高效耐盐碱石油烃降解菌筛选及降解特性研究

为探究长庆油田污染土壤中微生物对石油的降解特性,在该油田多个油井附近采集了10处含油污染土壤进行石油烃降解菌的筛选、分离及降解实验。通过对筛选出的四株石油烃降解菌株5-5、5-X、9-2、10-3进行革兰氏染色、菌落形态观察、生化理化试验及16S rDNA测序,鉴定出这四株菌株分别为醋酸钙不动杆菌（Acinetobacter calcoaceticus）、不动杆菌（Acinetobacter sp.）、蒙氏假单胞菌（Pseudomonas monteilii）和乳酸不动杆菌（Acinetobacter lactucae）。14 d降解实验结果显示,这四种菌株对总石油烃的降解率分别为50.92%、51.27%、78.30%和44.39%;尤其菌株Pseudomonas sp.9-2表现出优异的降解性能,且对不同组分石油烃（正构烷烃、异构烷烃及芳烃）的降解率分别达到了94.65%、69.73%和59.07%,对长链正构烷烃也体现出了较好的降解性能。另外,抗逆性试验结果表明菌株Pseudomonas sp.9-2对pH和盐度的耐受范围分别为5.0~10.0、0.5%~6.0%,表明该菌株对盐碱环境具有较好的适应性,可用于盐碱石油污染土壤的微生物修复研究。     

当地下水邂逅DNA:石油类有机污染及其生物降解

地下水科学与工程研究发展到今日,已经成为一门涉及多个领域的综合性学科。地下水污染的控制和修复研究更需要跨学科的技术和知识支持,而生物修复作为一种高效低耗修复的技术成为环境领域的研究热点。微生物因其自身特性及其对污染的降解主导特征对确定有机物污染场地的永续修复具有重要意义。简要地综述了地下水有机污染及其原位修复、有机污染物和地下环境微生物的交互作用,进一步聚焦生物降解机制、生物修复和细菌研究。在此基础上以某石油污染场地地下水为例,进行了地下水中分离微生物菌株及其降解特征的实验研究。结果表明:放线菌降解效果最好,细菌和真菌次之;两两组合降解效果好于单菌,表明存在协同作用;不同菌株混合降解率较低,表明具有拮抗作用。通过动力学实验得出对TPH的降解符合一级反应动力学方程及其降解速度和降解半衰期。就微生物对有机组分降解而言,烷烃和总石油烃降解规律相似;难降解组分降解率低,后期因烷烃转化使其浓度升高;苯浓度变化不大。微生物活性实验表明:活菌总数和脱氢酶活性与降解率呈正相关变化。运用生理生化及分子生物学方法鉴定得出了具体的菌种。     

土壤/沉积物中石油烃微生物降解研究综述

结合目前国内外研究进展,综述了土壤和沉积物中石油烃污染物的来源、危害和生物降解的菌种及降解途径,分析了微生物性质和包括氧、营养物、温度、土壤/沉积物理化性质等环境因素对石油烃降解的影响,指出这些研究往往局限于某种特殊污染物、特殊污染降解菌种和单一条件下辅助降解方面,引入了人为因素的影响,造成与实际不符的降解假象。因此,自然条件下石油烃生物降解将成为重要的研究课题。     

油藏环境石油烃厌氧生物降解产甲烷途径与生物标志物

油藏环境石油烃厌氧生物降解产甲烷过程是生物地球化学的基础问题之一;同时,由于油藏环境微生物在微生物采油、生物腐蚀及生物治理等方面具有重要的应用价值,已经受到国际同行高度关注.近10多年来,随着分子生物学技术、特别是新一代测序技术的发展,为深入认识这一特殊地质环境中烃厌氧生物降解过程提供了新的研究手段.本文以油藏环境石油烃厌氧生物降解途径和生物标志物为重点,综述了石油烃厌氧降解产甲烷机理方面的最新成果,以及宏基因组测序分析手段在油藏相关样品方面的应用及研究进展,讨论了油藏残余油生物气化开采的微生物基础,提出了该领域进一步研究的方向.     

砂岩储层中原油微生物降解的模拟实验研究

模拟辽河冷东-雷家地区的砂砾岩储层条件，采用该地区的正常原油，在３０℃恒温和充氧下以及有营养元素的水溶液中，进行了原油喜氧微生物降解实验。实验表明，经微生物降解后，原油的化学组成发生了较大变化，饱和烃含量下降，沥青质、非烃含量上升；水溶液的ｐＨ值下降，并在其中检测出了有机酸，可见在微生物的代谢过程中，原油中的烃类分子被部分转化为水溶性含氧酸性产物。降解实验的油样与取自同一地区的两个重质原油饱和烃气相色谱图比较，两者在组成上极其相近，其结果说明辽河油田的重油成因，是原油遭受了喜氧微生物的降解。实验对微生物降解过程的动力学进行了初步研究。微生物对饱和烃馏分中不同化合物的降解序列为:短链正构烷烃、长链正构烷烃、异构烷烃、环状烷烃。但当各组分间的浓度发生较大变化时，降解序列会有所不同。     

石油污染土壤的生物修复

石油作为现当代最主要的能源受到越来越多的关注,但同时随着石油的大量开发和运输,土壤的石油污染问题日益严重。当前,关于石油污染土壤的修复技术主要有物理、化学和生物技术,生物修复技术指利用特定的生物(植物、动物、微生物)吸收、转化、降解或清除环境污染物,使污染的土壤恢复健康的生物措施,可分为植物修复、微生物修复、动物修复及联合修复。生物修复因其简便、高效、安全、低成本、无二次污染、对环境影响小等特点而被认为是最有生命力、最具代表性和最有价值的处理技术,且已成为近些年来主要的石油污染处理方法。本文主要介绍石油污染土壤现状及其生物修复技术,并对生物修复今后的研究重点进行展望。     

微生物降解有机物的碳氢同位素分馏研究进展

微生物降解使有机化合物的稳定碳、氢同位素发生不同程度分馏的研究在有机污染物来源和微生物环境修复等领域取得了长足进展,并对原油和天然气微生物降解研究有借鉴意义。微生物作用下的同位素分馏为动力同位素分馏,导致重同位素在残余物中富集。影响微生物降解有机物同位素分馏的主要因素有微生物的降解代谢途径、辅酶作用、降解类型与程度、同位素质量差异和有机物碳数等。不同的微生物代谢途径代表不同的生物化学反应,造成了同位素分馏的显著差异;辅酶对反应的催化作用使微生物作用造成的同位素分馏更加复杂。低碳数正构烷烃遭受微生物降解程度越高,碳、氢同位素的分馏也越大,同位素变重与降解程度之间有明显的相关性。但对于复杂化合物,由于降解的多级反应,同位素分馏与降解程度间的相关性并不明显。在同样降解程度下,氢同位素分馏大于碳同位素分馏,低碳数正构烷烃的同位素分馏大于高碳数正构烷烃的同位素分馏。     

石油污染场地浅层地下水MNA原位修复潜能及微生物降解效益评估

监测式自然衰减（MNA）能够高效低耗地原位修复石油污染地下水的场地,微生物对污染物的降解对MNA过程起到了重要作用。在分析东北石油污染场地地下水中总石油烃（TPH）、电子受体的质量浓度分布和变化规律基础上,划分了微生物功能区。采用溶质通量计算法,对MNA原位修复的潜能及其微生物降解效果进行了评估。结果显示,场地微生物降解正在发生,利用的电子受体不同,划分为Mn、Fe和SO^2-₄还原区。污染通量模型计算显示：上游地区微生物降解强度不断增强,下游地区微生物降解强度不断降低。监测期内石油烃总量降低了394 kg,微生物降解为自然衰减过程中的主要作用,其贡献率为64%~93%,每个通量断面内微生物降解率为0.18~0.73 kg/d。由此可以证明,MNA可以有效地修复地下水中的石油污染。     

污染土壤中多环芳烃的微生物降解及其机理研究进展

多环芳烃(PAHs)是一类普遍存在于环境中的难降解危险性“三致”有机污染物。微生物对多环芳烃的降解是去除土壤中多环芳烃的主要途径。研究表明，对于土壤中低分子量多环芳烃类化合物，微生物一般以唯一碳源方式代谢；而大多数细菌和真菌对四环或四环以上的多环芳烃的降解作用一般以共代谢方式开始。本文重点论述了高分子量多环芳烃：芘和苯并(a)芘的微生物降解及其机理。并介绍了多环芳烃污染的微生物—植物联合修复机制，最后展望了污染土壤中多环芳烃的研究趋势。     

石油污染土壤生物修复的强化技术

为探索石油污染土壤的高效修复方法,从实验室保存的优势菌中筛选得到4株降油效果最佳菌,采用摇床和恒温培养箱培养,对含油量为5％的石油污染土壤进行微生物菌剂强化处理和环境强化实验。微生物菌剂强化结果表明：4种菌和除油效果最好的A、C、D混合菌3d可将石油烃依次降解24％、19．81％、22．55％、26．46％、39．67％;并对该菌群的最佳投加配比进行确定,A、C、D菌群数量的最佳配比为Nn：Nc：No=1：2：0．5,3d内菌群A、C、D在最佳接种配比情况下可将石油烃降解44．2％。环境强化实验结果表明：A、C、D菌群在最佳修复条件营养物质C：N：P为75：8：3、表面活性剂为0．5％、通气条件为6层纱布、电子受体H2O2的加入量为1．5％下,3d内石油烃降解61．46％,比自然条件下修复的除油率4．7％提高了56．76％,较只进行菌种强化时最高除油率44．2％提高了约17％。     

含油气盆地盐构造研究进展

简要讨论了近年来含油气盆地盐构造研究的主要进展,这些进展主要表现在盐构造地质建模、三维可视化、物理模拟和数值模拟、平衡剖面分析和构造复原以及盐构造形成机制等方面。盐构造是一类与油气聚集关系极为密切的构造类型,在波斯湾、北海、墨西哥湾、北欧和非洲大陆边缘等油气资源丰富的地区有大量分布。中国在塔里木、渤海湾、江汉、四川等盆地广泛发育多期盐岩层和多种类型的盐构造,但国内盐构造研究相对较少,对盐及其相关构造的变形组合样式、三维地质建模和三维可视化、盐构造形成机理和动力学演化的研究是薄弱环节。对于塔里木、渤海湾盆地以及中国南方海相碳酸盐岩层系来说,区域性盐岩盖层的存在和分布将是油气藏得以保存的关键。深入探讨盐构造特征将有助于深化对中国含油气盆地构造演化、构造样式和油气成藏过程的认识。     

含有不整合面的钻井剖面中酸解烃的垂向分布规律

系统测量了不同时代、不同埋深的不整合面钻井剖面中酸解烃的分布,发现不整合面之下发育有总烃、甲烷浓度低而大分子烃类相对富集的烃类异常带,分析认为此异常带是风化脱气作用形成的脱气带,其厚度与下伏地层成岩程度有关。该发现对评价含油气盆地剥蚀与气藏保存、破坏的关系,不整合面对油气运聚的影响等有重要意义,也为解决剥蚀量恢复问题提供了新的科学线索。     

盆地构造动力学研究的弱点、难点及重点

盆地构造动力直接控制着盆地各种地质作用的发生和盆地类型及其演化;进而总体制约着沉积矿产形成和烃类成藏的条件、特点和分布规律。目前盆地构造动力学研究的弱点、难点及重点主要有以下4方面:(1)特征或成因复杂的构造,如走滑构造、横向(转换)构造、拆离滑覆构造、较大型断层的分段性和断裂带的结构等。(2)非应力成因的构造:在盆地和构造形成的动力中,热力和重力与应力相并列,但却研究薄弱。前两类动力作用的影响更为深远,其构造特征复杂、独具个性,仅从应力分析常会得出与实际情况相差较远甚或相悖的结论。(3)后期改造与古构造恢复:在盆地形成演化末期或之后,多种不同形式的强烈改造,常使盆地的原始沉积面貌大为改观。如后期差异升降与差异剥蚀将改变盆地的原貌,并明显影响油气的聚集和赋存。对后期改造研究与原盆地和古构造恢复意义重要、难度颇大。(4)盆地动态演化与动力学背景:如盆山耦合关系、稳定地块的作用、盆地动态构造演化与深部作用过程、区域构造环境和其时空坐标、总体构造特征的再认识等。     

大民屯凹陷烃源岩有机质丰度的恢复

烃源岩有机质丰度的恢复具有重要的现实和理论意义。笔者在对比多种方法的基础上,对大民屯凹陷的烃源岩的有机质丰度进行了恢复。     

三维古构造恢复技术在油气评价中的应用——以珠江口盆地番禺-流花地区为例

目前常用的古构造图的制作方法为"厚度图法"和"断层平移法",这两种方法对断控圈闭为主的古构造恢复具有一定的局限性,且不能定量化的研究古构造生长发育情况。本论文首次将三维古构造恢复技术应用于珠江口盆地番禺-流花地区。三维古构造恢复技术在应用时,避免了厚度异常现象,实现了去压实恢复,能够更真实的反映古构造情况。该技术在珠江口盆地番禺流花地区"A"构造的应用,达到了定量分析古构造发育的效果,并且认识到了A构造在关键时期T32时期古构造幅度较小,后期构造幅度增大是A构造充满度过低的重要原因之一。     

油气形成的力化学作用--油气地质理论思考之一

传统油气地质学认为构造作用主要控制含油气盆地的沉积和油气的运移聚集,而烃类形成演化的能量主要是热能。近年来,越来越多的地质和地球化学资料显示,构造活动对有机质直接成烃的力化学作用在成烃过程中举足轻重,从而引起高度重视。在地质和地球化学资料基础上,结合高分子力化学分析,阐述了力化学作用的基本特点,沉积盆地中应力分布、成烃力化学作用方式、反应类型、影响因素和实验证据以及力化学作用与油气分布,以推进油气     

地球生物学方法与海相优质烃源岩形成过程的正演和评价

烃源岩存在生烃和排烃过程, 高-过成熟区还叠加了烃源岩有机质的强烈改造和破坏, 从海相地层残余有机质出发评价烃源岩的反演方法需要进一步完善.以探索生命系统与地球系统相互作用为主题的地球生物学为正演烃源岩形成的动力学过程提供了理论依据.分子地球生物学、地球微生物学、地球生态学和生物地球化学等地球生物学的各分支学科(要素) 为恢复烃源岩形成时的生产力及其组成、沉积有机质的量和类型、有机埋藏量及其过程和类型等提供了技术方法支撑, 分别论述了如何利用地球生物学的技术方法来定量计算原始生产力、沉积有机质和埋藏有机质.表征地球生物学过程的地球生物相则综合和集成了烃源岩生物相、有机相和沉积相的相关信息, 包含了生境型(群落型)、生产力和有机埋藏等定量化指标, 它为建立优质烃源岩的地球生物学评价体系服务.通过烃源岩实验模拟得出的有机质恢复系数对残余有机碳进行恢复, 并与地球生物学得出的埋藏有机质进行量的对比, 由此实现地球生物学方法与传统反演方法的接口和校正.      

基于流体包裹体的羌塘盆地鄂斯玛地区索瓦组地层古压力恢复

对羌塘盆地鄂斯玛地区索瓦组储层中流体包裹体样品进行了详细的分析。研究区发生过3次油气充注事件,其中第2期油气充注是研究区最主要的成藏时期。结合埋藏史分析,确定了3期大规模油气生成聚集成藏发生的时间。运用流体包裹体PVT热动力学模拟（VTFLINC）,获得了3期油气成藏时的古压力数据。对索瓦组地层的古压力恢复表明,区域构造和热史演化是古压力的主要控制因素。将古压力演化划分为3个发育阶段：油气藏形成初期的超压系统阶段、形成高峰期的正常压力系统阶段和萎缩期的低压系统阶段。     

生物中碳氢化合物的结晶(英文)

生物和矿物体系的结构、功能和演化的比较分析与生物有机体中生命矿物的功能令人对生物世界矿物根的存在产生了怀疑。文章提出,应在非生物成因有序碳氢分子体系（硬沥青）中寻找前生物信息结构、基因之祖和原生有机体。前生物有机体的理想模型是纤维状黄绿蛭石,它是按照ＶＬＳ机制在伟晶岩的孔洞中结晶出来的,其形态、结构和成分与生物有机体十分相似。生命世界不是矿物世界转化的产物。生命世界和矿物世界都有共同的来源———非紧密离子分子体系,在该体系中,它们相互和谐作用,以不同的结晶机理发生和发展。生命作为统一的整体,作为复杂碳氢体系结晶作用的完整结果产生和演化,而不是偶然事件巧合或不同成因组分结合的结果。矿物和生物有机体的演化受控于共同的个体发生律。根据纤维状黄绿蛭石晶体的研究而提出的晶质原生有机体模型,消除了在创立统一的自然发生论概念（结构组织、大分子集合、继承机理、手性选择等等）方面的主要分歧和障碍。这就使把解决生命起源问题带入实验模拟层次成为现实     

川中须家河组流体包裹体与天然气成藏机理

基于本区构造演化、生烃条件和储集条件及其时空配置的综合分析,根据烃类包裹体形成时间分布的广泛性和离散性,认为须家河组油气充注和聚集成藏是一个持续的过程,主要从晚侏罗世开始持续到古近纪末.天然气成藏时期不是表现为某一或某几个时刻或时期,须家河组煤系烃源岩具有连续生烃、持续充注的特点.根据川中地区的沉积埋藏史,将须家河组的成藏过程分为早期深埋阶段和晚期抬升阶段.深埋阶段(晚侏罗世-晚白垩世)也是成岩圈闭的形成阶段和大量生烃阶段,油气呈层状蒸发式运移,形成"泛气田"(圈闭内气饱和度较低,致密砂岩介质中有一定的分散滞留气,大面积连片砂体普遍含气).构造抬升阶段(白垩纪末-古近纪末)产生断裂和裂缝,烃源岩中的气进一步释放,分流汇聚于孔渗性好的砂体中,形成大面积的"孤立气藏"(圈闭内气饱和度较高,致密砂岩介质滞留分散气较少).须家河组连片砂体与煤系烃源岩互层,生储盖配置得当,天然气成藏是一个持续充注的过程.大范围烃源层和储集层层状间互展布,产状平缓,油气以短距离垂向运移为主,是形成大面积低丰度大气区的主要原因.