微生物降解石油烃的研究.doc

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1、微生物降解石油炷的研究由于在石油的开采、储存、运输、加工和石化产品生产等过程中的漏油、突发性泄油事故以及含油废水的不合理排放等,致使大量的石油姪进入地卜•水系统。石油姪中含有烷姪、环烷姪和芳香姪等多种有毒物质，已成为地卜•水有机污染中最普遍的污染物，其中的苯、蔡、恿及它们的衍生物等均为具有致癌、致畸和致突变潜在性的化学物质，直接危害着人类健康⑴。随着人们对环境问题的口益关注,石油姪类的微生物降解研究工作也不断得以深入。近十年來这一领域又有许多研究和相关报道，本文对相关工作进行了综述。1微生物对石油炷的降解作用生物种群对右油姪的降解作用是右油姪和英他姪类污染物从环境屮消除的基本途径之一。地下

2、环境屮右油姪的生物降解实质上是在微生物参丁下的氧化述原反应。坯(电子供体)给岀电子;电子受体(如O?和NOJ等)被述原，接受电子。在地下水系统中，能作为电子受体的有:溶解氧(02)、硝酸盐(NO.)、Fe(III)(如Fe3+、Fe(OH)3)等)、硫酸盐(SO&)和二氧化碳(CO?)。好氧菌仅利用氧作为电子受体，而厌氧菌则可利用NOJ、Fe(III)、S0『•和CO2作为电子受体。八-

3、•年代初至今，世界各地的科研人员，特别是在美国和加拿大，开展了大量冇关利用生物降解作用去除地下水系统屮的冇机污染物的研究。最初，研究的重点是好氧条件下的生物降解。实验室和野外的实验都证明好氧条件下，微生物

4、可以降解石油坯。好氧生物降解的主要优点是产能高，石油坯降解速度快。但是，因为氧在水屮的溶解度低，溶解在水屮的氧很快被冇机物消耗，地下水系统屮的污染区多处丁•厌氧状态。如果利用好氧生物降解去除冇机污染的话，维持地下水环境的好氧状态难度大、费用高。使用过氧化氢又对微生物有毒，而且会导致无机组分的沉淀，使地层渗透性降低。因而，近年来的研究重点已转向厌氧条件下石油坯的生物降解性及降解速率的研究。反硝化条件下石油怪的降解最受关注，这主要包括两方面的原因，一是厌氧条件下反硝化作用与其它作用相比，产能最高；反硝化菌为兼性厌氧菌，在氧被消耗完后最易生长。虽然铁述原作用产生的能量也比较多，但是由于三价铁多以

5、难溶的化合物形式存在，反应不易进行。硫酸盐述原与产甲烷作用不但产能低，而冃只冇在强述原条件下才能进行。将NCh「作为。2的替代电子受体时，硝酸盐具冇价格低，溶解度大的优点，经济可行。二是反硝化条件下苯是否被降解仍是一个有争议的问题。由于苯溶解度高，且是有充足流行病证据的人类致癌物，所以苯是否能被降解成为生物恢复技术成功与否的关键。2用于生物降解的微生物口前应用于生物降解的微生物基木上分为三大类:土著微生物、外来微生物和基因工程菌。2.1土著微生物它是非外来引进在当地生存的微生物。在包气带和含水层屮，存在着各种各样的土著微生物。近年来的研究表明，地下很大深度内存在各种活跃的微牛物种群，500

6、〜600米深处都有微牛物存在。微牛物主要是细菌，也有一些真菌和原牛动物。大多数已发现的微生物是好氧微生物，也发现了一些厌氧菌。Smith(1988)在一污染的砂砾石含水层屮观察到有细菌参与反硝化作用。Kao(1997)分析了几个污染和未污染场地沉积物屮反硝化菌的MPN(最可能数量)，结果表明未污染场地屮反硝化菌为28〜720x104个/克土，污染场地中反硝化菌为150~280xl04个/克土。Chapelle等(1987)在取自马里兰海岸平原地下20〜180米的沉积物屮发现了产甲烷菌和硫酸盐述原菌。许多地下的微生物可以降解许多天然的或人工合成的有机物。Zobell(1946)发现100种微

7、生物可以降解某些类型的坯。Litchfiel和Clark(1973)分析了美国12个被坯污染的含水层地下水样，发现所有样品屮可将坯作为碳源和能源的细菌含量大于1.0x106个/毫升。Ehrlich(1985)发现一喷气机燃料污染的含水层中硫酸盐还原菌和产甲烷菌数量高。Ridgeway(1990)在一被无铅汽油污染的浅层海岸带含水层屮发现了309种可降解汽油的细菌。研究表明,无论在淡水述是咸水屮，无论在土壤述是地下水屮，都存在可降解坯的微生物。在实际的生物降解中大部分是应用土著微生物。其原因是，第一，它们具有巨大的降解石油坯的潜力;第二，它们具有多样性的特点，可降解多种石油坯;第三，它们适应

8、当地环境,繁殖能力强。它们的缺点是活性较低，降解速率较慢。2.2外来微生物它们是非当地生长的经专门筛选培养的微生物。它们的特点是代谢能力强，降解速率高,适于降解专一的石油坯。它们的缺点是，第一，外来微生物接种到污染场地时，往往受到土著微生物的竞争，只有大量接种才能形成优势菌;第二,只能降解专一的石油坯。2.3基因工程菌它们是采用细胞融合技术等遗传工程手段，将多种降解基因转入同一种微生物屮,使之获得广谱降解能力的微生物。口