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《微生物降解石油烴的研究.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、微生物降解石油炷的研究由于在石油的開(kāi)采、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加工和石化產(chǎn)品生產(chǎn)等過(guò)程中的漏油、突發(fā)性泄油事故以及含油廢水的不合理排放等,致使大量的石油姪進(jìn)入地卜?水系統(tǒng)。石油姪中含有烷姪、環(huán)烷姪和芳香姪等多種有毒物質(zhì)，已成為地卜?水有機(jī)污染中最普遍的污染物，其中的苯、蔡、恿及它們的衍生物等均為具有致癌、致畸和致突變潛在性的化學(xué)物質(zhì)，直接危害著人類健康⑴。隨著人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的口益關(guān)注,石油姪類的微生物降解研究工作也不斷得以深入。近十年來(lái)這一領(lǐng)域又有許多研究和相關(guān)報(bào)道，本文對(duì)相關(guān)工作進(jìn)行了綜述。1微生物對(duì)石油炷的降解作用生物種群對(duì)右油姪的降解作用是右油姪和英他姪類污染物從環(huán)境屮消除的基本途徑之一。地下
2、環(huán)境屮右油姪的生物降解實(shí)質(zhì)上是在微生物參丁下的氧化述原反應(yīng)。坯(電子供體)給岀電子;電子受體(如O?和NOJ等)被述原，接受電子。在地下水系統(tǒng)中，能作為電子受體的有:溶解氧(02)、硝酸鹽(NO.)、Fe(III)(如Fe3+、Fe(OH)3)等)、硫酸鹽(SO&)和二氧化碳(CO?)。好氧菌僅利用氧作為電子受體，而厭氧菌則可利用NOJ、Fe(III)、S0『?和CO2作為電子受體。八-
3、?年代初至今，世界各地的科研人員，特別是在美國(guó)和加拿大，開(kāi)展了大量?jī)雨P(guān)利用生物降解作用去除地下水系統(tǒng)屮的冇機(jī)污染物的研究。最初，研究的重點(diǎn)是好氧條件下的生物降解。實(shí)驗(yàn)室和野外的實(shí)驗(yàn)都證明好氧條件下，微生物
4、可以降解石油坯。好氧生物降解的主要優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)能高，石油坯降解速度快。但是，因?yàn)檠踉谒娜芙舛鹊?，溶解在水屮的氧很快被冇機(jī)物消耗，地下水系統(tǒng)屮的污染區(qū)多處丁?厭氧狀態(tài)。如果利用好氧生物降解去除冇機(jī)污染的話，維持地下水環(huán)境的好氧狀態(tài)難度大、費(fèi)用高。使用過(guò)氧化氫又對(duì)微生物有毒，而且會(huì)導(dǎo)致無(wú)機(jī)組分的沉淀，使地層滲透性降低。因而，近年來(lái)的研究重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向厭氧條件下石油坯的生物降解性及降解速率的研究。反硝化條件下石油怪的降解最受關(guān)注，這主要包括兩方面的原因，一是厭氧條件下反硝化作用與其它作用相比，產(chǎn)能最高；反硝化菌為兼性厭氧菌，在氧被消耗完后最易生長(zhǎng)。雖然鐵述原作用產(chǎn)生的能量也比較多，但是由于三價(jià)鐵多以
5、難溶的化合物形式存在，反應(yīng)不易進(jìn)行。硫酸鹽述原與產(chǎn)甲烷作用不但產(chǎn)能低，而冃只冇在強(qiáng)述原條件下才能進(jìn)行。將NCh「作為。2的替代電子受體時(shí)，硝酸鹽具冇價(jià)格低，溶解度大的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)可行。二是反硝化條件下苯是否被降解仍是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題。由于苯溶解度高，且是有充足流行病證據(jù)的人類致癌物，所以苯是否能被降解成為生物恢復(fù)技術(shù)成功與否的關(guān)鍵。2用于生物降解的微生物口前應(yīng)用于生物降解的微生物基木上分為三大類:土著微生物、外來(lái)微生物和基因工程菌。2.1土著微生物它是非外來(lái)引進(jìn)在當(dāng)?shù)厣娴奈⑸?。在包氣帶和含水層屮，存在著各種各樣的土著微生物。近年來(lái)的研究表明，地下很大深度內(nèi)存在各種活躍的微牛物種群，500
6、?600米深處都有微牛物存在。微牛物主要是細(xì)菌，也有一些真菌和原牛動(dòng)物。大多數(shù)已發(fā)現(xiàn)的微生物是好氧微生物，也發(fā)現(xiàn)了一些厭氧菌。Smith(1988)在一污染的砂礫石含水層屮觀察到有細(xì)菌參與反硝化作用。Kao(1997)分析了幾個(gè)污染和未污染場(chǎng)地沉積物屮反硝化菌的MPN(最可能數(shù)量)，結(jié)果表明未污染場(chǎng)地屮反硝化菌為28?720x104個(gè)/克土，污染場(chǎng)地中反硝化菌為150~280xl04個(gè)/克土。Chapelle等(1987)在取自馬里蘭海岸平原地下20?180米的沉積物屮發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)甲烷菌和硫酸鹽述原菌。許多地下的微生物可以降解許多天然的或人工合成的有機(jī)物。Zobell(1946)發(fā)現(xiàn)100種微
7、生物可以降解某些類型的坯。Litchfiel和Clark(1973)分析了美國(guó)12個(gè)被坯污染的含水層地下水樣，發(fā)現(xiàn)所有樣品屮可將坯作為碳源和能源的細(xì)菌含量大于1.0x106個(gè)/毫升。Ehrlich(1985)發(fā)現(xiàn)一噴氣機(jī)燃料污染的含水層中硫酸鹽還原菌和產(chǎn)甲烷菌數(shù)量高。Ridgeway(1990)在一被無(wú)鉛汽油污染的淺層海岸帶含水層屮發(fā)現(xiàn)了309種可降解汽油的細(xì)菌。研究表明,無(wú)論在淡水述是咸水屮，無(wú)論在土壤述是地下水屮，都存在可降解坯的微生物。在實(shí)際的生物降解中大部分是應(yīng)用土著微生物。其原因是，第一，它們具有巨大的降解石油坯的潛力;第二，它們具有多樣性的特點(diǎn)，可降解多種石油坯;第三，它們適應(yīng)
8、當(dāng)?shù)丨h(huán)境,繁殖能力強(qiáng)。它們的缺點(diǎn)是活性較低，降解速率較慢。2.2外來(lái)微生物它們是非當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的經(jīng)專門篩選培養(yǎng)的微生物。它們的特點(diǎn)是代謝能力強(qiáng)，降解速率高,適于降解專一的石油坯。它們的缺點(diǎn)是，第一，外來(lái)微生物接種到污染場(chǎng)地時(shí)，往往受到土著微生物的競(jìng)爭(zhēng)，只有大量接種才能形成優(yōu)勢(shì)菌;第二,只能降解專一的石油坯。2.3基因工程菌它們是采用細(xì)胞融合技術(shù)等遺傳工程手段，將多種降解基因轉(zhuǎn)入同一種微生物屮,使之獲得廣譜降解能力的微生物。口
