① 有没有哪种生物可以在自然状态下降解石油
在二十一世纪能源是国民经济建设的重要支柱。随着工业的发展,人们对石油及其制品的需求日益增长,石油开采业由陆地走向海洋。石油的开采和海上运输业的发展,使石油泄漏事故逐年增多,受污染的海域范围不断扩展。自1969年发生第一次超级油船失事以来,世界上已有超过40处大的海洋泄漏,据估计每年都有千万公吨以上的石油污染世界海洋,对生物和生态环境造成了很大危害。石油污染问题引起了人们越来越多的关注,对之进行治理也成为了最迫切的事情。在治理中产生的生物降解方法的研究虽仍有很大争论,但也已取得了一些成果。而且有种趋势是天然微生物的生物降解作用已成为消除环境中石油烃类污染的主要机制。
一、生物降解是指由生物催化的复杂化合物的分解过程。而在石油降解中微生物首先通过自身的代谢产生分解酶，裂解重质的烃类和原油，降低石油的粘度，另外在其生长繁殖过程中,能产生诸如溶剂、酸类、气体、表面活性剂和生物聚合物等有效化合物利于驱油，然后由其他的微生物进一步的氧化分解成为小分子而达到降解的目的。
二、海洋中最主要的降解细菌属于:无色杆菌属、不动杆菌属、产碱杆菌属、节杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、棒杆菌属、微杆菌属、微球菌属、假单胞菌属以及放线菌属、诺卡氏菌属。在大多海洋环境中,上述这些细菌是主要降解菌,在真菌中,金色担子菌属、假丝酵母属、红酵母属和掷孢酵母属是最普遍的海洋石油烃降解菌。一些丝状真菌如曲霉属、毛霉属、镰刀霉属和青霉属也应被归入海洋降解菌中。土壤中主要的降解菌除了上面提到的细菌种类外,还包括分枝杆菌属以及大量丝状真菌。曲霉属和青霉属某些种在海洋和土壤两种环境中都有分布。木霉属和被孢霉属某些种是土壤降解菌。
三、治理石油污染关键是降解烃类化合物，根据烃类的化学结构特点,烃类的降解途径主要可分两部分:链烃的降解途径和芳香烃的降解途径。直链烷烃的降解方式主要有三种:末端氧化、亚末端氧化和ω氧化。此外,烷烃有时还可在脱氢酶作用下形成烯烃,再在双键处形成醇进一步代谢。关于芳香烃的降解途径,在好氧条件下先被转化为儿茶酚或其衍生物,然后再进一步被降解。因此细菌和真菌降解的关键步骤是底物被氧化酶氧化的过程,此过程需要分子氧的参与。
具体机制如下：
1、正烷烃在正烷烃氧化酶作用下, 先转化成羧酸而后靠β-氧化进行深入降解,形成二碳单位的短链脂肪酸和乙酰辅酶A,放出CO2。该正烷烃氧化酶是双加氧酶,能催化正烷烃为正烷烃的氢过氧化物,该反应需O2 ,但不需NAD(P) H。烷烃也可先转化为酮,但不是其主要代谢方式。多分枝的烯烃主要转化成二羧酸再进行降解,甲基会影响解的进行。化学式如下：
2、环烷烃的降解需要两种氧化酶的协同氧化,一种氧化酶先将其氧化为环醇,接着脱氢形成环酮,另一种氧化酶再氧化环酮,环断开,之后深入降解。化学式如下：
3、芳香烃一般通过烃基化形成二醇, ,环断开,邻苯二酚继而降解为三羧环的中间产物。真菌和微生物都能氧化从苯到苯并蒽范围内的芳烃底物。起初细菌借助加双氧酶的催化作用把分子氧的两个氧原子结合到底物中, 使芳烃氧化成具有顺式构型的二氢二酚类。顺式-2-二氢二酚类进一步氧化成儿茶酚类, 儿茶酚类在另一种催化芳环裂解的加双氧酶的作用下进一步氧化裂解。与细菌相反,真菌则借助于加单氧酶和环水解酶的催化作用, 把芳烃氧化成反式-2-二氢二酚类化合物。（下面以萘的降解为例子）真菌将石油烃类化合物降解成反式二醇,而细菌几乎总是将之降解成顺式二醇(许多反式二醇是潜在的致癌物,顺式二醇则无毒性) 。化学式如下：
简单总结成下表：
各类烃 具体的降解过程和产物
正烷烃 正烷烃→羧酸→二碳单位的短链脂肪酸+乙酰辅酶A+CO2。
烯烃 烯烃→二羧酸
环烷烃 环烷烃→环醇→环酮
芳香烃 芳香烃→二醇→邻苯二酚→三羧环的中间产物
由上面可知道，微生物对一些难降解化学物的降解, 是通过一系列氧化酶的催化作用完成的。在自然界中这一过程通常是由多种微生物的协同作用来完成, 速度比较缓慢。为了扩大微生物降解底物的范围, 提高降解效率, 以使这些难降解化学物彻底矿化, 应该可以利用天然降解性质粒的转移构建新功能菌株。降解性质粒，是指一类编码有降解某些化学代谢途径的质粒。例如：美国Chak rabany 等为消除海上溢油污染, 曾将假单胞杆菌中不同菌株的CAM、OCT、XAL 和NAH 4 种降解性质粒接合转移至一个菌株中,构建成一株能同时降解芳香烃、多环芳烃、萜烃和脂肪烃的“多质粒超级菌”。该菌能将天然菌要花一年以上才能消除的浮油,缩短为几个小时。
四、在自然环境中,微生物对石油烃类降解与否以及快慢都是与其所处的环境密切相关。
1、液态的石油烃类在水中会形成水油界面,微生物正是在这一水油界面上降解烃类的,降解速率与水油界面的面积密切相关,能产生生物乳化剂的微生物正是乳化剂增大水油界面的面积而促进微生物对烃类的降解。
2、石油烃类的微生物降解可在很大的温度范围内发生,在0 ℃～70 ℃的环境中均发现有降解石油烃类的微生物。大多数微生物在常温下较易降解石油烃类,且由于某些对微生物有毒害的低分子量石油烃类在低温下难挥发,会对石油烃类的降解有一定的抑制作用,所以低温下石油烃类较难降解。
3、大多数的石油烃类是在好氧条件下被降解的,这是因为许多烃类的降解需要加氧酶和分子氧。但也有一些烃类能在厌氧条件下被降解。
4、氮源和磷源经常成为微生物降解烃类的限制因子。在天然水体中,为了促进石油烃类的降解而添加水溶性的氮源和磷源也受到限制,因为有限添加的氮源和磷源在水体中被高倍稀释而难以支持微生物的生长。
5、石油烃类的微生物降解一般处于中性pH值,极端的pH 值环境不利于微生物的生长。
它的效率和质量还取决于石油烃类化合物存在的数量、种类及状态。例如Chaineau 等用微生物处理被石油烃污染的土壤, 270 d 后发现, 75%的原油被降解； 饱和烃中, 正构烷烃和支链烷烃在16 d 内几乎全部降解; 22% 的环烷烃未被降解； 芳香烃有71% 被同化;占原油总重量10% 的沥青质完全保留了下来。一般而言, 各类石油烃被微生物降解的相对能力如下: 饱和烃> 芳香烃> 胶质和沥青。在饱和烃部分中, 直链烷烃最容易被降解; 在芳香烃部分中,二环和三环化合物较容易被降解,而含有5 个或更多环的那芳香烃难于被微生物所降解; 胶质和沥青则极难被微生物所降解。
结语：尽管微生物可以降解石油，可是目前为止还没有一种能在短时间内彻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远。但是随着现代微生物学和基因组计划的更进一步发展，更多微生物物种的发现和生物技术的应用，石油污染问题将会得到更有效的解决！
参考文献：《土壤和环境微生物学》 陈文新主编
《微生物降解有机污染物研究进展》 田雷 等.
《污染物生物降解》 金志刚 张彤 朱怀兰
从石油污染的土壤和水体中富集、分离到12株高效石油降解菌,各单菌株的降油率为40.3%～57.6%,其中O-8-3、O-28-2和O-46菌可耐受40℃的温度和1.5%的盐度.经初步鉴定,这3株菌分别为假单胞菌(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)和不动杆菌(Acinetobacter sp.).与单一O-8-3菌株相比,O-8-3/O-28-2/O-46混合菌株对石油的降解率可提高20.1%,可耐受石油类初始质量浓度从2000 mg/L提高到5000 mg/L.通过在实验室接种O-8-3/O-28-2/O-46混合菌株于生物反应器中处理胜利油田采油废水的试验结果表明,72 h内石油污染物的降解率达96.9%,比接种自然细菌群落的降解率提高了60.7%.
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下面几个地址你可以参考一下。
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http://dl2.lib.tongji.e.cn/wf/~kjqk/hjkx/hjkx2004/0405pdf/040529.pdf
② 什么降解方式解决石油污染物更好
石油的主要成分是烃类(碳氢)化合物，还有一些硫，氮，氧以及微量金属元素，经微生物降解后，产生的气体主要有CO2(二氧化碳)，H2S(硫化氢)，NOx(氮氧化物)等，也可能有CH4(甲烷)
③ 水质石油类会挥发掉吗
石油类物质进入水体后发生一系列复杂的迁移转化过程，主要包括扩展、挥发、溶解、乳化、光化学氧化、微生物降解、生物吸收和沉积等。扩展过程：油在海洋中的扩展形态由其排放途径决定。船舶正常行驶时需要排放废油，这属于流动点源的连续扩展；油从污染源（搁浅、触礁的船或陆地污染源）缓慢流出，这属于点源连续扩展；船舶或贮油容器损坏时，油立刻全部流出来，这属于点源瞬时扩展。扩展过程包括重力惯性扩展、重力粘滞扩展、表面张力扩展和停止扩展四个阶段。重力惯性扩展在1小时内就可完成；重力粘滞扩展大约需要10小时；而表面张力扩展要持续100小时。扩展作用与油类的性质有关，同时受到水文和气象等因素的影响。扩展作用的结果，一方面扩大了污染范围，另一方面使油-气、油-水接触面积增大，使更多的油通过挥发、溶解、乳化作用进入大气或水体中，从而加强了油类的降解过程。挥发过程：挥发的速度取决于石油中各种烃的组分、起始浓度、面积大小和厚度以及气象状况等。挥发模拟试验结果表明：石油中低于C15的所有烃类（例如石油醚、汽油、煤油等），在水体表面很快全部挥发掉；C15—C25的烃类（例如柴油、润滑油、凡士林等），在水中挥发较少；大于C25的烃类，在水中极少挥发。挥发作用是水体中油类污染物质自然消失的途径之一，它可去除海洋表面约50％的烃类。溶解过程：与挥发过程相似，溶解过程决定于烃类中碳的数目多少。石油在水中的溶解度实验表明，在蒸馏水中的一般规律是：烃类中每增加2个碳、溶解度下降10倍。在海水中也服从此规律，但其溶解度比在蒸馏水中低12％—30％。溶解过程虽然可以减少水体表面的油膜，但却加重了水体的污染。乳化过程：指油-水通过机械振动（海流、潮汐、风浪等），形成微粒互相分散在对方介质中，共同组成一个相对稳定的分散体系。乳化过程包括水包油和油包水两种乳化作用。顾名思义，水包油乳化是把油膜冲击成很小的涓滴分布水中。而油包水乳化是含沥青较多的原油将水吸收形成一种褐色的粘滞的半固体物质。乳化过程可以进一步促进生物对油类的降解作用。光化学氧化过程：主要指石油中的烃类在阳光（特别是紫外光）照射下，迅速发生光化学反应，先离解生成自由基，接着转变为过氧化物，然后再转变为醇等物质。该过程有利于消除油膜，减少海洋水面油污染。微生物降解过程：与需氧有机物相比，石油的生物降解较困难，但比化学氧化作用快10倍。微生物降解石油的主要过程有：烷烃的降解，最终产物为二氧化碳和水；烯烃的降解，最终产物为脂肪酸；芳烃的降解，最终产物为琥珀酸或丙酮酸和CH3CHO；环已烷的降解，最终产物为己二酸。石油物质的降解速度受油的种类、微生物群落、环境条件的控制。同时，水体中的溶解氧含量对其降解也有很大影响。生物吸收过程：浮游生物和藻类可直接从海水中吸收溶解的石油烃类，而海洋动物则通过吞食、呼吸、饮水等途径将石油颗粒带入体内或被直接吸附于动物体表。生物吸收石油的数量与水中石油的浓度有关，而进入体内各组织的浓度还与脂肪含量密切相关。石油烃在动物体内的停留时间取决于石油烃的性质。沉积过程：沉积过程包括两个方面，一是石油烃中较轻的组分被挥发、溶解，较重的组分便被进一步氧化成致密颗粒而沉降到水底。二是以分散状态存在于水体中的石油，也可能被无机悬浮物吸附而沉积。这种吸附作用与物质的粒径有关，同时也受盐度和温度的影响，即随盐度增加而增加，随温度升高而降低。沉积过程可以减轻水中的石油污染，沉入水底的油类物质，可能被进一步降解，但也可能在水流和波浪作用下重新悬浮于水面，造成二次污染。
④ 为什么要密封培养能降解石油的微生物
（1）在长期被石油污染的土壤中生存下来的微生物，能降解石油，所以土壤取样时，应从含石油多的土壤中采集．
（2）筛选和纯化该类微生物，应选用以石油作为微生物生长的唯一碳源的选择培养基．
（3）该类微生物是厌氧微生物，接种后应密封培养；培养一段时间后在培养基上可形成降油圈，降油圈越大，说明该处的微生物降解石油的能力越强，所以应选择降油圈大的菌落进行培养以获得高效菌株．
故答案为：
（1）长期被石油污染（含石油多的）
（2）石油作为微生物生长的唯一碳源
（3）厌氧型 降油圈大的菌落
⑤ 微生物如何净化石油污染
石油是多种烃类组成的混合物，仅是一种的细菌不可能完全分解石油。现在科学家们将能降解石油的几种基因，结合转移到一株假单孢菌中，构建“超级微生物”，能够降解掉多种原油成分。在油田、炼油厂、油轮和被石油污染了的海洋、陆地都可以用这种“超级微生物”去消除石油污染。展望21世纪，我们对治理石油污染充满了信心。
⑥ 我国科学家研究发现吃石油产甲烷的微生物，这种微生物有什么特点
在我国发现的能够通过吃掉石油而排出甲烷的微生物年龄较大，超过35亿岁，它能够通过自身的代谢过程，将吃进去的石油转化为甲烷和二氧化碳两种气体，是一种成本低、效益高的甲烷生产途径。
三、吃石油的微生物的价值
众所周知，沼气的主要成分就是甲烷，沼气是一种清洁能源，但是目前在农村使用的沼气，主要是通过建设发酵池，然后将生产原料放入发酵池中，经过化学反应，产生甲烷类气体，用于照明等需要。但是这种方法占地面积比较大，在清理甲烷的时候也容易导致工作者中毒，因此影响了其推广应用。利用能吃石油的甲烷生产沼气以后，就可以消除这种弊端。将石油转化为甲烷，为人们的生产生活提供能量，还能够避免出现直接使用石油所产生的生态环境破坏问题。另外，在一些资源已经接近枯竭的油田中，使用这种微生物，可以对资源进行最大化的利用。
⑦ 处理石油污染有哪些方法
除了废水污染外，石油对水体的污染也很严重，每年运输过程中有150万吨原油流入世界水域，同时由于近年来原油和各种精炼石油产品在陆地上就地排放或进入水域中，特别是油船遇难或由于海上钻井的操作失控，引起石油的大规模泄漏，使水域被石油污染。
消除石油引起的水质污染也是治理环境污染的一大重点。用微生物处理石油污染既经济又快捷。
美国宾夕法尼亚州某村地下泄漏了约6000加仑汽油，严重污染了水源，影响供水。最初，事故的责任者使用的是掘井提油的办法，即开掘能够打出地下水的深井，用泵打捞浮在水表层的汽油，用这种方法约除去了3000加仑。但剩下的汽油如果仍采用这种方法清除，预计尚需100年时间。
在不得已的情况下，事故责任者决定利用培养当地有分解汽油能力的细菌的方法来解决，从而成功地进行了净化。微生物净化石油的方法将是21世纪环境治理的主要手段之一。
石油是多种烃类组成的混合物，仅是一种细菌不可能完全分解石油。现在科学家们将能降解石油的几种基因结合转移到一株假单孢菌中，构建“超级微生物”，能够降解掉多种原油成分。
在油田、炼油厂、油轮和被石油污染了的海洋、陆地都可以用这种“超级微生物”去消除石油污染。
⑧ 石油如何污染
石油污染是石油及其产品在开采、炼制、贮运和使用过程中，进入海洋环境而造成的污染。特别是伊拉克战争中造成的海洋石油污染，不但严重破坏了波斯湾地区的生态环境，还造成洲际规模的大气污染。
海洋的石油污染油品入海途径有：炼油厂含油废水经河流或直接注入海洋；油船漏油、排放和发生事故，使油品直接入海；海底油田在开采过程中的溢漏及井喷，使石油进入海洋水体；大气中的石油低分子沉降到海洋水域；海洋底层局部自然溢油。石油入海后即发生一系列复杂变化，包括扩散、蒸发、溶解、乳化、光化学氧化、微生物氧化、沉降、形成沥青球，以及沿着食物链转移等过程。
海上石油污染主要发生在河口、港湾及近海水域，海上运油线和海底油田周围。
石油入海后的变化过程在时、空上虽有先后和大小的差异，但大多是交互进行的。
1.扩散。入海石油首先在重力、惯性力、摩擦力和表面张力的作用下，在海洋表面迅速扩展成薄膜，进而在风浪和海流作用下被分割成大小不等的块状或带状油膜，随风漂移扩散。扩散是消除局部海域石油污染的主要过程。风是影响油在海面漂移的最主要因素，油的漂移速度大约为风速的3/100。中国山东半岛沿岸发现的漂油，冬季在半岛北岸较多，春季在半岛的南岸较多，也主要是风的影响所致。石油中的氮、硫、氧等非烃组分是表面活性剂，能促进石油的扩散。
2.蒸发。石油在扩散和漂移过程中，轻组分通过蒸发逸入大气，其速率随分子量、沸点、油膜表面积、厚度和海况而不同。含碳原子数小于12的烃在入海几小时内便大部分蒸发逸走，碳原子数在12～20的烃的蒸发要经过若干星期，碳原子数大于20的烃不易蒸发。蒸发作用是海洋油污染自然消失的一个重要因素。通过蒸发作用大约消除泄入海中石油总量的1/4～1/3。
3.氧化。海面油膜在光和微量元素的催化下发生自氧化和光化学氧化反应，氧化是石油化学降解的主要途径，其速率取决于石油烃的化学特性。扩散、蒸发和氧化过程在石油入海后的若干天内对水体石油的消失起重要作用，其中扩散速率高于自然分解速率。
4.溶解。低分子烃和有些极性化合物还会溶入海水中。正链烷在水中的溶解度与其分子量成反比，芳烃的溶解度大于链烷。溶解作用和蒸发作用尽管都是低分子烃的效应，但它们对水环境的影响却不同。石油烃溶于海水中，易被海洋生物吸收而产生有害的影响。
5.乳化。石油入海后，由于海流、涡流、潮汐和风浪的搅动，容易发生乳化作用。乳化有两种形式：油包水乳化和水包油乳化，前者较稳定，常聚成外观像冰淇淋状的块或球，较长期在水面上漂浮；后者较不稳定且易消失。油溢后如使用分散剂有助于水包油乳化的形成，加速海面油污的去除，也加速生物对石油的吸收。
6.沉积。海面的石油经过蒸发和溶解后，形成致密的分散离子，聚合成沥青块，或吸附于其他颗粒物上，最后沉降于海底，或漂浮上海滩。在海流和海浪的作用下，沉入海底的石油或石油氧化产物，还可再上浮到海面，造成二次污染。
7.海洋生物对石油烃的降解和吸收。微生物在降解石油烃方面起着重要的作用，烃类氧化菌广泛分布于海水和海底泥中（见石油烃的微生物降解）。海洋植物、海洋动物也能降解一些石油烃。浮游海藻和定生海藻可直接从海水中吸收或吸附溶解的石油烃类。海洋动物会摄食吸附有石油的颗粒物质，溶于水中的石油可通过消化道或鳃进入它们的体内。由于石油烃是脂溶性的，因此，海洋生物体内石油烃的含量一般随着脂肪的含量增大而增高。在清洁海水中，海洋动物体内积累的石油可以比较快地排出。迄今尚无证据表明石油烃能沿着食物链扩大。
石油泄入海后，从海中消失的速度及影响的范围，依入海的地点、油的数量和特性、油的回收和消油方法、海洋环境的因素而有很大的差异。如较高的水温有利于油的消失。实验证明，油从水中消失一半所需的时间，在温度为10℃时大约为45天；当水温升至18℃～20℃时，为20天；而在25℃～30℃时，降至7天。渗入沉积物的石油消除较难，所需时间要几个月至几年。
⑨ 木霉对石油烃的降解
Hashem等（2000）从被石油污染的土壤中分离到黄曲霉（Aspergillus flavus）、黑曲霉（A.niger）、新月弯孢菌（Curvuiaria lunata）和木霉菌（Trichodenna spp.）等。在石油烃存在的条件下，哈茨木霉（T.harzianum）生长最好，其次是黄曲霉（A.flavus）和旋丝毛壳菌（Chaetomium bostrychodes）。Dobos等（2011）从石油污染的土壤样品中分离到41株细菌和21株真菌，通过在培养基中添加不同浓度石油，测定它们的降解能力。在这些真菌中，曲霉菌（Aspergillus）、青霉菌（Penicillium）、木霉菌（Trichoderma）、根霉菌（Rhizopus）、帚霉菌（Scopulariopsis）和拟青霉菌（Paecilomyces）具有很好的降解石油烃的能力。随着石油浓度的增加，木霉菌丝的干重也增加，而根霉菌（Rhizopus spp.）对原油的降解能力最低。
⑩ 研究发现了神秘微生物吃石油产甲烷，这是种什么样的微生物
在中国发现的可以通过吃油排出甲烷的微生物，已经有35亿年以上的历史了。它可以通过自身的代谢过程将食用的油脂转化为甲烷和二氧化碳，是一种低成本、高效率的甲烷生产方式。因为微生物在自然界中无处不在，但是肉眼是看不到的！微生物有很多种。微生物分为以下八类:细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体和螺旋体。
这是一种生产甲烷的实用方法。根据目前的研究结果，目前地球大气中的甲烷大部分是由这种微生物排放的。在没有氧气的情况下，这种微生物可以分解有机物产生甲烷。不管微生物有多神秘，它也属于大自然。当然，因为它在这个世界上起源较早，所以也是多变的，所以种类也很多，而且每一种也大不相同。有些可以在极低的温度下生存，有些可以在极高的温度下生存，有些可以在数千个大气压下生存，有些可以在缺氧的情况下生存。很多细菌被人们利用，比如甲烷，是甲烷细菌代谢有机物产生的，生物炼铜，还有冬虫夏草中的草。