海洋石油污染及其生物修復(fù)技術(shù)的對(duì)比研究

趙志紅　高興政

摘 要：主要從生態(tài)上和經(jīng)濟(jì)上論述了海洋石油污染的危害，并闡釋說明石油泄漏引起巨大危害的原因，隨后對(duì)污染后海洋中石油的轉(zhuǎn)化進(jìn)行了分析，提出生物修復(fù)是現(xiàn)今海洋污染治理的潮流，并對(duì)相關(guān)學(xué)者的研究進(jìn)行對(duì)比，提出生物修復(fù)研究的意義所在。

關(guān)鍵詞：海洋石油污染;石油降解菌;生物修復(fù);表面活性劑

科技發(fā)展的日新月異，在給我們帶來便利的同時(shí)也給我們帶來了不可避免的污染，從工業(yè)革命初始到現(xiàn)如今，石油一直是人類能源的支柱，然而頻繁的海上石油交易難免出現(xiàn)不可避免的意外，從2010年4月的美國(guó)墨西哥灣漏油事件到同年7月的大連灣漏油事件，海上石油泄露已經(jīng)成為越來越棘手的處理難題。面對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的落后，物理法、化學(xué)法治標(biāo)不治本，甚至可能引起二次污染的弊端，綠色環(huán)保的生物修復(fù)技術(shù)逐漸成為研究熱點(diǎn)，被越來越多的學(xué)者看好。因此，對(duì)海洋石油污染中生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用具有重要的研究意義，也是現(xiàn)代發(fā)展趨勢(shì)的必然。

1 海洋石油污染的研究

1.1 海洋石油污染的危害

海洋石油污染引起的危害是多方面的，而且具有牽連效應(yīng)。首先造成的就是海洋環(huán)境的破壞，一旦泄露的石油進(jìn)入大海，海洋自身的生態(tài)平衡就難以維持。據(jù)聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)，每年由于石油泄漏事件或其他原因引起的流入海洋的石油有2200萬(wàn)噸之多，這不僅造成資源上的浪費(fèi)，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了海洋的水體自凈能力，其對(duì)環(huán)境的破壞更是不可估量的。

1.2 引起石油污染的原因

石油泄漏事件盡管并不多見，但一旦發(fā)生就是慘重的悲劇。頻繁的海上石油交易是引起海洋石油污染的根源，除此之外，石油本身的特性也導(dǎo)致了海洋污染治理的困難。石油是疏水性物質(zhì)，一旦進(jìn)入海洋就會(huì)在海洋表面形成油膜，極難消除。有時(shí)即使是小型的石油泄漏事件，在海洋自身的運(yùn)作下，可以將少量石油拍打乳化，但乳化后的石油并不能長(zhǎng)久維持這個(gè)狀態(tài)，如果短時(shí)間內(nèi)不能消除，油膜便會(huì)再次形成，造成持續(xù)污染。

1.3 進(jìn)入海洋中石油的轉(zhuǎn)化與歸宿

研究表明，排入海洋中的石油主要有三種存在狀態(tài)：乳化溶解狀石油、焦油團(tuán)塊和石油薄膜。當(dāng)石油進(jìn)入大海后，首先在海面形成一個(gè)油層，然后一部分會(huì)蒸發(fā)到大氣中，在大氣中光解，或者隨降水降落到地面;極少的一部分會(huì)溶解于海水中，但大部分會(huì)分散于海水中，被化學(xué)分解或者生物降解參與海洋中的碳循環(huán);還有少量會(huì)被海洋生物誤食進(jìn)入體內(nèi)，隨動(dòng)植物遺體沉積在海洋深處。但相比于大量的石油泄漏，海洋自身運(yùn)作清理掉的石油微不足道，最終污染的治理還需要人類加以干預(yù)。

2 石油降解菌的生物降解研究

2.1 高效修復(fù)菌株的篩選

我們把從膠州灣水體中篩選出的12株石油降解菌進(jìn)行分離純化，然后進(jìn)行了排油圈直徑和表面張力的測(cè)定，后又進(jìn)行了培養(yǎng)條件的優(yōu)化，具體的研究技術(shù)路線見下圖1。

根據(jù)表1的流程，我們篩選出高效產(chǎn)表面活性劑的菌株為一株被命名為Paracoccus marcusii.MJ9的菌株，它的排油圈直徑可以達(dá)到4.3cm，乳化值為92.9%。

2.2 石油降解菌的作用機(jī)理

研究表明，石油降解菌中所含活性物質(zhì)即為表面活性劑。所謂表面活性劑就是一端為親水基團(tuán)，可以與水分子相接觸，一端為親油基團(tuán)，可以與油性的烴鏈相接觸。微生物在與石油相接觸時(shí)，其攝取石油的機(jī)理主要有三種：大油滴接觸、微滴接觸和單一擴(kuò)散接觸。石油降解菌作用于被石油污染的海洋時(shí)，首先要分泌其自身所產(chǎn)的活性物質(zhì)，該種活性物質(zhì)即為表面活性劑，它能作用于被污染的海水中，增加海水中油的乳化速度，繼而加快其被分解的速度。楊超的研究表明，鏈越長(zhǎng)的石油烷烴，其在分解過程中被分解的難度就越大。

2.3 現(xiàn)代生物修復(fù)技術(shù)研究對(duì)比

隨著研究的不斷深入，生物修復(fù)海洋污染不斷取得新進(jìn)展。何麗媛等人研究了不同固定化載體對(duì)石油降解菌除油效果的影響，其研究表明不同載體可以產(chǎn)生不同的作用效果，在蒙脫石、玉米秸稈和稻草秸稈等的選擇中，最佳的載體是稻草秸稈。呂榮湖等人用包埋法處理含油廢水，其創(chuàng)新處在于選用了新式的聚乙烯醇—海藻酸鈉作為載體材料，大大提高了乳化油的去除率。Muthukamalam等人發(fā)現(xiàn)了科瑞尼細(xì)菌和非尼桿菌等的優(yōu)良除油特性，其雙氧酶活性較其他菌種具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其氫氧化物也表現(xiàn)出優(yōu)越的石油降解能力。李艷艷等人的研究表明海水中鹽的濃度會(huì)影響菌株的石油降解能力，其中尤以鼠李糖脂最為明顯，并且高鹽水體可以在一定程度上促進(jìn)水體中石油降解菌的繁殖。

3 結(jié)語(yǔ)

石油污染事件層出不窮，在避免危機(jī)發(fā)生的同時(shí)，我們同樣要做好應(yīng)對(duì)措施，才能在危機(jī)到來的時(shí)候臨危不亂。石油降解菌在降解石油中表現(xiàn)出的綠色無污染等優(yōu)勢(shì)使其極具研究意義，其分泌的活性物質(zhì)能否進(jìn)入工業(yè)大批量生產(chǎn)，在人工作用下提高除油效率將是未來研究的一大趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹陽(yáng).海上油污損害的救濟(jì)途徑研究[D].大連：大連海事大學(xué)，2014.