在油田开发的过程中，油井泄漏、原油管线泄漏、储油罐泄漏、海洋溢油等会造成石油类物质落于土壤之上，从而造成一定程度的土壤石油污染问题。石油是含有数千种化合物的复杂混合物，包括芳香烃、饱和烷烃、非烃化合物和沥青等成分[1-3]。石油烃是常见的具有较高疏水性与持久性的有机污染物，其在土壤上大量富集，会对土壤物理、化学、生物等功能产生持续的负面影响，并对整个生态系统的微生物、植物以及动物造成不同程度的侵害[4-5]。因此，开发有利于环境修复的方法，去除或减少土壤中的石油污染物非常迫切。目前，微生物修复技术因其修复成本低、环境风险小、适应能力强，被认为是最有前途的修复技术之一。但是，由于微生物群体微小、抗逆性较低、活性不够稳定，如果土壤中存在营养物质匮乏的情况，微生物在石油污染土壤中非常容易失活，从而对土壤中石油污染物的降解效率和降解速度产生强烈影响[6]。有学者通过添加无机和有机外源刺激物强化石油污染土壤微生物修复，取得了显著的效果。
1. 无机刺激物对修复效果的影响
无机刺激物主要以N、P化合物为主，合适的添加量和添加比例不仅促进微生物繁殖生长，还能加速微生物对石油等有机污染物的吸收降解。在一定的营养物质和污染物范围内，污染物的降解效果随着外源无机营养物质浓度的增加而呈现增加趋势[7]。夏文香等研究表明，微生物降解石油污染物处理中，当N：P 为5：1和10：1时，石油降解菌和异养菌的总数分别达到最高值。另外，在萘和蒽的微生物降解过程当中，当N：P 为5：1 时的降解速率分别是N：P 为1:1和10：1时的2.9倍和1.3倍，可见，合适的营养添加比例，对微生物降解石油污染物的降解速率有显著提升作用[8]。另有学者研究显示，未添加无机盐的微生物修复石油污染土壤，降解效率为34%，采用N和P等无机盐刺激微生物修复石油污染土壤，降解效率较对照提高了26%，并且无机盐刺激组的微生物数量和微生物活性均显著提升[9]。采用K2HPO4和NH4NO3刺激微生物修复石油污染土壤，当土壤中C:N:P为100:10:1时，对石油烃的降解率为44%，测定土壤中微生物生物量发现，微生物生物量达到最高，比对照高出40%左右[10]。张云波等考察了不同无机营养源对高效耐高温石油降解混合菌的降解效果发现，无机氮源优于有机氮源，铵态氮源优于硝态氮源，以NH4Cl和KH2PO4作为氮磷源，当N:P为5：1时，对降解菌的降解促进作用最为明显[11]。Kalantary等[12]分析了不同元素化合物对微生物降解石油烃的影响，结果显示，不同元素对石油降解率的影响大小依次为：N>K>P>Cl>Na>Mg，其中含N化合物对微生物修复石油污染土壤的降解率影响效果局第一位。
2. 有机刺激物对修复效果的影响
有机刺激物主要包括氨基酸复合肥、腐殖质、植物根系分泌物、有机废物、表面活性剂等。吴仁人等研究了氨基酸对降解菌GS3C降解石油污染物的降解性能，结果显示氨基酸对降解作用有显著的促进作用，其中脯氨酸、谷氨酸、缬氨酸、亮氨酸及赖氨酸等5种氨基酸的混合物对石油降解菌的代谢促进作用达到最高，脯氨酸和赖氨酸是起到关键作用的最为重要的两种氨基酸[13]。鼠李糖脂也是促进微生物降解石油污染物的有效物质，有研究者向污染土壤分别施用鼠李糖脂和十二烷基硫酸钠，结果显示，二者引起微生物降解石油污染物的降解率分别达到86.1%和68.1%，究其原因，鼠李糖脂对土壤中苯并芴、氟蒽和苯并蒽等三种多环芳烃起到了分解去除作用，而十二烷基磺酸钠仅仅是对原油起到了乳化作用[14]。植物根系分泌物也是促进石油污染物降解的关键物质，有研究在微生物降解石油污染体系中添加了燕麦的根系分泌物，结果显示，添加根系分泌物的土壤中≥75%的污染物在10天内得到降解，相比于未添加根系分泌物的处理而言，降解周期提高了5天[15]。花莉等[16]研究表明，鼠李糖脂和吐温80刺激微生物修复石油污染土壤，污染物的降解效率分别为45.32%和46.11，显著高于未添加有机刺激剂的土壤（22.68%）。众多研究显示，不同有机刺激物对石油污染物的刺激作用存在不同，选择时应因地制宜，多方比较分析。
3. 修复机理分析
有学者研究发现土壤中营养物质含量过低，微生物体内酶的合成效率也会降低，代谢系统功能减弱[17]。王冬梅等研究显示，鼠李糖脂的添加使菌剂中细菌、放线菌和霉菌的最大生物量分别提高了5.7、2.4 和1.8倍，鼠李糖脂对微生物细胞疏水性和生物量的提高与石油降解效果正相关[18]。因此，外源刺激物对微生物修复效果的强化机理主要是由于外源刺激物会提高微生物生物量，增强土壤酶活性，加快微生物对石油污染物的消化分解，增强其对石油污染土壤的修复能力。另外，外源刺激物的添加，还在一定程度上促进了土壤植物的生长，增加了根系分泌物的数量，从而对微生物活性起到积极的作用，简介提升了污染物的降解效率。
4. 小结
相比于无刺激的修复，有机和无机等外源刺激物的添加可在不同程度上增加微生物种群数量，提高其对污染物的降解效果，因此，外源刺激是强化含油污染土壤修复效应的有效手段。但是单一的外源刺激会存在不同缺陷，对微生物降解活性的提高作用有限，因此应因地制宜，选取不同的外源组合，最大化的促进微生物的降解能力，从而达到最大的修复效果。
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