[发明专利]一种研究低温高盐条件下微生物降解石油污染物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油污染技术领域，特别是一种研究低温高盐条件下微生物降解石油污染物的方法。

背景技术

石油是工业的血液，作为重要的能源和化工原料，都具有难以替代的作用。随着石油应用范围的不断拓展，消耗量日趋增大。在石油的开采、炼制、贮藏和运输的过程中，由于受到工艺和技术水平的限制以及突发事故的影响，石油以及含油的废渣废水正在大量的进入到环境中，严重的影响了生态环境的平衡。而随着石油的海洋运输规模的进一步扩大和海上采油业的发展，海洋已成为石油污染的重灾区。自1969年美国加州圣巴巴拉油田发生第一次海上漏油事故以来，世界上已有超过40处大的海洋泄露事故。石油污染的治理引起了人们越来越多的关注。石油成分复杂，降解缓慢，且随产地不同，其处理方法也不尽相同，而海洋环境又复杂多变，往往要面对温度和盐度上的苛刻条件，生物修复具有高效、经济的优点。

石油进入水体后主要以形成表面油膜溶解状态，乳化状态和凝聚态残余物四种状态存在。石油最初进入海洋环境时呈现油膜状态，然后一边蒸发到大气中，一边溶解到海水中，溶解状态的油分散在水体中，剩余凝聚态残余物根据其密度大小或漂浮或沉于水底。石油中相对分子质量低的烃类通过蒸发进入大气，或通光化学作用分解，或经过其他氧化作用而分解。石油对海洋生物有强烈毒性，其毒性强度与芳烃衍生物含量成正比关系。石油对鱼鳃等器官的粘附作用会导致毒物聚集，致使鱼类窒息死亡。长远的会导致鱼类雌雄比例失调，幼体畸形，成活率降低。海洋哺乳类动物可以在一定时间内清楚体表上粘附的石油，但若摄入体内，则会严重损害其健康。鸟类会由于石油粘附丧失飞行功能，并损害器官。据报道，近50年来因石油污染已有1000多种海洋生物灭绝，海洋生物减少了40％。

石油对人体危害同样非常严重，其挥发制大气中的组分会迅速污染空气。人类直接接触石油会影响到肺、胃、肠、肾、中枢神经系统和造血系统。石油中的苯和多花芳香烃类化合物有强烈的致癌作用。除了直接接触石油及吸入石油挥发物外，人类还可能通过使用被污染水域的海产品而使有毒物质进入体内，导致器官病变，甚至死亡。

目前在石油污染的治理中主要有物理法、化学法、和生物修复法。其中物理法技能进行稀释、聚集或将污染物迁移到其他环境不能彻底消除污染，而化学法难以彻底降解石油，且会造成二次污染。相比之下，微生物作为石油天然分解过程中最重要的一环，本身便是自然降解的一部分，具有安全、高效、经济、应用范围广的特点。尤其对于物理方法无法去除的薄油膜和化学药品由于二次污染的问题而被限制使用时，生物方法具有无可替代的作用。在1989年美国阿拉斯加石油泄漏第一次应用生物修复方法后，对生物方法的研究日益受到人们关注。目前已发现的石油降解菌主要为无色杆菌属（achromobacter sp.）、不动杆菌属（acinetobacter sp.）、产碱杆菌属（alcaligenes sp.）、分支杆菌属（archrobacter sp.）芽孢杆菌属（bacillus sp.）、放线菌属（actinomycetes sp.）黄杆菌属（flavobacterium sp.）、棒杆菌属（coryneforms sp.）、诺卡氏菌属（nocardia sp.）、假单胞菌属（pseudomonas sp.）、微球菌属（mi rococcus sp.）、青霉属（penicilium sp.）、假丝酵母属（candida sp.）等。在海洋环境起作用的主要是细菌，目前也以对细菌的研究最多最充分。

在微生物降解石油的过程中，有多重原因可能影响微生物的降解效率和降解过程，如微生物本身所属的种类、所降解石油的性质（粘度、化学组成等）、环境条件（温度、pH、溶氧、辅助类的营养物质、盐度）等。环境条件中对微生物降解过程影响最大的就是温度条件。温度在两个方面影响生物降解的效率，第一影响石油降解菌的生长速度，影响氧化酶的活性和微生物种群的构成；第二，影响是有的物理状态和化学组成在常温下生物反应速度较快，微生物生长速度很高，但海水水温较低，如渤海湾海水可低于0℃水温最高的8月份才能达到28℃，大多数时候处于10℃左右的相对低温状态。

微生物生长速度缓慢降解效率较低。而低温环境同样会增大石油的粘度，有毒物质挥发作用降低导致生物降解启动缓慢。普通的好氧菌最佳的石油降解温度在15-30℃之间。盐度的升高会造成微生物膜结构的不稳定而影响微生物对石油污染物的降解能力。本专利正是为了研究环境中比较接近的盐度（3％）和温度（10℃）的条件下进行石油污染物的微生物降解，因而具有重要的现实意义。

发明内容