1. 土壤中石油污染物微生態修復原位試驗研究
一、試驗點的選擇
野外試驗的場地選擇在陝西省延安市安塞縣建華寺鄉孟新莊延長採油公司杏2採油場，該井場水電暢通，並且有閑置廠房，屬於延長石油公司杏子川採油區，距安塞縣城30km(圖6-9)。
圖6-9 安塞杏子川杏2採油場位置圖☆為杏2井位置
在試驗過程中，水源是必需之物，一方面試驗土層中要不斷加入水，以便達到試驗要求的最低含水量;另一方面測試樣品時，需要水來稀釋樣品、刷洗器皿等。同時，試驗中需要測試的土壤樣品數龐大，若帶回室內測試，不僅費時費工，而且需要運輸，增加了試驗的錯誤幾率。本次試驗進行了52d，試驗場地需要長期的嚴格管理。
杏2井能滿足上述條件，試驗過程便於管理，省時省力。另外，該井場的採油井正在開采，便於試驗原油的獲取。
二、試驗設計
1.優化菌群制劑的准備
首先將室內培養的菌群進行逐級放大培養，接種量按10%接種培養，降解石油細菌的富集組合培養基:
K2HPO4(1.0g)，KH2PO4(1.0g)，MgSO4·7H2O(0.5g)，NH4NO3(1.0g)，可溶性澱粉(10.0g)，CaCl2(0.02g)，FeCl3(微量)，蔗糖(2g)，石油(1%～5%)，水(1000mL)，pH值(7.0)。121℃滅菌30min備用。
將需放大培養的菌液制劑按比例培養足夠量，每次放大培養需要5～8d。最後在要出野外之前將培養好的菌液制劑存放於刷洗干凈的25L大塑料桶，根據需要和可能用的量准備了3大桶，共計75L。在出野外前對大桶菌液進行顯微鏡檢測，看菌群的生長及數量是否豐富。
2.實驗器材
化學試劑:MgSO4·7H2O，NH4NO3，CaCl2，FeCl3，KH2PO4，K2HPO4，KCl，鹽酸、酒石酸鉀鈉、石油醚、三氯甲烷等均為分析純。
實驗用石油為試驗場地下2400m采出的原油。
實驗用玻璃器皿等:150mL，250mL具塞三角瓶，125mL，1000mL磨口細口試劑瓶，50mL，25mL比色管50支一套各一套、橡膠塞、25L塑料桶，等等。
主要儀器:QZD-1型電磁振盪器、KQ218超聲波清洗器、生物恆溫培養箱、高速離心機、高壓蒸汽滅菌器、無菌實驗室、生化培養箱、搖床培養箱、萊卡生物顯微鏡、752N紫外可見光柵分光光度計、pHB-3型pH計、DDB-303A型電導率儀、電熱乾燥箱及各種化學分析用玻璃儀器。
3.測試方法
石油烴含量和NO－3含量採用德方提供的超聲波-紫外分光光度法，NH+4含量採用納氏試劑比色法、pH值直接使用pHB-3型pH計，TDS用DDB-303A型電導率儀測得電導率換算得出。
4.試驗小區的整理和基本物理參數的測試
試驗前先對試驗小區進行平整，將表層腐殖質層挖去，然後將分成8個試驗小區:試驗1區、試驗2區、試驗3區、試驗4區、試驗5區、試驗6區、對照區、空白區等。各小區大小為120cm×120cm，各小區相間20cm，試驗設計深度0～15cm，最後至50cm，小區由西向東排列，見試驗區分布示意圖6-10。
各試驗區基本數據的採取:先將試驗區表層人為填土除去以出露原地層土壤，原土壤岩性為黃土土壤，土中含有少量2～10mm的小礫石或小姜石，土壤濕容重為1.821g/cm3;自然含水量為9.18%;pH值為8.4;硝酸鹽含量為55.3mg/kg;銨含量為8.85mg/kg;土壤本底石油含量為1.3～4.6mg/kg。
試驗區土層重量的計算:120cm×120cm×15cm×1.82g/cm3=393120g=393.12kg。
5.試驗步驟
因在試驗階段未能找到合適的石油污染場地，作為試驗研究則選擇了人為添加污染源的試驗方法。原油的施加方法:將當地杏2井采出的原油脫水後，稱取800g，用500mL分析純石油醚稀釋，均勻噴入試驗區，每個試驗區均加入基本相當的石油量。但每個區的石油含量不一定相同，只是大體差不多，以每區測試數據為准。
將均勻噴入原油的各試驗區的試驗土層，經多次翻動使加入的石油均勻混入試驗層中。而後將各試驗區准備好的試驗添加材料逐個加入，1號試區的添加劑為粉碎的鮮茅草。2號試區為雞糞與雞糞土(各50%)。3號試區為谷糠、黍糠。4號試區為麥麩。5號試區除加原油外，接種菌液制劑和營養液。6號試區與5號試區相同，只不過是與1～4號一樣均加蓋農用塑料薄膜用於保溫、保濕、防雨等。對照區僅加入原油，其他不加。空白區不加任何材料，僅作空白監測。上述試區加入添加劑後繼續翻動試驗土層使之土層混合均勻。
圖6-10 陝西安塞杏子川杏2採油場試驗區示意圖
將培養好的菌液制劑，按各試區試驗土層重的3%接種量接入，混合均勻。配製營養液，營養液的主要成分:MgSO4·7H2O，NH4NO3，CaCl2，FeCl3，KH2PO4，K2HPO4。配製比例以培養基成分配比為基準。
在上述准備好的試驗區加入配製好的營養液30L，試驗用水為當地淺層地下水，pH值為8.2，TDS含量為420.5mg/L。再加入約5L的地下水，使試驗區試驗土層含水量大概保持在20%以上(含水量的計算:菌液按3%計為約12kg，營養液30L，5L地下水，原土壤含水量為9.18%，共計含水量約為20.93%)。在試驗區覆蓋塑料薄膜用於保溫、保濕、防雨等。在一定時間間隔取樣，取樣方法是在各區以梅花狀取5個不同點的同一深度土樣，而後充分混合後4分法取樣測試。取樣後翻耕試驗區試驗層使其暴氣充氧，並補充一定水量保證試驗土壤含水量在20%左右。對照區加入與試驗區相同的石油量，其他不加，作為自然降解。空白區不加任何物質作為監控樣品。各區同時取樣測試，測試成分為石油量，pH值，土壤易溶鹽，含水率，NH+4，NO－3，等等。並同時監測地表及試驗土壤溫度。試驗期完成後分別對各區試驗層下部分層取樣。
三、試驗區試驗過程及結果
(一)第1試驗區
在上述試驗區准備的基礎上，按試驗區試驗層土壤重1.4%的比例混入剁碎長為1～3cm的鮮茅草，作為添加劑。隨後將試驗區土壤翻耕均勻，按培養基成分比例調控氮、磷、鈣、鎂、硫、鐵等營養元素，用當地地下水控制試驗土層含水量在20%左右。在試驗區覆蓋塑料薄膜用於保溫、保濕、防雨等。一定時間間隔取樣，取樣方法是在該區以梅花狀取5個不同點的同一深度(15cm)土樣，而後充分混合後4分法取樣測試。測試結果見表6-16～6-19，圖6-11。
表6-16 試驗1區與對照、空白區土壤中石油含量隨時間變化測試結果
表6-17 試驗1區土壤pH值，含水率(w)與TDS，NH+4，NO－3含量隨時間變化測試結果
表6-18 試驗後1區下部土壤中石油含量，pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨深度變化測試結果石油含量TDS含量NH+含量NO－含
表6-19 試2區土壤中石油含量隨時間變化測試結果
注:石油去除率計算以0～7d的平均石油含量為初始濃度(2318.5mg/kg)計算;第3天的數據代表性差略去。
圖6-11 試1區土壤中石油隨時間的去除率
1.微生態修復土壤中石油的去除率
由表6-16和圖6-11可知:通過野外現場實驗，得出微生態技術在土壤石油污染修復中是具有一定實效性的。試驗區在試驗初期0～7d加入的優化菌液並沒有發揮作用，也就是說室內優化的菌液應用於野外時，經過了一個適應期或是細菌的延滯期(lag phase)，本試驗區適應期在7d左右。而後進入增殖期也是對數期(logarithmic phase)。圖6-11顯示在試驗的第11天即適應期後5d去除率為40%以上，試驗至32d時則去除率達80.32%。而對照區土壤的石油含量變化不大(除去兩個異常低值基本在10%以內)，說明自然條件下，土壤中石油降解是緩慢的。空白區反映了在沒有加任何物質情況下土壤中的石油含量，但在試驗後期可能是由於試驗區和對照區與空白區相鄰又加之降雨和人為取樣活動污染了該區，造成含量有所增加。
2.土壤pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量分析
環境的pH值對微生物的生命活動有一定影響，它可引起細胞膜電荷的變化以及微生物體內酶的活性改變，從而影響微生物對營養物質的正常吸收。非正常的pH值使環境中營養物質的可利用性和有害物質的毒性改變。每一種微生物的生存都有一定的pH值范圍和最適pH值。大多數細菌的最適pH值為6.5～7.5，放線菌pH值為7.5～8.0，真菌可以在廣泛pH值范圍內生長發育，如pH值在3以下或9以上仍能生長，而最適是在5～6。由表6-17的pH值監測可知，試1區因加入了一定量的磷酸鹽緩沖劑使pH值保持在7.6～8.4之間，大多在8左右，而大部分石油降解菌最適環境為偏鹼性。空白區、對照區pH值在8.1～8.9之間，比試驗區略高一些。但在此pH值范圍內對此次試驗影響不大，試1區加入的磷酸鹽主要是為微生物的生長增加營養元素。
水在微生物降解石油污染物過程中起著重要作用(媒質和氧源)，因此，要使試驗區土壤保證微生物生長繁殖的足夠水量，一般保持在20%的含水率左右。在每次取樣後加入約4%左右的水，表6-17數據顯示試驗層土壤含水量保持穩定，這為試驗效果提供了基本保證。空白區為天然變化的含水量，對照區因取樣後人為地翻耕可起到一定的保水作用，含水量略高於空白區，並沒有對土壤石油降解起到明顯促進作用。
營養元素是微生物細胞以及微生物體內生物酶的組成元素。微生物細胞的組成主要元素是C，H，O，N，P等，其中C，H來自有機物如石油污染物;氧來自水和空氣及其他調控的氧源;而氮和磷及S，K，Ca，Mg，Fe等微量元素作為營養物質需要進行補充和調控。因此，我們對試驗區土壤進行了N，P，S，K，Ca，Mg，Fe等元素的補充和調控，並利用當地鮮茅草(剁碎)作為添加劑補充其他生物元素和營養鹽。表6-17為各區易溶鹽，NH+4，NO－3含量隨試驗過程的變化，從中可見試驗區於8月21日補充了各種營養元素。隨試驗進行，微生物活動將石油和各類元素利用、降解、轉化，土壤中含量逐漸減少。
3.試驗過程對下層土壤的影響
從測試結果可見(表6-18)，試驗1區下部土層石油含量並沒有明顯地增加。與對照和空白區對比還有些降低，說明試驗層土壤中石油沒有向下擴散或是也被降解，氮、磷等易溶鹽營養物質有一小部分隨水而進入下部土層，該結果為今後修復工作中對含水率和易溶營養的要求和添加方法具有特別重要的指導意義。
(二)第2試驗區試驗結果
在上述試驗准備的基礎上，按試2區試驗層土壤重4.3%的比例均勻混入雞糞與雞糞土各50%，作為添加劑。其他條件同試1區，試驗結果見表6-19，圖6-12。
圖6-12 試2區微生態修復土壤中石油隨時間的去除率
1.微生態修復土壤中石油的去除率
通過野外上述實驗，試2區在試驗初期0～7d加入的優化菌液同試1區一樣，也就是說需要有一個適應期，該試驗適應期在7d左右。而後進入增殖期，表6-19顯示在試驗的第11天即適應期後期去除率就達80%以上，此次樣品採集因位置不同使樣品測試結果略高。但在試驗至16d時去除率也達68%以上，當試驗至32d時則去除率達84.3%。
2.試驗土壤pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量分析
試驗區因加入了一定量的磷酸鹽緩沖劑使pH值保持在7.3～8.1，而大部分石油降解菌最適環境為偏鹼性，基本保證了微生物的正常生長。空白區、對照區pH值在8.1～8.9之間，比試驗區高一些，但此pH值范圍對試驗影響不大。
試驗層土壤含水量保持穩定，一般保持在20%左右，在每次取樣後加入約4%的水，調控的含水率促進了細菌的降解，基本保證了試驗效果。空白區為天然變化的含水率，對照區因每次取樣後人為地翻耕可起到一定的保水作用，含水量略高於空白區。
表6-20為各區TDS，NH+4，NO－3含量隨試驗過程的變化，反映出隨試驗進程微生物活動將石油和各類元素利用、降解、轉化的過程。
表6-20 試2區土壤pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨時間變化測試結果
3.試驗過程對下層土壤的影響
表6-21是試驗完成後對試2區及對照、空白區下部不同深度進行了石油，pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量測試。從測試結果可見試2區試驗層的下部土層石油含量並沒有明顯地增加，與對照和空白區對比相差不多。說明試驗層土壤中石油沒有向下擴散或是也被降解，從pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量也可看出不同於對照區和空白區，也就是說氮、磷等易溶鹽營養物質一部分隨水而進入下部土層，但不影響試驗結果。
表6-21 試驗後各區下部土壤中石油含量，pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨深度變化測試結果
(三)第3試驗區
在試驗區准備的基礎上，按試驗層土壤重1.4%的比例均勻混入谷糠、黍糠各50%的混合物，作為添加劑。其他條件同試1區，試驗結果見表6-22，圖6-13。
表6-22 第3試區土壤中石油含量隨時間變化測試結果
注:石油去除率計算以0d的石油含量為初始濃度(1886.0mg/kg)計算。
圖6-13 試3區微生態修復土壤中石油隨時間的去除率
1.微生態修復土壤中石油的去除率
通過野外現場修復試驗，可以認識和了解到地質微生態技術，在土壤石油污染原位修復是有效的。試3區在試驗初期第3天加入的優化菌液已發揮作用，也就是說室內優化的原位土壤中的細菌應用於試3區時，適應期較短，在試3區適應期為1～2d，而後進入增殖期。試驗的第3天即適應期後去除率就達62%以上，但第7天數據出現異常。在試驗至11d時去除率為76%以上，當試驗至21d時則去除率達80.62%，32d時為77.29%，11d後平均去除率為77.22%。試驗結果顯示第11天以後細菌進入穩定期，土壤中石油降解率減慢且相對穩定。
2.土壤pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量分析
表6-23 試3區土壤pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨時間變化測試結果
3.試驗過程對下層土壤的影響
表6-24是試驗完成後對試驗各區下部不同深度進行了石油含量，pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量測試，從測試結果可見試驗區試驗層的下部土層石油含量略有增加。與對照和空白區對比增高的量並不是很大，說明試驗層土壤中石油向下有部分的擴散。
表6-24 試驗後試3區與下部土壤中石油含量，pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨深度變化測試結果
(四)第4試驗區
在上述試驗區准備的基礎上，按試驗區試驗層土壤重2.5%的比例均勻混入麥麩，作為添加劑。其他條件同試1區，試驗結果見表6-25。
1.微生態修復土壤中石油的去除率
由表6-25，圖6-14可知:試驗區在試驗初期0～7d加入的優化菌液並沒有發揮作用，在試驗的第11天即適應期後5d去除率就達70%以上，試驗至26d時最大去除率達88.11%，但從去除率看數據有些不太穩定，在69.52%～88.11%之間波動。其原因一是土壤石油含量不均，其次細菌作用、營養成分、添加劑的均勻程度等影響了數據的穩定性。但總的來說效果是顯著的，平均去除率可達78.15%。
表6-25 試4區土壤中石油含量隨時間變化測試結果
注:石油去除率計算以3d，7d的試驗區平均石油含量為初始濃度計算;0d的數據可能取樣不均等所至略去。
圖6-14 試4區微生態修復土壤中石油隨時間的去除率
2.土壤pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量分析
試驗區pH值保持在6.6～9.0之間，大多在8以上，造成pH值降為6.6的原因，是添加劑剛剛加入後細菌發酵初期大量產酸造成。隨後細菌的生長產鹼則使環境變為偏鹼性。
試驗層土壤含水量基本保持穩定，一般在20%以上。實驗對氨氮也進行了調控(表6-26)。
表6-26 試4區土壤pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨時間變化測試結果
3.試驗過程對下層土壤的影響
從表6-27可見試驗區試驗層的下部土層石油含量增加很少，與對照和空白區對比只是淺層略高，說明試驗層土壤中石油沒有向下擴散或是也被降解。從pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量也可看出有別於對照區和空白區，也就是說氮、磷等易溶鹽營養物質有一小部分隨水而進入下部土層。
表6-27 試驗後試4區下部土壤中石油含量，pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨深度變化測試結果
(五)第5試驗區
在試驗區准備的基礎上，將放大培養的菌液按試5區試驗層重量的3%均勻接入試驗區，隨後按培養基成分比例調控氮、磷、鈣、鎂、硫、鐵等營養液均勻加入，用當地地下水調控試驗土層含水量在20%左右。在一定時間間隔取樣，測試結果見表6-28、圖6-15。
表6-28 試5區土壤中石油含量隨時間變化測試結果
注:石油去除率計算以0d，7d的試驗區平均石油含量為初始濃度計算;3d的數據可能取樣不均等所至略去。
1.微生態修復土壤中石油的去除率
試5區的試驗初期0～7d加入的優化菌液也沒有發揮作用，也需要有一個適應期，該適應期也在7d左右，而後進入增殖期。在試驗的第11天即適應期後5d去除率就達84.6%以上，試驗至26d時最大去除率達88.99%，但從去除率看數據有些不太穩定，在64.84%～88.99%之間不等。該試驗區未加添加劑，也未覆蓋塑料薄膜，但去除效果仍較好，且平均去除率可達82.51%，說明調控措施也可行。
圖6-15 試5區微生態修復土壤中石油隨時間的去除率
2.土壤pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量分析
試5區pH值保持在7.7～8.5之間，大多在8以上，造成pH值降為7.7的原因，是剛剛添加磷酸鹽類使其產生緩沖效果造成土壤pH值趨於中性。隨後細菌的生長產鹼和環境的作用則使環境變為偏鹼性。水和氨氮含量調控穩定(表6-29)。
表6-29 試5區土壤pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨時間變化測試結果
3.試驗過程對下層土壤的影響
從表6-30可見試5區試驗層的下部土層石油含量有所增加但較少，與對照和空白區對比高，說明試驗層土壤中石油向下有些擴散。從pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量也可看出有別於對照區和空白區，也就是說氮、磷等易溶鹽營養物質也有一小部分隨水而進入下部土層，就其原因是該區在整個試驗過程中未加蓋塑料薄膜，中間幾次降水量較大使污染物及營養物質向下運移。
(六)第6試驗小區試驗結果
在試驗區准備的基礎上，培養的菌液按試6區試驗層土重的3%均勻接入試6區，隨後按培養基成分比例調控氮、磷、鈣、鎂、硫、鐵等營養液均勻加入，用當地地下水調控試驗土層含水量在20%左右。在試驗區覆蓋塑料薄膜用於保溫、保濕、防雨等，在一定時間間隔取樣，樣品測試結果見表6-31，圖6-16。
表6-30 試驗後試5區下部土壤中石油含量，pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨深度變化測試結果
1.微生態修復土壤中石油的去除率
試6區適應期也在7d左右，試驗初期0～7d加入的優化菌液也是沒有發揮作用。而後進入增殖期。在試驗的第11天即適應期後5d去除率為90%以上，試驗至32d時則去除率達81.88%，平均去除率為87.21%。
表6-31 試6區土壤中石油含量隨時間變化測試結果
注:石油去除率計算以0d，7d的試驗區平均石油含量為初始濃度計算;3d的數據可能取樣不均等所至略去。
圖6-16 試6區微生態修復土壤中石油隨時間的去除率
2.土壤pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量分析
由表6-32的pH值監測可知，試6區pH值保持在7.6～8.4之間，大多在8以上，造成pH值降為7.6的原因，也是在剛添加磷酸鹽類後使其產生緩沖效果造成土壤pH值趨於中性。隨後細菌的生長產鹼和環境的作用則使環境變為偏鹼性。
表6-32 試6區土壤pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨時間變化測試結果
3.試驗過程對下層土壤的影響
從測試結果可見(表6-33)試6區試驗層的下部土層石油含量有所增加但較少，與試5區相比也少一些，因該試區做了覆蓋塑料薄膜，減少了降水的影響，未加添加物也是原因之一。與對照和空白區相比高一些，說明試驗層土壤中石油向下有些擴散。
表6-33 試驗後試6區下部土壤中石油含量，pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨深度變化測試結果
(七)對照區、空白區試驗結果
在試驗區准備的基礎上，對照區只加原油，不加任何其他試驗材料，而後翻耕多次使之混合均勻。空白區不加任何其他試驗材料也不翻動。該兩區與其他試區同時在一定時間間隔取樣，取樣方法與試驗區相同:以梅花狀取5個不同點的同一深度土樣(15cm)，而後充分混合後4分法取樣測試。測試成分為石油含量，pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量等。試驗期完成後分別對各區試驗層下部分層取樣。取樣結果見表6-34～6-36。
表6-34 對照區土壤中石油含量隨時間變化測試結果單位:mg·kg－1
表6-35 對照、空白區土壤pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨時間變化測試結果
表6-36 試驗後對照、空白區下部土壤中石油含量，pH值，含水率(w)，TDS，NH+4，NO－3含量隨深度變化測試結果
通過野外原位試驗得出在試驗期內，對照區土壤的石油含量變化不大，除去兩個異常低值(基本在10%左右，最大為13.3%)。顯示出在自然條件下短時間內土壤中石油降解是緩慢的，16d，21d的測試數據可能土壤中含量不均所致，也反映了土壤物質成分的不均一性和復雜性。空白區反映了在沒有加任何物質情況下土壤中的石油含量，但在試驗後期因試驗區和對照區與空白區相鄰又加之降雨和人為取樣污染了該區，造成含量有所增加。其他成分的變化基本是在天然條件下隨降水的變化而變的。
四、試驗討論與結論
1.土壤中石油的去除率
從表6-37可見，大部分試驗區在試驗初期0～7d加入的優化菌液並沒有發揮作用，也就是說室內優化的菌液應用於野外時，需要有一個適應期或是細菌的延滯期(lagphase)，本次試驗大部分試區的適應期基本在7d左右。而後進入增殖期也是對數期(logarithmic phase)，表6-37顯示在試驗的第11天即適應期後去除率就達40%以上。只有試3區的試驗有點區別，該區細菌的適應期較短，為3～4d。從整個試驗過程和測試結果看，試驗效果顯著，但有些數據因采樣位置和土壤不均勻性使測試結果偏低或偏高。但在試驗至16d時去除率也達68%以上，當然每個試區因試驗條件不同結果有些差別。總體來看，每個試區最大去除率均在80%以上。而對照區土壤中的石油含量變化不大，除去兩個異常低值基本在10%左右，表明在自然條件下短時間內土壤中石油降解是緩慢的，16、21d的測試數據可能顯示土壤中含量不均所致，也反映了土壤物質成分的不均一性和復雜性。空白區反映了在沒有加任何物質情況下土壤中的石油含量，但在試驗後期因試驗區和對照區與空白區相鄰又加之降雨和人為取樣污染了該區，造成含量有所增加。
表6-37 杏子川油田杏2採油井場原位微生態修復土壤中石油隨時間的降解率單位:%
2.微生態修復技術的控制因素
微生態修復技術是充分優化利用原位微生物菌群輔以物理和化學方法並與地質環境相結合的，以微觀效應改變宏觀環境的原位修復技術。應用該技術的關鍵是微生物和地質環境的相互結合、相互依存、相互作用和調控。調控因素主要有溫度、水、氧氣、營養元素、地質環境的改善等，用於促進元素的轉化，降解有毒、有害物質，在原位對環境污染的治理與修復。
(1)土壤溫度的調控
溫度是影響微生物生長與存活的重要因素之一，微生物的活動強度、生化作用都與此相關。試驗區優化的微生物菌群大多為中溫微生物(13～45℃)，25～38℃為最適生長溫度。通過監測試驗階段地表的最高和最低溫度顯示，空白區是地表的自然最高和最低溫度，該地區地表最高溫度在8月下旬至9月上旬大多為25℃以上，但最低溫度均小於20℃，晝夜溫差大。如何調控溫度，是試驗效果好壞的關鍵。因此，我們在試驗區用農用塑料薄膜進行保溫，進入9月後因氣溫明顯下降夜晚再用草簾覆蓋。從調控效果看試驗區土壤在試驗層15cm深，溫度明顯增加，比空白區增高5～8℃以上，尤其是在9月上旬以前增溫保溫效果顯著。但隨著溫度的下降土壤中石油的去除率也在降低。通過此次試驗及溫度的監測，我們也可得出在該地區開展微生態修復技術的最佳溫度時期應在每年的6月下旬至9月上旬，通過調控可使土壤溫度保持在25℃以上，能保證微生物細菌的活力和繁殖力。
(2)土壤中氧的調控
氧的供應成為微生物細菌降解有機物過程的重要調控因子之一。本次試驗主要從4個方面對土壤氧的供給進行了調控，首先是充分翻耕試驗土壤層並且在每次取樣後均要翻耕試驗層，使其充分與大氣混合。其次是保證試驗土壤具有一定的含水量，使含水量保持在20%左右，獲得水中提供的氧。另外是部分試驗區利用添加物，如鮮草、雞糞、谷糠、麥麩等，該類添加劑不僅廉價易取，並能為土壤補充營養素，而且對試驗層土壤進行了改良，增大了蓬鬆性和通透性，使空氣中的氧容易進入。加入的含氧營養物質K2HPO4，KH2PO4，MgSO4·7H2O，NH4NO3，NO－3等不僅增加氮、磷、鎂等，也是氧的來源之一。上述調控措施為微生物降解土壤中的石油提供了充分的氧源，保證了微生物細菌在降解土壤中石油所需要的氧氣。
3.野外原位修復試驗結論
從整個試驗過程和方法上可得出如下主要結論:
1)通過對陝北杏子川黃土區石油開采所造成石油污染土壤，原位微生態修復方法的試驗研究，利用優化原位微生物菌群輔以物理和化學方法與地質環境相結合的微生態技術，進行了試驗區土壤溫度、水、氧氣、營養元素、地質環境因素等的調控，對土壤中石油的降解與修復試驗，試驗結果顯示，土壤中平均石油含量在2000mg/kg以上，經過11～32d原位微生態修復技術的修復，土壤中石油含量去除率可達40%～80%以上，驗證了地質微生態修復技術在杏子川黃土區土壤石油污染修復的有效性、科學性、生態性，探索了推廣應用的可行性。
2)得出在該地區利用微生態修復技術的最佳溫度季節應在每年的6月下旬至9月上旬，通過調控可使土壤溫度保持在25℃以上，能保證微生物細菌的活力和繁殖力溫度需要。
3)驗證了本次試驗調控添加的營養元素和對土壤環境的改善是比較適度的，方法是可行的。
該試驗過程驗證了原位微生態修復技術在野外原位土壤石油污染修復試驗效果是顯著的，方法也是可行的，具有處理方法簡單、費用低、修復效果好、對環境影響小、無二次污染、可原位治理等優點。雖然是試驗研究，用於野外大面積修復還有待完善，但通過不斷努力是可以實現的。它不僅可以在原位有效地修復土壤、包氣帶和阻控地下水的石油污染，而且還可以增加土壤的肥力，改善土壤環境，尚無負面作用，對修復污染的土壤和農作物增產都具有重要意義，也是從根本上修復和治理土壤石油大面積污染的有效方法之一，具有一定的推廣應用作用。
2. 基礎培養基的ph值在哪個范圍
培養基是用人工方法配製而成的，專供微生物生長繁殖的混合營養物製品。
培養基的 pH一般為7.2～7.6，少數的細菌 按生長要求調整PH使其偏酸或偏鹼。經滅菌後備用。
3. 油田區環境微生態效應及優勢菌種的選擇
一、油田區的地質環境微生態效應
(一)石油開采對地質環境的影響
由於石油的開采和落地原油改變了原有地質環境中的生態系統，造成了非天然條件下生態系統中的生物演化與演替的較大波動。這些微生物的演替過程，即是石油污染產生各種微生物作用與地球化學作用的過程。特別是在水的參與下，微生物一方面可以對某些石油中有毒有害的物質進行分解和降解，但另一方面由於其分解得不徹底，易解析出或化合成對人類有害的甚至是有毒的物質，它們一旦逸出或隨水滲入地下或流入地表水體，均會對環境造成污染，對人類產生危害。
在石油的分解過程中，某些物質呈分子狀態被分離出來，或又產生了新的化合物，特別是在微生物地球化學作用下，使石油污染物周邊的介質環境和地質環境發生變化，如pH值和Eh值、土壤性質，隨污染物質的變化而改變，溫度也隨分解和化合中能量形式的轉換而上升。這些地質環境的變化，反過來又影響著各種作用的方向和進程，尤其是微生物的演替。因此，在落地原油及其周圍地質環境中，物質成分和微生物地球化學作用是非常復雜而又不斷地變化著，直至在該環境所限定的條件下，經過長期作用，而達到新的平衡。水是石油分解演化中不可缺少的物質，也是一切生命物質的主要組成部分。影響油田區的主要水體是大氣降水和淺層地下水，它們一同作為環境中的物質循環載體，一方面對石油污染物在微生物細菌作用下進行降解;另一方面又對地質環境造成污染並使其遷移擴散。由於微生物細菌的微小並可隨水的運移而遷移，在其遷移過程中通過其生命的代謝活動參與各種生物化學反應，在一定條件下，微生物代謝活動可以催化石油有機物的分解，從而能促進污染質形成小分子絡合物而遷移進入地下水。另一方面在微生物作用下，可使許多有機物得到轉化和降解。
土壤包氣帶土體是微生物細菌生活的大本營，也是污染物質進入環境的一個重要媒介和載體。許多污染物質在進入土壤包氣帶土體後被其以物理機械吸附、膠體物理化學吸附、化學沉澱等方式作用截留，使其在土體中含量不斷積累。雖然土體中的大量微生物可以轉化和降解許多的污染物質，但受自然地理條件和營養物質等環境因素的影響，以及石油開采仍有不斷的落地原油等污染物質，進入包氣帶及地下水中，使其石油污染物的量在不斷增加，這就造成污染范圍的不斷擴大，因此，石油開采區落地石油對環境的污染成為影響生態環境的主要因素。對調查區的地質環境和水環境要素的調查與現場測試表明，石油類污染物一般為褐黑色，大多為黑色。
調查區中地表水體:pH值為7.43～9.1，90%以上的取樣點大於8。Eh值在－338～101mV之間，一般較低。TDS含量為336～3990mg/L。溶解氧(DO)大多含量較低，為0.8～8.2mg/L(表6-1)。
表6-1 研究區地表水中pH值，Eh，DO，TDS及溫度現場測試結果
地下水體中pH值為7.3～8.4，多為8以下近於中性。Eh值在23～134mV之間，為弱氧化環境。TDS含量為236～4980mg/L，大部分小於1000mg/L。溶解氧(DO)含量為1.6～8.2mg/L，大多含量為5mg/L左右(表6-2)。
油層水:pH值為7.0～7.5;Eh值在－109～－132mV之間;TDS含量為159000～292000mg/L，溶解氧(DO)含量較低，為1.6～4.1mg/L(表6-3)。
根據上述情況，地表水主要受採油和煉油污水的影響而定，如污水大量排入水質則差，否則水質好一些。地下水的情況較為復雜，受其各種條件的控制，有些地段污染較重，水質變化較大，有些地段較好尚未受到污染，但從pH值、Eh值和溶解氧(DO)來看，均是微生物細菌生長的良好環境，適宜多種微生物細菌的生長和繁衍。油層水含鹽量大於鹽鹵水，不適宜一般細菌的生長，僅有一些古細菌和極端細菌生長。
表6-2 研究區地下水中pH值，Eh，DO，TDS及溫度現場測試結果
表6-3 安塞油區油層水中pH值，Eh，DO，TDS及溫度現場測試結果
(二)油田區地質環境中嗜油微生物細菌(以油為碳源培養的細菌)的分布狀況分析
2006年4月我們對油田區周邊的不同類型的不同位置不同地點採集了27組各類水樣和37組土樣進行了微生物細菌可利用石油類為營養碳源的培養測試，具體選擇了能夠反映石油影響環境的以石油、液體石蠟為營養碳源培養的微生物細菌。
1.石油對水體環境污染影響中的嗜油微生物細菌分布狀況
從表6-4中可以看出，地下水中，以石油為營養碳源的細菌數，含量較低，一般細菌數在n～n×10個/mL，反映了大部地區地下水受石油污染影響較小，但在石油污染影響大的局部地區如琵琶寨、谷家灘則略高一些。
地下水也同樣隨石油污染程度、包氣帶厚度和岩性的不同，嗜油微生物細菌的含量也不同，一般距離石油污染越重包氣帶岩性較粗滲透性好，則受污染較重嗜油菌應較多。如果按飲用水標准看，採油場周圍許多淺層地下水中的石油含量均已超標不能飲用，僅從細菌指標來分析，結合其他水質分析，可能污染的程度會更大一些，應引起人們的高度關注。
表6-4 地下水中嗜油菌(以油為營養碳源培養的細菌)培養與計數結果
地表水河流主要受石油開采排污和地段以及降水的影響，河水一般視其排污混合的比例不同含量有所變化，大部分樣品是在河水的稀釋作用下石油營養細菌的含量也不是很高，但總的來說河流中下游比地下水高些，細菌群在n×10個/L。從地表水採集樣品來看，隨著距離不同而污染程度不同，河流的上游如無石油開采則水質相對較好，或在雨季降水量較大也都能對地表水污染起到稀釋的作用(表6-5)。
表6-5 地表水中嗜油菌(以油為營養碳源培養的細菌)培養與計數結果
地下油層水石油營養菌數很少，一般在n個/mL，原因是油層水中含有高濃度的鹽，鹽含量高達數十g/L，抑制了一般性微生物細菌的生長(表6-6)。
比較表6-4～6-6培養的石油營養細菌來看，基本反映了石油污染對水環境的影響，尤其是對地表水系石油污染影響較大。
表6-6 油層水中嗜油菌(以油為營養碳源培養的細菌)培養與計數結果
2.石油對土壤環境影響中的嗜油微生物細菌分布狀況
從表6-7不同地區的不同位置深度採集土壤樣的石油營養微生物細菌培養測定結果看出，表層土的細菌群數量較大，隨深度的加大則減少，但由於總的取樣深度不大，有些細菌變化不大，這與土體中石油含量、土壤顆粒大小、氧化還原環境、pH值、溫度等有關。石油營養細菌數，在0.25m以淺數量較大，從0.25～1.0m隨深度加大數量在減小。
表6-7 土壤中嗜油菌(以油為營養碳源培養的細菌)培養與計數結果
土壤的石油污染程度不同也影響微生物細菌的種類和數量，高濃度石油污染物破壞了土壤的理化性質及通透性，改變了微生物的生存環境，對微生物的生長繁殖有毒害作用，因此，微生物種類數少。而石油污染程度較輕的土樣，由於土壤中低濃度的石油污染物為微生物生長提供了碳源，促進微生物的生長繁殖。然而，從這些微生物細菌在土壤包氣帶中的菌類數量變化，也可得出環境條件的改變對微生物分布及活動的影響，當然不僅是隨深度或距離的變化而變，而是隨某些特定的地層環境而變化，這些變化也有助於包氣帶土體對污染物質的阻控與凈化。我們也可以利用包氣帶土體的某些特徵層位對石油污染物質加以阻控和修復。這就為我們修復污染土壤提供了一個信息，利用土著微生物修復油污土壤。
對比表6-4～6-7可以看出，土壤中石油營養菌數較地下水、地表水含量大得多，要高出幾個數量級，其數量在n×103～n×107個/g之間。石油污染源的邊緣地帶土壤包氣帶中，細菌數量隨距離和深度變化而發生變化。這也反映了土壤包氣帶土體對石油污染的阻滯凈化作用較明顯。
總之，從石油開采地區環境中的微生物細菌的調查研究，可以得出，石油的開采已經對其周邊的環境造成了不同程度的污染。但污染程度和范圍尚不是很大，究其原因一是大部分開采區近幾年開始的清潔生產和人們環保意識的增強，加大投入主動治理環境，使開采區環境有較大的改變;二是包氣帶和土體均有一定的環境容量，對石油污染物質有一定物理和地球化學的吸附、過濾、氧化分解及化合、螯合等作用;三是在微生物細菌的作用下，使部分石油污染物質降解轉化，等等。
二、石油降解菌的篩選和鑒定
本試驗從調查區石油污染土壤中篩選出一系列石油降解菌群，通過初步石油降解實驗驗證後，將優勢混合菌群投加到原污染土壤中，進行不同條件下微生物強化降解石油污染土壤的試驗，其效果以土壤中石油去除率來驗證。
(一)石油降解菌的篩選
將從調查區取得各類石油污染樣品，用選擇性培養基進行微生物培養並進行計數，確定不同環境中石油降解菌的種類和數量，一方面了解石油對環境污染的生態效應;另一方面從中篩選優勢石油降解菌用於放大培養修復試驗用菌群。
從調查區石油污染土壤中分離到的各類優勢微生物均具有嗜油性，也就是其具有降解石油烴的能力，添加這些優勢菌群，就可以提高微生物處理石油污染土壤的效果。
石油污染菌種菌群的分離與優化是用細菌的選擇性培養基和富集培養基，對試驗場石油污染土壤的樣品進行菌種、菌群的培養分離，選擇優化出試驗用降解土壤中石油污染物的菌種、菌群。本次試驗選擇優化出的細菌初步鑒定主要為假單胞菌屬、微球菌屬、放線菌屬、真菌類(毛霉、青黴、麴黴)等菌群。
(1)菌種篩選及優勢菌群的構建
取石油開采區污染地下水10mL或土壤10g，加入100mL蒸餾水和1mL原油，30℃搖床培養5～7d，搖床轉速100r/min。5d後接種到以石油或液體石蠟為唯一碳源的選擇培養基平板，挑選生長良好的菌株在培養基平板上分離、純化，獲得石油降解菌。細菌、放線菌和真菌分別用不同的選擇性培養基進行培養，並用石油為碳源進行篩選。將篩選得到的細菌、放線菌、真菌進行初步石油降解實驗，即在無機鹽培養基中加入1%的原油，再接種1%的培養24h後的菌懸液，搖床培養。5d後取出，用三氯甲烷萃取進行分析，從分析結果判斷菌群對石油的降解情況，從而構建出優勢降解菌群。
(2)降解石油細菌、放線菌、真菌的培養基成分
·1號石油碳源的培養基
固體培養基:K2HPO4(1.0g)，KH2PO4(1.0g)，MgSO4·7H2O(0.5g)，NH4NO3(1.0g)，CaCl2(0.02g)，FeCl3(微量)，瓊脂(12～20g)，石油(1%～5%)，水(1000mL)，pH(7.0)。121℃滅菌30min備用。
液體培養基:K2HPO4(1.0g)，KH2PO4(1.0g)，MgSO4·7H2O(0.5g)，NH4NO3(1.0g)，CaCl2(0.02g)，FeCl3(微量)，石油(1%～5%)，水(1000mL)，pH(7.0)。121℃滅菌30min備用。
·2號液體石蠟碳源的培養基
固體培養基:K2HPO4(1.0g)，KH2PO4(1.0g)，MgSO4·7H2O(0.5g)，NH4NO3(1.0g)，CaCl2(0.02g)，FeCl3(微量)，瓊脂(12～20g)，液體石蠟(1%～5%)，水(1000mL)，pH(7.0)。121℃滅菌30min備用。
液體培養基:K2HPO4(1.0g)，KH2PO4(1.0g)，MgSO4·7H2O(0.5g)，NH4NO3(1.0g)，CaCl2(0.02g)，FeCl3(微量)，液體石蠟(1%～5%)，水(1000mL)，pH(7.0)。121℃滅菌30min備用。
·3號土壤放線菌培養基
(NH4)2SO4(2.0g)，CaCO3(3.0g)，K2HPO4(1.0g)，MgSO4·7H2O(1.0g)，NaCl(1.0g)，可溶性澱粉(10.0g)，瓊脂(18g)(液體培養不加)，水(1000mL)，pH(7.0)。121℃滅菌30min備用。
·4號土壤真菌培養基
取去皮的馬鈴薯塊200g，加水1000mL，煮沸20min左右，用砂布棉花過濾，濾液加水至1000mL，加0.2%的蔗糖，1.5%的瓊脂，pH自然。121℃滅菌30min備用。臨用時在培養皿中加入無菌的25%的乳酸2滴。
本項實驗選擇了調查區大部分水樣、土樣所培養的嗜油微生物細菌和培養的放線菌、真菌類進行了強化、馴化、組合優化實驗多達60餘組次，進行了大量的實驗。
(二)菌群的鑒定
選擇的是被石油污染的研究區原位的土壤樣品，而後從這些樣品中分離、優化、組合，強化這些土著微生物細菌的降解石油污染的能力。根據中國科學院微生物研究所東秀珠等編著的《常見細菌系統鑒定手冊》，對選擇的降解石油污染的優勢菌群進行了初步鑒定主要是:假單胞桿菌屬(Pseudomonas)、微球菌屬(Micrococcus)、放線菌屬(Actino-mycetes)、真菌(fungus)類的黴菌(mold)青黴屬(Penicillium)、毛黴菌屬(Mucor)、麴黴屬(Aspergillus)等菌群。
4. 培養細菌時需將培養基的ph值調到什麼狀態
不同的培養基所需要達到的PH值是不同的,應該按照不同的培養基的要求來調節PH,比如培養乳酸菌的MRS培養基為酸性6.2,而嗜鹽菌選擇性瓊脂則為8.7,培養黴菌用的培養基因為黴菌對ph要求不高,甚至調都不用調.
所以你的問題是沒有固定答案的,只是說多數培養基的最終ph在7.0-7.8之間,培養基的配方上應該給出最終的PH值,按照配方來調節就可以了,稍微有些偏差沒有影響.
5. 培養基的PH值
培養基的酸鹼度應符合細菌生長要求。按各種培養基要求准確測定調節ph值。多數細菌生長的適宜ph值為7.2～7.6，呈弱鹼性。
6. 培養基常用的ph值是
培養基常用的ph值是7.2至7.4。培養基的pH必須控制在一定的范圍內，以滿足不同類型微生物的生長繁殖或產生代謝產物，各類微生物生長繁殖或產生代謝產物的最適pH條件各不相同，細菌與放線菌適於在pH7-7.5范圍內生長，酵母菌和黴菌在pH4.5-6范圍內生長。