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[摘 要]随着现代石油工业的发展，石油逐渐成为现代社会的主要能源，广泛应用于生产及生活的各个领域，包括农业、工业生产，交通运输等行业，有着工业“血液”之称，目前，全球每年石油产出总量已超过30亿t。然而在石油开采过程中由于技术水平的限制，加工、运输环节的非正常泄漏，造成土壤及水体的污染。土壤有机质的组成和结构被进入到土壤中的石油类物质改变从而影响土壤的通透性，土壤中的微生物及植物受土壤中有机质的影响，导致作物产量和品质显著下降，石油中的苯系物质和多环芳烃等多种物质具有致癌、致畸、致突变三致作用，这些污染土壤中的石油烃类物质在粮食农作物中长时间的积累，经食物链的传递进入人体，久而久之影响人体健康，甚至危害生命。
[关键词]石油污染土壤；微生物；修复技术
中图分类号：X53；X523 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0043-01
1生物修复技术
广义的生物修复技术包括植物修复技术，微生物修复技术以及植物-微生物联合修复技术，狭义的生物修复技术仅仅指微生物修复技术。植物修复技术对石油烃类物质降解能力强，但植物生长周期较长，无法直接快速的分解石油烃类物质，降解效率慢，且植物生长对土壤环境要求较高，大部分对于土壤肥力、水分和酸碱度等均有较高要求；植物-微生物联合修复技术，修复效率高，但成本及技术要求相对较高，且影响因素多，影响植物、微生物的因素均能影响其修复效果；而微生物修复技术不仅能很好的解决此类问题，且存在着光谱、高效、稳定、适应性强诸多优点，且有些菌株能很好的适应强酸强碱等极端环境，这些是植物达不到的，所以利用微生物降解有机油以成为石油污染土壤治理及环境保护的研究热点。
2石油污染土壤微生物修复技术
2.1石油烃的种类和组成对石油降解菌降解效率的影响
石油烃是由各种烷烃、环烷烃、芳香烃等组分构成的混合烃类物质，其主要构成元素是碳（C）和氢（H），此外还含有铁（Fe）、镁（Mg）、锌（Zn）、钾（K）等多种微量元素。石油烃类化合物可分为沥青、树脂、芳香烃和饱和烃四种类型，一般情况下其降解的难易程度为：高分子量芳烃类>多环烷烃>低分子量芳烃类>支链烷烃>饱和烷烃，其中高分子量芳烃类对微生物的作用最不敏感，只有少数的菌株能利用降解它，支链烷烃和饱和烷烃较易分解。
2.2微生物种类和微生物菌群对石油降解效果的影响
不同种属的微生物对石油烃的降解效率不同，每种微生物对特定的石油烃中的某种成分降解能力较强，如罗小艳所分离出的一株Mas-siliasp.WFl菌株对多环芳烃中菲的降解，在培养温度28℃、pH6、菲初始浓度100mg·L-1，培养48h菲的降解率达96.78%，伍凤姬等分离出一株芘高效降解菌Mycobacterium gilvumstrain，在芘初始浓度为75mg·L-1、温度范围在30～35℃，pH为7的条件下，芘的降解率可达到95%以上。赵硕伟等研究表明，由所分离出的两株红球菌属，一株大头茶菌属和一株假单胞菌属组成的复合菌群D，石油烃降解能力超过其中任何单一菌株，在培养5d后，复合菌群D能够降解71%的芳香化合物和70%石油总量，对于C13-19烷烃，C20-26烷烃和C27-32烷烃降解能力达到90%以上。因此接种混合的微生物群落，构建微生物菌群，通过微生物间的协同作用，能更完全的降解石油。
2.3生物表面活性剂对对石油降解效果的影响
生物表面活性剂是由微生物代谢产生的具有一定表面活性的物质。其与化学合成的表面活性剂相比，它具有适应范围广、无毒、能被微生物降解，对环境无二次污染，耐酸碱能力强且稳定性好等多种优点，现代生物修复技术中越来越多的采用生物表面活性剂。在微生物修复石油污染土壤过程中添加生物表面活性剂是近几年发展起来的土壤石油污染修复技术，生物表面活性剂具有润湿、乳化和增溶等作用，且无毒、能被微生物降解对环境无二次污染，微生物修复过程中加入生物表面活性剂通过减小难以降解的石油烃类物质和水溶液间的表面张力，从而加大微生物与石油烃的接触面，提高污染土壤中石油烃的降解率。牛明芬等从大庆油田土壤中分离出3株产表面活性剂的细菌菌株B22、B24、B25，三株菌株生物表面活性剂不仅具有较高的耐高温、耐酸碱能力，对石油烃类物质均具有较好的降解效果，处理72h后对石油烃的降解分别为62.31%、81.69%和71.38%。
2.4利用基因工程构建石油高效降解菌
用于污染土壤石油降解的微生物大部分为环境中的土著微生物，有降解石油能力的单一菌株或复合微生物菌群，单一菌株由于环境因素及自身代谢活性原因降解石油能力会有局限性，复合微生物菌群因菌株各自生长对营养物质的需求发生菌株间的相互抑制或竞争能影响石油降解能力，构建高效的基因工程菌成为了解决此问题的关键。在利用微生物治理石油污染土壤研究方面，越来越多的国内外学者致力于构建高效的石油降解基因工程菌。构建基因工程菌的方法包括多质粒新菌株构建法、原生质体融合技术、体外重组技术。Plotnikova等人利用质粒新菌株构建法将一株多环芳烃降解菌假单胞菌SN11中的多环芳烃降解性质粒移入到嗜盐性恶臭假单胞菌BS394中，构建出的基因工程菌可以在盐浓度达到2.5M的环境时仍具有较高的降解多环芳烃类化合物的能力。
3结论
污染物的转运和分离是传統土壤修复技术的关键特点，而污染物的降解或消除才是微生物修复技术最为明显的优势。微生物修复技术以其环保安全、高效经济等优势成为当前应用最为普及的土壤修复技术。受环境影响程度较高、修复周期较长以及石油污染物降解不完全等是该技术现阶段面临的关键问题。因此，今后需要在以下几个方面进行技术改进：1）完善技术，优化工艺，降低成本；2）利用DNA重组和基因拼接技术培育新型高效的降解菌；3）优化微生物的环境条件，增强微生物降解效果；4）探讨物理法或化学法与微生物法的集成技术，开发经济高效的新型修复技术；5）建立微生物修复技术的评价标准，评估修复手段的环境效应及风险。
参考文献
[1]李佳，曹兴涛，隋红，何林，李鑫钢.石油污染土壤修复技术研究现状与展望[J].石油学报（石油加工），2017，33（05）：811-833.
[2]孙秦川.青藏高原冻土区石油污染对土壤微生物多样性的影响研究[D].兰州交通大学，2017.
[3]陈凯丽，吴蔓莉，叶茜琼，李炜，袁婧.生物修复对石油污染土壤微生物活性的影响[J].农业环境科学学报，2017，36（02）：279-285.
[4]叶茜琼，吴蔓莉，陈凯丽，李炜，袁婧.微生物修复油污土壤过程中氮素的变化及菌群生态效应[J].环境科学，2017，38（02）：728-734.
[关键词]石油污染土壤；微生物；修复技术
中图分类号：X53；X523 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0043-01
1生物修复技术
广义的生物修复技术包括植物修复技术，微生物修复技术以及植物-微生物联合修复技术，狭义的生物修复技术仅仅指微生物修复技术。植物修复技术对石油烃类物质降解能力强，但植物生长周期较长，无法直接快速的分解石油烃类物质，降解效率慢，且植物生长对土壤环境要求较高，大部分对于土壤肥力、水分和酸碱度等均有较高要求；植物-微生物联合修复技术，修复效率高，但成本及技术要求相对较高，且影响因素多，影响植物、微生物的因素均能影响其修复效果；而微生物修复技术不仅能很好的解决此类问题，且存在着光谱、高效、稳定、适应性强诸多优点，且有些菌株能很好的适应强酸强碱等极端环境，这些是植物达不到的，所以利用微生物降解有机油以成为石油污染土壤治理及环境保护的研究热点。
2石油污染土壤微生物修复技术
2.1石油烃的种类和组成对石油降解菌降解效率的影响
石油烃是由各种烷烃、环烷烃、芳香烃等组分构成的混合烃类物质，其主要构成元素是碳（C）和氢（H），此外还含有铁（Fe）、镁（Mg）、锌（Zn）、钾（K）等多种微量元素。石油烃类化合物可分为沥青、树脂、芳香烃和饱和烃四种类型，一般情况下其降解的难易程度为：高分子量芳烃类>多环烷烃>低分子量芳烃类>支链烷烃>饱和烷烃，其中高分子量芳烃类对微生物的作用最不敏感，只有少数的菌株能利用降解它，支链烷烃和饱和烷烃较易分解。
2.2微生物种类和微生物菌群对石油降解效果的影响
不同种属的微生物对石油烃的降解效率不同，每种微生物对特定的石油烃中的某种成分降解能力较强，如罗小艳所分离出的一株Mas-siliasp.WFl菌株对多环芳烃中菲的降解，在培养温度28℃、pH6、菲初始浓度100mg·L-1，培养48h菲的降解率达96.78%，伍凤姬等分离出一株芘高效降解菌Mycobacterium gilvumstrain，在芘初始浓度为75mg·L-1、温度范围在30～35℃，pH为7的条件下，芘的降解率可达到95%以上。赵硕伟等研究表明，由所分离出的两株红球菌属，一株大头茶菌属和一株假单胞菌属组成的复合菌群D，石油烃降解能力超过其中任何单一菌株，在培养5d后，复合菌群D能够降解71%的芳香化合物和70%石油总量，对于C13-19烷烃，C20-26烷烃和C27-32烷烃降解能力达到90%以上。因此接种混合的微生物群落，构建微生物菌群，通过微生物间的协同作用，能更完全的降解石油。
2.3生物表面活性剂对对石油降解效果的影响
生物表面活性剂是由微生物代谢产生的具有一定表面活性的物质。其与化学合成的表面活性剂相比，它具有适应范围广、无毒、能被微生物降解，对环境无二次污染，耐酸碱能力强且稳定性好等多种优点，现代生物修复技术中越来越多的采用生物表面活性剂。在微生物修复石油污染土壤过程中添加生物表面活性剂是近几年发展起来的土壤石油污染修复技术，生物表面活性剂具有润湿、乳化和增溶等作用，且无毒、能被微生物降解对环境无二次污染，微生物修复过程中加入生物表面活性剂通过减小难以降解的石油烃类物质和水溶液间的表面张力，从而加大微生物与石油烃的接触面，提高污染土壤中石油烃的降解率。牛明芬等从大庆油田土壤中分离出3株产表面活性剂的细菌菌株B22、B24、B25，三株菌株生物表面活性剂不仅具有较高的耐高温、耐酸碱能力，对石油烃类物质均具有较好的降解效果，处理72h后对石油烃的降解分别为62.31%、81.69%和71.38%。
2.4利用基因工程构建石油高效降解菌
用于污染土壤石油降解的微生物大部分为环境中的土著微生物，有降解石油能力的单一菌株或复合微生物菌群，单一菌株由于环境因素及自身代谢活性原因降解石油能力会有局限性，复合微生物菌群因菌株各自生长对营养物质的需求发生菌株间的相互抑制或竞争能影响石油降解能力，构建高效的基因工程菌成为了解决此问题的关键。在利用微生物治理石油污染土壤研究方面，越来越多的国内外学者致力于构建高效的石油降解基因工程菌。构建基因工程菌的方法包括多质粒新菌株构建法、原生质体融合技术、体外重组技术。Plotnikova等人利用质粒新菌株构建法将一株多环芳烃降解菌假单胞菌SN11中的多环芳烃降解性质粒移入到嗜盐性恶臭假单胞菌BS394中，构建出的基因工程菌可以在盐浓度达到2.5M的环境时仍具有较高的降解多环芳烃类化合物的能力。
3结论
污染物的转运和分离是传統土壤修复技术的关键特点，而污染物的降解或消除才是微生物修复技术最为明显的优势。微生物修复技术以其环保安全、高效经济等优势成为当前应用最为普及的土壤修复技术。受环境影响程度较高、修复周期较长以及石油污染物降解不完全等是该技术现阶段面临的关键问题。因此，今后需要在以下几个方面进行技术改进：1）完善技术，优化工艺，降低成本；2）利用DNA重组和基因拼接技术培育新型高效的降解菌；3）优化微生物的环境条件，增强微生物降解效果；4）探讨物理法或化学法与微生物法的集成技术，开发经济高效的新型修复技术；5）建立微生物修复技术的评价标准，评估修复手段的环境效应及风险。
参考文献
[1]李佳，曹兴涛，隋红，何林，李鑫钢.石油污染土壤修复技术研究现状与展望[J].石油学报（石油加工），2017，33（05）：811-833.
[2]孙秦川.青藏高原冻土区石油污染对土壤微生物多样性的影响研究[D].兰州交通大学，2017.
[3]陈凯丽，吴蔓莉，叶茜琼，李炜，袁婧.生物修复对石油污染土壤微生物活性的影响[J].农业环境科学学报，2017，36（02）：279-285.
[4]叶茜琼，吴蔓莉，陈凯丽，李炜，袁婧.微生物修复油污土壤过程中氮素的变化及菌群生态效应[J].环境科学，2017，38（02）：728-734.