趙志紅 高興政
摘 要:主要從生態(tài)上和經(jīng)濟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,隨后對污染后海洋中石油的轉(zhuǎn)化進行了分析,提出生物修復(fù)是現(xiàn)今海洋污染治理的潮流,并對相關(guān)學(xué)者的研究進行對比,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,被越來越多的學(xué)者看好。因此,對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,一旦泄露的石油進入大海,海洋自身的生態(tài)平衡就難以維持。據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計,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2200萬噸之多,這不僅造成資源上的浪費,也遠遠超過了海洋的水體自凈能力,其對環(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),一旦進入海洋就會在海洋表面形成油膜,極難消除。有時即使是小型的石油泄漏事件,在海洋自身的運作下,可以將少量石油拍打乳化,但乳化后的石油并不能長久維持這個狀態(tài),如果短時間內(nèi)不能消除,油膜便會再次形成,造成持續(xù)污染。
1.3 進入海洋中石油的轉(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、焦油團塊和石油薄膜。當(dāng)石油進入大海后,首先在海面形成一個油層,然后一部分會蒸發(fā)到大氣中,在大氣中光解,或者隨降水降落到地面;極少的一部分會溶解于海水中,但大部分會分散于海水中,被化學(xué)分解或者生物降解參與海洋中的碳循環(huán);還有少量會被海洋生物誤食進入體內(nèi),隨動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株石油降解菌進行分離純化,然后進行了排油圈直徑和表面張力的測定,后又進行了培養(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到4.3cm,乳化值為92.9%。
2.2 石油降解菌的作用機理
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,可以與水分子相接觸,一端為親油基團,可以與油性的烴鏈相接觸。微生物在與石油相接觸時,其攝取石油的機理主要有三種:大油滴接觸、微滴接觸和單一擴散接觸。石油降解菌作用于被石油污染的海洋時,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展。何麗媛等人研究了不同固定化載體對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,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水體中石油降解菌的繁殖。
3 結(jié)語
石油污染事件層出不窮,在避免危機發(fā)生的同時,我們同樣要做好應(yīng)對措施,才能在危機到來的時候臨危不亂。石油降解菌在降解石油中表現(xiàn)出的綠色無污染等優(yōu)勢使其極具研究意義,其分泌的活性物質(zhì)能否進入工業(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。
參考文獻:
[1]曹陽.海上油污損害的救濟途徑研究[D].大連:大連海事大學(xué),2014.