《土壤微生物生态工程》—微生物与石油污染土壤生态修复（73）

1.石油的组成

石油（从地下开采出来未加工时称原油）是一种可燃性黏稠液体，多为黑褐色或暗绿色，是古代生物经过漫长的演化形成的混合物。其性质因产地而异，密度一般为(0.8～1.0g/cm3，黏度范围很宽，凝固点差别很大(30～60℃)，沸点范围为常温到500℃以上，可溶于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。组成石油的化学元素主要是碳(83%～87%)、氢(11%～14%)，其余为硫  (0.06%～0.8%)、氮(0.02%～1.7%)、氧(0.08%～1.82%)及微量金属元素（镍、钒、铁等）。另外，石油是由许多化合物组成的混合物，成分很复杂，其中烃类化合物是构成石油的主要成分，主要包括烷烃和环烷烃、芳香烃和不饱和烃。

2.土壤中降解石油烃的微生物

土壤中广泛分布着可降解石油的微生物，它们是土壤微生物修复的主角。因为石油系天然有机物，故而微生物具有利用石油的能力是不足为奇的。土壤中降解石油微生物的数量与污染物的存在有着密切关系，它们能够适应环境，然后进行选择性富集并发生遗传改变，从而导致烃类降解细菌所占比例及编码降解炷类基因的质粒数量增加。在土壤环境中降解烃类的微生物一般只占微生物群落总数的不到1%，而当土壤受到石油污染后，短时间内会有大量降解烃类的微生物繁殖，一天之内这种微生物群落甚至会增加几个数量级。有资料显示，在海洋污泥中，每克污泥（湿重）中仅有石油降解菌100～1000个，而海岸油井周围污泥中则每克可有1×109个石油降解菌（湿重）。

土壤中石油污染物的生物降解量与土壤中可降解菌的数量有密切关系。但因为土著微生物存在着生长速度慢、代谢活性低的弱点，所以修复受高浓度石油污染的土壤时有时也需要接种高效降解菌。到目前为止，已查知能降解石油中各种烃类的微生物共约100余属、200多种，它们分属于细菌、放线菌、霉菌、酵母以及藻类。土壤中最常见的石油降解细菌群数由高到低分别为：假单孢菌属  (Pseudomonas)、节杆菌（Arthrobacter）、产碱杆菌属（Alcaligenes）、棒状杆菌属（Corynebacterium）、黄杆菌属（Flavobacterium）、无色菌属(Achromobacter)、微球菌属(Micrococcus)、诺卡菌属（Nocardia）和分枝杆菌属  (Mycobacterium)；最常见的石油降解真菌种群数由高到低：木霉属（Trichoderma）、青霉属（Penicillium）、曲霉属(Aspergillus)、被孢霉(Mortierella)。很显然，细菌和真菌是土壤石油生物降解的最基本的作用者。产孢子菌通常在生物降解中扮演了一个被忽略的角色。虽然芽孢杆菌从污染土壤中已经被分离出，但是这可能归结于它在土壤中的很强的存活力和随后富集分离过程中孢子的萌发。许多放线菌也表现出烃降解能力，但是它们很难在污染土壤中取得竞争优势。此外，藻类和原生动物的降解能力不太显著，很少有文献报道。