海洋石油污染研究现状及防治

石油是海洋环境的主要污染物,已经对海洋及近岸环境造成了严重的危害.文章概述了海洋石油污染的原因、危害、微生物降解机理以及生物修复技术等内容,提出了微生物降解是海洋石油污染去除的主要途径.最后,提出以生物降解为基础,配合使用不会影响生物生长、繁殖的化学处理剂,将更好的处理海洋石油污染.     

土壤-地下水系统中石油烃的迁移和生物降解述评

石油烃具有生物累积性,能长期留存在环境中。准确掌握环境中石油烃的行为及归宿,对有效控制石油烃污染、保护人类健康具有重要意义。生物降解是石油烃在土壤-地下水系统中归宿的主要途径。重点阐述了石油烃在土壤-地下水系统中的迁移,降解石油烃的微生物,生物降解机理,影响生物降解的因素,微生物修复技术,以及利用微生物分子生态学来监测生物降解过程的现状,并展望了未来的发展方向。     

微生物降解石油烃的代谢机制及研究进展

石油烃类污染物是复杂的有机化合物,对生态环境和公众健康具有较大危害。目前微生物技术已成为修复石油烃污染环境的主要方法,微生物可利用目标污染物作为碳源,通过一系列的酶催化对其进行代谢降解。研究了微生物降解石油烃的代谢机制,可通过合理设计降解途径中关键步骤的酶,降低限制因素对石油烃微生物降解的影响,提高限速步骤的反应速度,从而提高对石油烃的降解率,以更好地应用于石油烃污染场地的修复。通过梳理总结石油烃的主要组成和结构、代谢途径、功能基因和关键酶种类,以及组学和合成生物学技术在石油烃降解代谢机制研究中的应用现状,为进一步优化提升微生物修复技术在石油烃污染领域的应用前景提供参考。     

石油烃类污染物的微生物修复技术

石油作为重要能源之一,已被世界各国广泛使用,随之而来的石油烃污染已经对人类生存的土壤及水体环境造成了严重的危害,微生物降解是一种处理石油烃污染的理想方法。本文对石油烃类污染物的生物处理技术进行了较全面的介绍,综述了降解石油烃的微生物种类、微生物降解石油烃机理、影响因素以及微生物降解石油烃技术的应用等方面的研究进展,分析了现有研究中存在的不足,并对今后的研究趋势进行了展望。     

微生物降解石油烃类污染物的研究进展

石油作为重要的能源之一,在被大量开采、运输和使用的同时,带来了严重的污染。利用微生物降解石油烃类污染物是当前治理石油污染最为理想的有效方法。介绍了降解石油烃的微生物种类和降解机理,并分析了固定化、表面活性剂、低温条件等对降解过程的影响。     

滨海石油烃污染场地地下水微生物群落特征

石油污染物的浓度和分布对降解细菌群落的结构组成有显著影响。为探究地下水微生物群落结构的多样性与石油烃污染物分布的关系，文章对某污染场地地下水样品进行分析，测定多种指标并进行微生物高通量测序验证降解机制。研究表明，沿地下水流向，依据石油烃浓度研究区地下水可划分为重度（Ⅰ）、中度（Ⅱ）和轻度（Ⅲ）3个污染带。在石油污染的地下水环境中，变形菌门是主要的石油降解菌门，优势菌属为假单胞菌属。高浓度的石油污染会抑制微生物物种的丰富度和多样性，微生物群落与TPH、COD、DOC、SO42-等环境因子相关性显著，不同分带的微生物群落结构组成不同（Ⅰ带以Pseudomonas、Proteinniphilum为优势菌群，Ⅱ带以Pseudomonas、Sulfuritalea等为主，Ⅲ带微生物种类增多，以Pseudomonas、Hydrogenophaga、Flavobacterium为主）。结合水化学和微生物群落推测Ⅱ带可能发生了以硫酸盐为主的石油烃生物降解机制。该研究结果为深入了解石油烃在环境中的分布和降解机理，促进生物降解技术在环境修复领域的应用和发展提供了数据支持。     

生物炭强化石油烃生物降解的影响因素分析

文章采用不同温度下(300℃和500℃)制备的木屑和麦秆生物炭修复石油污染土壤,运用正交试验分析了生物炭热解温度、原料、土壤含水量和土壤易分解有机质(葡萄糖)对土壤石油烃(烷烃和多环芳烃)生物降解的影响,结合土壤微生物群落结构变化,初步探讨了最显著影响因素——土壤含水量对生物炭强化石油烃降解的作用机理。通过正交试验直观分析和方差分析,获得了石油烃各组分的最佳降解条件。土壤含水量(50%～100%)对烷烃(n C8～C40)和多环芳烃降解率影响最为显著,二者均随土壤含水量升高而发生下降。此外,聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳结果发现,增加土壤含水量导致石油烃降解菌丰度下降。原因在于,土壤含水量将会影响微生物的生长代谢及其与污染物接触的机会,进而影响石油烃的生物降解。因此,调节土壤水分含量对生物炭修复石油污染土壤具有重要意义。     

包气带油污土层生物修复现场控制性因素的评价

包气带油污土层的生物修复涉及到石油降解微生物、石油污染物的可生物降解性和土壤环境三个方面.本文通过最或然计数法(MPN)、原油族组分柱层析分析方法和色质联机分析等实验手段,研究了淄河滩包气带油污土层的水力学特性、氮磷营养元素、微生物和石油污染物.结果表明,长期受石油污染的土层含有丰富的微生物,其中大部分具有降解石油烃的能力,且土层的渗透性极强,有利于开展油污土层的生物修复.同时,长期的挥发、淋失和转化造成土层中石油污染物主要由高分子、高沸点烃类组成,且油污土层的速效氮、速效磷含量太低,直接增加了生物修复的难度,成为不利于生物修复的影响因素.     

地下水石油污染高效生物降解研究

考察了高效复合微生物对地下水石油污染物降解效果,并建立了地下水污染质生物降解迁移数学模型.从石油污染的土壤中分离筛选到能够高效降解石油的菌株,经鉴定为假单胞菌属、黄杆菌属和微球菌属,这3种菌属24h对石油降解率分别为62%,56%和52%,且3种菌属组成的复合菌较单一菌属对石油降解率都要高,达85%.高效复合菌与石油配水一起进入模拟地下含水介质的反应器,在反应器前部均能形成一个稳定的生物带.石油配水流经该生物带,石油降解率可达60%以上,反应器出水石油降解率平均可达90%以上.建立的地下水污染质生物降解迁移数学模型对地下水有机污染质生物降解有较好的预测效果,计算值与实测值呈良好的相关性.     

石油污染浅层含水层的微生物修复研究进展

微生物修复是治理浅层地下水有机物污染的重要途径。从石油开采等过程对浅层含水层带来的污染现状、微生物修复的技术进展、降解菌的筛选与分离和微生物修复的影响因素等方面综述了石油污染浅层含水层的微生物修复主要研究进展,分析了原位微生物修复技术在石油污染浅层含水层修复领域的广阔应用前景;鉴于浅层地下水系统具有低温、贫氧等特点,指出目前研究存在的不足,并强调指出地下水中石油类污染物的时空分布和迁移转化规律、优良"土著"菌株的筛选和菌群的构建、低温缺氧环境下的降解研究、同位素技术、原位修复的现场研究以及微生物-植物的联合修复将是今后石油污染浅层含水层的原位微生物修复技术的研究重点。     

溢油后海洋沉积物中细菌群落的多样性

海洋沉积物既是污染物的蓄库,也是上覆水的污染源,溢油对海洋沉积物的影响已日益受到人们的关注。海洋沉积物具有高的细菌丰富度和多样性,不同沉积物的异质性导致细菌群落对溢油的响应各不相同,其群落结构和多样性在一定程度上可反映石油污染程度和生物降解水平,且烃降解基因的相对丰度与污染水平之间具有直接相关性。本文对溢油后海洋沉积物中细菌群落的多样性进行了综述,重点分析了溢油后潮上带和潮间带、潮下带及海底沉积物细菌群落多样性的变化。     

红球菌在石油烃类物质降解中的作用

红球菌属是有机污染物降解的重要微生物之一。由于红球菌能够适应各种各样的底物环境,具有极强的有机溶剂耐受性和很宽的降解谱,同时它们还能通过产生表面活性剂和改变细胞表面组成结构来提升自身对于疏水性环境的适应能力,因此,红球菌在石油污染物降解及石油污染的生物修复等领域有着极其重要的应用价值。文章基于近年来在红球菌降解石油烃方面的研究进展,从红球菌适应疏水性环境的机制、石油烃中烷烃、环烷烃、芳香烃的降解途径等几个方面进行综述,同时对今后研究的方向进行了展望。     

微塑料对近岸多环芳烃降解菌群结构及其降解能力的影响

近海岸微塑料的污染问题日益突出,对周围生态环境造成了严重的影响.微塑料研究主要集中于微塑料在生物体内的积累,而有关微塑料对微生物生态的影响研究还很少.本文针对受微塑料影响较严重的近岸环境,从受石油污染的近岸水体中富集驯化得到功能菌群菲降解菌群MB1,探究微塑料对近岸菲降解菌群结构及降解能力的影响.结果表明:微塑料的添加在一定程度上促进菲的降解;SEM扫描电镜分析进一步显示微生物附着在微塑料上并分泌丝状物质;采用Illumina序列分析添加微塑料后菌群结构的变化,发现培养6 d后在有添加微塑料的体系中优势菌属以Glaciecola为主,而未添加的对照组中优势菌属是Rhdovulum,说明微塑料的添加可明显改变降解多环芳烃的菌群结构,进而影响污染物的降解能力.     

海洋石油污染处理方法优化配置及具体案例应用

海洋石油污染成为海洋污染的主要类型,对海洋水生环境造成了极大的破坏,而溢油成为石油进入海洋的主要方式,如何对溢油事故进行有效的预防和处理成为治理海洋污染的关键所在.本文对当今处理溢油使用的物理法、化学法、自然降解法、生物处理法、燃烧法等进行了介绍,详细考察了各种处理方法的适用条件,以及在限制条件下如何对各种选择方法进行优化组合.文章同时对"11.14"重大船舶溢油污染事故实际案例进行了分析,用优化组合后的方法进行处理,处理效果明显.     

土壤和地下水石油污染的生物治理

概述了石油生物降解速率的主要影响因素，烃类的组成与状态，烃类降解微生物，温度与ｐＨ值，Ｏ２和营养。介绍了土壤和地下水石油污染的两种生物治理方法；菌种法和营养物法，认为该法具有安全，经济，无二次污染，不需大型设备，操作简单等优点，但也具有一定的局限性。     

Nitrobenzene biodegradation ability of microbial communities in water and sediments along Songhua River after a nitrobenzene pollution event

More than 100 t of nitrobenzene (NB) and related compounds were discharged into the Songhua River, the fourth longest river in China, because of the world-shaking explosion of an aniline production factory located in Jilin City on November 13, 2005. As one of the efforts to predict the fate of residual NB in the river, NB biodegradation abilities of the microbes in the water and sediments from different river sections were evaluated systematically. The results indicated that microbial communities from any section of the river, including one section at the upper stream of the NB discharging point, had the ability to biodegrade NB under aerobic (for river water samples) conditions at 22±1℃ or anaerobic (for sediment samples) conditions at 10±1℃. NB degradation rates of microbial communities in the downstream sites were markedly higher than those in the upstream site, indicating that the NB degradation abilities were enhanced because of the pollution of NB. Aerobic degradation got neglected at a temperature of 10℃ or lower. The production of nitrosobenzene and aniline during the aerobic biodegradation suggested the existence of at least two different NB degradation pathways, and the occurrence of the catechol-2,3-dioxygenase (C23O) gene and the significant decrease of dissolved organic carbon (DOC) indicated that NB could be mineralized under aerobic conditions. Although it was a fact that the river have frozen-up during the NB accident, it was speculated that biodegradation was not the major process responsible for the decrease of NB flux in the river.     

Comparison the effects of bioaugmentation versus biostimulation on marine microbial community by PCR–DGGE: A mesocosm scale

In order to better understand the effects of biostimulation and bioaugmentation processes on a marine microbial community, three different mesocosm experiments were planned. Natural seawater(10.000 L) was artificially polluted with crude oil(1 L) and(1) inorganic nutrients(Biostimulating Mesocosm, BM),(2) inorganic nutrients and an inoculum of Alcanivorax borkumensis SK2(Single Bioaugmentation Mesocosm, SBM),(3) inorganic nutrients and inoculums of A. borkumensis SK2 and Thalassolituus oleivorans MIL-1(Consortium Bioaugmentation Mesocosm, CBM). During the experimental period(20 days), samples were taken from each mesocosm and the community structure was analyzed by PCR–DGGE. The 16 S r RNA gene DGGE banding patterns and sequence analysis demonstrated that biostimulation had the lowest effect on microbial biodiversity in the mesocosms; however, the biodiversity of the marine microbial community dramatically decreased in the CBM(Shannon index was 0.6 in T3). The community structures among the three mesocosms were also markedly different,and major bacteria derived from DGGE bands were related to uncultured Gamma Proteobacteria. The biodegradation results show that the Single Bioaugmentation Mesocosm(SBM) system had the highest percentage of degradation(95%) in comparison to the BM mesocosm(80%) and CBM(70%).     

石油污染物对海底微生物燃料电池性能的影响及加速降解效应

海底石油污染物在缺氧环境下导致其生物降解过程缓慢,对海洋环境造成长期危害.本文利用海底微生物燃料电池(BMFCs)原理,尝试通过电催化作用提高海底石油污染物的降解速率.对比测试了含油电池装置(BMFCs-A)与无油电池装置(BMFCs-B)的电化学性能,研究了石油污染物对电池性能的影响;比较了含油通路(BMFCs-A)和断路状态下(BMFCs-C)的石油降解率和细菌聚集量,分析了BMFCs对石油污染物降解的加速作用.结果表明,BMFCs-A和BMFCs-B阳极的交换电流密度分别为1.37×10-2A·m-2和1.50×10-3A·m-2,最大输出功率密度分别是105.79 m W·m-2和83.60 m W·m-2,BMFCs-A装置的抗极化能力增强,交换电流密度提高近9倍,最大输出功率密度提高1.27倍.BMFCs-A和BMFCs-C阳极表面的异养菌数量分别是(66±3.61)×107CFU·g-1和(7.3±2.08)×107CFU·g-1,细菌数量增加了8倍,高的异养菌数量导致石油降解加速进行,BMFCs的石油降解率是自然条件下的18.7倍.BMFCs在电化学性能提高的同时,加速石油污染物的降解.本文同时提出了一种海底微生物燃料电池对石油污染物加速降解的新模式.     

智能化海洋油污快速清除系统研究

目前油轮泄漏时,清除海面油污比较困难,如采用以往的方法速度慢,污染得不到及时治理,为了快速清除海面油污,保护海洋的清洁卫生,本文对智能化油污快速清除系统进行了研究。此系统是在油污吸取器上方安装有一个高分辨率的摄像头对海面油污进行识别,经图像处理后获取数据,再由单片机来控制储油船前方的油污收集器在运动中收集油污,经软管输送到油泵,把油污抽到储油船上的油水分离器,进行油水分离。这种清除油污方法比普通清除油污方法工效高、清除干净、污染少,因此可用于清除大面积海面油污染。     

海上石油平台溢油污染等级评估研究

石油污染被认为是对海洋环境危害较大污染物之一,文章通过分析与溢油污染程度有关的影响因素,首次构建了海上石油平台溢油污染程度评价指标体系。利用层次分析法(AHP)计算了各评价指标的权重,并以溢油量和油品特性持久性为例,分别建立了溢油量隶属度函数和油品特性的持久性隶属度子集表,最终完成了溢油污染程度的二级模糊综合评价模型。该评价模型为判断溢油污染等级提供了新方法,同时也为溢油应急决策部门采取应急措施提供一定的技术支持。