㈠ 有機污染物有幾類,現有處理手段,主要用到什麼微生物
1.碳氫化合物的微生物降解:石油是含有多種烴類和少量其他有機物的混合物,一般由多種微生物的共同作用使其降解。微生物在石油污染的治理中正發揮越來越大的作用。已知有28屬細菌,30屬絲狀真菌和12屬酵母,共70屬200個種的微生物能降解石油。當前各國學者正從各個方面努力提高微生物對石油的分解速度,一邊更有效地治理石油污染,例如構建「超級菌」降解石油。瓦斯在煤礦中易爆炸,經過甲烷氧化菌或酶處理後可消除煤礦甲烷,防止瓦斯爆炸。
2.氰(腈)化合物的微生物降解:能分解氰(腈)化合物的微生物有諾卡氏菌,茄病鐮刀霉,木霉和假單細胞菌等幾十種。
3.合成洗滌劑的微生物降解:其方向是改變合成洗滌劑的結構,製成易被微生物分解的(軟型)洗滌劑。其代表為直鏈烷基苯磺酸鹽(LAS)。
4.多氯聯苯的微生物降解:許多微生物能降解多氯聯苯,如產鹼桿菌和不動桿菌能分解多種多氯聯苯;臘狀芽孢桿菌能使一氯聯苯,二氯聯苯全部分解。
5.農葯的微生物降解:微生物以兩種方式降解農葯:一種是以農葯作為碳源和能源,有時還可作為氮源,使農葯降解。具有這種能力的微生物很多,如假單胞菌屬和諾卡氏菌屬的某些種。另一種是共代謝作用,即微生物從其他化合物獲得碳源能源後才能使農葯轉化。
6.剩餘污泥的分解:處理污泥主要有消化法和高溫堆肥發酵法。消化法是將污泥排入濃縮池,濃縮後進入消化罐進行厭氧發酵,以提高肥效和減少殘毒。高溫堆肥發酵法是先將污泥排入干化池滲濾脫水,再與馬糞,廄肥等混合堆積,一層馬糞一層污泥,加適量的水,注意通氣,用泥封頂。適時翻堆。利用微生物對有機物進行分解和再合成,同時利用微生物的分解產生的高溫殺死病菌和蟲卵。
㈡ 海洋生物學對水體的凈化作用分別從海洋的動物 植物 微生物 分別舉例說明個體作用
海洋微生物是在海洋環境中能夠生長繁殖、形體微小、
單細胞或個體結構較為簡單的多細胞、甚至沒有細胞結構
的一群低等生物。海洋微生物種類繁多,按其結構、形態和
組成不同,可分為三大類:非細胞型(如海洋病毒)、原核細
胞型(如海洋細菌、海洋放線菌和海洋藍細菌等)和真核細
胞型(如海洋酵母菌、海洋黴菌等)[1]。從微生物學或環境
微生物學角度來講,海洋微藻也應歸入海洋微生物的范
疇[2, 3]。
微生物在廢水處理等環境污染防治方面具有廣泛的應
用,在農林牧漁業、環保等各方面發揮著巨大的作用[4]。近
年來,人們對微生物在環境中的分布狀況、分離純化和開發
(包括馴化和基因操作等)利用等方面的報道與日俱增。對
於海洋微生物這部分來講,隨著環境微生物和海洋科學兩
大學科的發展,人們對其研究也日益深入,從海洋表層的海
水微生物[5]到深海微生物[6]等各方面均有報道。另外,對
於我們通常認為較難研究的海洋浮游病毒,國外研究進展
很快,已經滲入到海洋浮游病毒的形態、分類、生態學效應、
在海洋不同深度的種群和數量、在海洋生態系統物質循環
中的作用以及海洋藻類噬藻體等方面[7~14]。
隨著人口的增長以及工農業的發展,人類向海洋排放
的污染物逐年增多,海洋環境被污染的程度越來越嚴重,導
致海洋生物的生存受到嚴重的威脅。海洋污染物主要包括
石油及其產品、重金屬、農葯、PAH、PCBS等。在這些污染物
的遷移和轉化過程中,海洋微生物發揮著重要作用,參與各
種海洋污染物的降解和轉化過程,這樣有助於保持海洋生
態系統的平衡和促進海洋自凈能力。1 海洋微生物在海洋石油污染生物修復中的應用
海洋石油及其產品的污染是目前一種世界性的嚴重的
海洋污染現象。隨著大陸架、海洋石油資源的開發、海上
油事故、沿岸石油化工的發展以及20世紀90年代爆發的戰
爭等原因使局部海域受到嚴重的石油污染,對生態環境造
成了災難性的破壞。據估計,全世界每年流入大海的石油就
有1. 0@107t,我國每年有60多萬噸原油進入環境,污染土
壤、地下水、河流和海洋,造成污染海域在短期內溶解氧的缺
乏[15],對近海海域及沙灘等造成污染,對人們在天然浴場游
泳和沙灘休閑娛樂產生不利影響。
據報道,能夠降解石油的微生物達200多種,分屬於70
多個屬,其中細菌約佔40個屬,在海洋生態系統中佔主導地
位[16]。海洋石油降解菌廣泛分布在油污海域,常見種類見
表1。由於海洋微生物可以有效地去除各種形式的石油污
染物,因此在海洋石油污染生物修復中發揮著重要作用。從
20世紀70年代開始,美國率先開展了利用細菌消除油污染
的研究,隨後,世界各國相繼利用各種微生物開展了這方面
的工作。我國應用海洋微生物治理海洋石油污染的研究發
展也很快。林鳳翱等[18, 19]從近岸油污染海洋環境中篩選出
了高效的降解石油烴絲狀真菌,研究表明,該絲狀真菌能降
解多種石油烴,且降解速率快、不受氮、磷營養鹽和氧含量的
限制、在被油污染的海灘等的應用前景和開發價值很大。丁
明宇等[20]利用從青島近岸海水中篩選到的73株細菌和10
株真菌進行了降解石油的研究,多數菌株具有明顯的降解
石油的能力,有3個菌株對石油的降解效率高達58. 35%
(真菌F-37)、62. 75% (細菌SJ-27B)和71. 06% (真菌F
-38)。此外,史君賢等[21]利用氣相色譜測定了石油烴降解
細菌對柴油的正烷烴的降解作用,石油烴降解細菌對正烷
烴有明顯的降解作用,混合菌株的降解率明顯高於單菌株
的降解率,且溫度對正烷烴的降解有明顯的影響,在35e條
件下降解速度最快。陳碧娥等[22]研究了從湄洲灣海域分離
的絲狀真菌轉化石油烴的過程,指出,絲狀真菌去除原油的
㈢ 研究發現了神秘微生物吃石油產甲烷,這是種什麼樣的微生物
在中國發現的可以通過吃油排出甲烷的微生物,已經有35億年以上的歷史了。它可以通過自身的代謝過程將食用的油脂轉化為甲烷和二氧化碳,是一種低成本、高效率的甲烷生產方式。因為微生物在自然界中無處不在,但是肉眼是看不到的!微生物有很多種。微生物分為以下八類:細菌、病毒、真菌、放線菌、立克次體、支原體、衣原體和螺旋體。
這是一種生產甲烷的實用方法。根據目前的研究結果,目前地球大氣中的甲烷大部分是由這種微生物排放的。在沒有氧氣的情況下,這種微生物可以分解有機物產生甲烷。不管微生物有多神秘,它也屬於大自然。當然,因為它在這個世界上起源較早,所以也是多變的,所以種類也很多,而且每一種也大不相同。有些可以在極低的溫度下生存,有些可以在極高的溫度下生存,有些可以在數千個大氣壓下生存,有些可以在缺氧的情況下生存。很多細菌被人們利用,比如甲烷,是甲烷細菌代謝有機物產生的,生物煉銅,還有冬蟲夏草中的草。
㈣ 如何利用微生物勘探石油和提高採油量
微生物採油對低產、枯竭油田特別有吸引力,能提高採收率。
4
、不污染環境
微生物採油技術不污染環境,不損害油地層,可在同一油藏區或同一油井中反復使用。
(三)採油微生物的生物學特性
用於油田開採的微生物一般具有以下鮮明的生物學特徵:
1
、厭氧或兼性厭氧。在地層無氧條件下能生長繁殖並進行厭氧發酵,在地上有氧條件下也
能生長繁殖。
2
、在油層高溫、高壓、高鹽等極端環境下能生長繁殖並代謝。
3
、多數採油微生物能以烴類作碳源,能以貯油層
內的無機鹽作氮源或作營養元素。
4
、採油微生物必須與其注入油層的環境條件相配伍相適應,要在油層內能運移,能生長繁
殖,能產生有機酸、氣體、表面活性物質、生物聚合物、有機溶劑等多種代謝產物。能在
50°
以上的溫度及缺氧條件下生長的中度嗜鹽細菌,是微生物採油中最常用的菌種。
(四)微生物採油技術
微生物採油技術是指將篩選的微生物或微生物代謝產物注入油藏,
經微生物的代謝活動
和產生的代謝產物,
作用於原油,
改變原油的某些物理化學特性,
從而提高原油採收率的技
術。
根據實施過程與方法的不同,
微生物採油技術可分為地上微生物採油技術和地下微生物
採油技術。
1
、地上微生物採油技術
地上微生物採油技術是指在地上通過微生物發酵、生產微生物的某種代謝產物,如生物
多糖聚合物或生物表面活性劑,
然後將發酵產品注入油藏而提高原油採收率。
該技術的實質
是利用選育的優
良菌種在地上發酵生產採油制劑的技術。
目前,地上微生物採油技術主要是在地上發酵生產採油中廣泛應用微生物多糖和微生物
表面活性劑。
(
1
)微生物多糖
據研究,
有百種以上的微生物能產生結構、
性能各異的胞外多糖。
能產胞外多糖的主要
微生物類群是:明串珠菌屬、黃單胞菌屬、固氮菌屬和小核菌屬等。
採油工業中應用最廣泛的微生物多糖是:
腸膜明串珠菌或葡聚糖明串珠菌產生的右旋糖
酐葡聚糖、
普魯蘭出芽短梗霉產生的普魯蘭糖、
齊整小核菌或葡聚糖小核菌產生的小核菌葡
聚糖。採油中最具開發應用潛力的是野油菜黃單胞菌產生的胞外多糖黃原膠。
(
2
)微生物表面活性劑與乳化劑
以烴為碳源的微生物是生物表面活性劑的重要來源。
因為石油微生物必須分泌表面活性
劑,才能促使烴與水乳化。烴只有均勻地分散在水中,才能被石油微生物吸收利用。所以石
油微生物是表面活性劑最豐富的基因庫。
假單胞菌屬、節桿菌屬、不動桿菌屬和棒桿菌屬等是產生生物表面活性劑
的主要微生
物類群。微生物產生的生物表面活性劑就其化學組成來分,主要可分為糖脂類和脂肽類
。
分子的極性端或是多羥基的糖類或是氨基酸類,
非極性端是長鏈脂肪酸的長鏈烴部分。
微生
物表面活性劑的粗製品或純品注入貯油岩層,
作用於油一岩石一水三相體系,
降低油水界面
張力,增強油水乳化,提高原油採收率。
2
、地下微生物採油技術
地下微生物採油(
MEOR
)技術是指將在地上模擬油藏條件篩選的微生物菌種與營養物
注入油藏,
微生物在油藏中運移,生長繁殖,
產生多種代謝產物,
作用於原油而提高原油采
收率;
或用生長繁殖的菌體細胞及代謝產物封堵貯油岩層大的孔道,
調整水驅油剖面;
或只
將營養物注入油藏,激活油藏內的原生微生物,靠其生命活動提高原油採收率。
根據單井增產措施的處理方法和提高原油採油率的要求,地下微生物採油可分為
6
類:
(
1
)單井周期注人微生物採油
為提高低產油井的原油日產量,
在油井高壓注入採油微生物,
關井,
使微生物運移到油
井周圍直徑
10m
左右的貯油岩層,經微生物的生命活動,疏通被堵塞的油層空隙通道,增
加原油的流動性,提高原油採收率。
為了保持高產,需要不間斷地、周期性地注入採油微生
物。
(
2
)微生物驅油
採油微生物從注水井注入油層,
微生物隨注水向油井貯油層深部移動,
同時進行生長繁
殖,並產生多種代謝產物。細胞和代謝產物綜合作用於原油,降低黏度,增加原油流動性,
提高原油採收率。
(
3
)激活油藏微生物群落驅油
油藏中存在著天然的微生物群落,
但由於營養物質貧乏,
數量很少。
從注水井將營養物
注入油層,激活天然微生物群落,讓其生長繁殖,產生多種代謝產物驅油。
(
4
)微生物選擇性封堵
將體形較大且產生表面黏稠物質的微生物菌種從注水井注入,
運移到大孔道或有溶洞的
貯油岩層部位,用生長繁殖的大菌體細胞和表面黏稠物質形成的生物膜封堵大孔道或溶洞,
防止注入水
「
指狀
」
流動,提高原油採收率。
(
5
)微生物壓裂液壓裂
將厭氧條件下大量產生有機酸的微生物及營養物注入空隙度甚小、滲透率很低的貯油
層,在高壓下用有機酸溶解岩層使之形成縫隙,有利於原油流動,提高原油採收率。
(
6
)微生物油井清蠟
原油中含蠟量較高,
會析出蠟晶固著在井壁,
堵塞貯油層通往井壁的空隙通道,
降低原
油流動性,
減少單井原油日產量。
注入產生表面活性劑或溶劑的採油微生物,
用其代謝產物
表面活性劑、乳化劑清洗井壁,溶解固形石蠟,提高原油採收率。
(五)微生物在石油污染中的生物修復作用
1
降解石油的微生物種類及分布
據目前的研究
,
能降解石油的微生物有
70
個屬
,
其中
28
個屬細菌
, 30
個屬絲狀真菌
, 12
個屬酵母
,
共
200
多種微生物。海洋中最主要的降解細菌有:無色桿菌屬
(Achromobacter)
、
不
動
桿
菌
屬
(Acinetobacter)
、
產
鹼
桿
菌
屬
(Alcaligenes)
等
;
真
菌
中
有
金
色
擔
子
菌
屬
(Aureobasidium)
、假絲酵母屬
(Candida)
等。石油降解菌通常生長在油水界面上
,
而不是油液
中。據丁美麗等
[5]
在膠州灣的實驗證明
,
膠州灣的石油降解菌在表層水體中的最高值可達
4.6×
102
個
/mL
。
石油降解菌數量僅與海水的石油污染情況有關。
石油降解微生物的種類和
數量對海洋中石油的降解有明顯的影響。
一般情況下
,
混合培養的微生物對石油的降解比純
培養的微生物快
,
但是崔俊華等在實驗中篩選出了
7
株高效原油降解菌。
2
石油降解菌的作用
(
1
)作為油污染的生物指示
以往大多數調查結果表明
,
在海洋中石油烴降解細菌的數量或種群與水域受到油類物
質污染的程度有密切關系
,
通常在被油污染的水域中
,
石油烴降解細菌的數量明顯地高於非
油污染的水域。
烴類降解菌數和異養細菌數的比值能在一定程度上反映水域受油污染的狀
況。
丁美麗等在膠州灣的工作以及史君賢等在浙江省海島海域的工作都證明了這一點。石
油污染可以誘導石油降解菌的增殖及生長
,
Atlas
報道在正常環境下降解菌一般只佔微生物
群落的
1%,
而當環境受到石油污染時
,
降解菌比例可提高到
10%
。說明石油污染可以使降
解菌發生富集
,
降解菌可以作為石油污染的生物指示。
(
2
)通過自身代謝作用降解石油
向水體中投加菌種凈化水體的技術是從清除海洋石油污染開始的。
實驗室研究表明
,
單
一菌劑除油率為
20%
~
50%,
而混合菌劑除油率可達
71.4%
。
丁明宇等
[8]
從青島近海海水中
分離、
篩選到
73
株細菌和
10
株真菌
,
並對其降解石油的能力進行了研究
,
結果表明
,
多
數菌具有明顯的降解石油的能力
,
其中
,
有
3
個菌株對石油的生物降解率分別高達
58.35%
、
62.75%
、
71.06%
。史君賢等
[9]
在浙江沿海海水中分離石油烴降解細菌
,
並實驗
證明降解菌對正烷烴有明顯的降解作用
,
混合菌株的降解率明顯高於單菌株的降解率。在
20
℃的條件下
,
經過
21d
後
,
絕大部分的正烷烴被降解
,
總的降解率為
94.93%,
其中細菌
的降解率為
75.67%,
理化降解率為
19.26%
。在實施接種的現場生物修復處理中
, 1990
年在
墨西哥灣和
1991
年在得克薩斯海岸都獲得了成功
,
現場觀察表明
,
在開放水體中添加降解
菌是有效的。
(
3
)合成生物表面活性劑
,
加速石油的降解
生物表面活性劑
(Biosurfactants,
簡稱
BS)
是細菌、
真菌和酵母在某一特定條件下
(
如合
適的碳源、
氮源、
有機營養物、
pH
值以及溫度
) ,
在其生長過程中分泌出的具有表面活
性的代謝產物。
生物表面活性劑可以強化生物修復
,
它能將烴類物質乳化
,
進而促進其降解
,
尤其適合處理海上溢油。
Chabrabarty
曾報道
,
由
Pscndomona
acruginosa
(
銅綠假單胞菌
)
生成的一種生物表面活性劑
(
海藻糖酯
)
由於能有效地將石油分散成水液滴
,
因而可促進石油
污染海岸的生物修復
,
大大提高了
Exxon
Valdez
原油泄漏造成的阿拉斯加污染區域石油烴
的降解速度。
(
4
)基因工程菌
基因工程菌是將不同細菌的降解基因進行重組
,
將分屬於不同細菌個體中的污染物代
謝途徑組合起來以構建具有特殊降解功能的超級降解菌
,
可以有效地提高微生物的降解能
力
,
從而提高生物修復效果。
通常石油降解菌只能降解某一種石油成分
,
並且由於石油的種類不同
,
所需降解菌也不
相同
,
天然環境中存在的石油降解菌不能高效地降解多種石油成分
,
使基因工程菌的出現成
為必然。同時
,
復雜的烴類化合物混合物的降解需要有混合菌株的參與
,
但不同菌株之間可
能會產生競爭或拮抗作用
,
從而對降解產生負面影響。使用基因工程菌可以避免此類問題。
目前
,
已有人在實驗室條件下獲得基因工程菌並在實驗室取得滿意的降解效果。
例如美
國的
Chakrabaty
等使用具有
CAM
、
OCT
、
XAL
和
NAH4
種降解質粒的
「
多質粒超級
菌
」
,
可以使海上浮油在幾個小時內降解
,
而在自然條件下這些浮油需要
1a
時間才能被降
解。這項技術取得了美國的專利權。但是考慮到在開放環境中使用基因工程菌的安全問題
,
目前基因工程菌的使用僅限於實驗室
,
尚不能大規模使用。
另外
,
目前在研製基因工程菌時
,
都採用給細胞增加某些遺傳缺陷的方法或是使用攜帶一段
「
自殺基因
」
,
使該工程菌。在非
指定底物或非指定環境中不易生存或發生降解作用。
3
微生物降解石油的方式
石油烴化合物可分為
4
類
:
飽和烴、
芳香族烴類化合物、樹脂及瀝青質。其中
,
短鏈
的飽和烴在溢油發生初期通過揮發等作用進入大氣
,
其他的石油烴中
,
飽和正烷烴最易降解
,
其次是分支烷烴
,
再次是低分子量芳香烴
,
多環芳烴很難降解
,
樹脂和瀝青質極難被降解。
直鏈烷烴的降解方式主要有
3
種
:
末端氧化、
亞末端氧化和氧化。
芳香烴在好氧條件
下先被轉化為兒茶酚或其衍生物
,
然後再進一步被降解。
高分子量多環芳烴降解菌報道很少
,
許多四環或多環高分子量多環芳烴的降解是以共代謝
(Cometabolism)
的方式進行的。但是共
代謝完全是間接或偶然的事件
,
並且風險較大
,
可能會產生比母體毒性更大的化學物質。
樹
脂和瀝青質極難被降解
,
但是有報道稱
,
有著復雜構造的樹脂和瀝青質也能受到某種程度的
分解
[14]
。
冷凱良等的實驗表明
,
微生物降解原油代謝產物主要是乙酸和棕櫚酸為主的脂肪酸與
鼠李糖形成的糖脂類表面活性劑。
4
石油降解菌的獲得
由於天然海洋環境中石油降解菌數量較少
,
一旦發生溢油
,
不能及時對石油進行降解
,
所以
在溢油發生後一般要向環境中添加石油降解菌以保證石油的高效降解
,
但是考慮到安全等
方面的問題
,
菌種不能盲目投加。
一般來說
,
可以把取自自然界的微生物
,
經人工培養後再
投入到污染環境中去治理污染。
具體到海洋石油降解菌的獲得
,
一般為
:
首先選擇油污染環
境
,
從中分離出適應性菌株
,
並將其中的石油降解菌富集培養
,
通過反復適應和馴化或遺傳
修飾進行進一步篩選
,
從而培養出高效降解的菌株
,
將其進一步繁殖後投加至受污染環境中
或分類保存。
根據微生物與石油的作用機制
,
選擇高效降解微生物的標准包括:
( 1)
對石油有較高的耐性。
( 2)
對海洋環境的適應性較強。
( 3)
對石油的降解效率高
,
專一性強。
( 4)
不影響海洋環境中原有的生物多樣性。
雖然微生物修復主要是依靠微生物的降解能力降解污染物
,
但是微生物對污染物的分
解、轉化也是需要條件的
,
所以除了投加高效降解菌之外
,
還要為這些降解菌創造必要的生
存、
降解條件。這樣才能有效地進行石油污染修復。
5
影響微生物降解石油污染物的因素
微生物在降解石油污染物的過程會受到營養元素、表面活性劑、
O
2
通量、溫度、
pH
值
等外界因素的影響。其中
,
營養元素對降解率的影響較大,尤其是
N
、
P
元素。
何良菊等專門
對石油烴微生物降解的營養平衡進行了研究,
表明氮、
磷營養物質的缺乏直接限制了石油烴
的微生物降解
,
但添加過量反而有抑製作用
,
因而存在一個經濟合理的添加量及添加比例,實
驗表明氮磷比在
5
∶
1~6
∶
1
比較適宜,
,
無機氮源比有機氮源好,硝酸鹽形式的氮比銨態的
氮更合適。而國內有其他研究卻更傾向於氮磷比為
1
:
1
,且最佳氮源為氯化銨,最佳磷源
為磷酸氫二鉀和磷酸二氫鉀。兩種研究得出的結果不一致。
表面活性劑是影響降解效率的又一重要因素。表面活性劑對石油烴具有一定的增溶和
分散作用,
從而對石油降解菌的降解效率有重要作用,
而有研究則指出表面活性劑對微生物
存在一定毒害作用。
劉慶新等通過研究,
表明表面活性劑的加量多少對石油烴降解菌的影響
比較復雜:
加少量的表面活性劑會促進石油烴降解菌的生長,
但隨著表面活性劑加量的增加
,
菌量反而減少,證實了上述論斷。
在自然環境中,大多數的石油烴類是在好氧條件下被降解的,但是微生物對石油烴的
降解在有氧及缺氧兩種情況下都會進行,
最近有研究表明厭氧降解對飽和烴及芳香烴有著極
為重要的作用。
能降解石油的微生物有嗜冷菌、嗜熱菌和嗜中溫菌,因此在溫度低於
0
℃和在
70
℃左
右的環境中均有能降解石油的微生物,大多數石油降解菌屬嗜中溫菌,最適溫度在
30
℃上
下,溫度過高過低都會對降解效率產生抑制。
普遍認為石油降解菌是產酸菌,且適宜生長於中鹼性環境中。劉慶新等研究得最佳
pH
值為
8.0
,而其文章中也指出與一般認為的
7.0
不符。而
Stapleton
[20]
等發現在
pH 2.0
的一處
土樣中,萘和甲苯仍然被降解為
CO
2
和
H
2
O
。
6
生物降解石油烴污染物的應用
利用生物降解石油烴類污染物最早見於
20
世紀
80
年代末美國在
Exxon
Vadez
油輪
石油泄露的生物修復項目中,
該項目在短時間內清除了污染,
治理了環境,
是生物修復成功
應用的開端,同時也開創了生物修復在治理海洋污染中的應用。
20
世紀
90
年代以來,生物
修復技術在石油污染治理方面逐漸成為核心,
取得了理論突破和重要成果。
國內學者也做了
大量工作,但主要為石油污染土壤和地下水的生物修復研究
[38]
,對海洋石油污染的生物修
復研究相對較少,
而且研究工作也大多停留在實驗室模擬實驗的水平上。
閆毓霞利用土著微
生物對勝利油田含油污泥進行修復實驗;黃廷林等
[40]
對黃土地區石油污染土壤進行了室內
模擬生物修復研究。
石油降解菌在實際應用中存在著很多問題,集中表現在投加高效石油降解菌來處理污
染時:投加菌面臨與土著微生物的競爭作用;投加菌需要適應新的生長環境;
投加菌要經
受環境污染物的毒性影響。這些壓力使接種的外源微生物的存活率很低或者活性較弱
,
限制
了它的實際應用。
7
展望
石油降解菌降解石油烴類污染物具有物理、化學方法所不具備的優點,它高效、經濟、
安全、
無二次污染,
在機械裝置無法清除的薄油層而且化學葯劑被限制使用時,
生物法處理
溢油的優越性便更加顯著,
具有廣闊的研究及應用前景。
目前國內外對石油降解菌的研究呈
現出一定特點:
(1)
對一般性降解菌研究多,對極端環境下的石油降解微生物研究少,尤其是對低溫、
耐鹽的石油降解菌。中國北方的大部分濕地,鹽鹼程度比較高,常年氣溫(尤其冬季)氣溫
較低,
而無論是來源海上還是來源於石油化工的污染都比較嚴重。
在這種條件下的石油降解
菌研究具有很廣闊的前景。
(2)
對石油降解菌的研究多而應用少。
對石油降解菌的所有研究到最終肯定要歸結到實
際應用中去,
目前國內很多學者都對石油降解菌的單純研究感興趣,
同時出現了大量的重復
研究。國外已有成功應用先例,證明石油降解菌可以用來修復實際污染,國內仍止步不前,
難於踏出實際應用的第一步。
隨著大量學者的不斷研究,對石油降解菌的認識肯定會不斷深化,其應用也會逐漸成熟
㈤ 處理石油污染有哪些方法
除了廢水污染外,石油對水體的污染也很嚴重,每年運輸過程中有150萬噸原油流入世界水域,同時由於近年來原油和各種精煉石油產品在陸地上就地排放或進入水域中,特別是油船遇難或由於海上鑽井的操作失控,引起石油的大規模泄漏,使水域被石油污染。
消除石油引起的水質污染也是治理環境污染的一大重點。用微生物處理石油污染既經濟又快捷。
美國賓夕法尼亞州某村地下泄漏了約6000加侖汽油,嚴重污染了水源,影響供水。最初,事故的責任者使用的是掘井提油的辦法,即開掘能夠打出地下水的深井,用泵打撈浮在水表層的汽油,用這種方法約除去了3000加侖。但剩下的汽油如果仍採用這種方法清除,預計尚需100年時間。
在不得已的情況下,事故責任者決定利用培養當地有分解汽油能力的細菌的方法來解決,從而成功地進行了凈化。微生物凈化石油的方法將是21世紀環境治理的主要手段之一。
石油是多種烴類組成的混合物,僅是一種細菌不可能完全分解石油。現在科學家們將能降解石油的幾種基因結合轉移到一株假單孢菌中,構建「超級微生物」,能夠降解掉多種原油成分。
在油田、煉油廠、油輪和被石油污染了的海洋、陸地都可以用這種「超級微生物」去消除石油污染。
㈥ 處理石油的微生物有哪幾種墨西哥石油泄漏,英國石油公司採取的方法
用於脫硫的微生物及脫硫機理
已從煉油廠污水處理的活性污泥、煤焦油污染的或煤礦附近的土壤、溫泉、實驗室培養菌中篩選分離出一些可用於脫硫的微生物,其中大多數微生物對脫除無機硫及非雜環硫較有效,對雜環硫的脫除效果甚微. 少數可脫雜環中有機硫的微生物有兩種氧化方式: C-C鍵斷裂氧化和C-S鍵斷裂氧化. 在前一途徑中, DBT的一個芳香環被氧化降解, 雜環硫不從環中脫除, 而是生成水溶性3-羥基-2-醛基-苯噻吩除去, 導致烴燃燒值降低. 而在後一途徑中雜環硫被脫出但不引起芳香環碳骨架的斷裂, 這是一個較為理想的途徑,因此受到重視.
脫除無機硫的微生物主要是化能自養菌屬Thiobacillus sp.以及嗜熱硫化裂片菌屬Sulfolobus sp.中的一些菌. 這些菌氧化無機硫化物有間接作用和直接作用兩種作用機理. 間接作用機理為細菌氧化溶解Fe2+,生成的強氧化劑Fe3+再將硫化物氧化生成S0,然後Fe2+又被氧化,沉積在煤和石油中的硫再被Fe3+氧化生成水溶性硫酸鹽. 直接氧化的機理則為細菌直接與硫化物的含硫部位接觸, 在細菌生物膜內作用生成還原性谷光甘肽(GSH)的二硫衍生物GSSH,GSSH被一氧化酶氧化並水解成亞硫酸鹽,亞硫酸鹽又被氧化為硫酸鹽,生成的還原性輔酶被細胞色素氧化還原劑中的溶解氧再氧化. 細菌的直接作用著重於還原性硫的酶氧化. 這兩種途徑作用的產物都是水溶性的,因此,脫硫的同時也脫除了燃料中的金屬.
研究較多的脫有機硫菌有以有機硫化物(主要是DBT)作為碳源斷C-C鍵的Pseudomonas sp.和Brevibacterium sp.菌,還有以DBT作為唯一硫源的專一性斷CS鍵的Rhodococcus Strain, Sulfolobus Scidocaldarius., Desulfovibrio desulfuricans M6及Corynebacterium sp.菌\. 微生物脫有機硫有兩種途徑,由於中間產物和終產物的不同,C-S鍵專一斷裂途徑中又可能存在三個不同序列.
參考資料: 石油和煤微生物脫硫技術的研究進展 姜成英, 王蓉, 劉會洲, 陳家鏞 石油生物催化脫硫技術是採用微生物體內的酶來催化氧化油品中的有機硫,使之轉化為水溶性硫化物加以除去,從而實現生物催化脫硫。
該技術在美國已實現了工業化,與加氫脫硫技術相比其設備投資低50%,操作費用降低15%。