微生物石油降解综述Abstract: Oil as a important energy has been one of the countries all over the world widely used, because in the exploitation of oil, storage, transportation, processing and petrochemical products in the process of production, and the sudden discharge of oil leakage accident cause large oil into the environment pollution. Oil pollution harm main performance in the column of \"soil ecosystem tao and the function of the damage, the serious influence the permeability of soil and water permeability, lead to soil harden. Fertility dropped; In the water surface formation oil film, cause the oxygen in the water fell sharply. Cause massive death of aquatic organisms, destroying the aquatic ecological environment and fishery resources; Still can into the underground water system, direct pollution underground water sources, the influence of water and irrigation residents; Some of the oil teratogenic carcinogenic substance but also by biological function of enrichment of the food chain and immediate harm to human health.摘要：石油作为重要能源之一已被世界各国广泛使用，由于在石油的开采、储存、运输、加工和石化产品生产等过程中的漏油以及突发性泄油事故致使大量的石油进入环境造成污染。

石油污染的危害主要表现在列土壤生态系统的结掏和功能的破坏，严重影响土壤的透气性和渗水性，导致土壤板结。

肥力下降；在水体表面形成油膜，致使水中溶氧量急剧下降．造成水生生物的大量死亡，破坏水生生态环境和渔业资源；还可进入地下水系，直接污染地下水源，影响居民用水和农田灌溉；石油中的一些致畸致癌物质还可通过食物链的生物富集作用而直接危害人类健康。

随着人们对环境问题的日益关注，石油烃类的微生物降斛研究工作也不断得以深入。

近十年米这一领域义有许多研究和相关报道，本文对相关工作进行了综述。

1国内外研究现状1.1.石油烃类化合物被微生物氧化成为低分子化合物或完全分解为二氧化碳和水的作用。

1.2石油入海后发生一系列物理、化学和生物的变化，其中微生物对石油烃的降解起重要作用。

微生物降解烃类是19世纪末发现的。

20世纪50年代前，以美国C.E.佐贝尔为代表，对海洋微生物降解石油烃进行了广泛的研究。

50年代初气相色谱问世，放射性同位素示踪法的普遍应用，对研究石油烃的微生物降解机制起了积极的作用。

60年代以来，由于海上石油污染日趋严重，促使不少沿海国家，如美国、加拿大、日本、英国和苏联等国，积极开展了有关海洋微生物降解石油烃的研究工作。

70年代中期，美国学者还用基因工程的技术培育了“超级微生物”，以期能有效地降解石油烃。

中国自1975年起，先后对青岛胶州湾、渤海、厦门港、黄海和东海石油降解微生物的数量、分布、种类组成和影响降解因素等进行了调查研究。

1.1烃类微生物概述能够降解（氧化）石油烃，或以石油烃为其碳源的微生物称为烃类微生物。

截止1983年，已发现有75个属的微生物能够直接降解（或辅氧化）一种或多种石油烃，其中细菌39属、真菌19属、酵母菌17属。

烃类微生物广泛分布于海洋的各个角落，但其种类和数量，则因时间、地点和环境条件的不同有较大的差异。

一般来说，细菌的数量大于真菌和酵母，近海烃类微生物的数量高于大洋，表层水膜和海底沉积物的菌量高于水体，油污水域的菌量大于非油污水域。

在油污水样中，每毫升海水的菌量可高达103～106，每毫克沉积物菌量可达106～109。

因此，烃类微生物的菌量往往可以反映环境受油污的情况。

1.2 烃降解菌石油烃降解菌是指可以利用石油烃作为生长底物的菌群。

这类细菌在注水井及近井地带最为丰富,是注水地层中微生物食物链的启动环节[1 ] 。

烃降解菌可以通过自身的代谢作用产生分解酶,裂解重质烃类和石蜡,降低原油粘度,改善原油的流动性能。

烃降解菌还可代谢产生表面活性剂、聚合物、有机酸、醇类和二氧化碳等有利于驱油的产物。

石油烃降解菌大部分为好氧菌,即烃氧化菌。

代表性菌株有微球菌、节杆菌、红球菌和盐杆菌等[2 ] 。

Nazina T. N 等[4 ] 从Kazakhstan 和West Siberia 油田分离到嗜热的烃氧化菌。

菌株杆状、运动,内生芽孢,严格好氧,生长温度为40～70 ℃。

最适生长条件:pH ,6～8 ,温度55～60 ℃,NaCl 浓度5～10gPL。

该菌鉴定为嗜热嗜油芽孢杆菌。

1. 3 发酵菌嗜温、嗜热和极端嗜热发酵菌构成了油藏环境的一个重要微生物群落。

从油田水中分离出的具有嗜盐特性的厌氧微生物主要属于盐厌氧菌属(Haloanaerobium) ,包括乙酰乙基拟盐杆菌, H. congolense 及油田水盐厌氧菌。

这三种菌中度嗜盐,最佳生长盐浓度为10 %NaCl。

H. congolense 在底物利用范围上不同于其他两种,它利用碳水化合物发酵产生乙酸而不产乙醇[4 ,5 ]。

由于大多数油田具有高温特征,分离到的嗜热发酵菌比嗜温发酵菌要多得多。

一般嗜热厌氧菌研究也较广泛,主要是其热稳定酶的工业潜力。

从103 ℃的热油田中分离到极端嗜热微生物,人们对此越来越感兴趣。

从热的低盐度的油藏中经常会分离到热厌氧杆菌属微生物。

从法国一热的陆相油藏中分离到一株热硫化氢热厌氧杆菌。

最近的研究提供了热的陆相和海相油藏中极端嗜热发酵嗜热古细菌的证据[2] 。

在DNAPDNA 杂交研究基础上,鉴定出菌株1、2 属于热球菌属 ,在温度85 ℃时生长;菌株3 属于火球菌属的一个新种,生长温度达到102 ℃。

1. 4 硫酸盐还原菌(SRB)油藏中硫酸盐还原菌包括脱硫弧菌属、脱硫肠菌属和脱硫状菌属。

在油田污水回注系统和油层缺氧环境中广泛存在。

SRB 代谢产生H2S酸性气体,不但可以提高地层压力,还可以溶解碳酸盐岩层,促进原油的释放和增大地层的渗透率。

某些菌种还可以降解石油中的组分,改善原油的流动性,提高原油采收率。

但这类菌群的活动使产出的油气中含有硫化氢,增加生产设施的腐蚀问题,并带来严重的生产安全问题。

因为其有害性,SRB 是油田水中研究得最详细的细菌群落。

1. 4. 1 嗜温硫酸盐还原菌油田水中最常被分离出的SRB 属于脱硫弧菌属。

Desul2fvibrio. longus 和D. vietnamensis 被认为是耐盐的。

而D. ga2bonensis 被认为是中度嗜盐,最佳生长需5～6 %NaCl。

这三种菌是不完全氧化菌,使用氢气、乳酸盐和丙酮酸盐作为底物。

从Apsheron 半岛地层水中分离出耐盐的脱硫微菌属 , 耐盐可达到8 %NaCl ,将乳酸不完全氧化为乙酸。

它自氧生长,因此,很容易与上面提到的三种脱硫弧菌区分开。

用寡核苷酸探针鉴定了在油田环境中脱硫细菌属的一些菌株[11 ] 。

1. 3. 2 嗜热硫酸盐还原菌对于在油田环境中存在的脱硫肠菌属菌种已有详细报道[2 ] 。

嗜热脱硫肠菌最初从地下热矿泉水中分离到,随后从巴黎盆地非水驱油田的井口样品中分离到。

从北海挪威海床下分离到Desulfotomaculum thermo2cisternum ,最佳生长温度在62 ℃。

它在硫酸盐存在下,不完全氧化的底物范围很广,包括乳酸盐、乙醇、丁醇和羧酸。

从Western Siberia 油样中分离到脱硫肠菌的亚种 [5 ] 。

生长温度40 - 70 ℃,不完全氧化乳酸盐和乙醇。

在北海Gullfaks 油田尽管用富集培养方法没有检测到脱硫肠菌属,但用专一性荧光抗体技术检测到其存在[4 ] 。

另在古生界,极端嗜热微生物以古生球菌属为代表。

闪烁古生球菌从北海挪威热油田水中分离到[4] 。

通过DNAPDNA 杂交实验,表明从油田水中分离的微生物同那些深海热泉分离出的种群具有遗传相似性。

因此,可以推测它们的存在很可能由于海水进入油藏或人类活动带来的污染。

1. 4 产甲烷菌产甲烷菌为严格厌氧菌。

从油层深部分离产甲烷菌直到最近才有报道。

在低盐度到高盐度的中温油藏中都有产甲烷菌存在。

一般认为高温高盐环境使得微生物群落急剧减少。

Borzenkov 等研究表明产甲烷菌随盐度增加而减少[1 ] 。

此外,甲胺的浓度(一种产甲烷底物) 随地层水矿化度增加而增加。

嗜甲基菌从盐度达140gPL 的开发井样品中分离出。

该菌轻度嗜盐,利用甲醇、甲胺和二甲基硫化物作底物。

另一种利用甲醇和三甲基胺的中度嗜盐产甲烷菌从含90gPL NaCl 的法国Alsacian 油田中分离。

.在油藏中除上述微生物外,还有铁细菌、硫细菌、反消化细菌、产乙酸盐菌等。

此外,还有绝大多数的未培养微生物。

这些微生物菌落对石油的生产都有一定的影响。

2.降解途径石油是多种烃类组成的混合物，包括烷烃、环烷烃和芳烃等。

在石油烃类中，以直链的烃类最易被氧化，芳烃和环烷烃的氧化较难。

微生物对直链烃的氧化有多种方式：单末端氧化、双末端氧化和次末端氧化等。

其中单末端氧化是最主要的方式。

如微生物对正链烷的氧化，首先是在单氧化酶系的酶促下，将氧分子的一个氧原子加入到烃中去，使其形成相应的醇，另一个氧原子与烃类脱下的氢结合形成水。

已知在细菌中有两种类型的氧化酶系，其氧化作用如反应图式。

正链烷被氧化成相应的醇后,在脱氢酶的作用下,接着被氧化成相应的醛和酸。

脂肪酸再通过β氧化和三羧酸循环进一步氧化成二氧化碳和水。

苯是芳烃的代表，微生物对苯的氧化，首先是在氧化酶系的作用下，将氧的分子加到苯环上形成邻苯二酚，然后经一系列酶促反应，相继生成顺-顺粘糠酸、β-酮基巳二酸、琥珀酸等。