摘要:石油污染越來越多的在開采、運(yùn)輸、加工等過程中進(jìn)入環(huán)境,并在環(huán)境中長期積累且很難被消除,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及人類健康造成嚴(yán)重危害。研究證明,對(duì)石油污染采取微生物修復(fù)是行之有效和環(huán)境友好的,因此對(duì)微生物降解菌的研究成為當(dāng)前熱點(diǎn)。介紹了石油污染現(xiàn)狀、微生物降解技術(shù)及途徑、微生物降解的影響因素等方面,總結(jié)微生物修復(fù)的研究進(jìn)展,最后提出研究中存在的不足,并對(duì)新技術(shù)的運(yùn)用以及對(duì)學(xué)科之間的交叉滲透提出了建議。
關(guān)鍵詞:石油污染;石油烴降解菌;微生物修復(fù);微生物代謝機(jī)理
中圖分類號(hào):X172 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2016)17-4353-06
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.17.001
Abstract: The oil pollution was increasingly released and long accumulated in the environment during petroleum mining, transportation, processing, etc., which can be hard to be eliminated and had caused serious damages to the ecosystem and human health. Using microbial remediation to repair oil pollution have proved effective and environmentally friendly, thus microbial degradation bacteria became a hot spot to research today. Based on introduction of the oil pollution status, the techniques, pathways and influence factors of microbial degradation, the current research advances of microbial remediation were summarized, and the deficiencies existing in research were proposed, then some advices for the utilization of new technology and the cross penetration between disciplines were put forward.
Key words: petroleum pollution; hydrocarbon degrading bacteria; microbial remediation; mechanism of microbial metabolism
1 石油污染及其危害
土壤是人類賴以生存與發(fā)展的重要自然資源,但近年來石油對(duì)自然環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重。石油污染主要來源于油田勘探、油氣開采和石油產(chǎn)品在運(yùn)輸加工中發(fā)生的泄漏等事故[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國的石化企業(yè)每年落地油產(chǎn)量達(dá)700萬t,煉油區(qū)的井口周圍是最嚴(yán)重污染區(qū),而且污染范圍會(huì)隨著污染物積累以及雨水傳播而不斷擴(kuò)大[2]。
在過去的10年中PAHs(Polycyclic aromatic hydrocarbon,PAHs)作為分布最廣的一類多環(huán)芳烴類有機(jī)化合物,因其具有疏水親酯性、持久污染性、頑固穩(wěn)定性、誘變和致癌性等而備受關(guān)注[3]。美國環(huán)境保護(hù)署已將其中的16種多環(huán)芳烴列為優(yōu)先考慮污染物[4]。多環(huán)芳烴污染物在生態(tài)系統(tǒng)中長期積累會(huì)造成嚴(yán)重危害,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:會(huì)破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,降低土壤的透氣性和滲水性,使土壤板結(jié)、肥力下降;會(huì)在水體表面形成油膜,造成水生生物的大量缺氧[5];可直接進(jìn)入并污染地下水源,影響居民用水和農(nóng)業(yè)灌溉[6];可通過食物鏈的生物富集作用,嚴(yán)重危害人類健康。
2 石油烴類的微生物修復(fù)技術(shù)
2.1 石油成分
石油是一種具有特殊氣味和顏色的可燃性的油質(zhì)液體物質(zhì),其主要成分是碳?xì)錁?gòu)成的烴類化合物,烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴約占石油成分的95%以上[7]。煤油、苯、汽油、石蠟和瀝青等都是由石油加工而來的。多環(huán)芳烴(Polycyclic aromatic hydrocarbon,PAHs)是指具有兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)的一類碳?xì)浠衔铮紵N家族包括150多種成員,例如萘、蒽、菲、芘等,廣泛存在于石油中,難以被降解[8-11]。
2.2 降解石油烴類的微生物菌群
由于微生物具有強(qiáng)大的適應(yīng)性、快速的繁殖能力、高效的新陳代謝能力,使得它們在治理PAHs污染中擔(dān)任著非常重要的角色[12]。自然界中廣泛存在著能降解石油的微生物種類,已發(fā)現(xiàn)的就有100多屬200多種,主要是細(xì)菌(假單胞菌屬、芽孢桿菌屬等)、真菌(曲霉菌、青霉菌等)、放線菌(線菌屬、諾卡氏菌屬等)、酵母等。一般認(rèn)為,細(xì)菌比其他菌屬的石油降解效果好[11]。Festa等[13]從一個(gè)長期受污染的土壤中獲得復(fù)合菲降解菌體(CON-Phe),通過檢測得到了鞘脂單胞菌屬(Sphingomonadaceae)、腸桿菌屬和假單胞菌屬。Kanaji等[10]從原油污染土壤中分離出來了一種能降解菲的新型菌株,被鑒定為假單胞菌sp.USTB-RU。路薇等[11]從石油污染土壤中分離獲得一株能夠以熒蒽為惟一碳源和能源而生長良好的菌株,鑒定其為銅綠假單胞菌屬,并命名為DN1。
2.3 石油烴類的微生物修復(fù)技術(shù)
生物修復(fù)是一種利用生物組織幫助消除被污染領(lǐng)域中的有害物質(zhì)的技術(shù),按修復(fù)對(duì)象的不同可分為植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)及微生物修復(fù)。微生物修復(fù)是指利用微生物的作用將土壤中有害有機(jī)污染物降解為無害小分子物質(zhì)的過程[12]。微生物修復(fù)技術(shù)應(yīng)用最為廣泛、效果最好,已被證實(shí)能有效減少或消除環(huán)境中PAHS污染物[13]。1972年生物修復(fù)技術(shù)首次被用來清除美國賓夕尼亞洲管線泄漏的汽油。1989年微生物修復(fù)技術(shù)被首次大規(guī)模在大面積被原油污染的美國阿拉斯加海域上使用[12]。2010年4月,墨西哥灣超過2億加侖的原油泄漏,一種嗜油菌在4個(gè)月內(nèi)消除了漏油的75%[14]。2010年7月,23t石油降解微生物被投放至大連灣輸油管道爆炸現(xiàn)場進(jìn)行初期清理,這是有史以來最大規(guī)模地投施微生物降解石油污染并取得了良好效果的嘗試[15]。
微生物修復(fù)技術(shù)主要分為原位生物修復(fù)法和異位生物修復(fù)法。
2.3.1 原位修復(fù)技術(shù) 原位生物修復(fù)技術(shù)(In-situ bioremediation)是指被污染的土壤或水體不經(jīng)過搬動(dòng)和轉(zhuǎn)移,直接在原地被生物法修復(fù)[16,17]。原位修復(fù)技術(shù)的成本相比異位修復(fù)要小得多,所以發(fā)展原位修復(fù)技術(shù)成為近年來的研究熱點(diǎn)。原位修復(fù)技術(shù)包括生物強(qiáng)化法、生物通風(fēng)法等[15]。
生物強(qiáng)化法旨在提高微生物菌群的活性和強(qiáng)度。既可以是對(duì)污染地的土著降解菌進(jìn)行生物培養(yǎng),定期向污染土壤中加入N、P等營養(yǎng)鹽和H2O2等,為土著菌群提供繁殖代謝的適宜條件,使土壤微生物通過代謝將污染物降解;也可以是投施外來菌法,實(shí)際操作時(shí),多在污染土地中打井渠,將配好的外來菌種溶液注入,使其充分進(jìn)入污染土壤中,使其能更好更快地降解石油污染[18]。
生物通風(fēng)法是指運(yùn)用外力強(qiáng)行將空氣或者氧氣注入到污染土壤中,將揮發(fā)性有機(jī)污染物從土壤中解吸到空氣流中,引至地面上進(jìn)行處理的原位土壤修復(fù)技術(shù),氣流還能增加土壤中的物質(zhì)交換及微生物的代謝,從而加速對(duì)石油烴類的降解[19]。此技術(shù)結(jié)合了土壤通風(fēng)的物理過程和增強(qiáng)的生物降解過程,已成為一種應(yīng)用廣泛的革新性原位修復(fù)技術(shù)。1997年P(guān)atrick等[20]在一個(gè)燃油污染現(xiàn)場運(yùn)用了生物通風(fēng)技術(shù)進(jìn)行處理,并取得了良好效果。
2.3.2 異位修復(fù)技術(shù) 異位生物修復(fù)技術(shù)(On-situ bioremediation)則是指將被污染的環(huán)境中的污染土壤或水體運(yùn)輸轉(zhuǎn)移到其他地方,再在專門場地上使用生物修復(fù)或其他方式將污染物轉(zhuǎn)化為無毒無害物質(zhì)的過程[21]。異位生物修復(fù)方法有:堆肥法,即在適當(dāng)條件下,將污染基質(zhì)和適合的材料(木屑鋸末等)混合放置成堆,使污染基質(zhì)中的微生物能大量繁殖并通過分解代謝將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定腐殖質(zhì);土壤耕作,將污染基質(zhì)轉(zhuǎn)移到特定的環(huán)境中,平衡其中的礦物元素含量、酸堿度及濕度等,并對(duì)其進(jìn)行周期性的灌溉、翻土及施肥,使污染物被轉(zhuǎn)化降解,關(guān)月明等[22]發(fā)現(xiàn),通過向地耕法污染基質(zhì)中加入高效降解菌能很大程度上提高降解效率;生物反應(yīng)器即一些可以移動(dòng)的污染基質(zhì)單元,分為活性污泥類和生物膜類兩種,生物反應(yīng)器法是將污染土壤移至專門的反應(yīng)器中,使污染土壤與合適的微生物、水、營養(yǎng)鹽添加物以及表面活性劑等充分混合,并一直將微生物降解條件調(diào)至最佳狀態(tài),使污染物的降解速率和效率保持最高狀態(tài)。此反應(yīng)器具有靈活性、易控性和高效性,是處理高濃度重油污染地的有效方法。孫玉華等[23]在處理石化企業(yè)污水中運(yùn)用了膜生物反應(yīng)器的處理方法,效果良好。周立輝等[24]使用撬裝式生物反應(yīng)器對(duì)長慶油田石油污泥進(jìn)行處理,證明此種生物反應(yīng)器可以使微生物快速高效的降解石油污染物。
2.3.3 其他處理技術(shù) 植物-微生物修復(fù)技術(shù),此技術(shù)是通過植物的生長代謝過程,直接或間接地將土壤有機(jī)污染物進(jìn)行分離降解或者吸收轉(zhuǎn)化,植物根部的微生物降解菌也可分離降解有機(jī)污染物,二者可協(xié)同調(diào)節(jié),共同清除污染物質(zhì)[25]。史德青等[26]運(yùn)用植物-微生物修復(fù)技術(shù)對(duì)濱一污水站的石油污泥進(jìn)行處理,試驗(yàn)表明,120 d后石油降解率可達(dá)34.09%,微生物數(shù)量明顯增加且代謝功能多樣性增強(qiáng)。
物化吸附-微生物降解技術(shù)。稠油中含有的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)約占31%,是石油組分中最難被降解的有機(jī)物,被喻為微生物降解稠油的瓶頸。物化吸附-微生物降解技術(shù),就是用活性焦、活性炭等的吸附作用,將這些物質(zhì)吸附提出再利用微生物降解剩下的油污染物,能較大程度提高微生物降解效率。仝坤等[27]分析了活性焦吸附-生物降解去除稠油污染物中溶解性有機(jī)碳的歷程,結(jié)果表明此技術(shù)能有效去除油污中難以被降解的有機(jī)污染物。
電動(dòng)-微生物耦合技術(shù),通過外加電場影響微生物降解菌的生長特性,以提高降解菌降解石油污染物的能力。此技術(shù)被認(rèn)為是目前石油降解修復(fù)領(lǐng)域中最具前景的技術(shù)之一[28]。孫先鋒等[29]利用外加電場對(duì)兩種石油降解菌進(jìn)行了研究,試驗(yàn)表明電場強(qiáng)度對(duì)降解菌的生長特性有一定影響,電場作用下的石油降解率都有很大提高。
2.4 微生物降解石油烴類的影響因素
一般將微生物修復(fù)的影響因素主要分為三種:環(huán)境因素、生物因素以及石油烴性質(zhì)。
2.4.1 環(huán)境因素 環(huán)境因素包括溫度、水分、營養(yǎng)物質(zhì)的供給、電子受體、pH值等。試驗(yàn)表明,嘗試對(duì)某些環(huán)境條件進(jìn)行改善優(yōu)化,烴類的生物降解速度就會(huì)大幅度提高[30-37]。
溫度對(duì)微生物降解的影響機(jī)理主要來自兩方面:一是溫度增加在一定程度上提高解吸速率常數(shù)和分配系數(shù),從而提高被降解底物的生物有效性[35];二是在一定的范圍內(nèi),適當(dāng)增加溫度可提高微生物的繁殖能力及其降解酶的活性,從而提高微生物的降解速率[37-45]。
微生物的生長繁殖尤其需要大量碳、氧、氮、磷、氫等營養(yǎng)元素。生物學(xué)家Zobell[46]曾在研究海洋細(xì)菌對(duì)原油和潤滑油降解過程中,適當(dāng)添加了氮和磷營養(yǎng)鹽,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其降解速率明顯升高。
微生物降解石油烴類的過程中,氧化分解所需電子受體的種類和濃度極大地影響著石油的降解速度。有氧環(huán)境中氧是僅有的或優(yōu)先的電子受體[36];厭氧環(huán)境中,硝酸根離子、硫酸根離子、鐵離子及有機(jī)物分解的中間產(chǎn)物都可作為電子受體[43]。
每一種微生物都有其適應(yīng)的pH值范圍,pH值過高或過低都會(huì)直接影響微生物降解酶的產(chǎn)生分泌及酶活性,進(jìn)而影響菌群的生長繁殖及代謝過程[34]。
2.4.2 生物因素 環(huán)境中的菌種組成和比例對(duì)污染物的降解效果具有決定性作用。不同的降解菌對(duì)不同石油烴類的降解能力不同,自定義復(fù)合菌群對(duì)污染地的降解效果也許比單一菌種的降解效果要好得多。所以當(dāng)污染地的土著微生物不能有效地降解石油污染,就會(huì)向污染土壤中添加相應(yīng)的高適應(yīng)性、高效能的外源菌種或菌群以提高微生物修復(fù)效率[25]。
2.4.3 石油烴性質(zhì) 石油中的飽和烴、芳香烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等的含量和比例的不同使得每一種烴類的降解難易程度都不一樣[12]。污染地石油成分組成比例的不同會(huì)影響微生物對(duì)其中烴組分的降解能力。其中,低硫、高飽和烴的粗油最易降解,而高硫、高芳香族烴類化合物的純油最難降解[36]。蘇榮國等[40]從原油污染的土壤中篩選能降解多環(huán)芳烴的復(fù)合菌株,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),三環(huán)芳烴較四環(huán)芳烴易降解,五環(huán)的螢蒽類可被降解,瀝青質(zhì)通過共氧化方式被也能被降解。
3 石油烴類的微生物降解途徑
3.1 石油烴類的有氧降解
好氧微生物和兼性微生物降解烴類污染物的代謝途徑需要分子氧的參與,如果氧氣含量不足,降解速度就會(huì)減緩,微生物的生長繁殖都會(huì)受到影響[12]。微生物通過有氧降解過程將多環(huán)芳烴化合物轉(zhuǎn)化為CO2和H2O,烴類的氫受體首先與氧結(jié)合為羥基生成醇,羥基經(jīng)脫氫酶氧化為醛基形成醛,醛基繼續(xù)被氧化為羧基形成脂肪酸或者酮,或者生成三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物,再經(jīng)過一系列反應(yīng)進(jìn)入三羧酸循環(huán),并最終分解成CO2和H2O[35]。
下面介紹幾種較常見的烴類化合物的降解途徑。
飽和烴包括正構(gòu)烷烴、支鏈烷烴和環(huán)烷烴[2]。微生物先將烷烴末端H氧化為醇基,進(jìn)一步氧化為醛基,最后氧化為羧基,進(jìn)入三羧酸循環(huán)[38]。環(huán)烷烴首先被氧化為醇,再經(jīng)一些列反應(yīng)生成二酸[39]。
苯環(huán)在雙加氧酶的作用下被氧化為順苯二氫二醇,進(jìn)一步被氧化為鄰苯二酚,鄰苯二酚的氧化產(chǎn)物因切割方式不同而不同。鄰位切割產(chǎn)物含6個(gè)碳原子,間位切割產(chǎn)物含5個(gè)碳原子,但最后都會(huì)進(jìn)入三羧酸循環(huán)[7,38]。
萘則首先被氧化為順二氫二醇萘,經(jīng)過第一次氧化開環(huán)生成1,2-二羥基萘,并進(jìn)一步氧化反應(yīng)生成二氫化苯并吡喃二羧酸鹽,再與氧結(jié)合生成二羥基苯亞甲基丙酮酸并進(jìn)一步生成鄰苯二酚,再經(jīng)過第二次開環(huán)形成二羥基有機(jī)硅烷半醛,最后被降解成丙酮酸鹽和乙醛[40]。
聯(lián)苯苯環(huán)上1~10的位置上的氫原子均可被氯原子取代,可形成200多種多氯聯(lián)苯。惡臭假單胞菌LB400可分解最多達(dá)6個(gè)氯所取代的多氯聯(lián)苯,例如聯(lián)苯的降解,首先是聯(lián)苯的2,3號(hào)被氧化而形成2,3-二氫二醇聯(lián)苯,再經(jīng)過開環(huán)形成2-羥基-6-酮基-6-苯基-2,3-己二烯(HOPDA)并最終降解成苯甲酸[17,41]。
一般而言,不同的微生物及不同的化合物,都會(huì)影響有氧降解反應(yīng)的初始位置。降解同種化合物的微生物種類不同,代謝途徑也會(huì)有差異。例如惡臭假單胞菌mt-2降解甲苯,甲苯的甲基首先被氧化為醇基,然后被氧化為醛基,進(jìn)一步氧化形成羧基,再經(jīng)過一系列反應(yīng)形成中間代謝產(chǎn)物鄰苯二酚并被最終分解為小分子物質(zhì)。而惡臭假單胞菌F1降解甲苯的過程中,甲苯在雙加氧酶及氧分子及NADH的作用下生成順甲苯二氫二醇,進(jìn)一步氧化形成3-甲基鄰苯二酚并最終進(jìn)入三羧酸循環(huán)[41]。
3.2 石油烴類的厭氧降解
厭氧降解是指一些兼性厭氧微生物或者厭氧微生物在無氧環(huán)境中,通過氧化性較強(qiáng)的物質(zhì),例如硝酸鹽、硫酸鹽、三價(jià)鐵離子等,將有機(jī)物降解代謝的過程[38]。厭氧降解過程中,有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為CH4、NH3等,此過程轉(zhuǎn)化速率慢、需要時(shí)間長。有研究表明,厭氧條件下經(jīng)培養(yǎng)233 d,烴類化合物的降解量不到5%。且厭氧生物降解對(duì)環(huán)境要求較嚴(yán)格,pH值需控制在6.7~7.4之間[38]。
4 石油烴微生物降解的研究進(jìn)展
石油烴微生物降解的研究主要集中在以下幾方面。
一是對(duì)自然界中存在的降解效果好的微生物進(jìn)行分離鑒定和開發(fā)利用。Elpiniki等[18]研究發(fā)現(xiàn)不同油種的海灣細(xì)菌復(fù)合菌群的群落結(jié)構(gòu)和功能不盡相同。1999年Lebeault等研究了混合菌群降解飽和烷烴的過程[12]。2007年饒佳家等[41]從被污染土壤中分離出了一株能以甲苯為惟一碳源和能源的假單胞菌屬的菌株,試驗(yàn)得到了這種菌株降解甲苯的最佳條件,并對(duì)其代謝途徑進(jìn)行了初步研究。2011年唐杰等[30]采用傳統(tǒng)分離法分離出了不同土壤類型及不同土壤深度的微生物,并對(duì)微生物的數(shù)量、菌群結(jié)構(gòu)及多樣性等進(jìn)行了研究,得出土壤類型對(duì)菌群結(jié)構(gòu)的影響比土壤深度對(duì)其的影響大。2011年海軍醫(yī)學(xué)研究所與復(fù)旦大學(xué)合作,在石油污染海水中成功分離培養(yǎng)出高效石油降解菌群并制備了菌劑。2013年Festa等[13]從一個(gè)長期受污染的土壤中獲得復(fù)合菲降解菌體(CON-Phe),這個(gè)復(fù)合降解菌體在含有1-羥基-2-萘甲酸的培養(yǎng)基中培養(yǎng)7 d,能降解掉培養(yǎng)基中58%的菲。2015年路薇等[11]從石油污染土壤中分離出了一株降解熒蒽菌株,鑒定為銅綠假單胞菌。
二是基于前人的研究,對(duì)降解菌的代謝途徑、代謝產(chǎn)物進(jìn)行研究,并利用生物強(qiáng)化、生物添加等手段,增強(qiáng)降解菌的降解速率和適應(yīng)性。1964年生物學(xué)家Zobell[46]在研究海洋細(xì)菌降解原油和潤滑油過程中,計(jì)算測出了氮磷營養(yǎng)鹽添加后石油烴的降解速率。2001年蘇榮國等[40]對(duì)微生物降解烷烴的途徑、機(jī)理等進(jìn)行了分析,并總結(jié)了非生物因素比如溫度等對(duì)降解作用的影響。2008年馬強(qiáng)等[12]對(duì)微生物修復(fù)方法進(jìn)行了討論,并對(duì)生物修復(fù)過程中的影響因素如電子受體、溫度、pH等進(jìn)行了詳細(xì)介紹。2003年Rahman等[47]發(fā)現(xiàn)鼠李糖脂對(duì)污泥中的正烷烴的降解具有促進(jìn)作用。2013年宋華[17]對(duì)石油烴類污染物的生物處理技術(shù)進(jìn)行了較全面的介紹,對(duì)石油烴降解的微生物種類及降解機(jī)理等進(jìn)行了研究分析。
三是利用基因工程技術(shù),在安全的前提下,對(duì)降解菌進(jìn)行基因誘變及遺傳改造,造就一些自然界尚未發(fā)現(xiàn)的超級(jí)降解菌。Chapracarty等將4種假單胞菌屬的降解性質(zhì)粒結(jié)合到一個(gè)菌株中,得到了一株能同時(shí)降解多種烴類的“超級(jí)細(xì)菌”,降解速率非常快,是天然菌的好幾倍,這株菌獲得了專利權(quán)。2004年Wang等[48]在將棉花的分泌性漆酶于擬南芥中過量表達(dá)后,發(fā)現(xiàn)植物對(duì)酚類化合物的抗性明顯增強(qiáng)。此種轉(zhuǎn)基因植物在修復(fù)石油污染土壤的過程中能與高效降解菌或基因工程菌等發(fā)揮協(xié)同作用,加速烴類化合物的降解。2006年張小凡等[49]在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了一株轉(zhuǎn)基因工程菌,且研究發(fā)現(xiàn)該轉(zhuǎn)基因工程菌能在30 d內(nèi)降解一半的菲。2014年謝云[50]利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)篩選出了一株轉(zhuǎn)基因工程菌,命名為不動(dòng)桿菌屬BS3-C230,且發(fā)現(xiàn)BS3-C230工程菌的底物降解特異性廣泛,具有較高酶活性和良好穩(wěn)定性,能同時(shí)高效降解原油中的烷烴和芳香烴組分。
四是注重各學(xué)科各技術(shù)的聯(lián)合修復(fù)。眾多研究表明,將生物化學(xué)物理等除污工藝相結(jié)合,互補(bǔ)協(xié)作,能達(dá)到非常理想的效果。2007年吳應(yīng)琴[51]系統(tǒng)研究了增溶劑-腐殖酸對(duì)難溶有機(jī)污染物多環(huán)芳烴的增溶作用及機(jī)理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)腐殖酸及皂角苷大大縮短了微生物降解蒽的時(shí)間,同時(shí)發(fā)現(xiàn)腐殖酸的濃度、蒽的初始濃度均影響著蒽的微生物降解速率。2011年Nora等[52]在原位化學(xué)氧化技術(shù)和微生物修復(fù)技術(shù)的聯(lián)合使用方面,認(rèn)為兩者結(jié)合能更好地修復(fù)石油污染地。2013年章慧[53]通過試驗(yàn)研究了菲降解菌產(chǎn)生的表面活性劑增強(qiáng)電動(dòng)力學(xué)修復(fù)的效果,結(jié)果表明假單胞菌MZ01產(chǎn)生的表面活性劑協(xié)同鞘氨醇菌GY2B對(duì)電動(dòng)力去除污土中菲時(shí)具有高效增強(qiáng)的效果,且電動(dòng)力對(duì)土壤中菲降解菌的生長具有一定的促進(jìn)作用。2015年吳昊等[54]通過對(duì)活化過硫酸鈉原位修復(fù)石油污染土壤的研究發(fā)現(xiàn),原位化學(xué)氧化與微生物修復(fù)聯(lián)用,在處理石油污染時(shí)成本更低,效果更好,可行性高。
5 展望
雖然在微生物修復(fù)領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些成果,但仍有許多問題需要重視,如沒有集中對(duì)高效降解菌進(jìn)行篩選和鑒定,對(duì)于極端環(huán)境中降解菌的研究不夠深入,在創(chuàng)建耐有機(jī)溶劑的微生物方面的研究還不是很多,同時(shí)要將試驗(yàn)研究成果完美高效地運(yùn)用到實(shí)際操作中去。
在今后的研究中應(yīng)加強(qiáng)分子生物學(xué)、物理化學(xué)等相關(guān)學(xué)科的交叉滲透,從各學(xué)科中找結(jié)合點(diǎn),互補(bǔ)互助,積極嘗試新技術(shù)、新方法,尤其在分子雜交整合技術(shù)、質(zhì)粒基因轉(zhuǎn)接技術(shù)、DNA改組技術(shù)、分子物理與生物工程技術(shù)等方面的研究和實(shí)際應(yīng)用還需加強(qiáng)[55],各學(xué)科的交叉聯(lián)合研究不夠深入是因?yàn)閷?duì)于同時(shí)精通物理、化學(xué)和生物的石油修復(fù)工藝的人才比較缺乏,所以建議加強(qiáng)各學(xué)術(shù)間的聯(lián)合培養(yǎng)和共同合作,組織各學(xué)科人才積極廣泛的交流和探討,加強(qiáng)石油污染的聯(lián)合修復(fù)和積極推廣。2009年林學(xué)政等[56]從北極海洋石油污染沉積物中篩選出來的降解菌中含有發(fā)光桿菌屬,這說明形成既能高效降解石油污染又可隨時(shí)以發(fā)光度來顯示污染地毒性變化的石油降解菌是有可能的。就電場電流對(duì)微生物降解石油的積極作用而言,也許通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)開發(fā)出能產(chǎn)生電流的石油降解菌,這樣不僅能提高降解速率,也可大大節(jié)約修復(fù)成本,而這方面的研究還鮮見相關(guān)報(bào)道。
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