隨著石油工業(yè)的發(fā)展， 伴隨著含油廢棄物產(chǎn)生量增加，污染范圍和程度也日益加重重， 對(duì)其進(jìn)行治理有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。80年代以來， 污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)得到快速發(fā)展。由于環(huán)境影響小、操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用可控的特點(diǎn)， 在土壤油污染領(lǐng)域得到推廣運(yùn)用。土壤中廣泛分布著可降解石油的微生物種群,在土壤生物修復(fù)中有著重要作用，但是數(shù)量上相差很大。土壤中降解石油微生物的數(shù)量與污染物的存在有著密切關(guān)系。它們能夠適應(yīng)環(huán)境,然后進(jìn)行選擇性富集并發(fā)生遺傳改變，從而導(dǎo)致烴類降解細(xì)菌所占比例及編碼降解烴類基因的質(zhì)粒數(shù)量增加。有報(bào)道指出，降解烴類的微生物一般只占微生物群落總數(shù)的不到1 %，而當(dāng)有石油污染物存在時(shí),降解烴類微生物的比例可增加到10 %。微生物的這種不同污染程度、不同類型的污染中的自我適應(yīng)和繁殖能力對(duì)修復(fù)土壤提供了相應(yīng)處理手段，研究結(jié)果為含油廢棄物的土壤異位生物修復(fù)技術(shù)的實(shí)用化提供了試驗(yàn)依據(jù)。
優(yōu)質(zhì)石油降解細(xì)菌的培養(yǎng)篩選方法
菌種的采集：被石油污染的土壤中的細(xì)菌
培養(yǎng)基：NH4NO3 2g ， K2HPO4 1. 5g， KH2 PO4 3g，MgSO4·70H2O 0. 1g，無水CaCl2 0. 01g，Na2 EDTA·2H2O 0. 01g，原油1g，蒸餾水: 1000mL， pH值7. 2～7. 4.
操作方法（即石油降解菌的富集、分離、純化）：取一定量的石油污染土樣接入裝有100mL 培養(yǎng)基的250mL 三角瓶中，于30℃、160 rmin- 1條件下在搖床中培養(yǎng)7d，然后取一定量的上述培養(yǎng)液接入裝有100 mL新鮮培養(yǎng)基的250mL三角瓶中， 30℃、160 r·min- 1條件下?lián)u床中培養(yǎng)7d;如此共3次。 用接種環(huán)沾取富集培養(yǎng)液于平板上劃線， 經(jīng)過多次劃線純化后，將純化菌株于試管斜面培養(yǎng)后保存于冰箱。石油降解菌的復(fù)篩：稱取含油土樣50g，溶于經(jīng)滅菌的培養(yǎng)基100mL 中，配成泥漿，盛于250mL 的三角瓶中，在無菌條件下，將制好的菌懸液接種2mL于三角瓶中，各菌種均做3個(gè)平行樣，并作加氯化汞殺菌和不加菌2種空白對(duì)照。 在30℃、160 r·min- 1條件下于搖床中培養(yǎng)。 每2d取1次樣，測(cè)其石油烴含量,直至其石油烴含量不再有明顯變化，篩選出石油烴降解率高的菌種。 接種量影響試驗(yàn)的操作方法可參照菌種復(fù)篩的方法。不同的是改變接種量和試驗(yàn)土樣。 樣點(diǎn)1、樣點(diǎn)2、樣點(diǎn)3、樣點(diǎn)4的泥漿中石油烴濃度分別為125mg·L - 1、56 mg·L - 1、3245mg·L - 1、209 mg·L – 1。石油降解菌的生物修復(fù)：稱取含油土樣2kg于圓形瓷盆中，將斜面培養(yǎng)的細(xì)菌進(jìn)行活化，與鋸末(1∶7,質(zhì)量比)制成固體培養(yǎng)基，接入石油污染土壤中。土壤含水率基本保持在20%左右,在自然溫度下進(jìn)行修復(fù)。
實(shí)驗(yàn)的基本結(jié)果
1、高效降油菌的篩選：
為了取得高效、徹底的生物修復(fù)效果,分離和篩選污染物的高效降解菌種是生物修復(fù)的必然要求。試樣經(jīng)過3次富集培養(yǎng)以及分離純化等步驟得到多個(gè)單菌株。 在此基礎(chǔ)上,采用降解石油試驗(yàn)，復(fù)篩出7株對(duì)石油具有較高降解能力的菌株。細(xì)菌密度可達(dá)107 ～109個(gè)·mL - 1 ，株菌可以利用石油為唯一碳源生長(zhǎng)。培養(yǎng)7d后的生物除油率為43. 8%～58. 9% ，高于一般石油降解菌對(duì)石油類的降解率（ 25. 8% ～32. 8% ）對(duì)所篩選的7株菌進(jìn)行生理生化試驗(yàn)表明，這可能是由于革蘭氏陰性菌細(xì)胞外層是脂多糖,而脂多糖是由脂類和多糖組成的復(fù)合物，可以為細(xì)胞提供一個(gè)既親水又親油的兩親分子層，這一方面使其細(xì)胞與油滴表面接觸，使石油烴易于進(jìn)入細(xì)胞，另一方面，它能降低水- 油界面張力，使原油變?yōu)橛杉?xì)小油滴構(gòu)成的乳劑，并擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞,加速油的降。
2、高效降油菌對(duì)石油的降解能力試驗(yàn)中設(shè)置了加氯化汞殺菌對(duì)照試驗(yàn)和不加菌的空白對(duì)照試樣。
實(shí)驗(yàn)表明，加氯化汞的殺菌試樣石油烴降解率為9%的水平 ，隨著降解時(shí)間的延長(zhǎng)石油烴降解率基本不變，最高為12%。加氯化汞殺菌試樣中石油烴減少的主要原因?yàn)槭蜔N揮發(fā)和空氣氧化的作用。不加菌和氯化汞對(duì)照試樣2d后的降解率為11% ，降解率隨時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加，降解8d后37%的石油烴被去除，與氯化汞殺菌試樣相比有25%的石油烴是在土壤本身存在的微生物的作用下去除。 接種上述提存后的菌種的試樣在2d后即開始表現(xiàn)較強(qiáng)的降解能力，其降解率達(dá)到50%左右。與不加菌對(duì)照試樣相比37%左右的石油烴是被高效菌降解利用，表明分離得到的株菌能很快適應(yīng)環(huán)境發(fā)揮高效除油能力。 且加菌試樣的石油烴降解率曲線變化趨勢(shì)基本一致，降解率隨著降解時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加。泥漿為微生物生長(zhǎng)提供了良好的環(huán)境，降解8d后加菌試樣的降解率均達(dá)到80%左右， 遠(yuǎn)高于不加菌試樣的降解（37%）。
3、高效降油菌細(xì)胞平均降解速率
研究表明，高效降油菌接種量對(duì)是對(duì)不同土壤除油率影響的主要因素。實(shí)驗(yàn)表明接種菌液量越大，石油菌的數(shù)量越多。通過增大接種量可以提高土壤中石油菌的數(shù)量，同時(shí)高的接種量有利于石油烴的降解。除油率隨著接種量的增加而增大，表明高的接種量可以增強(qiáng)接種菌與土著微生物的競(jìng)爭(zhēng)能力，使接種菌迅速適應(yīng)環(huán)境，大量繁殖，發(fā)揮高效降解能力。
4、高效降油菌對(duì)石油污染土壤的生物修復(fù)試驗(yàn)研究
根據(jù)國(guó)內(nèi)外大量的研究報(bào)道，許多環(huán)境因素均對(duì)接種高效降油菌的除油效果產(chǎn)生影響。實(shí)驗(yàn)中表明，沒有投加任何細(xì)菌的石油土壤中的石油基本上沒有降解，而一般含有降解細(xì)菌的石油土壤的降解率是37%，而含有較強(qiáng)的降解率的石油細(xì)菌則較高，約85%。即：投加高效菌株可在較短的時(shí)間內(nèi)將土壤中的石油污染物去除?？梢姳３滞寥乐休^高的降油菌數(shù)量是實(shí)現(xiàn)生物修復(fù)的關(guān)鍵。
5、石油降解菌在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用
針對(duì)油田含油污水這種難降解處理的工業(yè)廢水，高效原油降解菌和生物處理構(gòu)筑物相結(jié)合的生物深度處理技術(shù)應(yīng)該是國(guó)內(nèi)油田采出水處理技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。
曝氣生物濾池組合工藝法：曝氣生物濾池處理污水的原理是反應(yīng)器內(nèi)填料上所附生物膜中微生物氧化分解作用，填料及生物膜的吸附阻留作用和沿水流方向形成的食物鏈分級(jí)捕食作用以及生物膜內(nèi)部微環(huán)境和厭氧段的反硝化作用，從而除去水中的油類物質(zhì)。
MBR —BAF 法（膜生物反應(yīng)器—曝氣生物濾池）：膜生物反應(yīng)器作為一種新興高效的污水處理技術(shù)已引起了國(guó)內(nèi)外水處理界的高度重視，它實(shí)現(xiàn)了超濾膜的高效過濾和高濃度活性污泥生物降解的有機(jī)結(jié)合，而且不需要二沉池和污泥回流系統(tǒng),在運(yùn)行成本、能耗以及處理效果等方面均具有優(yōu)勢(shì)。田慧穎等采用MBR —BAF 系統(tǒng)處理遼河油田的采油污水,系統(tǒng)對(duì)采油污水中的油、BOD5 、氨氮去除效果很好，去除率均可達(dá)到90 %左右，COD 的平均去除率也可達(dá)到70 %以上，出水清澈透明,無異味。
含油泥砂生物法處理：含油泥砂是油田開發(fā)過程中難以避免，是重要的環(huán)境污染源之一，油泥砂含有大量原油，對(duì)周圍的大氣、水質(zhì)和土壤會(huì)造成嚴(yán)重的污染，生物處理法利用微生物將泥砂中的原油污染物降解為CO2和H2O ，分解產(chǎn)物無二次污染。微生物具有分布廣泛、種群數(shù)量多、代謝類型多種多樣、適應(yīng)環(huán)境突變能力強(qiáng)的特點(diǎn)，在任何存在污染物的地方都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的可降解污染物的微生物,利用經(jīng)過馴化、篩選、誘變或基因重組等獲得的高效降解菌種來處理污染物，與物理化學(xué)方法相比，具有易于管理、安全、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó)內(nèi)外得到大力推廣運(yùn)用。
