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1、作者简介： 郑向荣， 女， 河北沧州人， 高级工程师， 研究方向： 渔业环境。 ： ： 海洋石油污染生物修复技术研究进展 郑向荣， 吴新民， 慕建东 （ 河北省海洋渔业生态环境监测站， 河北省海洋渔业资源与生态环境重点实验室， 河北 秦皇岛 ） 摘 要： 石油污染已成为海洋环境污染较为普遍的现象。我国近海油类含量超过一二类海水水质标准的海 域面积已达到 万 。石油烃类污染物的毒性及其对生物的累积效应， 导致环境质量下降、 海洋生态系 统失衡， 对渔业环境和旅游资源造成巨大经济损失、 对人类健康具有很大的潜在危害。本文概述了目前常用 的海洋污染治理方法以及生物修复技术原理， 着重介绍了微生物在海
2、洋石油污染修复中的作用与应用研究 进展。 关键词： 海洋； 石油污染； 生物修复 石油工业的迅速发展带来了许多环境问题。 在原油开采、 运输、 加工等过程中， 由于事故、 不正 常操作等原因， 会引起石油的溢出及泄漏， 使周围 环境遭受严重的污染。据联合国有关组织统计， 每年海上油井井喷事故和运输事故造成的溢油高 达 吨， 大量石油瞬间溢出进入海洋环 境， 对 海 洋 生 态 环 境 以 及 人 类 社 会 造 成 严 重 破坏 。 我国的海洋石油污染状况严重， 全国每年直 接排入近海的石油约 余万吨， 仅渔业损失每年 就达数亿元。据全国海洋环境监测网监测， 我国 近海油类含量超过一二类海水水
3、质标准的海域面 积已达到 万 。 为减轻海洋石油污染和保护海洋环境， 除了 加强对海洋石油开采和海上运输的管理外， 加强 对海洋石油污染的治理以及污染受损海域生态功 能修复越来越受到广泛重视。 生物修复技术简介 生物修复技术是指利用生物的代谢活动催化 降解有机污染物， 消除环境污染、 恢复环境自然状 态的过程。 自然界中， 由于海底溢油和浸润作用， 每年有 大量的石油溶进海洋， 而这些石油主要是被海洋 中存在的微生物所分解代谢， 并形成了一些专以 石油为碳源的微生物群， 这些微生物群遍布海洋 和陆地。在石油污染长期侵蚀的地区生长的专嗜 石油微生物群比其他地区多出若干倍， 这些自然 的微生物群通
4、过驯化或诱导可以用来治理石油污 染。海洋污染生物修复技术由此发展而来 。 微生物降解石油原理 微生物对石油烃类的降解实际是一种生物氧 化过程。其主要代谢途径有如下几种：将石油 烃分解为 和；将石油烃转化为微生物 的生命物质， 如蛋白质、 核酸、 氨基酸和多糖等； 将石油烃转化为其他物质， 如各种醇、 苯酚、 醛、 脂 肪酸等。 由于微生物种类的多样性以及石油烃化合物 化学结构的复杂性， 生化降解的途径非常复杂。 研究表明， 石油烃被微生物降解的相对能力是： 饱 和烃芳香烃胶质沥青， 在饱和烃部分中， 直 链烃最容易被降解； 在芳香烃部分中， 二环和三环 化合物较容易被降解， 而含有个或更多环的
5、芳 香烃难于被微生物所降解； 胶质和沥青极难被微 生物所降解 。 石油降解微生物 能够降解石油的微生物有 多种， 分属 多个属， 其中细菌 个属 。海洋石油降解菌广 泛分布在油污海域里， 在污染严重的海区， 石油降 解菌主要富集在海水表面的油膜上， 所发现的石 河北渔业 年第期（ 总第 期） 专论与综述 油降解菌中革兰氏阴性菌的种类和数量比革兰氏 阳性菌的多。海洋中能够降解石油的微生物还有 霉菌和海洋酵母菌。 一些石油降解菌以石油烃为唯一碳源生长， 属于 “ 专 一 性 烃 型” 细 菌， 如 食 碱 菌 属 （ ） 只能利用饱和烷烃及支链烷烃生长而不 能利用任何糖或者氨基酸做为碳源； 解环菌
6、属 （ ） 只能利用芳香烃（ 萘、 菲、 蒽） ； 而 嗜油菌属（ ） 和油螺旋菌属（ ） 只能利用脂肪族烃、 烷醇及链烷酸酯 。 另外还有一些“ 非专一性烃型” 细菌， 如降解 菲、 苯并吖啶的弧菌属（ ） 、 假交替单胞菌属 （ ） 、 海洋单胞菌属 （ ） 和盐单胞菌属（ ） 等 ， 降解萘 的葡萄球菌属（ ） ， 降解二甲基 菲的鞘氨醇单胞菌属（ ） 和降解烷 烃的地芽孢杆菌属（ ） 。 影响石油生物降解的因素取决于油的化学组 成、 微生物的种类和数量以及环境参数， 如温度、 营养盐、 陆源污染物、 盐度、 海流、 氧含量等 。 海洋污染生物修复技术进展 从 世纪 年代起， 世界有关国
7、家陆续开 始石油烃的生物降解研究以及污染环境的生物 修复技术研究， 经过多年的努力， 生物修复技术 得到发展并进入实际应用阶段， 成为一种经济 效益与环境效益俱佳的解决石油污染的有效手 段。实践表明， 生物修复技术应用于石油污染 的治理是可行的， 特别适用于大面积的污染区 域治理。 生物治理方法一般分为本源微生物法和外源 微生物法。外源微生物与本土微生物竞争不具优 势， 需采取特殊办法使其能够大量繁殖并代谢石 油污染物， 外源微生物法有可能造成治理区域的 微生物群生态变化而引起学术界争议； 本源微生 物法一般采取两种方法， 一是将本土嗜油微生物 群经培养、 驯化大幅度提高其降解石油烃能力后 投
8、放到需治理区域； 二是改变治理区域的营养结 构， 刺激嗜油微生物群快速增长、 繁殖以改善污染 环境。 年的美国 油轮溢 油事件中首次大规模使用生物修复技术， 并且 收到良好效果。在石油污染区域投放微生物肥 料 ， 促进本土嗜油微生物的快速繁殖， 泄漏事故 个月后 的石油被降解。 年运用菌剂 修复德克萨斯 州溢油污染海岸线， 运用菌剂 在 日本进行了重质原油污染场地的修复等均取得 了成功 。 年以色列开发了一种只被接 种菌利用的肥料， 该肥料不被大多数土著菌利 用而对接种菌的烃降解活动有利， 对生物修复 很有效 。 我国从 年代起开始了石油生物修复研究 并取得了进展， 中国海洋大学杨仕美等用分子
9、生 物学、 生理生化鉴定、 技术 进行高效生物菌种筛选、 驯化、 培养， 优育出多种 适用于海洋石油污染治理的生物菌群并进行了结 构信息方面的分析研究 ； 中国海洋大学的白洁 教授进行了优势石油降解菌的筛选、 最适生长条 件的选择、 对石油烃的降解作用、 在污染环境修复 中的作用等进行了系统研究， 培育的混合菌株在 实验 室 条 件 下、天 对 石 油 烃 的 降 解 率 可 达 ； 厦门大学在近海石油污染环境中筛选出 高效、 耐酸、 耐高盐、 适用范围广的菌株， 构建了石 油降解菌群， 实现了吸油材料聚氨酯泡沫（ ） 对石油降解菌的固定化， 提高了降解率； 暨南大学 金腊华教授等培养出的一株
10、石油降解菌菌株降解 率可达 ， 并对石油降解菌的碳纤维固定化做 了大量系统的研究 。 研究表明： 不同的菌群、 不同的石油质、 不同 的海洋区域、 不同的季节， 生物修复的结果不同， 混合菌群的降解率高于单一菌株， 不同区域的本 源微生物对氮、 磷需求的比例不同， 综合治理效果 好于单一模式。 展望 我国在成为石油消费大国的同时， 已经成为 石油污染受害国， 石油污染已经对相关产业及生 态环境造成不可估量的破坏， 为保障人民健康、 保 持海洋生态系统的良性循环、 促进经济和社会的 可持续发展， 我国正逐渐加大石油污染整治的力 度， 随着生物修复技术的逐渐成熟， 海洋生物修复 技术在石油污染治理
11、方面将逐渐成为核心技术， 成 为当今去除石油污染的主要途径。（ 下转第 页） 河北渔业 年第期（ 总第 期） 专论与综述 标准化技术操作规程， 达到无公害农产品、 绿色有 机产品的要求。今年又安排了改建新型养殖一体 化模式的设施建设， 实行了供苗、 饲养、 包装、 销售 等服务为一体， 实施规模化、 标准化、 专业化、 集约 化、 品牌化、 制度化、 科学化管理， 产业化经营的管 理模式， 市场化的运作， 促进了本产业蓬勃发展， 切实提高了“ 落潮湾野生鱼” 的知名度， 社会效益 和经济效益明显提高， 健康养殖示范场真正起到 了较大的作用。 充分发挥健康养殖示范场带动效应的 作用 依托科技办好
12、标准化生产基地， 创特色农业 是我们当前的重要任务。本场以示范基地、 养殖 大户为骨干， 组建了“ 唐海县申发河蟹养殖专业合 作社” 重点在野生河蟹技术的攻关、 着重解决养殖 技术难关， 养殖场以提高产品质量和产量为目的， 进行了培育、 繁育、 选育的工作开展， 通过试验得 出经验效益后在面上推广。养殖场的工作直接关 系到示范基地和养殖户的切身利益， 本场首先解 决一家一户办不了的、 办不好的事， 积极向绿办、 申办无公害农产品和有机产品， 并且向省农愽会、 省、 市级名牌产品、 著名商标申报， 促进了农民增 收， 农业增效， 经济效益、 社会效益显著。 本场以先进饲养技术、 优质的水库资源、
13、 充足 的光照、 适宜的温度等得天独厚的优势， 在省、 市 野生鱼系列生产处于领先地位， 从而提高了产品 质量， 市场竞争能力明显提高， 经济效益有了较大 提高， 品牌建设有了大大提升， 目前“ 落潮湾” 牌河 蟹供不应求， 养殖户户均增收万多元。效益增 加显著， 为野生河蟹产业稳步、 有序、 健康发展作 出了杰出贡献， 为当地新农村建设开辟了新途径。 发展前景 随着曹妃甸新区的腾飞， 我们将把落潮湾水 库打造成集垂钓、 餐饮、 休闲、 水上乐园、 养殖技术 培训于一体的多功能现代化农业生态园。目前正 在筹建的有落潮湾秀水园项目 、 植物种植实验区 项目、 青年蛋鸡场项目、 正大养殖试验区渔种场 项目。 （ 收稿日期： ） （ 上接第 页） 参考文献： 徐金兰， 黄廷林， 唐智新， 等高效石油降解菌的筛选及石油 污染土壤生物修复特性的研究环境科学学报， ， （） ： 陈建秋中国近海石油污染现状、 影响和防治节能与环 保， （ ） ： 刘金雷， 夏文香， 赵亮， 等海洋石油污染及其生物修复 海洋湖沼通报， （） ： 黄艺， 礼晓， 蔡佳亮 石油污染生物修复研究进展 生态环 境学报， ， （） ：
