一、石油污染物性質(zhì)

　　1、石油污染物的組成及濃度

　　相同條件下，微生物對不同種類石油烴的降解能力是不同的。微生物能夠降解石油中的飽和烴和輕質(zhì)芳香烴，而難以降解相對分子質(zhì)量較高的重質(zhì)芳香烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。微生物降解各類石油烴能力的相對強(qiáng)弱為直鏈烷烴>支鏈烷烴>低分子量的烷基芳烴>單環(huán)芳烴>環(huán)烷烴>多環(huán)芳烴>膠質(zhì)>瀝青質(zhì)。通常，原油經(jīng)微生物降解后飽和烴和芳香烴含量均下降，而瀝青質(zhì)和非烴化合物則顯著增加。Chaineau等用微生物處理被石油烴污染的土壤，270 d后發(fā)現(xiàn)75%的原油被降解，飽和烴中的正構(gòu)烷烴和支鏈烷烴幾乎全部被降解，22%的環(huán)烷烴未被降解，芳香烴有71%被同化，瀝青質(zhì)則完全保留了下來。

　　石油污染物的濃度對生物修復(fù)效果有著很大的影響。于彩虹等研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)原油濃度為0.5~5 g/L時(shí)，假單胞菌(PseudomonasSYBS01)的原油降解率先從86.82%升至98.14%,然后又降至74.67%。當(dāng)石油污染物的濃度過高時(shí)，其生物毒性通常較強(qiáng)，不僅抑制微生物的生長代謝，也限制氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的傳遞。當(dāng)石油污染物的濃度過低時(shí)，有效碳源的缺乏則限制石油降解微生物的生長代謝。

　　2、石油污染物的生物可接觸性

　　生物可接觸性是指微生物通過物理化學(xué)途徑可以接觸的物質(zhì)的量，提高生物可接觸性是提高生物修復(fù)效率的有效途徑。如Varjani等[30]研究表明，由于生物可接觸性不同，同種微生物對不同污染物中的同種組分表現(xiàn)出不同的降解性能，且生物可接觸性越好，降解性能越強(qiáng)。有研究表明，添加表面活性劑可以提高石油污染物的生物可接觸性，表面活性劑由于經(jīng)濟(jì)、綠色、無二次污染近年來被廣泛研究。表面活性劑是集親水基和親油基于一體的次級微生物代謝產(chǎn)物，可顯著提高石油污染物的生物降解性能：1)表面活性劑和微生物細(xì)胞發(fā)生作用，增加了細(xì)胞表面的疏水性，從而使微生物細(xì)胞可以更容易地結(jié)合疏水性有機(jī)物;2)表面活性劑可降低界面張力，增大有機(jī)污染物的溶解度，促進(jìn)其更好地流動(dòng)，進(jìn)而增大與微生物的接觸面積，提高生物可利用性。

　　3、土壤土著微生物的群落結(jié)構(gòu)

　　微生物是石油污染物去除的主要功能者，土壤中微生物的數(shù)量、種類及群落結(jié)構(gòu)對石油污染物的生物降解效果有著重要影響。石油污染物的組成極其復(fù)雜，而一種微生物往往僅能對某種組分具有較強(qiáng)的降解能力;對于石油污染物中的單一組分，其生物降解也通常需要多重酶和多重微生物共同參與。因此，石油污染物的降解需要多種微生物(酶)的共同參與。石油污染物的降解和轉(zhuǎn)化也會對土壤環(huán)境中微生物的數(shù)量、種類及群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生馴化作用。
　　二、土壤的環(huán)境條件

　　1、 pH

　　土壤pH對微生物的生長代謝影響很大，其通過改變細(xì)胞的電荷，影響細(xì)胞質(zhì)膜的通透性、穩(wěn)定性及代謝中酶的活性，進(jìn)而影響微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收及石油組分的降解率。pH的變化會改變土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的可利用性：當(dāng)pH為微堿性時(shí)，有利于硝化作用及氮的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化;當(dāng)pH為6.0~8.0時(shí)，磷的可利用性較高。每種微生物都有適宜的pH,當(dāng)土壤中的pH不適宜時(shí)，微生物的生長代謝會受到較為嚴(yán)重的影響。通常石油降解微生物在近中性或微堿性環(huán)境中具有較高的降解活性。盡管土壤pH通常為中性或微堿性，但微生物在降解過程中會產(chǎn)生有機(jī)酸并不斷在沉積物中累積，從而導(dǎo)致pH逐漸降低。因此，在土壤修復(fù)過程中，可添加一些酸堿緩沖液以調(diào)整土壤pH。

　　2、溫度

　　溫度對石油污染土壤生物修復(fù)效果的影響主要表現(xiàn)在：溫度對石油污染物的理化性質(zhì)、組分和生物可利用性有重要影響;溫度對微生物的生長代謝及群落結(jié)構(gòu)有較為顯著的影響。溫度較低時(shí)，石油污染物的黏度較大，短鏈有毒石油烴的揮發(fā)速度較慢，微生物的活性較低。一般情況下，土壤中微生物好氧降解溫度為30~40 ℃。

　　3、鹽度

　　鹽度對微生物的數(shù)量和活性有較大影響，通常情況下，鹽度越高，微生物的數(shù)量和活性越低，石油污染物的生物降解率越差。然而，有研究證明，大量耐鹽、嗜鹽的石油降解微生物已被應(yīng)用到石油污染土壤修復(fù)中，在高鹽度下也能獲得較好的石油污染生物修復(fù)效果。

　　4、氧氣

　　微生物對石油中不同組分的降解過程雖有不同，但均以加氧反應(yīng)作為降解的起始反應(yīng)步驟，石油的降解過程中需要大量的氧氣作為電子受體。在石油污染土壤修復(fù)中，許多失敗案例均歸因于土壤中氧氣的不足。盡管厭氧微生物可以利用等作為電子受體，但石油降解速率往往較低，且條件苛刻，僅在氧氣傳質(zhì)不足的土壤及其下層沉積物環(huán)境中具有一定潛力。由此可見，氧氣對石油的生物降解起著至關(guān)重要的作用。在表層土壤中，氧氣供給不足不是限制因素，但在下層土壤中，氧氣的供給不足被認(rèn)為是生物修復(fù)的限制因素。

　　5、氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)

　　微生物的生長代謝需要碳、氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的共同參與。在石油污染土壤中，碳濃度通常較高，而氮、磷營養(yǎng)則相對匱乏。當(dāng)碳源充足時(shí)，氮、磷等營養(yǎng)物濃度是影響石油污染物高效降解的關(guān)鍵因素。補(bǔ)充適宜、適量的營養(yǎng)物質(zhì)可有效提高石油污染物的生物降解，但應(yīng)注意營養(yǎng)物質(zhì)的類型、濃度和比例，以避免對生物修復(fù)效果及生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。此外，還應(yīng)保持土壤孔隙水中的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)濃度不被降水沖釋。

　　6、含水率

　　微生物的生長代謝需要水的參與。當(dāng)土壤含水率過低時(shí)，微生物得不到充足的水分供應(yīng)，細(xì)胞活性受到抑制，代謝速率降低;當(dāng)土壤含水率過高時(shí)，有效毛細(xì)孔隙被水充滿，使空氣通透性變差，妨礙氧氣的供應(yīng)。對于干旱地區(qū)的石油污染土壤，可采取間斷性的噴淋等手段增加土壤含水率，提高微生物的降解率。

　　7、土壤質(zhì)地

　　土壤質(zhì)地對石油污染物在土壤和孔隙水中的遷移、轉(zhuǎn)化及微生物的生長有著重要影響。石油污染物在粗質(zhì)土壤中較易向深層土壤遷移，導(dǎo)致石油污染物在土壤環(huán)境中長期殘留，因而土壤粒徑越大，對石油污染越敏感。