供理论依据。     

秸秆载体腐解对微生物修复石油污染的影响

以一种农作物秸秆(简称MG)为载体,采用高效石油烃降解菌群制备固定化微生物,在花盆中模拟石油污染土壤的原位修复。在污染土壤中分别加入秸秆（MG）、游离菌、秸秆（MG）+游离菌、秸秆（MG）固定化微生物,并以只含土著菌的土壤样品为对照,定期测定不同修复方式下土样中石油烃、腐殖质、胡敏酸含量和微生物数量,考察微生物对石油污染土壤的修复作用及MG腐解对修复的影响。结果表明,随着修复的进行, MG在土壤中逐渐腐解,土壤中腐殖质和胡敏酸质量分数明显增高,加入固定化微生物的土样中腐殖质和胡敏酸质量分数增长率最高,分别增加了4458%和3927%;加入固定化微生物的土样修复35 d的石油烃降解率最高,达到4178%,且微生物数量最多,其次为添加MG+游离菌的土样,石油烃降解率为 3175%,均高于只含游离菌土样的石油烃降解率2783%。载体MG腐解产生的腐殖质和胡敏酸对石油污染土壤的修复起到了明显的促进作用。     

石油污染土壤微生物群落分布特征

采用高通量测序法研究东营某炼油厂不同污染程度的土壤中细菌、真菌和古菌的群落结构,分析石油污染对土壤微生物群落结构的影响。结果表明：微生物群落可操作分类单元(OTU)数量随着油污土壤油含量的增加先增多后减少;Beta多样性与土壤石油污染程度有一定的关系;受污染程度相近的土壤样品,微生物群落结构的相似度较高。细菌、真菌、古菌群落中相对丰度最大的分别为变形菌门(Proteobacteria)、子囊菌门(Ascomycota)和奇古菌门(Thaumarchaeota),分别为44.8%～79.5%、54.4%～83.2%和28.3%～93.1%。属水平群落聚类分析结果显示,随着土壤油含量增加,真菌踝节菌属(Talaromyces)的相对丰度由0增加到31.6%,细菌寡养单胞菌(Stenotrophomonas)由0.1%增加到1.9%,古菌甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)由5.8%增加到37.8%。微生物群落结构与土壤中烃类组分含量相关性分析发现,真菌炭疽菌属(Colletotrichum)、细菌节杆菌属(Arthrobacter)、古菌盐红菌属(Halorubrum)与烷烃含量呈显著正相关性,细菌甲基杆菌属(Methylobacterium)、古菌甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)与芳香烃含量呈显著正相关性。     

石油污染土壤中细菌群落结构特征

 采用聚合酶链式反应(PCR)技术与变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,解析了石油污染土壤中细菌群落结构特征。结果表明,在总石油烃的含量高于30mg/g(以干土计)的重度污染区域,井距相同的土样中的细菌群落表现出对石油污染胁迫较为一致的响应,某些乳球菌(Lactococcus sp.)和无色细菌(Achromobacter sp.)等细菌相对数量显著增加,可以判断其对石油烃的降解起着重要作用。通过对细菌群落结构的解析,可以为石油污染土壤的微生物修复提供理论依据。     

固定化微生物对石油污染土壤生物学特性的影响

在固定化微生物对石油污染土壤修复35d的过程中,考察了土壤脱氢酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶活性及细菌数量几种生物学特性的变化规律,进一步分析其石油烃降解率变化与酶活性、细菌数量之间的相关性,并以添加游离菌、秸秆及土著菌的土壤对照。结果表明,固定化微生物修复石油污染土壤的各个阶段,细菌数量、酶活性均高于对照组,石油烃降解效果最好,降解率高达40.8%;土壤的脲酶活性与其石油烃降解率的相关性最显著,相关性系数为0.994,可以作为固定化微生物降解石油污染土壤效果的指标。     

石油降解混合菌群的降解特性研究及群落结构分析

从新疆克拉玛依油田石油污染土壤中分离获得石油降解菌群KO5-2,该菌群在30°C条件下培养7 d对10 g/L总石油烃（TPH）的去除率为56.9%,并且培养3 d ,7 d和9 d后能分别去除100%的芴、98.93%的菲和65.73%的芘。从KO5-2分离得到的来自6个不同菌属的12株可培养单菌,其中只有8株具有降解原油的能力。运用变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析不同碳源条件（包括TPH、饱和烃、芴、菲和芘）下KO5-2的群落结构,结果表明,在分别以原油和饱和烃为碳源的培养条件下菌群组成大致相同,在三种不同多环芳烃（PAHs）为碳源的培养条件下,混合菌群的群落结构存在差异。红球菌属（Rhodococcus sp.）和假单胞菌属（Pseudomonas sp.）在五种不同的碳源中均能生存,芽孢杆菌（Bacillus sp.）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas sp.）和苍白杆菌（Ochrobactrum sp.）分别是降解饱和烃、PAHs和菲的关键菌。该研究表明,生物修复过程中,混合菌群的群落结构与不同的污染物和单菌株之间的相互作用有关。     

克拉玛依石油污染土壤生物修复的初步研究

进行了克拉玛依石油污染土壤生物模拟修复实验,考察了最佳启动条件,分析了在生物修复过程中土壤理化性质、微生物学特性、石油烃组分的变化。实验结果表明,影响生物修复效果的主要因子为菌剂的投加量、水分含量以及鸡粪投加量;最佳启动条件为每1kg污染土壤菌剂投加量200mL,水分含量15%,鸡粪投加量120g,麦糠投加量50g,表面活性剂30mL,经75d修复后石油烃的降解率达到了56.31%;生物修复的不同阶段土壤理化性质和微生物学特性有较大变化,修复过程土壤脲酶、脱氢酶活性降低,过氧化氢酶活性升高。石油烃四组分分离和模拟蒸馏实验表明,微生物对石油烃中四组分的降解能力大小依次为饱和分,芳得分,胶质和沥青质;在生物修复过程中,微生物优先利用低碳数的正构烷烃,经过70d的降解,C₁₂~C₁₄含量低于检测限;正构烷烃色谱峰型发生较大变化,由左右对称变为“左缓右陡”;异构烷烃相对含量增加,色谱基线被明显抬高。     

固体微生物菌剂在克拉玛依石油污染土壤 生物修复中的应用

分析了克拉玛依石油污染土壤的理化性质,采用固体微生物菌剂对该土壤进行生物修复,考察了最优修复条件及修复过程中土壤微生物数量、酶活性和石油烃组分的变化。结果表明,克拉玛依石油污染土壤是以粉砂为主的灰漠土,含水率低,含油率高,弱碱性,土壤中三大营养元素（氮、磷、钾）的有效含量低,不利于微生物的生长繁殖。最优修复条件为土壤孔隙度55%、含水率25%、固体菌剂添加量5%、氮/磷摩尔比10、生物表面活性剂添加量05%,在此条件下经过60 d的生物修复,含油率由最初的407%下降到181%,降解率为5553%,小于C27的正构烷烃得到了明显的降解,土壤中的微生物数量、酶活性（脱氢酶活性、过氧化氢酶活性和多酚氧化酶活性）均有所提高。在生物修复过程中,单靠改善外在环境条件进行生物刺激,无法有效去除石油烃,添加微生物菌剂进行生物强化是去除土壤中石油类污染物的关键因素。     

Multi-process Bioremediation as an Improved Approach for Petroleum-contaminated Soil Restoration

A multiprocess bioremediation approach was applied to treat petroleum-contaminated soil from Dagang Oilfield, China. The bioremediation processes involved the use of four exogenous microbial strains and six herbage plants screened from a large number of species to remove low levels of total petroleum hydrocarbons (TPH) in contaminated soil. The experimental results indicated that the reduction of TPH increased with the improved community structure from the exogenous petroleum-degrading bacteria by over 35% as compared with that using the indigenous bacterial community. The refreshed microbial consortium was also able to accelerate the reduction of TPH via plant roots (phytoremediation) by over 47%. The TPH reduction rate diminished over time. Molecular biomarker ratios such as Ph/nC17, Pr/nC18 increased during the experiment but the ratio of Pr/Ph decreased. The results suggested that the multi-process bioremediation may significantly shorten the bioremediation duration and can be quite effective for treatment of soils contaminated by lower levels of petroleum.     

油气微生物勘探理论与技术研究进展

在油气藏中轻烃微渗漏机理的基础上,开展了油气微生物勘探技术研究。油气藏中的轻烃部分（C₁—C₅）以微渗漏的形式穿过其上方的地层,在近地表土壤中引发了专门以轻烃为食的微生物的发育,因此含油气区地表的微生物在浓度、种群和结构方面,都跟下伏无油气藏的地区有所区别。通过分析这些异常特征,可以对油气富集区及油气藏进行研究和预测。近年来,开展了一系列技术与理论探索,建立了分子生物学检测方法,实现了从油气指示微生物数量向群落结构、群落演替规律的研究,建立了群落解析技术。持续三年的人工模拟结果表明,不同烃类组分驯化下微生物及群落结构出现明显差异性和响应关系,发现的菌种与实际油气藏上方的高度一致,为微生物勘探提供了理论支持。针对不同地理条件、不同油气藏类型的油气区样品,进行了环境条件、油气地球化学与油气微生物类群分布的相关性研究,分析了油气藏地表土壤样品原位的微生物特征,初步构建了我国主要含油气盆地油气指示菌数据库。应用研究表明,地表微生物异常与油气藏位置呈现较好的关联性,在各种不同类型油气藏上方微生物异常都能很好地体现油气藏的“生理体征”。结合石油地质和地球物理资料,油气微生物勘探技术可以有效预测有利油气富集区,具有良好的勘探应用前景。由此提出了下一步油气微生物勘探九大发展趋势和方向。      

Study of a plugging microbial consortium using crude oil as sole carbon source

A microbial consortium named Y4 capable of producing biopolymers was isolated from petroleum-contaminated soil in the Dagang Oilfield, China. It includes four bacterial strains： Y4-1 （Paenibacillus sp.）, Y4-2 （Actinomadura sp.）, Y4-3 （Uncultured bacterium clone） and Y4-4 （Brevibacillus sp.）. The optimal conditions for the growth of the consortium Y4 were as follows： temperature about 46 ℃, pH about 7.0 and salinity about 20.0 g/L. The major metabolites were analyzed with gas chromatographymass spectrometry （GC-MS）. A comparison was made between individual strains and the microbial consortium for biopolymer production in different treatment processes. The experimental results showed that the microbial consortium Y4 could produce more biopolymers than individual strains, and the reason might be attributed to the synergetic action of strains. The biopolymers were observed with optical and electron microscopes and analyzed by paper chromatography. It was found that the biopolymers produced by the microbial consortium Y4 were insoluble in water and were of reticular structure, and it was concluded that the biopolymers were cellulose. Through a series of simulation experiments with sand cores, it was found that the microbial consortium Y4 could reduce the permeability of reservoir beds, and improve the efficiency of water flooding by growing biomass and producing biopolymers. The oil recovery was enhanced by 3.5% on average. The results indicated that the consortium Y4 could be used in microbial enhanced oil recovery and play an important role in bioremediation of oil polluted environments.