菌藻共生生物法處理海上石油污染

李云平 王 寧 趙啟焱 金明杰

(鄭州大學，河南 鄭州 450001)

1 現有的處理海上石油污染的措施

1．1 物理處理法

1．1．1 吸附劑法。采用天然稻草、海草和非天然的木炭、泡沫塑料等做吸附劑來吸附海面浮油。由于技術的限制，此法一般用于有少量浮油的水域。若使用人工材料，其費用較高，且需要對吸附之后的吸附劑進行處置，是的費用進一步增加，故該法只做浮油清除工作的補充手段。

1．1．2 撇油法。運用撇油機對漏油進行回收，但在油膜較薄的情況下撇油機不能使用，而且回收后海面上仍然殘留一層油膜，回收不完全，可以用吸附法繼續處理。

1．1．3 沉淀法。采用高密度的材料制作成親油外殼，投入到漏油的海面，吸附油后沉降到海底。此法雖然去除了漏油對海面的污染，但會造成對海底的污染，甚至殺死海底生物。并且在海底不定因素如海底暗流地攪動和生物降解作用下，沉降到海底的油有可能會再次浮到水面。

1．2 化學處理法

1．2．1 投加化學試劑法。向海面噴灑化學藥劑，例如，膠凝劑、分散劑或破乳劑等，改變石油的分散狀態，從而使其得以清除。

1．2．2 交聯劑法。向漏油的海面投加固化劑產生凝膠作用，油結合成半固態物質，這種狀態的油易回收。但該法中，固化劑用量很大，甚至高達泄油量的2－4倍【1】，加之其他因素，如噴灑途徑等因素的影響，費用很高。

1．2．3 燃燒法。燃燒法應用于石油泄漏的原位處理中，一般需要耐火性的圍油欄來防止石油的擴散【2】。運用此法處理漏油時，不需要像撇油機那樣復雜的裝置，所以其處理費用低，但是燃燒產生的煙會污染大氣，其不完全燃燒的產物也會對海洋生物及環境造成影響，因此此法一般用于處理大規模的溢油或離海岸相當遠的公海。在此法中，石油被白白燃燒，造成資源和能源的浪費。

1．3 生物修復法

1．3．1 營養劑法。在石油降解的過程中，由于海水中可利用的氮源(N)和磷源(P)不足，將限制石油烴的生物氧化【3】。向海水中添加一定量親油性的長效肥，它能同油膜漂浮在一起，可以為微生物提供營養，促進其生物降解作用。

1．3．2 菌種法。在石油泄漏污染場中接種人工培養的高效降解菌，這些混合菌具有很強的烴類降解能力。同時，在海洋中也存在著大量能夠降解石油的微生物，從這些微生物中篩選出合適的菌種組成混合菌劑，對海上石油污染的處理效果較好。

2 藍藻與混合菌劑結合的生物處理法

對當前利用混合菌劑處理海上石油污染的調查表明，這些混合菌劑中的菌種絕大部分是好氧菌，所以氧含量的高低很大程度上影響其對石油的降解效率。然而，被石油污染的水體中，由于光合作用的減弱以及水生生物的呼吸作用使水中溶解氧含量較低，這就限制了微生物對石油降解速率的提高。同時由于其他環境條件的限制，也使得混合菌劑不能完全發揮作用，例如，營養元素的缺乏，但是有一定的局限性。

藍藻在生長過程中往往伴隨大量可降解烴類的細菌，細菌生長在藍藻的粘液、藻鞘中，被藻絲裹著與藻形成了一個緊密結合的菌藻共生體系，可以保護細菌不被海水沖走，這就為細菌分解污染物提供了一個相對穩定的環境。同時藍藻的光合作用為細菌提供了呼吸作用所需要的氧氣。在缺乏氮的環境中，藍藻可通過固氮作用固定大氣中的氮，隨著其代謝、衰老死亡，其中的氮元素以及有機物便可別細菌利用，促進細菌的生長。由于光照的限制，一些烴類降解菌受到抑制，與藍藻形成共生體后，可保護其在強光或者干燥條件下生存。次共生體系也為藍藻的生長提供了有利條件。細菌呼吸產生的CO2能被藍藻利用;細菌降解石油而產生的有機物也能被藍藻所利用。

藍藻可先將石油烴富集在藻細胞，細菌再獲得這些物質，因而在與藍藻共生時，降解菌的生長速率以及對原油的降解效率要高于其單獨培養。在唐霞【3】等人的研究中，他們從石油污染的港口水域分離篩選到一株絲狀藍藻GH1，通過形態學和分子生物學分析鑒定為顫藻。從生長情況和抗氧化酶活性方面研究了這株顫藻對原油的耐受性。

通過對國內外相關文獻的學習與研究，我們得出結論:藍藻能夠和海洋中降解石油的細菌形成共生體系，為彼此提供能源和營養物質，互利共生，提高海上石油的降解效率。然而相關研究及文獻中只側重于研究藍藻與其共生菌種之間的共生關系，并未人工引進優勢菌種，這些共生菌種對石油的降解效率并不是很高，因此不能廣泛應用與處理海上石油污染。

基于此，我們可以將高效的石油降解菌與藍藻一起培養，進行人工馴化，將此共生體系制成混合菌劑應用于處理海上石油污染。在經過人工馴化的共生體系中，藍藻與高效石油降解菌互利共生，與天然的菌藻共生體系及只用混合菌劑處理海上石油污染相比，不僅保存了共生體系的優勢，又繼承了混合菌劑在適宜環境下高效處理石油的能力。在現有的實驗原理和技術的支持下，利用藍藻與混合菌劑共生體系處理海上石油污染具有一定的研究價值和可行性，且應用前景廣闊。

3 結論

隨著石油的不斷開發和利用，開采和運輸量將會大幅增加，我國海域受污染的情況將日益嚴重。生物技術在處理海面浮油方面是一種有效的技術，藍細菌的加入，解決了油污濃度大導致細菌營養和氧氣供應不足抑制其生長，從而使石油降解速率下降的限制，使生物技術更加完善。因此能夠更好的解決海上石油污染問題，減小對海上生態環境的破壞。

［1］夏永明等編譯．石油儲運過程環境污染控制［M］．北京:中國石化出版社，1992，146 －177．

［2］李進道等．用長效肥料提高微生物分解海面油膜試驗［J］．青島海洋大學學報．1990，20(3):84 －88．

［3］唐霞，何麗媛，黨志等．2010．一株絲狀藍藻的分離鑒定及其對原油耐受性能的研究［J］．環境科學學報，30(10):1992－1998．