石油污染土壤修复的技术应用的秘密-第3页-北极星环境修复网

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研究表明，对于筛选分离得到的高效降解石油烃的菌株进行诱变处理，可以获得生长稳定期长、耐受性高的菌株，从而提高降解率。郑金秀等从武汉青山石油化工厂的污染土壤中分离得到两株高效降解石油菌W1和W2,分别为不动杆属细菌和芽孢杆属细菌。将菌悬液置于已灭菌的培养皿中，在距离30cm处用30W紫外灯照射40s后得到其诱变菌。实验结果表明随石油浓度的增加，诱变菌的高效性越来越明显。此外，通过比较生长曲线可以看出，诱变后的菌株有较好的遗传稳定性。陆泗进从油污染土壤中富集并分离出能高效降解柴油的细菌，经形态特征及生理生化特征鉴定其归为红球菌属。米用紫外线照射并添加助诱变剂氯化锂的方法，将其诱变得到一种高效降解柴油菌株，其降解能力比诱变前提高了16.9%。廖有贵从湖南一石油炼厂附近的油污染土壤中筛选出一株降解石油能力最强的假单胞菌属，对其进行紫外诱变后得到一株石油降解效率更高的S-3-15菌，其降解率比诱变前提高9.1%;此外，诱变后该菌的液体培养基pH值降低，说明诱变后菌株分泌致酸物质的能力有所提高。花秀夫等对从中原油田油污染土壤中筛选出的高效石油降解菌阴沟肠杆菌进行低温常压等离子体诱变，与野生菌株相比，突变菌株种属没有发生变化而具有耐盐性，且15代传代稳定。在含7.5%NaCl的高盐情况下突变菌株生长稳定，石油烃降解率是野生菌的2.5倍。

对于一些可降解石油烃的微生物，由于其生长缓慢，故降解效率并不高。因此，提取微生物中可降解石油烃的酶，构建酶反应是一条可行途径。石油中的烷烃通常以末端加氧的方式成为相应的伯醇，再由于醇脱氢酶和醛脱氢酶的作用进一步氧化，最后以脂肪酸的形式进人0氧化途径。赖其良等用柴油和石油作为碳源，对印度洋深层海水富集培养后分离得到一株具有较强降解柴油能力的细菌P40，经鉴定其与食焼菌具有最高相似性，相似度均为99.8%。从该菌株中克隆到两个烷烃羟化酶基因片段，经分析初步判断该菌可能是柴油食焼菌的一个深海表型菌株。在石油的芳烃降解过程中，邻苯二酚双加氧酶是催化苯环开裂的重要酶。骆宛蓉通过引物设计的方法，从降解菌中扩增得到邻苯二酚2,3双加氧酶基因。吴宇澄等从炼油厂附近的土壤样本中提取邻苯二酚2，3双加氧酶基因并进行克隆，获得了7个不同的基因序列。分析表明这些基因可能来源于土壤中的假单胞菌，且该基因丰富度与芳烃降解菌的数量有关，由此可见土壤中降解基因的多样性为生物修复提供了丰富的资源。花秀夫等用邻苯二甲酸酐对白腐真菌中主要降解多环芳烃的漆酶进行化学修饰，以蒽为模式底物研究了其降解效果。结果表明与天然漆酶相比，修饰漆酶对底物的亲和力更高，半衰期延长，适宜pH有所拓宽，对蒽的降解效率提高近2倍。

3 影响生物修复石油污染土壤场地试验的主要因素

国内外采用生物修复技术在场地试验中取得了一定成果。1990〜1991年在阿拉斯加Exxon石油公司的王子海湾游轮发生漏油事故造成大面积海岸线石油污染，通过投加高效石油降解菌和营养物质的方法进行了治理，取得了显著效果。又如，美国某空军基地在犹他州发生航空发动机漏油，污染大面积土壤，采用原位生物降解法，经过13个月的治理，土壤中的平均含油量从410降到8mg/kg。韩会龙等在中原油田现场开展原位真菌-细菌协同生物强化治理中试研究，通过现场实施和监测，受污染地块基本恢复了耕种能力。

国内外基础研究和场地实践的结果表明：土壤生物修复效果受污染物性质、土壤介质中微生物的种类及数量、土壤的理化性质及水力学性质、土层中的含氧量、营养物质、湿度、pH值、温度等环境条件的影响和制约，是一个复杂过程。生物强化修复场地试验必须解决三个难点:第一由于有机污染物组成复杂且对微生物有毒害作用，微生物难以在受石油污染的土壤中生存、生长及繁殖;其二是土壤对微生物的吸附作用及石油烃的疏水性强和在土壤中的“老化”使得它们的生物可利用度很低;第三是利用分子生物学分析技术监测与评估土壤微生态。

能否筛选出和获得具有较强石油烃降解能力的外源微生物是生物修复成功的关键，得到的微生物要能积累一定的生物活性并且抵抗环境中的不利因素。外源微生物接种到土壤中会发生失活及数量下降的现象，其生物因素包括土著微生物的竞争作用及原生动物的捕食等，非生物因素主要是土壤中营养物质的匮乏。在多环芳烃类污染土壤中采用生物强化修复技术治理时，Cimliffe等考察了土壤微生物群落的变化，发现接种外源微生物后，原污染土壤中的几类微生物较之前增加了数倍作用。大多数非生物因素可以人为进行控制，通过调控营养物质在土壤中的配比可以加快微生物的生长代谢进而提高石油烃的降解速率。外源微生物接种到土壤环境后，与环境生物因素、非生物因素的相互作用以及土壤的温度、湿度、pH值、营养物质的分布将决定外源微生物的存活、生长、繁殖等。

石油烃污染物不溶于水及其在土壤颗粒表面的吸附导致其生物可利用度低，土壤对于微生物也具有吸附作用，限制了其迁移，由此制约生物修复过程速率。提高生物可利用度的方式之一是在混合菌群中加人高产生物表面活性剂的菌株;此外加人植物秸秆等也可促进石油烃从土壤表面转移并强化其与石油烃降解菌群的接触而提高其生物可利用度。

由于石油污染土壤的特殊性及其对土壤结构和生态的严重破坏，使分析污染土壤的微生态非常困难，如石油烃和盐污染物对于土壤DNA分析的干扰等。因此在修复过程中需要通过利用分子生态学技术来得到更为全面和可靠的土壤微生态的信息，揭示土壤微生物多样性与石油烃降解能力之间的内在联系，进而指导土壤微生物生态的构建和生物修复过程的强化。

4 关于石油污染土壤修复技术的结论与展望

随着我国经济发展的加快，石油资源开采消耗也不断加快，对土壤的污染也日益严重。由于土壤污染对环境及人体危害深远，因此土壤修复技术的社会需求越来越大，各种修复技术对于油污染土壤都有一定的修复效果，但都存在一定的限制与不足。生物修复技术因其巨大的经济及环境优势成为研究热点。应用分子生态学技术来监控耕地修复过程中外加菌的生长繁殖以及对于石油烃污染物降解率的影响，考察石油污染土壤中添加菌群和土著菌群的竞争、拮抗和协同行为，为石油降解微生物菌群和菌剂构建提供参考。目前对生物修复技术治理石油污染土壤的研究大多局限于实验室研究，真正应用于工业过程的并不多。根据我国的污染情况，开发高效、低成本的系统化生物修复技术，采用分子生态学方法研究土壤重要循环的微生物功能基因以及其丰度和均度标准化变化，结合土壤物理化学性质和种植能力评价指标，系统评价生物修复技术的效果，就显得尤为重要和迫切。

原标题：石油污染土壤修复的技术应用的秘密

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