為了深入認識石油烴的厭氧降解過程，利用分子生物學技術分析了大慶油田采油廢水處理系統(tǒng)厭氧池和進水中的微生物群落特征。基于DGGE和克隆文庫的分析結果均表明，厭氧生物膜中存在的古菌源自于采油廢水。厭氧生物膜和采油廢水中的古菌主要是產甲烷菌，包括嗜甲基的Methanomethylovorans thermophila和利用氫和甲酸的Methanolinea tarda。值得注意的是，氫營養(yǎng)型的M. tarda在厭氧生物膜中得到了富集。進水和厭氧生物膜中的細菌群落結構明顯不同。進水中的主要細菌類群為Epsilonproteobacteria，而生物膜中的主要類群為Nitrospira 和 Deltaproteobacteria。在厭氧生物膜中發(fā)現(xiàn)許多與產甲烷古菌（尤其是氫營養(yǎng)型產甲烷菌）協(xié)同降解石油烴類物質的細菌相關克隆：其中一個克隆與Syntrophus具有較高的同源性，該類菌是產甲烷菌介導的厭氧烴降解微生物區(qū)系中的關鍵細菌；許多Deltaproteobacteria克隆屬于group TA類群，該類群細菌主要參與芳香族化合物產甲烷菌介導的厭氧降解過程。這些結果表明，在大慶油田采油廢水厭氧處理系統(tǒng)中已經建立起由產甲烷菌所介導的厭氧石油烴降解的微生物區(qū)系。
采油廢水是石油天然氣開發(fā)過程中從地層中隨原油一起開采出來的。含有原油的廢水。采油廢水主要成分是石油烴類物質，而且還溶入了許多隨原油在地層中生成而形成的無機鹽類。腐殖酸類。不同碳鏈的有機酸。多環(huán)芳烴。酚類和苯類物質。在油田，采油廢水有時被直接回注到地層中或者排放到河流和地表。這對地層造成各種各樣的損害。同時，由于石油烴類的毒性。致畸性和致癌性，排放到河流和地表未處理采油廢水已成為一個非常重要的環(huán)境問題。因此，采油廢水在進入環(huán)境前必須進行正確的處理。生物處理是一種經濟有效的污水處理方法，已經成功地應用到采油廢水的處理。國內現(xiàn)有采油廢水處理工藝通常是物化處理后串聯(lián)生物處理。一般來說，生物處理是保證廢水最終達標排放的關鍵步驟，利用微生物的代謝作用，可以把廢水中的石油成分和其他有機化合物降解去除。石油烴既能在好氧也可以在厭氧條件下被微生物降解。關于石油烴類的好氧生物降解已進行了廣泛深入的研究。20世紀，80年代末發(fā)現(xiàn)石油烴的厭氧生物降解以來，研究發(fā)現(xiàn)，石油烴類物質能夠通過多種途徑在厭氧條件下被微生物分解利用，包括硫酸鹽還原。硝酸鹽還原甚至是產甲烷。
但總的來說，相對于烴的好氧降解，目前對于石油烴的厭氧生物降解過程仍知之甚少，尤其是對于實際的含油污水處理系統(tǒng)中的石油烴厭氧降解過程。大慶油田的采油廢水處理系統(tǒng)由串聯(lián)了厭氧K好氧單元構成，已經穩(wěn)定運行多年，對總石油烴（TPH）。COP和多環(huán)芳烴(PHA)等都有很好的去除效果。該系統(tǒng)的厭氧處理單元也具有一定的石油烴類物質的去除能力。為了深入理解該系統(tǒng)的石油烴厭氧生物降解過程，本研究利用分子生物學手段對大慶油田的采油廢水以及采油廢水處理系統(tǒng)厭氧池中的古菌及細菌的群落進行了詳細的解析。
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