土壤中总石油烃污染_TPH_的微生物降解与修复研究进展
收稿日期：２００７－０９－１２录用日期：２００７－１１－１５
基金项目：澳门大学科技基金项目（Ｎｏ．ＲＧ０５２／０６－０７Ｓ／ＳＨＪ／ＦＳＴ）；澳门政府科技发展基金项目（Ｎｏ．０１４／２００６／Ａ１）
作者简介：马强（１９８３—），男，硕士，Ｅ－ｍａｉｌ：ｉｃｅｂｏｙ０５１９＠１６３．ｃｏｍ；＊通讯作者（Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ），Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｇｚｈｕ＠ｒｃｅｅｓ．ａｃ．ｃｎ
土壤中总石油烃污染（ＴＰＨ）的微生物降解与修复研究进展
马强
１，２
，林爱军
１，２
，马薇３，ＣＨＯＩＤｅｒｅｋ３，ＳＨＩＭＨｏｊａｅ３，朱永官
２，＊
１．北京化工大学环境科学与工程系，北京１０００２９２．中国科学院生态环境研究中心土壤环境研究室，北京１０００８５
３．澳门大学，中国澳门特别行政区
摘要：微生物降解和修复是处理土壤中总石油烃（ＴＰＨ）污染最简单、有效的方法之一．论文阐述了土壤ＴＰＨ污染的产生、危害以及物理、化学、生物等修复方法的各自特点，其中重点介绍了微生物修复方法，论述了土壤中ＴＰＨ在微生物表面的吸附、转运，在微生物体内的降解以及相关降解酶及基因；详细介绍了电子受体、温度、ｐＨ、营养元素等外界因素对微生物修复ＴＰＨ污染的影响，在此基础上对土壤ＴＰＨ污染的微生物修复现状和发展趋势进行了讨论．关键词：土壤污染；总石油烃（ＴＰＨ）；微生物降解；微生物修复
文章编号：１６７３－５８９７（２００８）１－００１－０８
中图分类号：Ｘ１７２，Ｘ５３
文献标识码：Ａ
ＡＲｅｖｉｅｗｏｆＭｉｃｒｏ－ＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｎｄＲｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆＴｏｔａｌＰｅｔｒｏｌｅｕｍＨｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｉｎＳｏｉｌ
ＭＡＱｉａｎｇ１，２，ＬＩＮＡｉ－ｊｕｎ１，２，ＭＡＥｍｍａ３，ＣＨＯＩＤｅｒｅｋ３，ＳＨＩＭＨｏｊａｅ３，ＺＨＵＹｏｎｇ－ｇｕａｎ２，＊
１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９
２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｏｉｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＥｃｏ－ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８５
３．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭａｃａｕ，ＭａｃａｕＳＡＲ，ＣｈｉｎａＲｅｃｅｉｖｅｄ１２Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２００７
ａｃｃｅｐｔｅｄ１５Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２００７
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｃｒｏ－ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｍｅｔｈｏｄｓｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｅｔｈｅｓｏｉｌ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｂｙｔｈｅｔｏｔａｌｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ（ＴＰＨ）．Ｔｈｅａｄｖｅｒｓｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｏｉｌｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｂｙｔｏｔａｌｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌ，ｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｉｎｓｏｉｌｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎａｎｄｔｙｐｅｓｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏ－ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｗｅｒｅｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏ－ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆＴＰＨｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅａｆｆｅｃｔｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｓｕｃｈａｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ－ａｃｃｅｐｔｅｒ，ｐＨａｎｄｎｕｔｒｉｔｉｏｎｗｅｒｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｉｌｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ；
ｔｏｔａｌｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ（ＴＰＨ）；
ｍｉｃｒｏ－ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ；
ｍｉｃｒｏ－ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ
ｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ
第３卷第１期
２００８年２月
生态毒理学报
ＡｓｉａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．２００８
生态毒理学报第３卷
石油烃（Ｔｏｔａｌｐｅｔｒｏｌｅｕｍｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ，ＴＰＨ）是目前环境中广泛存在的有机污染物之一，包括汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡和沥青等，是多种烃类（正烷烃、支链烷烃、环烷烃、芳烃）和少量其它有机物，如硫化物、氮化物、环烷酸类等的混合物．随着经济的发展，人类对能源的需求不断扩大，石油已成为人类最主要的能源之一，各国都加快了对石油资源的开发利用，目前世界石油总产量每年约２２亿吨（陆秀君等，２００３）．土壤是人类生存与发展的重要自然资源，也是最重要的环境要素之一，是人类和整个陆地生态系统赖以存在的基础（周启星等，２００６）．在石油的开采、加工和利用过程中，越来越多的石油可能会进入土壤环境从而引起土壤环境的污染和破坏．过量的ＴＰＨ一旦进入土壤将很难予以排除，将给社会、经济和人类造成严重的危害．针对土壤ＴＰＨ污染的修复技术主要有物理修复、化学修复和生物修复，其中利用微生物的代谢活动对ＴＰＨ特别是土壤中的ＴＰＨ污染的生物治理和修复由于其经济性、有效性，近年来得到快速的发展，成为目前土壤环境科学研究的重点和热点之一．本文对土壤中ＴＰＨ污染的修复特别是微生物修复进行了综述，以期反映此领域的研究进展、存在的问题及将来的发展方向．
１ＴＰＨ对土壤环境的影响
进入土壤的ＴＰＨ可以在各个方面影响土壤环境质量，对土壤和植物生态系统造成危害：１）土壤中ＴＰＨ积累可以导致土壤孔隙堵塞，改变土壤有机质的组成和结构，引起土壤有机质的碳氮比（Ｃ／Ｎ）和碳磷比（Ｃ／Ｐ）的变化；２）ＴＰＨ可以阻碍植物根系的呼吸与吸收，引起根系腐烂，影响农作物的根系生长，导致农作物减产（宋玉芳等，２００４）；３）土壤中的ＴＰＨ可以通过植物吸收作用进入植物体并在植物体内积累，然后通过食物链传递进入动物和人体体内，引起环境风险和人体健康风险（Ｆｒａｎｃｏｅｔａｌ．，２００６；曹云者等，２００７）；４）没有被土壤吸附的ＴＰＨ可渗入地下并污染地下水，增加污染范围，从而对人类生存环境的多个层面产生广泛影响（孙铁珩等，２００１）．近年来的研究表明，ＴＰＨ经常以非水相液体（ＮＡＰＬ）的形式污染土壤、含水层和地下水．在重力作用下，若未被土壤吸附的ＮＡＰＬ的密度比水大，ＴＰＨ将穿过地表的土壤层，在含水层的底部扩散；而密度比水小的则沿地下水面横向扩展，其可溶性成分逐渐溶解到水中形成持久性污染．
２ＴＰＨ污染土壤的修复
土壤和水体对ＴＰＨ污染具有一定的自净能力，能通过自身的一些物理、化学和生物学变化来消除ＴＰＨ污染的不利影响．然而当进入土壤的ＴＰＨ超出环境介质的自净能力时，会引起ＴＰＨ在环境中的积累和污染．为了消除环境介质中的ＴＰＨ污染，人们不断研究发展了多种ＴＰＨ污染土壤的修复方法如：物理修复法、化学修复法和生物修复法等．
物理法是目前处理ＴＰＨ土壤污染最常用的方法之一，主要包括热处理法（焚烧法）、隔离法、换土法等．但这些方法均存在一定的局限性，使得其应用范围受到一定的限制．热处理法在净化土壤中大部分ＴＰＨ同时也会破坏土壤结构和组分，并且焚烧过程中会产生有毒物质而对环境造成二次污染（姜昌亮，２００１）．隔离法没有改变ＴＰＨ的结构，只是阻止了它在土壤中的迁移，不能作为永久性的处理方法．换土法人工费用较高，适用于小面积严重污染的土壤治理，尤其是事故后的简单处理，但是难以应用于大面积的土壤污染．
化学处理法也是目前ＴＰＨ土壤污染修复中常用的方法，主要包括：１）萃取法：根据相似相溶原理，利用有机溶剂对污染土壤中的ＴＰＨ进行萃取、分离、回收，并实现废物的资源化，比较适合用于ＴＰＨ浓度较高的土壤．２）土壤洗涤法：将污染土壤破碎，混入足够的水和洗涤剂，得到土壤、水和洗涤剂相互作用的浆液，过滤洗去ＴＰＨ后将土壤重新归入环境．有人曾利用６种表面活性剂对有机污染土壤进行淋洗实验，结果发现土壤中残余的有机物大大减少（巩宗强等，２００２）．３）化学氧化法：向被ＴＰＨ污染的土壤中喷撒或注入化学氧化剂，使其与污染物质发生化学反应来实现净化的目的，该方法适合土壤和地下水同时被ＴＰＨ污染的治理．这些化学处理方法虽然除油效果较好，但是操作非常复杂，而且所加入的化学试剂很容易会引起二次污染的问题，并破坏土壤环境的正常生态系统，因此其实际应用受到了很大的限制．由于物理、化学法在处理ＴＰＨ污染时成本较高，而且容易引起二次污染，所以２０世纪８０年代以来，ＴＰＨ污染土壤的生物修复技术特别是利用
２
马强等：土壤中总石油烃污染（ＴＰＨ）的微生物降解与修复研究进展第１期
微生物进行有机污染土壤修复逐渐引起人们的关注．ＴＰＨ污染的生物修复技术，主要是指利用特定的生物（植物、微生物或原生动物）吸收、转化、清除或降解ＴＰＨ污染，实现环境净化．生物修复技术具有费用低、处理效果好、对环境影响小、无二次污染、不破坏植物生长所需要的土壤环境等优点．目前常用的ＴＰＨ污染土壤生物修复技术主要有微生物修复技术和植物修复技术两种，而其中微生物修复技术是当今世界研究的热点．
微生物修复一般是指利用土壤中的土著微生物或向污染环境补充经驯化的高效降解微生物，在优化的环境条件下，加速分解有机污染物，修复被污染的土壤，具体可以分为原位生物修复和异位生物修复两部分．
原位生物修复是将受ＴＰＨ污染的土壤在原地进行处理，包括投菌法、生物培养法、生物通气法等．投菌法是直接向ＴＰＨ污染的土壤中接入外源的污染降解菌，同时提供这些微生物生长所需要的营养物质，包括常量营养元素和微量营养元素，从而加速土壤中ＴＰＨ消除的一种方法．Ｓａｎｊｅｅｔ等（２００１）通过采用存在于载体上的细菌联合体和营养物质对４０００ｍ２的ＴＰＨ污染土地进行了处理，结果发现细菌联合体显著降低了土壤中ＴＰＨ的含量．生物培养法是定期向ＴＰＨ污染的土壤中加入营养元素，并加入氧或Ｈ２Ｏ２作为微生物氧化的电子受体，以满足污染土壤中已经存在的降解菌的需要，提高土著微生物的代谢活性，将ＴＰＨ彻底地矿化为ＣＯ２和Ｈ２Ｏ．生物通气法是一种强迫氧化的生物降解方法，在ＴＰＨ污染的土壤上打至少２口井，安装鼓风机和抽空机，将空气强排入土壤中，然后抽出，土壤中的挥发性有机毒物也随之去除．在通入空气时，可以加入一定量的氧气和营养元素（Ｎ、Ｐ等），为土壤中的降解菌提供营养，促进其降解活性，提高ＴＰＨ的去除效率（Ｌｅｅｅｔａｌ．，２００２；Ｆｒｅｄｒｉｃｋｓｏｎｅｔａｌ．，１９９３）．
异位生物修复是将ＴＰＨ污染土壤挖出，在污染场地以外或运送至专门的修复场地进行处理的方法．主要方法包括：堆肥处理法、预制床法、生物反应器法等．堆肥处理法是将受ＴＰＨ污染的土壤从污染地区挖掘起来，运输到一个专门的处理场所（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．Ａｌ－Ｄａｈｅｒ等（１９９８）在科威特Ｂｕｒｇａｎ油田采用堆肥法处理原油污染土
壤，在连续运转１０个月后，土壤中的ＴＰＨ污染物基本被完全降解．预制床法是在不泄露的平台上铺上沙子和石子，将污染的土壤以１５￣３０ｃｍ厚度平铺其上，加入营养液和水，必要时加入表面活性剂，定期翻动以充氧，以满足土壤微生物的需要，处理过程中流出的渗滤液，即时回灌于土层，以彻底清除ＴＰＨ污染．生物反应器法是将ＴＰＨ污染土壤置于专门的反应器中进行处理．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它添加物如营养盐、表面活性剂等彻底混合，能很好地控制降解条件，因而处理速度快、效果好．原始的序批式生物反应器降解ＴＰＨ污染一般需要１￣３个月，近期的一些研究则采用一些新技术降低了ＴＰＨ在污染土壤中的处理时间，如Ｏｗｅｎ等（２００３）在研究中改进了碳氢化合物接近降解菌的方式，缩短了微生物的降解时间．
３土壤微生物降解ＴＰＨ的机理
ＴＰＨ的微生物降解主要包括３个过程：第一个过程是ＴＰＨ在水中的溶解及在微生物表面的吸附；第二个过程是ＴＰＨ在微生物细胞膜的运输；第三个过程是ＴＰＨ在微生物细胞内的降解．
３．１ＴＰＨ在土壤溶液中的溶解及在土壤微生物表面的吸附
由于ＴＰＨ在水中的溶解度非常小，且部分ＴＰＨ强烈地吸附在土壤沉积物颗粒表面，很难直接被微生物利用，从而限制了微生物对ＴＰＨ的降解．鉴于表面活性剂对石油烃具有一定的增溶和分散作用，有人提出了利用表面活性剂来增加ＴＰＨ的溶解度．南照东等（２００２）研究了非离子表面活性剂Ｔｗｅｅｎ８０的相图、相转换温度和表面活性剂的亲水亲油平衡值对相态的影响，结果表明Ｔｗｅｅｎ８０对多环芳烃具有很好的增溶作用，可以增强微生物对有机污染物的降解．Ｊｏｎａｔｈａｎ等（２００１）发现非离子表面活性剂ＴｇｅｐａｌＣＯ－６３０（Ｎｏｎｙｌｐｈｅｎｏｌｅｔｈｏｘｙｌａｔｅ）能改变溶液中的亲水亲油平衡值，增强菌株Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｐ．ＪＡ５－Ｂ４５和Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓｓｐ．Ｆ９－Ｄ７对ＴＰＨ的降解．
有研究表明表面活性剂对微生物也存在一定的毒害作用．张丽芳等（２００１）研究了表面活性剂对从辽河油田分离出的４株高效降解石油菌除油
３
生态毒理学报第３卷
率的影响，发现表面活性剂浓度过高时对菌株的生长和除油率均存在明显的抑制作用，其可能的原因是：１）表面活性剂与细胞膜的脂质物质相互作用，而破坏了细胞膜；２）表面活性剂会与酶或其它生物功能大分子发生反应；３）此外表面活性剂作为碳源可能被微生物优先利用，从而降低微生物降解效率．
微生物还可通过自身的适应性机制来提高对ＴＰＨ的利用率．对此目前存在两种解释，一种是特异性附着机制，微生物通过菌毛或细胞膜的脂类和蛋白使细胞形成疏水表面而附着于水中的油滴上．另外一种是烃类乳化机制，微生物通过释放出乳化剂将油滴乳化成小颗粒，增大油滴的表面积，有利于微生物的直接接触和利用（Ｏｗｅｎｅｔａｌ．，２００３）．如Ｃａｎｄｉｄａａｎｔａｒｃｔｉｃａ菌自身能够产生生物表面活性剂，使得它对烷烃的降解能力大大增加．Ｚｈａｎｇ等（１９９４）研究发现Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ菌对污染物的降解能力还与它们产生的表面活性物质的疏水性有关．所产生的表面活性物质疏水性强，微生物就容易与ＴＰＨ接触，ＴＰＨ的生物利用率也就提高，降解的速度加快．
３．２微生物对ＴＰＨ的跨膜运输
ＴＰＨ的跨膜运输是微生物吸收ＴＰＨ的重要途径，但目前关于ＴＰＨ通过细胞膜的机制研究还不是很充分，目前一般认为ＴＰＨ等有机污染物可以通过主动吸收和被动吸收两个途径进入微生物的细胞内．有人认为萘是通过被动运输的方式进入微生物体内的，不存在转运蛋白（Ｂａｔｅｍａｎｅｔａｌ．，１９８６）．而Ｗｈｉｔｍａｎ等（１９９８）发现Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓａｅｒｕｇｉｎｏｓａ菌和Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ菌在吸收萘的过程中存在主动运输．也有研究表明，微生物自身产生的生物表面活性剂也能使微生物细胞膜结构发生改变，从而引起污染物通过细胞膜的机会增加．有些表面活性剂能够集合排列在微生物细胞膜的表面，有的甚至还可以镶嵌在细胞膜中，从而在细胞膜表面形成类似通道的孔状结构，使ＴＰＨ更容易通过细胞膜进入细胞体内．
３．３ＴＰＨ在微生物细胞内的降解
ＴＰＨ在细胞内的降解主要是在细胞内有关降解酶的催化作用发生的酶促反应．ＴＰＨ的微生物降解机理是由美国的一些微生物学家首先提出的，通过大量研究，最终形成了烷烃和芳香烃两套不同的机理．
（１）烷烃的降解机理：
主要有烃类的末端氧化模式，包括：
单末端氧化
ＲＣＨ２ＣＨ３ＲＣＨ２ＣＨＯＨＲＣＨ２ＣＨＯ
ＲＣＨ２ＣＯＯＨ
双末端氧化
ＣＨ３ＣＨ２ＲＣＨ２ＣＨ３ＣＨ２ＯＨＣＨ２ＲＣＨ２ＣＨ２ＯＨ
ＣＨＯＣＨ２ＲＣＨ２ＣＨＯ
亚末端氧化
ＲＣＨ２ＣＨ３ＲＣＨＯＨＣＨ３ＲＣＨＯＣＨ３
ＲＣＯＯＨＣＨ３
在不同的反应体系中，这３种氧化模式各自起着不同的作用．比如，以烷烃为唯一碳源和能源的细菌，末端氧化可能较为重要，而在那些主要起辅助氧化烷烃作用的细菌中，亚末端氧化作用可能是主要的（王红旗等，２００６）．
除了上述３种机理外，烷烃还有可能存在的降解途径有：
ＲＣＨ２ＣＨ３ＲＣＨ２ＣＯＯＨＣＨ３ＲＣＨ２ＣＨ２ＯＨ
ＲＣＨ２ＣＯＯＨ
ＲＣＨ２ＣＨ３ＲＣ（ＯＯＨ）ＨＣＨ３ＲＣＨＯＨＣＨ３
ＲＣＯＣＨ３
（２）芳香烃的降解机理：
相对于烷烃来讲，芳香烃难于被微生物降解利用．目前认为，芳香烃在微生物体内首先生成中间体顺式结构的二氢二醇，然后在过氧化物酶的催化下转化为邻苯二酚，邻苯二酚再通过苯环的邻间位部分裂解，然后再进一步氧化．
越来越多的研究表明，微生物不仅能在好氧条件下降解ＴＰＨ，在厌氧条件下同样也可以对其进行降解，但降解速率和能被降解烃的种类都有所改变．例如，Ｒａｂｕｓ等（２００５）报道，在石油上生长的两种兼性厌氧菌能够在厌氧条件下，用硫酸盐或者硝酸盐作为电子受体来降解烷基苯，并且微生物群落的数量和代谢活性与好氧条件相比，可
４
马强等：土壤中总石油烃污染（ＴＰＨ）的微生物降解与修复研究进展第１期
以在更宽的氧化还原电势范围内稳定存在．
３．４ＴＰＨ降解菌的种类和相关基因
在细菌、真菌、藻类和酵母中均发现了能以石油烃为唯一碳源和能源的微生物，约有３０属１００多种，主要包括Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ、Ａｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒ、Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ、Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ、Ｎｏｃａｒｄｉａ、Ｖｉｂｒｉｏ、Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ、Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｃｏｒｙｎｅｂａｔｅｒｉｕｍ、Ｆｌａｖｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｃａｎｄｉｄａ、Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ、Ｓｐｏｒｏｂｏｌｏｍｙｃｅｓ等．
ＴＰＨ降解基因是近年来研究的热点之一，随着研究手段的增加和技术的不断进步，关于这方面的研究成果也非常显著．如Ｓａｎｊｅｅｔ等人（２００４）从原油污染的土壤中提取了ＡｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒｂａｕｍａｎｎｉｉＳ３０菌种，将编码荧光酶的Ｌｕｘ基因质粒导入菌种基因，考察了该基因重组菌的原油降解能力、存活能力及稳定性，都得到了较理想的效果．Ｒｕｂｅｒｔｏ等（２００３）考察了极端条件下石油烃降解菌的降解情况，研究了南极洲土壤中碳氢化合物的非生物流失、菌群的生物降解活性以及Ｎ、Ｐ的生物聚集，并利用ＰＣＲ技术对降解菌的１６ｓｒＲＮＡ进行克隆放大后测序，得到了以１６ｓｒＲＮＡ序列为基础的系统发育树．
近年来，芳烃类化合物的降解基因研究取得了重大突破，确定了许多能降解芳烃类化合物的基因．Ｋｎｉｅｍｅｙｅｒ和Ｈｅｉｄｅｒ（２００１）从一株反硝化菌中分离得到的乙苯脱氢酶以及Ｉｗａｂｕｃｈｉ和Ｈａｒａｙａｎａ（１９９７）从菲降解菌中纯化得到的２－羟基苯醛脱氢酶都能够直接催化芳香烃的生物降解，另外，还在反硝化菌中发现了与芳香烃类厌氧降解的调节基因ｔｕｔＢ和ｔｕｔＣ（李习武等，２００２）．此外，Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ等人（１９９９）对２０种芳烃类化合物降解菌的降解酶基因进行编码，并运用ＤＮＡ的杂交实验和ＰＣＲ方法确定了降解基因．
目前在直链烷烃的降解基因方面也已研究得相当深入，重点集中在ａｌｋ基因的相关研究．早在１９７３年Ｃｈａｋｒａｂａｒｔｙ等（１９７３）就发现利用Ｃ６￣Ｃ１２的烷烃作唯一碳源和能源的典型菌株ＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓＰｕｔｉｄａＧｐｏｌ中，氧化烷烃的烷烃羟化酶系是由一个大质粒ＯＣＴ（辛烷降解）上的基因编码的．随后，又有实验证明，ＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓＰｕｔｉｄａＧｐｏｌ中ａｌｋ基因是由ａｌｋＢＡＣ和ａｌｋＲ两个基因簇聚集而成．最近ＰＣＲ和基因组测序显示，其它菌属的ａｌｋ基因编码的蛋白质大部分是Ｇｐｏｌ中相应酶系的同系物，同源性达４３．１￣９３．８％，不同的是这些ａｌｋ基因大都位于基因组上（程守强等，２００４）．
分子生物学研究技术的发展使得改变细胞内关键酶和酶系统，构建高效ＴＰＨ降解菌成为可能．利用不同底物具有ＴＰＨ降解活性的酶，组合构建新的复合代谢途径已经用于卤代芳烃、烷基苯乙酸等的降解．通过引入编码新酶活性基因，对现有的基因物质进行改造、重组，构建的新微生物可用于氯代芳烃的降解（邵凤琴，２００３）．
４环境条件对ＴＰＨ微生物降解的影响
微生物对ＴＰＨ的降解作用受到多种外界环境因素的影响，如营养物质的供给、电子受体供给及氧化还原电位、ｐＨ值、温度、微生物的种类和活性、微生物的数量等．
４．１营养物质的供给
微生物的生长繁殖需要碳、氢、氧、磷和其它各种矿物质元素．ＴＰＨ污染物主要提供的是碳和氢，因此外界条件中的氮和磷最有可能成为微生物降解ＴＰＨ的限制性因素．研究表明，氮、磷营养物质的缺乏或过量均可限制ＴＰＨ的降解．氮、磷的最佳比例与细胞成分中的比例相近，质量比为５．６７：１．就降解效果而言，无机氮比有机氮效果要好，硝酸氮比铵态氮要好（何良菊等，２００４）．Ｋｏｒｅｎ等（２００３）发现在开放式的环境中，铵和硝酸盐由于具有高水溶性，浓度会被不断稀释，从而降低了氮源的可利用率，因此他们建议用非水溶性的尿酸来代替水溶性的硫酸铵等作为微生物降解石油的氮源．
４．２环境ｐＨ以及氧化还原电位
土壤中污染物氧化分解的最终电子受体的种类与浓度也极大地影响着生物修复的速度和程度．微生物氧化还原反应一般以氧为电子受体，但在厌氧条件下，也可以用硫酸根离子和硝酸根离子做为电子受体．厌氧条件下ＴＰＨ的降解速率要比好氧条件下低，这可能与氧化还原电位有关．Ｇｏｒｄｏｎ等（１９８０）考察了氧化还原电位对微生物降解石油烃的影响，发现在相同ｐＨ下，ＴＰＨ的矿化与氧化还原电位成正比．
５
生态毒理学报第３卷
ｐＨ值可以通过影响氧化还原电位影响ＴＰＨ的降解率，还可以通过影响降解酶的活性影响微生物对有机污染物的降解．ｐＨ值对ＴＰＨ降解率的影响非常复杂，在不同的ｐＨ值条件下，微生物对营养物质的利用、微生物的吸附作用、胞外酶的产生和分泌等均不相同，同时不同微生物生长的适宜ｐＨ范围也不一样，这也导致了在不同ｐＨ范围内微生物在数量上存在差异，如真菌适合生长的ｐＨ值比细菌低，因此在大多数ｐＨ＜５的酸性土壤中，真菌数量就比细菌的数量大．
４．３温度
环境温度是影响微生物生长的重要环境条件之一，也对降解酶的活性有一定的影响．能降解石油的微生物有嗜冷菌、嗜热菌和中温菌等，即使在温度低于０℃和在７０℃左右的环境中均可以发现能降解ＴＰＨ的微生物．温度对微生物降解的影响主要存在两种机理：１）温度的增加在一定程度上可以增加解吸常数和分配系数，从而提高底物的生物有效性；２）在一定的范围内，温度的增加可以提高微生物的繁殖能力和活性，从而提高生物降解率．
温度对ＴＰＨ的降解速率具有显著影响，不同微生物对ＴＰＨ的降解需要特定的合适微生物生长繁殖的温度范围，过高和过低的温度都不利于微生物对ＴＰＨ的降解，如对于中温微生物而言，在２５℃左右，ＴＰＨ的降解速率比５℃下高出１个数量级．Ｍａｒｇｅｓｉｎ等（１９９９）研究了４￣３０℃内在无机培养基和土壤中的嗜冷菌Ｐｓｙｃｈｒｏｔｒｏｐｈｉｃ生物降解柴油的情况，发现最高的微生物降解率出现在１５℃，而且在１０℃的降解率比２０℃明显要高．Ｌｕｉｓ等人（２００４；２００５）考察了温度、表面活性剂的ＨＬＢ和剂量对ＴＰＨ的微生物降解的影响，发现影响最大的是温度，其次是表面活性剂的ＨＬＢ值，最后是表面活性剂的剂量，最后得到了温度与ＴＰＨ降解率模型：
ＴＰＨ去除率＝１９．７７－１．６５８×（ＨＬＢ值）－０．０５４３×
（剂量）－１．８１８×（温度）
４．４微生物之间的相互作用
降解ＴＰＨ的微生物很少以纯种的方式存在，多数情况下是多种微生物共同混杂生活在某一生态系统中．在同一个系统中，不同的ＴＰＨ降解菌
扮演着不同的角色，微生物之间的相互作用往往会大大提高ＴＰＨ的降解效果．Ｊｏｎａｔｈａｎ等（２００１）发现Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ菌株Ｆ９－Ｄ７９只存在于油水界面并产生一种微酸胶团，使原油－水体系形成短暂的乳化现象，约维持２４￣４８ｈ，能够降解ＴＰＨ的假单胞菌ＪＡ５－Ｂ４５只存在于水相，但是与原油的乳化无关却能降解原油．因此在混合培养Ｆ９－Ｄ７９与ＪＡ５－Ｂ４５的过程中，通过Ｆ９－Ｄ７９使得原油－水体系形成短暂的乳化，ＪＡ５－Ｂ４５可以吸收并降解ＴＰＨ．在ＴＰＨ污染土壤中，不同菌种间的比例关系对ＴＰＨ降解也有很大的影响，因此可以通过调节微生物之间的比例提高微生物对ＴＰＨ的降解，如谢丹平等人（２００４）从含油污水中分离得到了４株高效石油降解菌，分别属于黄单胞菌属（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓｓｐ．）、动胶菌属（Ｚｏｏｇｌｏｅａｓｐ．）、芽孢杆菌属（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｐ．）和邻单胞菌属（Ｐｌｅｓｉｏｍｏｎａｓｓｐ．），对４株菌进行了复配实验确定了各株菌属混合后的石油降解效果，并用正交实验法分析了达到最佳石油降解效果时各菌株的投加量．
即使是同一微生物种群在降解相同ＴＰＨ污染土壤中时，在不同时段其微生物群落结构组成也是不同的．Ｖｉｎａｓ等人（２００５）对石油污染的土壤中的微生物多样性和ＴＰＨ、ＰＡＨｓ的生物降解过程进行了研究，发现在微生物降解ＴＰＨ的早期阶段，无论是加营养物质还是不加营养物质α－Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ菌种都处于主要地位，但降解后期，在不加营养物质时γ－Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ菌团、α－Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ菌团和Ｃｙｔｏｐｈａｇａ－Ｆｌｅｘｉｂａｃｔｅｒ－ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ菌种处于主要地位；在加营养物质时，α－ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ菌团和β－ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ菌团处于主要地位，表明在ＴＰＨ的不同降解阶段需要不同微生物的参与．
５对未来工作的展望
ＴＰＨ的微生物降解是一个极其复杂的过程，其降解速率与程度不仅仅取决于微生物的群落和组成，还与ＴＰＨ存在的数量和状态、周围的环境条件等众多因素有关．环境中的共存物质（如重金属）对微生物降解的抑制效应及外源物质（如表面活性剂）对微生物的影响应当成为环境因素的重要研究方面．大分子有机污染物降解过程中的共代谢机理还需要进一步的完善和深入研究．随着科技的不断发展，由基因工程构建的高效ＴＰＨ降
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马强等：土壤中总石油烃污染（ＴＰＨ）的微生物降解与修复研究进展第１期
解菌将成为ＴＰＨ降解的主流菌种，这项研究正在逐渐被提上日程．微生物修复技术的环境风险评价技术也急待进一步被完善．这些都是当前ＴＰＨ的微生物修复应主要研究对象．
总之，在ＴＰＨ污染土壤的治理和修复过程中，我们要采用先进的分子生物学研究手段，深入研究高效ＴＰＨ降解菌，进一步完善生物修复技术，使其成熟化、系统化．同时结合传统方法的优点、与微生物修复方法结合使其成为一个有机整体，不断开发无污染、高效率、低成本的土壤ＴＰＨ污染微生物修复技术．
通讯作者简介：朱永官（１９６７—），男，理学博士．２００１年入选中科院“百人计划”，２００２年获得国家基金委杰出青年基金，现任中国科学院生态环境研究中心中澳联合土壤环境研究室研究员．主要从事土壤生态和土壤污染的修复研究．
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石油化工污染土壤的修复技术演示教学
石油化工污染土壤的 修复技术
石油化工污染土壤的修复技术 更新时间：09-8-27 12:51 内容提供：北京建工环境修复有限责任公司 随着经济的发展，人类对能源的需求也不断扩大，而石油是最重要的能源。所以各国都加快了对油气资源的开发利用，从沙漠到海洋、从无人区到人口稠密区，越来越多的油气井出现在世界各地。 石油主要是有烃类化合物组成的一种复杂化合物，包括饱和烃、芳香烃类化合物、沥青质、树脂类等。还含有少量的O、N、S等元素，其中的芳香类物质对人和动物的毒性较大，尤其是双环及三环以上的多环芳烃毒性更大。陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站和联合站等，原油会被直接或间接的倾泻于这些设施附近的地面；石化产品的开采和运输也会使石油类物质进入土壤环境，随后发生一系列的物理、化学和生化作用，对环境造成污染。大部分石油类污染物在土壤中都发生吸附/解吸作用，从而影响着它们在土壤中的迁移、生物降解和光降解。 油气的开采和运输过程会对生态环境造成影响。在石油、天然气的开采过程中，会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其他一些污染物，如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水，同时石油、天然气本身就含有对人和动物有害的物质，一旦发生井喷或泄漏，将对生活在油气田附近的人和动物构成致命威胁（如重庆开县发生的井喷，造成将近400人死亡，大面积土壤被污染）。石油管道的泄漏也会严重破坏生态，据一位美国环保人士估算，如果阿拉斯加陆地石油管道发生泄漏，至少会形成半英里宽、30英里长的污染带，由于石油会迅速渗透到土壤中，杀死土壤中的微生物，从而改变土壤成分，改变
地表生态，遭受污染的地区可能在几十年甚至上百年的时间内都会寸草不生。许多研究表明，一些石油烃类进入动物体内后，对哺乳类动物及人类有致癌、致畸、致突变的作用。土壤的严重污染会导致石油烃的某些成分在粮食中积累，影响粮食的品质，并通过食物链，危害人类健康。 石油化工总体上来说，可分为炼油工艺、乙烯工艺及化纤工艺三部分。 炼油工艺是龙头，以石油炼制为主题，生产燃油及化工原料。主要包括常减压蒸馏、渣油加氢脱硫、蜡油加氢裂化、重油催化裂化、柴油加氢、气体分馏、连续重整—芳烃联合、制氢、PSA、MTBE、丁烯-1、延迟焦化等装置。 乙烯工艺为中间原料生产链，生产各类石化原料及产品。主要包括乙烯裂解、汽油加气、芳烃抽提、丁二烯、环氧乙烷、乙二醇、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、丙烯酸及脂、丁辛醇、聚丙烯、苯酚丙酮、双酚A、苯乙烯、丙烯腈、丁苯橡胶、顺丁橡胶、ABS树脂等装置。 化纤工艺主要以石油化工原料为主来生产化纤产品。主要包括对二甲苯、精对苯二甲酸、聚酯、环已烷、醇酮、己二酸、尼龙66等装置。 以上石油化学工业的污染物除常规的COD、BOD5、SS外，还有其本身的特征污染物，包括石油类、硫化物、挥发酚、氢化物、苯、NH3-N等。乙烯、丙烯、环氧乙烷、甲醛、苯、甲苯、丙烯腈等大量的有机污染物。 石油及其产品对环境的污染越来越严重，已经危及到人类的健康和生存。石油污染治理越来越受到重视，出现了很多的石油污染治理技术和方法，国家也出台了相关的治理措施、政策。 2007年，国务院印发了国家环境保护“十一五”规划，对土壤修复提出更加明确的要求及任务，并启动了全国土壤污染普查。环境保护主管部门强调：做
石油污染土壤的微生物修复原理
石油污染土壤的微生物修复 一、降解石油烃类化合物的微生物种类 自然界中能够降解石油烃类污染物的微生物种类有数百种，70多属，主要是细菌、真菌和藻类三大类型的生物。 表1 石油烃降解微生物种属 细菌真菌藻类 无色杆菌属枝顶孢属双眉藻属 不动杆菌属曲霉属鱼腥藻属 芽孢杆菌属金色担子菌数小球藻属 色杆菌属假丝酵母属衣藻属 诺卡氏菌属镰刀霉属念珠藻属 放线菌属青霉菌属紫球藻属 ……… 按照分子生物学和遗传学分类，可将降解石油污染物的微生物分为土著微生物和基因工程菌两大类。 二、产生表面活性剂的微生物 生物表面活性剂是微生物在一定培养条件下产生的一类集亲水基和疏水基于一体、具有表面活性的代谢产物。 分类典型产物 中性脂类甘油单脂、聚多元醇、其他蜡脂 磷脂/脂肪酸磷脂酰乙醇胺 糖脂糖酯、糖醇酯、糖苷 含氨基酸脂类脂氨基酸、脂多肽、脂蛋白 聚合型脂多糖、脂-糖-蛋白复合物 特殊型全胞、膜载体、Fimbriae 生物表面活性剂优点：1较低的表面张力和界面张力；2无毒或低毒，对环境友好；3可生物降解；4极端环境（温度、pH、盐浓度）下具有很好的专一性和选择性；5不致敏、可消化、可作为化妆品和食品的添加剂；6结构多样，可用于特殊领域 三、微生物降解石油的机制
1.微生物吸收疏水性有机物的机理 图1 微生物吸收疏水性有机污染物的4种摄取途径微生物吸收疏水性有机物的模式有4种：1微生物吸收其附近溶解于水相中的烃类；2细胞直接与石油烃接触。这种作用可以通过改变菌毛或细胞表面的疏水性部分的改造进行调控，提高对有机物的吸附；3通过细胞直接与分散在水相中的石油烃的微米或亚微米液滴接触来吸收；4强化吸收模式，即由于细胞产生的表面活性剂或乳化剂使烃的水溶性增强，微生物表面的疏水性更强，使细胞与烃接触。 丝状真菌主要通过菌丝的吸收作用摄取石油烃。 2.微生物细胞膜转运烃机理 微生物对有机化合物的降解作用是由细胞酶引起，整个过程可分为3个步骤。首先化合物在微生物细胞膜表面吸附（动态平衡过程）；其次吸附在细胞膜表面的化合物进入细胞内；最后化合物进入细胞膜内与降解酶结合发生酶促反应（快速过程）。 参与第1个步骤还有表面活性剂。 石油进入细胞方式：非特异性接触，被动运输方式。 3.微生物降解石油的机制 石油类物质+微生物+O 2+营养物质→CO 2 +H 2 O+副产物+微生物细胞生物量 微生物利用石油烃类作为碳源和能源，经过一系列氧化、还原、分解、合成等生化作用，将石油污染物最终矿化为无害的无机物的过程。 途径：烷烃→醇→醛→脂肪酸→β氧化乙酸盐→CO 2+H 2 O+生物量 四、典型石油烃的降解途径
石油污染土壤修复技术
【前言】随着经济的发展,人类对能源的需求也在不断扩大,石油就是最重要的能源之一,被成为“工业的血液”。近些年来各国都加快了对油气资源的开发利用,从沙漠到海洋、从无人区到人口稠密区,越来越多的油气井出现在世界各地。随之土壤污染问题日益突出,石油对土壤的污染危害大,潜伏期厂,涉及面广,有研究者将其比喻为“化学定时炸弹”,已经成为不容忽视的环境问题。 石油主要就是由烃类化合物组成的一种复杂化合物,其组成复杂,含有致畸、致癌、致突变的物质(如卤代烃、苯系物、苯胺类、菲、苯并[a]芘等)。土壤作为人类、动植物与微生物赖以生存的重要环境基础,就是自然界物质与能量参与转化、迁移与积累等循环过程的重要场所,土壤安全事关人类食品安全。石油一旦进人土壤,将对人类健康与生态环境造成严重危害。根据已公布的环境保护部与国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公告》显示,我国土壤总超标率高达16、1%。其中,有机类污染物,尤其就是石油污染物已成为导致土壤安全问题的重要因素之一。据报道在我国,勘探与开发的油气田有4 0 0多个,覆盖面积达3、2 X 105 km2,其中约4、8 X 106 hm2 的土壤受到不同程度的污染。为我国部分油田周边石油污染状况,其周边土壤中的总石油烃( TPH ) 质量分数已经远远超过临界值500 mg/kg,对人居安全与生态环境造成了严重的威胁。由此可见,石油污染土壤形势严峻,修复工作迫在眉睫。 土壤石油污染:就是指原油与石油产品在开采、运输、储存以及使用过程中,进入到土壤环境,其数量与速度超多土壤自净作用的速度,打破了它在土壤环境中的自然动态平衡,使其累积过程占据优势,导致土壤环境正常功能的失调与土壤质量的下降,并通过食物链,最终影响到人类健康的现象。 石油进入土壤的途径: ?石油的泄露与溢油:陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站与联合站等,原油 会被直接或间接的倾泻与这些设施附件的地面;产品的开采与运输业会使石油类物质进入土壤环境中;另外发生井喷或泄露,也会污染周围土壤环境。 ?含油固、液体废气无的随意处置:油气的开采与运输过程会产生大量含油、天然气的开 采过程中会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其她的一些污染物,如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水。 ?含油污水的灌溉与农用药剂的使用:一些工业企业产生的含油废水如果不加以回收处理, 直接排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,该水体用于农业灌溉,则会导致土壤污染,另外某些农用药剂也会污染土壤。 ?汽车尾气的排放:汽车尾气排放导致交通干线两侧土壤的有机物污染,另外大气沉降也 会导致土壤污染。
土壤石油污染现状与治理技术研究进展
土壤石油污染现状与治理技术研究进展 摘要：本文首先对土壤石油污染现状及危害做了扼要的叙述，对土壤石油污染治理的物理、化学、生物技术进行了评述，结合我国的具体情况，提出了土壤石油污染的生物修复技术，并对该技术的前景及存在的问题进行了阐述。 关键词：石油污染；土壤污染；治理技术 随着工业的发展，石油的需求量大幅度增加，并且在开采、运输、贮藏、加工过程中，由于意外事故或管理不当，导致石油排放到农田、地下水、海洋，使环境遭受污染，直接危害人类生产与生活。据资料统计，目前每年有800多万吨石油进入世界环境，污染土壤、地下水、河流和海洋，其中石油对土壤的污染主要是破坏土壤结构影响土壤通透性，损害植物根部，阻碍根的呼吸与吸收，最终导致植物死亡。其次，被污染到土壤的石油芳香烃类物质对人及动物的毒性较大，其中的苯、甲苯、二甲苯、酚类等物质，如果经较长时间较大浓度接触，会引起恶心、头疼、眩晕等症状[1]。此外，石油中的多环芳烃类物质具有强烈的三致作用，能通过食物链在动植物体内逐渐富集，它在土壤中的富集更具危害。鉴于土壤污染的严重危害，治理土壤石油污染势在必行，已引起许多国家高度重视，不断采取措施，治理石油污染。 1．土壤石油污染现状及危害 1.1 土壤石油污染现状 石油工业是国家综合国力的重要组成部分，但石油开采石油化工行业的发展及石油产品的广泛使用，使石油污染成为世界性公害之一。当今世界石油总产量每年约22×108t。其中17.5×108t是由陆地油田生产的。仅石油污染一项每年全世界就有8×106t进入环境。美国环 保署报道，在20世纪90年代已有10万个地下油罐存在不同程度的泄漏。 中国作为世界上最大的发展中国家及石油生产和消费大国，由于生产条件、环保技术等方面相对落后，石油污染问题相当突出，尤其是土壤的石油污染问题日益严重。在有机污染土壤中，石油污染占相当比例。我国自1978年原油产量突破1×108t大关而成为世界十大产油国之一以来，勘探开发的油气田和油气藏己有400多个，年产石油污染土壤近1×105t，累计堆放量近5×105t。以油田为例，每口油井污染土地面积为200~500m2，全国共有油井2×105t 口，由此造成的土壤污染可达8×107m2，这一数字每年还在增长中。1998年，全国石油、炼化企业生产含油固体废物量达4.29×106t，利用率低于50%，由此造成土壤污染可达3.3×106hm2，我国每年有6×105t石油经跑、冒、滴、漏等途径进入环境，造成土壤污染。据不完全统计，全国因使用污水灌溉而导致土壤污染面积达9.3×103hm2，全国类似农田有1×105 hm2。在北方产油地区原油污染面积逐年扩大，在辽河油田的重污染区，土壤原油含量达到1×104mg/kg，是临界值（200mg/kg）20的倍。研究结果显示，当土壤原油含量为3100mg/kg时，玉米减产10%，若原油含量达到500mg/kg，则苯并芘在玉米中的残留量超 标，玉米不能食用[2]。 综上所述，石油污染物对环境造成污染和破坏，危害人体健康和生存环境。因此，石油污染治理是当前急需解决的问题，对人类生存和社会可持续发展具有重要的意义。 1.2 土壤石油污染的主要危害 1.2.1破坏土壤 石油物质进入土壤后，会引起土壤理化特性的变化，如堵塞了土壤的孔隙结构，破坏土壤结构，使土壤的透水性降低；其富含的反应基能够与土壤中的无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用，从而使土壤的有效磷、氮含量减少，导致土壤有机质的碳氮比（C / N）
石油污染土壤现状与治理技术研究
石油污染土壤现状与治理技术研究 【摘要】对石油污染土壤现状及危害的叙述，对石油污染土壤治理的物理、化学、生物技术进行了评述，结合我国的具体情况，提出了石油污染土壤的生物修复技术，并对该技术的前景及存在的问题进行了阐述。 【关键词】石油污染；治理技术 随着工业的发展，石油的需求量大幅度增加，并且在开采、运输、贮藏、加工过程中，由于意外事故或管理不当，导致石油排放到农田、地下水、海洋，使环境遭受污染，直接危害人类生产与生活。据资料统计，目前每年有800多万吨石油进入世界环境，污染土壤、地下水、河流和海洋，其中石油对土壤的污染主要是破坏土壤结构影响土壤通透性，损害植物根部，阻碍根的呼吸与吸收，最终导致植物死亡。其次，被污染到土壤的石油芳香烃类物质对人及动物的毒性较大，其中的苯、甲苯、二甲苯、酚类等物质，如果经较长时间较大浓度接触，会引起恶心、头疼、眩晕等症状。此外，石油中的多环芳烃类物质具有强烈的三致作用，能通过食物链在动植物体内逐渐富集，它在土壤中的富集更具危害。鉴于土壤污染的严重危害，治理土壤石油污染势在必行，已引起许多国家高度重视，不断采取措施，治理石油污染。 1.土壤石油污染现状及危害 1.1 土壤石油污染现状 石油工业是国家综合国力的重要组成部分，但石油开采石油化工行业的发展及石油产品的广泛使用，使石油污染成为世界性公害之一。当今世界石油总产量每年约22×108t。其中17.5×108t是由陆地油田生产的。仅石油污染一项每年全世界就有8×106t进入环境。美国环保署报道，在20世纪90年代已有10万个地下油罐存在不同程度的泄漏。 中国作为世界上最大的发展中国家及石油生产和消费大国，由于生产条件、环保技术等方面相对落后，石油污染问题相当突出，尤其是土壤的石油污染问题日益严重。在有机污染土壤中，石油污染占相当比例。我国自1978年原油产量突破1×108t大关而成为世界十大产油国之一以来，勘探开发的油气田和油气藏己有400多个，年产石油污染土壤近1×105t，累计堆放量近5×105t。以油田为例，每口油井污染土地面积为200～500m2，全国共有油井2×105t口，由此造成的土壤污染可达8×107m2，这一数字每年还在增长中。1998年，全国石油、炼化企业生产含油固体废物量达4.29×106t，利用率低于50%，由此造成土壤污染可达3.3×106hm2，我国每年有6×105t石油经跑、冒、滴、漏等途径进入环境，造成土壤污染。据不完全统计，全国因使用污水灌溉而导致土壤污染面积达9.3×103hm2，全国类似农田有1×105 hm2。在北方产油地区原油污染面积逐年扩大，在油田的重污染区，土壤原油含量达到1×104mg/kg，是临界值（200mg/kg）20的倍。研究结果显示，当土壤原油含量为3100mg/kg时，玉米减产10%，若原油含量达到500mg/kg，则苯并芘在玉米中的残留量超标，玉米不能食用。 综上所述，石油污染物对环境造成污染和破坏，危害人体健康和生存环境。因此，石油污染治理是当前急需解决的问题，对人类生存和社会可持续发展具有重要的意义。 1.2 土壤石油污染的主要危害 1.2.1破坏土壤
土壤石油污染概述
博士□基地班硕士□ 硕博连读研究生□兽医硕士专业学位□ 学术型硕士□工程硕士专业学位□ 农业推广硕士专业学位□全日制专业学位硕士□√ 同等学力在职申请学位□中职教师攻读硕士学位□ 高校教师攻读硕士学位□风景园林硕士专业学位□ 西北农林科技大学 研究生课程考试试卷封面 （课程名称：土壤污染与防治） 学位课□选修课□√ 研究生年级、姓名孙富强 研究生学号 2012051516 所在学院（系、部）资源环境 专业学科环境工程 任课教师姓名曲东（教授） 考试日期 考试成绩
评卷教师签字处 土壤石油污染现状概论 孙富强1 （1西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌 712100） 摘要：随着石油资源的深化利用，石油污染加剧，其利用过程中大面积的土壤一般都受到严重的污染。文章主要介绍了石油污染的来源、类型、污染特征，为研究土壤污染治理方法提供依据。 关键词：石油土壤污染现状 随着我国社会经济的繁荣和发展，人们对石油的需求越来越大，从而推动了石油开采事业的发展。然而由于技术与管理的缺陷，大量的原油直接或间接流入土壤，从而将土壤污染，以致于石油灌满一定深度土壤的空隙，影响土壤的通透性，破坏原油的土壤水、气和固的三相结构，影响土壤中微生物的生长，也影响土壤中植物根系的呼吸及水分养料的吸收，甚至使植物根系腐烂坏死，严重危害植物的生长。且土壤中的石油随土壤中水的运行而运行，不断地扩散到它处或深处。土壤是人类赖以生存、生产的自然资源，人们在石油开采和提炼过程中，导致石油对土壤的污染，其一方面是主要能源物质的损失，另一方面严重影响人们对土壤的利用面和利用效率。 石油是现代社会的最主要能源之一，被称作“工业的血液”“黑色的金子”。同样石油工业在国民经济中占有十分重要的地位，也是国家综合国力的重要组成部分，因此世界各国十分重视石油工业的发展。全世界大规模开采石油是从20世纪初开始的，1900年全世界消费量约2000万吨，100年来这一数量已增长百余倍，现在，产油的国家和地区己有150多个，发现的油气田已有4万多个，目前世界石油年产总量达22亿吨，其中17.5亿吨是由陆地油田生产的。我国目前已在25个省和自治区中找到了400多个油气田或油气藏，自1978年以来我国石油年产量突破一亿吨大关从而成为世界十大产油国，现在年产石油近1.83亿吨。 石油是由上千种化学特性不同的化合物组成的复杂混合体，石油的主要成分是烃类（烷烃、环烷烃和芳香烃），约占97-99%;非烃类化合物（含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物、胶质和沥青质）通常只占石油成分的1-2%[1]。石油污染泛指原油和石油初加工产品（包括汽油、煤油、柴油、重油、润滑油等）及各类油的分解产物所引起的污染。石油污染主要是在勘探、开采、运输以及储存过程中引起的，在石油利用过程中大面积的土壤一般都受到严重的污染，石油对土壤的污染多集中在20 cm左右的表层[2 - 3 ]。 1 土壤石油污染来源 目前，我国油田区土壤污染面积约有4.8×1010ｍ2，占油田开采区面积的20-30％。有的油田区长期积存未经处理的含油污泥为主的石油固体废物，堆放量超过300万ｔ，成为油田区污染的主要来源［4］。石油的开采、冶炼、使用和运输过程的污染和遗漏事故以及含油废水的排放、污水灌溉,各种石油制品的挥发、不完全燃烧物飘落等引起一系列土壤石油污染问题。 1.1开采过程产生的落地原油污染 据报道，我国石油企业每年产生落地原油约为700万吨，各油田每作业一次遗留于井场的落地原油有几十到几百公斤。一些油井口周围5mx5m范围为高污染区，地面呈黑色;50mx30m范围为严重污染区，有原油、油泥散落［5-6］。 1.2含油矿渣、污泥、垃圾的堆置
石油污染土壤修复技术(总3页)
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【前言】随着经济的发展，人类对能源的需求也在不断扩大，石油是最重要的能源之一，被成为“工业的血液”。近些年来各国都加快了对油气资源的开发利用，从沙漠到海洋、从无人区到人口稠密区，越来越多的油气井出现在世界各地。随之土壤污染问题日益突出，石油对土壤的污染危害大，潜伏期厂，涉及面广，有研究者将其比喻为“化学定时炸弹”，已经成为不容忽视的环境问题。 石油主要是由烃类化合物组成的一种复杂化合物，其组成复杂，含有致畸、致癌、致突变的物质(如卤代烃、苯系物、苯胺类、菲、苯并[a]芘等）。土壤作为人类、动植物和微生物赖以生存的重要环境基础，是自然界物质和能量参与转化、迁移和积累等循环过程的重要场所，土壤安全事关人类食品安全。石油一旦进人土壤，将对人类健康和生态环境造成严重危害。根据已公布的环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公告》显示，我国土壤总超标率高达16.1%。其中，有机类污染物，尤其是石油污染物已成为导致土壤安全问题的重要因素之一。据报道在我国，勘探和开发的油气田有4 0 0多个，覆盖面积达 3. 2 X 105 km2，其中约4. 8 X 106 hm2 的土壤受到不同程度的污染。为我国部分油田周边石油污染状况，其周边土壤中的总石油烃（ TPH ) 质量分数已经远远超过临界值500 mg/kg，对人居安全和生态环境造成了严重的威胁。由此可见，石油污染土壤形势严峻，修复工作迫在眉睫。 土壤石油污染：是指原油和石油产品在开采、运输、储存以及使用过程中，进入到土壤环境，其数量和速度超多土壤自净作用的速度，打破了它在土壤环境中的自然动态平衡，使其累积过程占据优势，导致土壤环境正常功能的失调和土壤质量的下降，并通过食物链，最终影响到人类健康的现象。 石油进入土壤的途径： ?石油的泄露和溢油：陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站和联合站等，原油会 被直接或间接的倾泻与这些设施附件的地面；产品的开采和运输业会使石油类物质进入土壤环境中；另外发生井喷或泄露，也会污染周围土壤环境。 ?含油固、液体废气无的随意处置：油气的开采和运输过程会产生大量含油、天然气的开采过 程中会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其他的一些污染物，如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水。 ?含油污水的灌溉和农用药剂的使用：一些工业企业产生的含油废水如果不加以回收处理，直 接排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,该水体用于农业灌溉，则会导致土壤污染，另外某些农用药剂也会污染土壤。 ?汽车尾气的排放：汽车尾气排放导致交通干线两侧土壤的有机物污染，另外大气沉降也会导 致土壤污染。 石油污染土壤修复技术 石油污染土壤的物理修复方法：
土壤中石油污染-苏文杰
CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 技能培训（3） 题目：土壤中石油污染物的脱附过程的研究 二级学院（直属学部）：理学院 专业：化学工程与工艺班级：08化学Y2 学生姓名：苏文杰学号：08124711 2011 年12 月
[摘要]了解土壤中石油类污染物来源及危害。采用批实验法考察了土壤- 有机溶剂体系中高浓度石油污染物的脱附行为, 包括脱附动力学、脱附等温线和平衡参数。结果表明土壤中石油污染物的脱附过程是一个快速反应过程, 在5 min 内大约80%的污染物得到脱附, 30min 达到平衡, 脱附平衡过程符合Freundlich 模型, 烷烃类有机溶剂的脱附效果更佳. [关键词]有机溶剂，石油，土壤污染，脱附过程
目录 1 前言 (1) 2土壤中石油类污染物来源及危害 ................................ 错误！未定义书签。 2.1石油类污染物产生方式 (3) 2.2石油类污染物对土壤生态环境的危害 (3) 3石油类污染物在土壤中的环境行为及存在状态 ... 错误！未定义书签。 3.1石油类污染物在土壤中的环境行为 ..................................... 错误！未定义书签。 4.1.1脱附动力学实验 .............................................................. 错误！未定义书签。 3.2石油类污染物在土壤中的存在状态 ..................................... 错误！未定义书签。4实验部分 .. (3) 4.1实验方法 (3) 4.1.1脱附动力学实验 .............................................................. 错误！未定义书签。 4.1.2等温脱附实验................................................................... 错误！未定义书签。 4.2计算方法 (3) 4.3结果与分析 (3) 4.3.1脱附平衡时间................................................................... 错误！未定义书签。 4.3.2等温脱附模型和平衡参数确定................................... 错误！未定义书签。 4.3.3SSR 对等温脱附线的影响........................................... 错误！未定义书签。5结论 (3) 参考文献 ..................................................................................... 错误！未定义书签。
石油污染对黄河三角洲土壤的影响
生命科学系 学年论文 题目:石油污染对黄河三角洲土壤的影响 姓名：刘真真 专业：生物技术 年级：2011级 学号：1114120222 指导教师:王彦美 导师职称：讲师 2013 年6 月20 号
目录 摘要 (3) ABSTRACT (3) 引言.................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.黄河三角洲状况概述. (8) 2.土壤污染物概况 ............................................................................ 错误！未定义书签。 2.1土壤污染物的来源 (12) 2.2石油污染物的存在状态 (13) 3.黄河三角洲土壤性状及背景值 (20) 4.石油污染对黄河三角洲土壤性状的影响 (24) 4.1重金属污染 (20) 4.2土壤含水量 (21) 4.3土壤有机质 (22) 5.小结 (24) 参考文献 (25) 谢辞 (26)
本论文针对石油污染对黄河三角洲土壤的影响，通过分析石油污染物的状况、存在状态以及对黄河三角洲土壤含水量有机质的分析，石油开发对周围土壤的理化性状产生较大影响。土壤重金属含量表层高于底层土壤有机质的含量。石油是一种含碳的有机物，石油同时也会导致土壤板结。 关键词：黄河三角洲，石油污染，土壤，影响
In this paper, the effects of oil pollution on Soil in the Yellow River Delta, the state and the analysis of the soil in the Yellow River Delta water content of organic matter in analysis of oil pollutants, status, affects the physicochemical properties of oil exploitation on the surrounding soil. The content of heavy metal in soil.The surface is higher than the bottom of the content of soil organic matter, and the organic matter content of surface soil is higher than the underlying soil. Oil is a kind of organic compounds containing carbon, oil will also leads to soil compaction. Key words：The Yellow River delta, Oil pollution, Soil, The influence
石油污染的土壤修复技术
石油污染的土壤修复技术 指导教师: 学院: 专业: 班级: 姓名: 学号:
石油污染的土壤修复技术 摘要：概述了土壤污染的工程修复技术，主要包括土壤气相抽吸方法、土壤清洗方法、土壤淋洗方法、热解吸方法、生物通风方法、土壤耕作法、生物堆肥方法、生物泥浆方法、植物修复方法，并指出了各自的优缺点。 关键词：土壤；污染；修复技术 前言:当今石油工业飞速发展，2003年世界石油的总产量已达到37亿t。石油的 开采、冶炼、使用和运输过程的污染和遗漏事故，以及含油废水的排放、污水灌溉，各种石油制品的挥发、不完全燃烧物飘落等引起一系列土壤石油污染问题。多数加油站、化工厂的贮油设施由于腐蚀、地震、长期使用维护不力等原因会造成罐内油品的泄漏，形成对土壤的污染。据美国EPA (2000年)资料表明：在美国有I．8亿个地下储油罐，其中28万个存在不同程度的泄漏。在我国，随着国民经济的发展，汽车数量剧增，加油站和地下储油罐已星罗棋布，并仍有继续增加的趋势。近几年来，由于管理不善，这些地下储油罐在埋设时，对现场条件、罐体强度及渗漏防护措施都未作严格规定，地下储油罐泄漏事故时有发生，而且随着罐体的逐渐老化，这一问题将日益突出.20世纪80年代中期以来，土壤污染逐步得到重视，一些发达国家开始在土壤修复技术开发方面投入大量的资金进行研究。20世纪末，土壤环境的保护与治理开始引起人们的广泛关注，各种关于地下储罐污染区的土壤修复技术应运而生。本文将土壤污染的各种修复技术进行介绍和总结 正文。 1 修复技术 目前，理论上和技术上可行的石油污染土壤的修复方法从功能载体上分主要有生物修复技术、物理化学修复技术、综合修复技术等几种，根据污染土壤处理是否改变位置，又可分为异位修复方法与原位修复方法，部分方法已进入现场应用阶段并取得了较好的修复效果。 1.1物化修复方法 1.1.1土壤气相抽吸方法 土壤气相抽吸方法(Soil Vapor Extraction，SVE)是原位修复技术，用来修复被
石油类污染物在土壤和地下水中的污染模拟
2、土壤污染模拟 土壤是一个多相的疏松的多孔介质，固相中有大量的有机和无机胶体。石油是一种天然的粘油状液体，主要成分为烃类化合物(占80%一90%)。烃类化合物是非极性有机物，其偶极矩<1，介电常数<3，在土壤中有一定的吸附作用。地表的石油可以在重力作用下入渗，也可能随地面水或雨水沿着土壤毛细管孔隙向下渗透污染土壤，甚至进一步向下淋滤污染地下水。石油类污染物质在土壤入渗过程中，由于土壤中存在着大量的有机和无机的胶体，使得进入土壤中的污染物不断地被吸附。吸附能力与土壤的质地、石油的性质有密切联系。通常，石油烃类在土壤介质吸附程度以分配系数Kd来表示。 式中:Cs为平衡时固相中的浓度(mg/kg)；Ce为平衡时液相中的浓度(mg/l)根据土壤中溶质运移模型和石油类污染物质在土壤中的迁移转化过程，考虑吸附作用而忽略石油的挥发，建立石油类污染物质在土壤中迁移转化二维综合模型。它包括水运动方程和石油运动方程。 土壤中水运动方程: 土壤中石油类运动方程: 式中：C(h)为比水容量（cm-1）；K x、K z分别为横向纵向水力传导系数（cm/d）；Dxx、Dzz分别为横向纵向弥散系数（cm2/d）；Rd为滞留因子；c为液相中石油的浓度(mg/l)；qx、qz分别为x和z方向的达西流速（cm/d）；θ为含水量(%)；λ为降解系数（d-1）；h为土壤中压力水头(cm)。 初始条件和边界条件 根据监测的结果和落地油的分布特征，预测石油类在土壤中迁移过程及石油是否会对地下水造成污染，选择预测范围为：长80m，深6m剖面区域。并对部分问题可进行简化处理,作一些基本假设。假设土壤水最初不含石油，即未受到污染，但土壤中存在一定的本底值，经取样测定取平均值为40.3mg/kg。在土壤的预测范围内，土壤被认为是均质的。 对水运动方程上边界确定为Cauchy边界，下边界为Neumann边界。
石油污染土壤的植物微生物联合修复
石油污染土壤的植物-微生物联合修复 摘要: 由于土壤石油污染的日益严重, 其治理技术受到了世界各国的普遍关注, 而生物修复技术具有无二次污染、高效、费用较低等特点,是最具应用前景的土壤修复技术之一。本文着重介绍植物-微生物联合修复技术的研究进展, 并对该领域今后的研究重点进行了展望。 关键词: 石油污染土壤, 生物修复, 植物-微生物联合修复 近年来, 随着石油的勘探开发和区域经济不断发展, 我国石油污染问题日益凸显, 土壤污染日趋严重。在石油的大规模开采、冶炼、运输、使用和处理过程 中, 不可避免地造成石油废弃物对土壤的污染, 这些污染物从各个层面上威胁着生态环境、食品安全和人类健康: 引起土壤理化性质的变化, 导致土壤微生物 群落、微生物区系的变化, 进而破坏土壤生态系统; 影响植物生长发育, 导致粮食减产, 长期食用生长于农业土地上的植物及其产品还会影响人类的健康; 土壤 吸附的石油会随着雨水、灌溉用水慢慢下渗到地下含水层中, 从而污染地下水, 进而构成对人类生存的不良胁迫。因此, 石油污染土壤的治理势在必行。 1 石油污染土壤的修复技术 石油污染土壤的修复技术主要有物理法、化学法和生物法3 种方法, 物理法和化学法虽可以产生一定实效, 但因存在消极处置、费用昂贵或者二次污染严重等明显缺陷, 现在一般仅作为生物治理方法的辅助手段[ 1]; 而生物法修复以其处理费用低、效果好又可避免二次污染等优势逐渐被人们所重视。 2 石油污染土壤的生物修复技术 生物修复( bioremediat io n) 是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能, 在环境中对污染物的降解起催化的作用, 即加速去除环境污染物的过程, 可以消除或减弱环境污染物的毒性, 可以减少污染物对人类的健康和生态系统的风险[ 2]。根据修复使用对象不同, 生物修复主要分为植物修复、微生物修复和植物- 微生物联合修复3 种类型。 2. 1 植物修复 植物修复是利用植物与环境之间的相互作用,对环境污染物质进行吸附、吸收、转移、降解、固定、挥发等, 最终使土壤环境得到恢复。植物修复的方式[ 3]: ( 1) 植物提取, 植物吸收积累污染物, 待收获后进行处理, 主要包括热处理、微生物处理和化学处理; ( 2) 植物降解, 植物及其相关微生物区系将污染物转化为无毒物质; ( 3) 植物稳定化, 植物在与土壤的共同作用下将污染物固定, 以减少其对生物与环境的危害。 微生物修复 微生物修复技术是利用土壤中的土着菌或向污染土壤中接种选育的高效降解菌, 在优化的环境条件下, 加速石油污染物的降解。微生物修复是研究最多、应用也最为广泛的一种生物修复方法, 由此产生一系列生物修复技术如土耕法、生物通气法、预制床法、堆肥法、生物反应器等。 2. 3 植物- 微生物联合修复 植物- 微生物修复实际上是利用由土壤、植物、微生物组成的复合体系来共同降解污染物的[ 4] 。该系统在植物修复的同时, 还通过光合作用以及植物 脱落物( 其中含有糖、醇、蛋白质和有机酸等) 为微生物提供氧气和养料, 促进微生物的生长代谢, 加速了其降解污染物的速率。联合修复技术是土壤过滤器、植物净化器和微生物反应器的有效结合, 提高降解率的同时, 改善了土壤肥力, 绿化了油田周边环境。 3 植物- 微生物联合修复技术研究进展
土壤石油污染
基于土壤石油污染目前状况和治理技术探 究进展-生命环境论文 logo设计 分享到：本站编辑：admin 日期：2010-05-09 19:57 点击：次 摘要摘要：本文首先对土壤石油污染目前状况及危害做了扼要的叙述，对土壤石油污染治理的物理、化学、生物技术进行了评述，结合我国的具体情况，提出了土壤石油污染的生物修复技术，并对该技术的远景及存在的新题目进行了阐述。 摘要：石油污染；土壤污染；治理技术 随着产业的发展，石油的需求量大幅度增加，并且在开采、运输、贮躲、加工过程中，由于意外事故或治理不当，导致石油排放到农田、地下水、海洋，使环境遭受污染，直接危害人类生产和生活。据资料统计，目前每年有800多万吨石油进进世界环境，污染土壤、地下水、河流和海洋，其中石油对土壤的污染主要是破坏土壤结构影响土壤通透性，损害植物根部，阻碍根的呼吸和吸收，终极导致植物死亡。其次，被污染到土壤的石油芳香烃类物质对人及动物的毒性较大，其中的苯、甲苯、二甲苯、酚类等物质，假如经较长时间较大浓度接触，会引起恶心、头疼、眩晕等症状[1。此外，石油中的多环芳烃类物质具有强烈的三致功能，能通过食品链在动植物体内逐渐富集，它在土壤中的富集更具危害。鉴于土壤污染的严重危害，治理土壤石油污染势在必行，已引起很多国家高度重视，不断采取办法，治理石油污染。 1．土壤石油污染目前状况及危害 1.1 土壤石油污染目前状况
石油产业是国家综合国力的重要组成部分，但石油开采石油化工行业的发展及石油产品的广泛使用，使石油污染成为世界性公害之一。当今世界石油总产量每年约22×108t。其中17.5×108t是由陆地油田生产的。仅石油污染一项每年全世界就有8×106t进进环境。美国环保署报道，在20世纪90年代已有10万个地下油罐存在不同程度的泄漏。 中国作为世界上最大的发展中国家及石油生产和消费大国，由于生产条件、环保技术等方面相对落后，石油污染新题目相当突出，尤其是土壤的石油污染新题目日益严重。在有机污染土壤中，石油污染占相当比例。我国自1978年原油产量突破1×108t大关而成为世界十大产油国之一以来，勘探开发的油气田和油气躲己有400多个，年产石油污染土壤近1×105t，累计堆放量近5×105t。以油田为例，每口油井污染土地面积为200~500m2，全国共有油井2×105t口，由此造成的土壤污染可达8×107m2，这一数字每年还在增长中。1998年，全国石油、炼化企业生产含油固体废物量达4.29×106t，利用率低于50%，由此造成土壤污染可达3.3×106hm2，我国每年有6×105t石油经跑、冒、滴、漏等途径进进环境，造成土壤污染。据不完全统计，全国因使用污水浇灌而导致土壤污染面积达9.3×103hm2，全国类似农田有1×105 hm2。在北方产油地区原油污染面积逐年扩大，在辽河油田的重污染区，土壤原油含量达到1×104mg/kg，是临界值 （200mg/kg）20的倍。探究结果显示，当土壤原油含量为3100mg/kg时，玉米减产10%，若原油含量达到500mg/kg，则苯并芘在玉米中的残留量超标，玉米不能食用[2。
石油污染土壤修复技术
【前言】随着经济的发展，人类对能源的需求也在不断扩大，石油是最重要的能源之一，被成为“工业的血液”。近些年来各国都加快了对油气资源的开发利用，从沙漠到海洋、从无人区到人口稠密区，越来越多的油气井出现在世界各地。随之土壤污染问题日益突出，石油对土壤的污染危害大，潜伏期厂，涉及面广，有研究者将其比喻为“化学定时炸弹”，已经成为不容忽视的环境问题。 石油主要是由烃类化合物组成的一种复杂化合物，其组成复杂，含有致畸、致癌、致突变的物质(如卤代烃、苯系物、苯胺类、菲、苯并[a]芘等）。土壤作为人类、动植物和微生物赖以生存的重要环境基础，是自然界物质和能量参与转化、迁移和积累等循环过程的重要场所，土壤安全事关人类食品安全。石油一旦进人土壤，将对人类健康和生态环境造成严重危害。根据已公布的环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公告》显示，我国土壤总超标率高达16.1%。其中，有机类污染物，尤其是石油污染物已成为导致土壤安全问题的重要因素之一。据报道在我国，勘探和开发的油气田有4 0 0多个，覆盖面积达3. 2 X 105 km2，其中约4. 8 X 106 hm2 的土壤受到不同程度的污染。为我国部分油田周边石油污染状况，其周边土壤中的总石油烃（TPH ) 质量分数已经远远超过临界值500 mg/kg，对人居安全和生态环境造成了严重的威胁。由此可见，石油污染土壤形势严峻，修复工作迫在眉睫。 土壤石油污染：是指原油和石油产品在开采、运输、储存以及使用过程中，进入到土壤环境，其数量和速度超多土壤自净作用的速度，打破了它在土壤环境中的自然动态平衡，使其累积过程占据优势，导致土壤环境正常功能的失调和土壤质量的下降，并通过食物链，最终影响到人类健康的现象。 石油进入土壤的途径： ?石油的泄露和溢油：陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站和联合站等，原 油会被直接或间接的倾泻与这些设施附件的地面；产品的开采和运输业会使石油类物质进入土壤环境中；另外发生井喷或泄露，也会污染周围土壤环境。 ?含油固、液体废气无的随意处置：油气的开采和运输过程会产生大量含油、天然气的 开采过程中会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其他的一些污染物，如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水。 ?含油污水的灌溉和农用药剂的使用：一些工业企业产生的含油废水如果不加以回收处 理，直接排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,该水体用于农业灌溉，则会导致土壤污染，另外某些农用药剂也会污染土壤。 ?汽车尾气的排放：汽车尾气排放导致交通干线两侧土壤的有机物污染，另外大气沉降也 会导致土壤污染。
石油化工污染土壤
石油化工污染土壤 石油主要是有烃类化合物组成的一种复杂化合物，包括饱和烃、芳香烃类化合物、沥青质、树脂类等。还含有少量的o、n、s等元素，其中的芳香类物质对人和动物的毒性较大，尤其是双环及三环以上的多环芳烃毒性更大。 对污染土壤的影响：陆地采油大量的生产设施如油井、集输站、转输站和联合站等，原油会被直接或间接的倾泻于这些设施附近的地面；石化产品的开采和运输也会使石油类物质进入土壤环境，随后发生一系列的物理、化学和生化作用，对环境造成污染。大部分石油类污染物在土壤中都发生吸附/解吸作用，从而影响着它们在土壤中的迁移、生物降解和光降解。油气的开采和运输过程会对生态环境造成影响。 在石油、天然气的开采过程中，会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其他一些污染物，如果处理不好就会污染周边土壤、河流甚至地下水，同时石油、天然气本身就含有对人和动物有害的物质，一旦发生井喷或泄漏，将对生活在油气田附近的人和动物构成致命威胁（如重庆开县发生的井喷，造成将近400人死亡，大面积土壤被污染）。 石油管道的泄漏也会严重破坏生态，据一位美国环保人士估算，如果阿拉斯加陆地石油管道发生泄漏，至少会形成半英里宽、30英里长的污染带，由于石油会迅速渗透到土壤中，杀死土壤中的微生物，从而改变土壤成分，改变地表生态，遭受污染的地区可能在几十年甚至上百年的时间内都会寸草不生。许多研究表明，一些石油烃类进入动物体内后，对哺乳类动物及人类有致癌、致畸、致突变的作用。土壤的严重污染会导致石油烃的某些成分在粮食中积累，影响粮食的品质，并通过食物链，危害人类健康。 修复技术 其中治理石油化工污染土壤的修复技术最主要的有：一是微生物修复技术，按修复的地点又可分为原位生物修复和异位生物修复；二是植物修复法。 微生物修复技术：包括生物注气法、生物通气法、土地耕作法
石油污染土壤生物修复技术方案
石油污染土壤生物修复技术方案 1、生物投加法 1.1、高效微生物的投加 自然环境中存在可降解石油污染物的微生物，但其数量通常较低，仅占微生物总量的0.1%。当土壤石油污染发生后，为实现环境的自 我修复，高浓度的石油污染物对土壤中能够耐受和利用石油组分的微生物产生驯化和富集作用，可使石油降解微生物的数量升至1%~10%。然而这一过程的启动相当漫长，而且土著种群往往并不具备降解所有石油组分的能力。生物投加法通过投加高效石油降解微生物解决土著种群数量不足、活性受抑制以及降解能力有限的问题。 用于投加的微生物包括土著微生物、外源微生物和基因工程菌。Sidorov等将土著微生物投加到原油污染土壤中，修复2年后，去除 了污染土壤中78%的原油。Mercer等针对ExxonValdez号溢油污染事件，将4株不同假单胞菌的XYL、NAH、CAM、OCT质粒结合转移至同一菌株，构建拥有多烃降解能力的超级细菌，该细菌可在几小时内分解60%的浮油。与添加上述2种微生物不同的是，添加外源微生物的有效性存在较大争议。Venosa等[39]以风化的Alaska原油为碳 源测试了10种不同类型的商业菌剂对石油污染物的去除效果，结果 表明，只有2种商业菌剂对石油污染物的降解起促进作用。外源菌种只有既能够适应潮间带环境，又能够与土著微生物竞争营养物质并且避免被原生动物捕食，才能发挥其修复作用。因此，从石油污染土壤
中筛选、驯化高效菌种和构建菌群是提高其环境适应性和竞争性的有效方法。 1.2、固定化微生物的投加 为了克服高效微生物投加后，启动速度慢、对环境条件敏感及与土著菌种竞争处于劣势等问题，可以利用固定化技术强化石油污染物的去除。固定化载体能够为微生物提供良好的微环境，帮助其抵抗不利土壤环境的侵害和土著微生物的竞争，提高其数量、活性及稳定性。另外，固定化载体还可加大土壤的孔隙度，从而加强氧气的传质速率，最终提高石油污染物的生物修复速率。 目前，固定化微生物的研究大多局限于实验室小试和中试水平，鲜见有关现场应用的研究报道。Chen等利用海藻酸钙-活性炭包埋石油降解菌群，结果表明固定化菌群对石油污染物的降解性能及环境适应性均显著高于游离菌群。Chen等利用竹炭固定化柴油降解菌Acinetobactervenetianus以加强其降解率，使柴油降解率从82%升至94%。高祥兴利用聚乙烯醇、海藻酸钠及活性炭包埋固定石油降解菌Marinobactersp.PY97S，并将该固定化菌剂用于黄岛溢油污染修复，结果表明，该固定化菌剂在129d内能去除67%的原油，明显高于对照区的46%。可见，固定化微生物技术可有效提高石油污染物的降解率。目前，有关固定化微生物的研究主要集中在高效固定化载体和固定化方法的开发方面。微生物固定化载体应具有环境友好、性能稳定、成本低廉、吸附性能强等特点，纳米粒子具有明显的优势，是潜在的