微生物降解在水體石油污染中的應(yīng)用摘要：石油污染已成為海洋環(huán)境的主要污染,對海洋及近岸生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。微生物降解是去除海洋石油污染的主要途徑。以下內(nèi)容主要講石油污染,石油污染治理方法，微生物降解，降解微生物的種類、生物降解機(jī)理。微生物降解在水體石油污染中的應(yīng)用據(jù)報(bào)道，每年全世界原油進(jìn)人環(huán)境有8×106t，中國有6xl05t，對土壤、地下水、地表水和海洋產(chǎn)生了嚴(yán)重污染。因此，石油工業(yè)發(fā)展所帶來的環(huán)境問題日益受到重視針對大面積污染的水體、土壤，專家們提出了物理、化學(xué)和生物治理技術(shù)，其中微生物治理技術(shù)以其操作簡單、費(fèi)用低廉、場地適應(yīng)強(qiáng)等特點(diǎn)備受關(guān)注，本文將從石油污染、石油污染的治理方法﹑微生物降解等方面作論述。1石油污染石油污染是指石油開采、運(yùn)輸、裝卸、加工和使用過程中，由于泄漏和排放石油引起的污染，主要發(fā)生在海洋。石油漂浮在海面上，迅速擴(kuò)散形成油膜，可通過擴(kuò)散、蒸發(fā)、溶解、乳化、光降解以及生物降解和吸收等進(jìn)行遷移、轉(zhuǎn)化。油類可沾附在魚鰓上，使魚窒息，抑制水鳥產(chǎn)卵和孵化，破壞其羽毛的不透水性，降低水產(chǎn)品質(zhì)量。油膜形成可阻礙水體的復(fù)氧作用，影響海洋浮游生物生長，破壞海洋生態(tài)平衡，此外還可破壞海濱風(fēng)景，影響海濱美學(xué)價值。石油污染防治，除控制污染源，防止意外事故發(fā)生外，可通過圍油欄、吸收材料、消油劑等進(jìn)行處理關(guān)鍵詞：石油污染微生物降解引言

石油工業(yè)的飛速發(fā)展，為人類文明和社會進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)。然而，在石油的開采、運(yùn)輸、儲藏、加工過程由于意外事故或管理不當(dāng)?shù)仍蚴瓜喈?dāng)量的石油進(jìn)人類環(huán)境給人類生存帶來極大的危害。

海洋石油污染絕大部分來自人類活動，其中以船舶運(yùn)輸、海上油氣開采，以及沿岸工業(yè)排污為主，由于石油產(chǎn)地與消費(fèi)地分布不均，因此，世界年產(chǎn)石油的一半以上是通過油船在海上運(yùn)輸?shù)模@就給占地球表面71%的海洋帶來了油污染的威脅，特別是油輪相撞、海洋油田泄漏等突發(fā)性石油污染，更是給人類造成難以估量的損失。多達(dá)幾十萬噸的溢油，一旦進(jìn)入海洋將形成大片油膜，這層油膜將大氣與海水隔開，減弱了海面的風(fēng)浪，妨礙空氣中的氧溶解到海水中，使水中的氧減少，同時有相當(dāng)部分的原油，將被海洋微生物消化分解成無機(jī)物，或者由海水中的氧進(jìn)行氧化分解，這樣，海水中的氧被大量消耗，使魚類和其它生物難以生存。

1991年的海灣戰(zhàn)爭造成的輸油管溢油，使200多萬只海鷗喪生，許多魚類和其它動植物也在劫難逃，一些珍貴的魚種已經(jīng)滅絕，美麗豐饒的波斯灣變成了一片死海，海洋石油污染對海洋生態(tài)系統(tǒng)的破壞是難以挽回的。2水體石油污染治理方法（1）海洋、江河、湖泊水體治理對海洋、江河、湖泊石油污染治理，目前僅限于化學(xué)破乳、氧化處理方法進(jìn)行分解處理和機(jī)械物理的方法進(jìn)行凈化吸附。防止油水合二為一的唯一選擇是噴灑清除劑，因?yàn)橹挥谢瘜W(xué)藥劑才能使原油加速分解，形成能消散于水中的微小球狀物。清除水面石油污染還有一些物理方法，如用抽吸機(jī)吸油，用水柵和撤沫器刮油，用油纜阻擋石油擴(kuò)散。（2）而對收集上來的污水以及石油工廠排出來的石油污水采用生物處理法。生物處理法也稱生化處理法。生物處理法是處理廢水中應(yīng)用最久、最廣和相當(dāng)有效的一種方法。它是利用自然界存在的各種微生物，將廢水中有機(jī)物進(jìn)行降解，達(dá)到廢水凈化的目的。3.1微生物降解的定義微生物降解是指微生物把有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為簡單無機(jī)物的現(xiàn)象。自然界中各種生物的排泄物及死體經(jīng)微生物的分解作用轉(zhuǎn)化為簡單無機(jī)物,微生物還可降解人工合成有機(jī)化合物。而在石油降解中，微生物首先通過自身的代謝產(chǎn)生分解酶，裂解重質(zhì)的烴類和原油，降低石油的黏度，另外在其生長繁殖過程中，能產(chǎn)生諸如溶劑、酶類、氣體、表面活性劑和生物聚合物等有效化合物利于驅(qū)油，然后由其他的微生物進(jìn)一步的氧化分解成為小分子從而達(dá)到降解的目的。3.2微生物降解的機(jī)理由資料顯示，美國亞持蘭大大學(xué)發(fā)現(xiàn)某些酵母菌株天然存在于被石油污染的水中，其數(shù)量隨油污染范圍的擴(kuò)大而增多，這表明它們是靠“吃”石油而繁殖的海洋微生物在完成海洋物質(zhì)轉(zhuǎn)化和元素循環(huán)中起著重大的作用。海洋石油降解細(xì)菌就是通過氧化環(huán)境中的油污來完成碳素循環(huán)，消除石油污染。石油是鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴以及少量非烴化合物的復(fù)雜混合物。石油的生物降解因其所含烴分子的類型和小而異。鏈長度中等(C10-C24)的鏈烷最易降解，短鏈烷對許多微生物都有毒，不過它們通常很快從油中蒸發(fā)。很長的鏈烷對生物的抗性增強(qiáng)。從烴分子類型看，鏈烴比環(huán)烴易降解；不飽和烴比飽和烴易降解：直鏈烴比支鏈烴易降解，支鏈烷基越多，微生物越難降解，鏈末端有季碳原子時特別頑固：多環(huán)芳烴很難降解或不降解。具體來說就是：

(1)微生物攻擊鏈烷烴的末端甲基，氧化酶催化生成伯醇，再進(jìn)一步氧化為醛和脂肪酸，脂肪酸接著通過β—氧化進(jìn)一步代謝。

(2)有些微生物攻擊鏈烷的次末端，在鏈內(nèi)的碳原予上插入氧，生成仲醇后進(jìn)一步氧化，生成酮，酮再代謝為酯

(5)多環(huán)芳烴的生物降解，先是一個環(huán)二羥基化、開環(huán)，進(jìn)一步降解為丙酮酸和C02，然后第二個環(huán)以同樣方式分解石油是鏈烷烴，環(huán)烷烴，芳香烴以及少量非烴化合物的復(fù)雜混合物。烷烴的代謝機(jī)理是脫氫作用，氫化作用和過氫化作用。通常正烷烴的生物降解是由氧化酶系統(tǒng)酶促成的，首先烷烴氧化成相應(yīng)的伯醇，然后經(jīng)由醛轉(zhuǎn)化成脂肪酸，，脂肪酸通過β—氧化降解成乙酰輔酶A后者進(jìn)入三磷酸循環(huán)，酯鍵裂解生成伯醇和脂肪酸。醇接著繼續(xù)氧化成醛、羧酸，羧酸則通過β—氧化進(jìn)一步代謝。(3)不具備末端甲基的環(huán)烷烴由類似于上述次末端氧化的機(jī)制進(jìn)行生物降解。(4)芳香烴由加氧酶氧化而鄰位或間位開環(huán)。鄰位開環(huán)生成已二烯二酸，再氧化為β—酮已二酸，后者再氧化為三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物琥珀酸和乙酰輔酶A。間位開環(huán)生成2一羥已二烯半醛酸，進(jìn)一步代謝生成甲酸、乙醛和丙酮酸。分解成CO2和H2O，并釋放出能量或進(jìn)入其他過程。鏈烷烴也可以直接脫氫形成烯，烯再進(jìn)一步氧化成醇，醛，最后形成脂肪酸;或鏈烷烴氧化成為一種烷基過氧化氫，然后直接氧化成脂肪酸。有的微生物還可以通過亞末端氧化，形成仲醇，再依次氧化成酮，酯水解成伯醇和脂肪酸，再進(jìn)一步氧化分解。一些微生物能將烯烴代謝為不飽和的脂肪酸并產(chǎn)生某些雙鍵的位移或產(chǎn)生甲基化，形成帶支鏈的脂肪酸，再進(jìn)行降解。

環(huán)烷烴在石油分餾中占較大的比較、比例，是石油烴中難于受到微生物攻擊的烴類。環(huán)烷烴沒有末端甲基，它的生物降解原理和鏈烷烴的亞末端氧化相似，混合功能氧化酶氧化產(chǎn)生環(huán)烷烴，然后脫氫形成酮，進(jìn)一步氧化的內(nèi)酯，或直接開環(huán)，生成脂肪酸。苯與短鏈烷基苯在脫氫酶及氧化還原酶的作用下，經(jīng)二醇的中間代謝過程代謝成鄰苯二酚和取代基鄰苯二酚，后者可在鄰位或間位處斷裂，形成羧酸。5微生物降解法優(yōu)點(diǎn)：（1）其中微生物治理技術(shù)以其操作簡單、費(fèi)用低廉、場地適應(yīng)強(qiáng)等特點(diǎn)備受關(guān)注（2）成本低、無二次污染、處理效果好，已成為修復(fù)石油污染的關(guān)鍵技術(shù)，具有顯著的社會效益和環(huán)境效益