① 有沒有哪種生物可以在自然狀態下降解石油
在二十一世紀能源是國民經濟建設的重要支柱。隨著工業的發展,人們對石油及其製品的需求日益增長,石油開采業由陸地走向海洋。石油的開采和海上運輸業的發展,使石油泄漏事故逐年增多,受污染的海域范圍不斷擴展。自1969年發生第一次超級油船失事以來,世界上已有超過40處大的海洋泄漏,據估計每年都有千萬公噸以上的石油污染世界海洋,對生物和生態環境造成了很大危害。石油污染問題引起了人們越來越多的關注,對之進行治理也成為了最迫切的事情。在治理中產生的生物降解方法的研究雖仍有很大爭論,但也已取得了一些成果。而且有種趨勢是天然微生物的生物降解作用已成為消除環境中石油烴類污染的主要機制。
一、生物降解是指由生物催化的復雜化合物的分解過程。而在石油降解中微生物首先通過自身的代謝產生分解酶，裂解重質的烴類和原油，降低石油的粘度，另外在其生長繁殖過程中,能產生諸如溶劑、酸類、氣體、表面活性劑和生物聚合物等有效化合物利於驅油，然後由其他的微生物進一步的氧化分解成為小分子而達到降解的目的。
二、海洋中最主要的降解細菌屬於:無色桿菌屬、不動桿菌屬、產鹼桿菌屬、節桿菌屬、芽孢桿菌屬、黃桿菌屬、棒桿菌屬、微桿菌屬、微球菌屬、假單胞菌屬以及放線菌屬、諾卡氏菌屬。在大多海洋環境中,上述這些細菌是主要降解菌,在真菌中,金色擔子菌屬、假絲酵母屬、紅酵母屬和擲孢酵母屬是最普遍的海洋石油烴降解菌。一些絲狀真菌如麴黴屬、毛霉屬、鐮刀霉屬和青黴屬也應被歸入海洋降解菌中。土壤中主要的降解菌除了上面提到的細菌種類外,還包括分枝桿菌屬以及大量絲狀真菌。麴黴屬和青黴屬某些種在海洋和土壤兩種環境中都有分布。木霉屬和被孢霉屬某些種是土壤降解菌。
三、治理石油污染關鍵是降解烴類化合物，根據烴類的化學結構特點,烴類的降解途徑主要可分兩部分:鏈烴的降解途徑和芳香烴的降解途徑。直鏈烷烴的降解方式主要有三種:末端氧化、亞末端氧化和ω氧化。此外,烷烴有時還可在脫氫酶作用下形成烯烴,再在雙鍵處形成醇進一步代謝。關於芳香烴的降解途徑,在好氧條件下先被轉化為兒茶酚或其衍生物,然後再進一步被降解。因此細菌和真菌降解的關鍵步驟是底物被氧化酶氧化的過程,此過程需要分子氧的參與。
具體機制如下：
1、正烷烴在正烷烴氧化酶作用下, 先轉化成羧酸而後靠β-氧化進行深入降解,形成二碳單位的短鏈脂肪酸和乙醯輔酶A,放出CO2。該正烷烴氧化酶是雙加氧酶,能催化正烷烴為正烷烴的氫過氧化物,該反應需O2 ,但不需NAD(P) H。烷烴也可先轉化為酮,但不是其主要代謝方式。多分枝的烯烴主要轉化成二羧酸再進行降解,甲基會影響解的進行。化學式如下：
2、環烷烴的降解需要兩種氧化酶的協同氧化,一種氧化酶先將其氧化為環醇,接著脫氫形成環酮,另一種氧化酶再氧化環酮,環斷開,之後深入降解。化學式如下：
3、芳香烴一般通過烴基化形成二醇, ,環斷開,鄰苯二酚繼而降解為三羧環的中間產物。真菌和微生物都能氧化從苯到苯並蒽范圍內的芳烴底物。起初細菌藉助加雙氧酶的催化作用把分子氧的兩個氧原子結合到底物中, 使芳烴氧化成具有順式構型的二氫二酚類。順式-2-二氫二酚類進一步氧化成兒茶酚類, 兒茶酚類在另一種催化芳環裂解的加雙氧酶的作用下進一步氧化裂解。與細菌相反,真菌則藉助於加單氧酶和環水解酶的催化作用, 把芳烴氧化成反式-2-二氫二酚類化合物。（下面以萘的降解為例子）真菌將石油烴類化合物降解成反式二醇,而細菌幾乎總是將之降解成順式二醇(許多反式二醇是潛在的致癌物,順式二醇則無毒性) 。化學式如下：
簡單總結成下表：
各類烴 具體的降解過程和產物
正烷烴 正烷烴→羧酸→二碳單位的短鏈脂肪酸+乙醯輔酶A+CO2。
烯烴 烯烴→二羧酸
環烷烴 環烷烴→環醇→環酮
芳香烴 芳香烴→二醇→鄰苯二酚→三羧環的中間產物
由上面可知道，微生物對一些難降解化學物的降解, 是通過一系列氧化酶的催化作用完成的。在自然界中這一過程通常是由多種微生物的協同作用來完成, 速度比較緩慢。為了擴大微生物降解底物的范圍, 提高降解效率, 以使這些難降解化學物徹底礦化, 應該可以利用天然降解性質粒的轉移構建新功能菌株。降解性質粒，是指一類編碼有降解某些化學代謝途徑的質粒。例如：美國Chak rabany 等為消除海上溢油污染, 曾將假單胞桿菌中不同菌株的CAM、OCT、XAL 和NAH 4 種降解性質粒接合轉移至一個菌株中,構建成一株能同時降解芳香烴、多環芳烴、萜烴和脂肪烴的「多質粒超級菌」。該菌能將天然菌要花一年以上才能消除的浮油,縮短為幾個小時。
四、在自然環境中,微生物對石油烴類降解與否以及快慢都是與其所處的環境密切相關。
1、液態的石油烴類在水中會形成水油界面,微生物正是在這一水油界面上降解烴類的,降解速率與水油界面的面積密切相關,能產生生物乳化劑的微生物正是乳化劑增大水油界面的面積而促進微生物對烴類的降解。
2、石油烴類的微生物降解可在很大的溫度范圍內發生,在0 ℃～70 ℃的環境中均發現有降解石油烴類的微生物。大多數微生物在常溫下較易降解石油烴類,且由於某些對微生物有毒害的低分子量石油烴類在低溫下難揮發,會對石油烴類的降解有一定的抑製作用,所以低溫下石油烴類較難降解。
3、大多數的石油烴類是在好氧條件下被降解的,這是因為許多烴類的降解需要加氧酶和分子氧。但也有一些烴類能在厭氧條件下被降解。
4、氮源和磷源經常成為微生物降解烴類的限制因子。在天然水體中,為了促進石油烴類的降解而添加水溶性的氮源和磷源也受到限制,因為有限添加的氮源和磷源在水體中被高倍稀釋而難以支持微生物的生長。
5、石油烴類的微生物降解一般處於中性pH值,極端的pH 值環境不利於微生物的生長。
它的效率和質量還取決於石油烴類化合物存在的數量、種類及狀態。例如Chaineau 等用微生物處理被石油烴污染的土壤, 270 d 後發現, 75%的原油被降解； 飽和烴中, 正構烷烴和支鏈烷烴在16 d 內幾乎全部降解; 22% 的環烷烴未被降解； 芳香烴有71% 被同化;占原油總重量10% 的瀝青質完全保留了下來。一般而言, 各類石油烴被微生物降解的相對能力如下: 飽和烴> 芳香烴> 膠質和瀝青。在飽和烴部分中, 直鏈烷烴最容易被降解; 在芳香烴部分中,二環和三環化合物較容易被降解,而含有5 個或更多環的那芳香烴難於被微生物所降解; 膠質和瀝青則極難被微生物所降解。
結語：盡管微生物可以降解石油，可是目前為止還沒有一種能在短時間內徹底降解石油的有效方法，所以在微生物降解石油方面的研究仍然任重而道遠。但是隨著現代微生物學和基因組計劃的更進一步發展，更多微生物物種的發現和生物技術的應用，石油污染問題將會得到更有效的解決！
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《微生物降解有機污染物研究進展》 田雷 等.
《污染物生物降解》 金志剛 張彤 朱懷蘭
從石油污染的土壤和水體中富集、分離到12株高效石油降解菌,各單菌株的降油率為40.3%～57.6%,其中O-8-3、O-28-2和O-46菌可耐受40℃的溫度和1.5%的鹽度.經初步鑒定,這3株菌分別為假單胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢桿菌(Bacillus sp.)和不動桿菌(Acinetobacter sp.).與單一O-8-3菌株相比,O-8-3/O-28-2/O-46混合菌株對石油的降解率可提高20.1%,可耐受石油類初始質量濃度從2000 mg/L提高到5000 mg/L.通過在實驗室接種O-8-3/O-28-2/O-46混合菌株於生物反應器中處理勝利油田採油廢水的試驗結果表明,72 h內石油污染物的降解率達96.9%,比接種自然細菌群落的降解率提高了60.7%.
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下面幾個地址你可以參考一下。
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② 什麼降解方式解決石油污染物更好
石油的主要成分是烴類(碳氫)化合物，還有一些硫，氮，氧以及微量金屬元素，經微生物降解後，產生的氣體主要有CO2(二氧化碳)，H2S(硫化氫)，NOx(氮氧化物)等，也可能有CH4(甲烷)
③ 水質石油類會揮發掉嗎
石油類物質進入水體後發生一系列復雜的遷移轉化過程，主要包括擴展、揮發、溶解、乳化、光化學氧化、微生物降解、生物吸收和沉積等。擴展過程：油在海洋中的擴展形態由其排放途徑決定。船舶正常行駛時需要排放廢油，這屬於流動點源的連續擴展；油從污染源（擱淺、觸礁的船或陸地污染源）緩慢流出，這屬於點源連續擴展；船舶或貯油容器損壞時，油立刻全部流出來，這屬於點源瞬時擴展。擴展過程包括重力慣性擴展、重力粘滯擴展、表面張力擴展和停止擴展四個階段。重力慣性擴展在1小時內就可完成；重力粘滯擴展大約需要10小時；而表面張力擴展要持續100小時。擴展作用與油類的性質有關，同時受到水文和氣象等因素的影響。擴展作用的結果，一方面擴大了污染范圍，另一方面使油-氣、油-水接觸面積增大，使更多的油通過揮發、溶解、乳化作用進入大氣或水體中，從而加強了油類的降解過程。揮發過程：揮發的速度取決於石油中各種烴的組分、起始濃度、面積大小和厚度以及氣象狀況等。揮發模擬試驗結果表明：石油中低於C15的所有烴類（例如石油醚、汽油、煤油等），在水體表面很快全部揮發掉；C15—C25的烴類（例如柴油、潤滑油、凡士林等），在水中揮發較少；大於C25的烴類，在水中極少揮發。揮發作用是水體中油類污染物質自然消失的途徑之一，它可去除海洋表面約50％的烴類。溶解過程：與揮發過程相似，溶解過程決定於烴類中碳的數目多少。石油在水中的溶解度實驗表明，在蒸餾水中的一般規律是：烴類中每增加2個碳、溶解度下降10倍。在海水中也服從此規律，但其溶解度比在蒸餾水中低12％—30％。溶解過程雖然可以減少水體表面的油膜，但卻加重了水體的污染。乳化過程：指油-水通過機械振動（海流、潮汐、風浪等），形成微粒互相分散在對方介質中，共同組成一個相對穩定的分散體系。乳化過程包括水包油和油包水兩種乳化作用。顧名思義，水包油乳化是把油膜沖擊成很小的涓滴分布水中。而油包水乳化是含瀝青較多的原油將水吸收形成一種褐色的粘滯的半固體物質。乳化過程可以進一步促進生物對油類的降解作用。光化學氧化過程：主要指石油中的烴類在陽光（特別是紫外光）照射下，迅速發生光化學反應，先離解生成自由基，接著轉變為過氧化物，然後再轉變為醇等物質。該過程有利於消除油膜，減少海洋水面油污染。微生物降解過程：與需氧有機物相比，石油的生物降解較困難，但比化學氧化作用快10倍。微生物降解石油的主要過程有：烷烴的降解，最終產物為二氧化碳和水；烯烴的降解，最終產物為脂肪酸；芳烴的降解，最終產物為琥珀酸或丙酮酸和CH3CHO；環已烷的降解，最終產物為己二酸。石油物質的降解速度受油的種類、微生物群落、環境條件的控制。同時，水體中的溶解氧含量對其降解也有很大影響。生物吸收過程：浮游生物和藻類可直接從海水中吸收溶解的石油烴類，而海洋動物則通過吞食、呼吸、飲水等途徑將石油顆粒帶入體內或被直接吸附於動物體表。生物吸收石油的數量與水中石油的濃度有關，而進入體內各組織的濃度還與脂肪含量密切相關。石油烴在動物體內的停留時間取決於石油烴的性質。沉積過程：沉積過程包括兩個方面，一是石油烴中較輕的組分被揮發、溶解，較重的組分便被進一步氧化成緻密顆粒而沉降到水底。二是以分散狀態存在於水體中的石油，也可能被無機懸浮物吸附而沉積。這種吸附作用與物質的粒徑有關，同時也受鹽度和溫度的影響，即隨鹽度增加而增加，隨溫度升高而降低。沉積過程可以減輕水中的石油污染，沉入水底的油類物質，可能被進一步降解，但也可能在水流和波浪作用下重新懸浮於水面，造成二次污染。
④ 為什麼要密封培養能降解石油的微生物
（1）在長期被石油污染的土壤中生存下來的微生物，能降解石油，所以土壤取樣時，應從含石油多的土壤中採集．
（2）篩選和純化該類微生物，應選用以石油作為微生物生長的唯一碳源的選擇培養基．
（3）該類微生物是厭氧微生物，接種後應密封培養；培養一段時間後在培養基上可形成降油圈，降油圈越大，說明該處的微生物降解石油的能力越強，所以應選擇降油圈大的菌落進行培養以獲得高效菌株．
故答案為：
（1）長期被石油污染（含石油多的）
（2）石油作為微生物生長的唯一碳源
（3）厭氧型 降油圈大的菌落
⑤ 微生物如何凈化石油污染
石油是多種烴類組成的混合物，僅是一種的細菌不可能完全分解石油。現在科學家們將能降解石油的幾種基因，結合轉移到一株假單孢菌中，構建「超級微生物」，能夠降解掉多種原油成分。在油田、煉油廠、油輪和被石油污染了的海洋、陸地都可以用這種「超級微生物」去消除石油污染。展望21世紀，我們對治理石油污染充滿了信心。
⑥ 我國科學家研究發現吃石油產甲烷的微生物，這種微生物有什麼特點
在我國發現的能夠通過吃掉石油而排出甲烷的微生物年齡較大，超過35億歲，它能夠通過自身的代謝過程，將吃進去的石油轉化為甲烷和二氧化碳兩種氣體，是一種成本低、效益高的甲烷生產途徑。
三、吃石油的微生物的價值
眾所周知，沼氣的主要成分就是甲烷，沼氣是一種清潔能源，但是目前在農村使用的沼氣，主要是通過建設發酵池，然後將生產原料放入發酵池中，經過化學反應，產生甲烷類氣體，用於照明等需要。但是這種方法佔地面積比較大，在清理甲烷的時候也容易導致工作者中毒，因此影響了其推廣應用。利用能吃石油的甲烷生產沼氣以後，就可以消除這種弊端。將石油轉化為甲烷，為人們的生產生活提供能量，還能夠避免出現直接使用石油所產生的生態環境破壞問題。另外，在一些資源已經接近枯竭的油田中，使用這種微生物，可以對資源進行最大化的利用。
⑦ 處理石油污染有哪些方法
除了廢水污染外，石油對水體的污染也很嚴重，每年運輸過程中有150萬噸原油流入世界水域，同時由於近年來原油和各種精煉石油產品在陸地上就地排放或進入水域中，特別是油船遇難或由於海上鑽井的操作失控，引起石油的大規模泄漏，使水域被石油污染。
消除石油引起的水質污染也是治理環境污染的一大重點。用微生物處理石油污染既經濟又快捷。
美國賓夕法尼亞州某村地下泄漏了約6000加侖汽油，嚴重污染了水源，影響供水。最初，事故的責任者使用的是掘井提油的辦法，即開掘能夠打出地下水的深井，用泵打撈浮在水表層的汽油，用這種方法約除去了3000加侖。但剩下的汽油如果仍採用這種方法清除，預計尚需100年時間。
在不得已的情況下，事故責任者決定利用培養當地有分解汽油能力的細菌的方法來解決，從而成功地進行了凈化。微生物凈化石油的方法將是21世紀環境治理的主要手段之一。
石油是多種烴類組成的混合物，僅是一種細菌不可能完全分解石油。現在科學家們將能降解石油的幾種基因結合轉移到一株假單孢菌中，構建「超級微生物」，能夠降解掉多種原油成分。
在油田、煉油廠、油輪和被石油污染了的海洋、陸地都可以用這種「超級微生物」去消除石油污染。
⑧ 石油如何污染
石油污染是石油及其產品在開采、煉制、貯運和使用過程中，進入海洋環境而造成的污染。特別是伊拉克戰爭中造成的海洋石油污染，不但嚴重破壞了波斯灣地區的生態環境，還造成洲際規模的大氣污染。
海洋的石油污染油品入海途徑有：煉油廠含油廢水經河流或直接注入海洋；油船漏油、排放和發生事故，使油品直接入海；海底油田在開采過程中的溢漏及井噴，使石油進入海洋水體；大氣中的石油低分子沉降到海洋水域；海洋底層局部自然溢油。石油入海後即發生一系列復雜變化，包括擴散、蒸發、溶解、乳化、光化學氧化、微生物氧化、沉降、形成瀝青球，以及沿著食物鏈轉移等過程。
海上石油污染主要發生在河口、港灣及近海水域，海上運油線和海底油田周圍。
石油入海後的變化過程在時、空上雖有先後和大小的差異，但大多是交互進行的。
1.擴散。入海石油首先在重力、慣性力、摩擦力和表面張力的作用下，在海洋表面迅速擴展成薄膜，進而在風浪和海流作用下被分割成大小不等的塊狀或帶狀油膜，隨風漂移擴散。擴散是消除局部海域石油污染的主要過程。風是影響油在海面漂移的最主要因素，油的漂移速度大約為風速的3/100。中國山東半島沿岸發現的漂油，冬季在半島北岸較多，春季在半島的南岸較多，也主要是風的影響所致。石油中的氮、硫、氧等非烴組分是表面活性劑，能促進石油的擴散。
2.蒸發。石油在擴散和漂移過程中，輕組分通過蒸發逸入大氣，其速率隨分子量、沸點、油膜表面積、厚度和海況而不同。含碳原子數小於12的烴在入海幾小時內便大部分蒸發逸走，碳原子數在12～20的烴的蒸發要經過若干星期，碳原子數大於20的烴不易蒸發。蒸發作用是海洋油污染自然消失的一個重要因素。通過蒸發作用大約消除泄入海中石油總量的1/4～1/3。
3.氧化。海面油膜在光和微量元素的催化下發生自氧化和光化學氧化反應，氧化是石油化學降解的主要途徑，其速率取決於石油烴的化學特性。擴散、蒸發和氧化過程在石油入海後的若干天內對水體石油的消失起重要作用，其中擴散速率高於自然分解速率。
4.溶解。低分子烴和有些極性化合物還會溶入海水中。正鏈烷在水中的溶解度與其分子量成反比，芳烴的溶解度大於鏈烷。溶解作用和蒸發作用盡管都是低分子烴的效應，但它們對水環境的影響卻不同。石油烴溶於海水中，易被海洋生物吸收而產生有害的影響。
5.乳化。石油入海後，由於海流、渦流、潮汐和風浪的攪動，容易發生乳化作用。乳化有兩種形式：油包水乳化和水包油乳化，前者較穩定，常聚成外觀像冰淇淋狀的塊或球，較長期在水面上漂浮；後者較不穩定且易消失。油溢後如使用分散劑有助於水包油乳化的形成，加速海面油污的去除，也加速生物對石油的吸收。
6.沉積。海面的石油經過蒸發和溶解後，形成緻密的分散離子，聚合成瀝青塊，或吸附於其他顆粒物上，最後沉降於海底，或漂浮上海灘。在海流和海浪的作用下，沉入海底的石油或石油氧化產物，還可再上浮到海面，造成二次污染。
7.海洋生物對石油烴的降解和吸收。微生物在降解石油烴方面起著重要的作用，烴類氧化菌廣泛分布於海水和海底泥中（見石油烴的微生物降解）。海洋植物、海洋動物也能降解一些石油烴。浮游海藻和定生海藻可直接從海水中吸收或吸附溶解的石油烴類。海洋動物會攝食吸附有石油的顆粒物質，溶於水中的石油可通過消化道或鰓進入它們的體內。由於石油烴是脂溶性的，因此，海洋生物體內石油烴的含量一般隨著脂肪的含量增大而增高。在清潔海水中，海洋動物體內積累的石油可以比較快地排出。迄今尚無證據表明石油烴能沿著食物鏈擴大。
石油泄入海後，從海中消失的速度及影響的范圍，依入海的地點、油的數量和特性、油的回收和消油方法、海洋環境的因素而有很大的差異。如較高的水溫有利於油的消失。實驗證明，油從水中消失一半所需的時間，在溫度為10℃時大約為45天；當水溫升至18℃～20℃時，為20天；而在25℃～30℃時，降至7天。滲入沉積物的石油消除較難，所需時間要幾個月至幾年。
⑨ 木霉對石油烴的降解
Hashem等（2000）從被石油污染的土壤中分離到黃麴黴（Aspergillus flavus）、黑麴黴（A.niger）、新月彎孢菌（Curvuiaria lunata）和木黴菌（Trichodenna spp.）等。在石油烴存在的條件下，哈茨木霉（T.harzianum）生長最好，其次是黃麴黴（A.flavus）和旋絲毛殼菌（Chaetomium bostrychodes）。Dobos等（2011）從石油污染的土壤樣品中分離到41株細菌和21株真菌，通過在培養基中添加不同濃度石油，測定它們的降解能力。在這些真菌中，麴黴菌（Aspergillus）、青黴菌（Penicillium）、木黴菌（Trichoderma）、根黴菌（Rhizopus）、帚黴菌（Scopulariopsis）和擬青黴菌（Paecilomyces）具有很好的降解石油烴的能力。隨著石油濃度的增加，木黴菌絲的乾重也增加，而根黴菌（Rhizopus spp.）對原油的降解能力最低。
⑩ 研究發現了神秘微生物吃石油產甲烷，這是種什麼樣的微生物
在中國發現的可以通過吃油排出甲烷的微生物，已經有35億年以上的歷史了。它可以通過自身的代謝過程將食用的油脂轉化為甲烷和二氧化碳，是一種低成本、高效率的甲烷生產方式。因為微生物在自然界中無處不在，但是肉眼是看不到的！微生物有很多種。微生物分為以下八類:細菌、病毒、真菌、放線菌、立克次體、支原體、衣原體和螺旋體。
這是一種生產甲烷的實用方法。根據目前的研究結果，目前地球大氣中的甲烷大部分是由這種微生物排放的。在沒有氧氣的情況下，這種微生物可以分解有機物產生甲烷。不管微生物有多神秘，它也屬於大自然。當然，因為它在這個世界上起源較早，所以也是多變的，所以種類也很多，而且每一種也大不相同。有些可以在極低的溫度下生存，有些可以在極高的溫度下生存，有些可以在數千個大氣壓下生存，有些可以在缺氧的情況下生存。很多細菌被人們利用，比如甲烷，是甲烷細菌代謝有機物產生的，生物煉銅，還有冬蟲夏草中的草。