看不見的“打工族”悄然修復石油污染

石油是非常寶貴的能源和化工原料，但在石油生產(chǎn)、儲運、煉制、加工和使用過程中，由于井噴、泄漏、檢修等原因，都會有石油溢出和排放，導致原油污染土壤、地下水、河流和海洋。2010年4月20日，位于墨西哥灣的深水地平線鉆井平臺發(fā)生原油泄漏并爆炸，導致11名工作人員死亡、17人受傷，至少56萬噸原油流入墨西哥灣，被公認為工業(yè)史上最大的石油泄漏事故，造成了巨大的環(huán)境和經(jīng)濟損失。

石油泄漏到環(huán)境中，會對人體和環(huán)境造成哪些危害呢？首先，石油進入土壤后會影響土壤的通透性，阻礙植物根系的呼吸和營養(yǎng)成分的吸收，而且無法被土壤吸附的成分會滲入地下，污染地下水。其次，石油中的多環(huán)芳烴具有致癌和致畸作用，會通過食物鏈在動植物體內逐級富集，嚴重危害人體健康。此外，石油泄漏在海洋中，石油組分會使藻類等浮游生物急性中毒死亡，可以影響魚卵和魚類的早期發(fā)育，大量溢油使鳥類翅膀沾有油污不能飛翔，失去御寒能力。因此，為了應對可能或已經(jīng)發(fā)生的事故，防范和治理石油污染成為環(huán)境保護的重要任務之一。

微生物修復是利用功能微生物群促進或強化微生物代謝功能，從而達到降低有毒污染物活性或將其降解成無毒物質的目的。功能微生物群是天然存在或人工培養(yǎng)的，是一群看不見的“打工族”。由于微生物個體小、繁殖快、適應性強、易變異，還可隨環(huán)境變化產(chǎn)生新的自發(fā)突變株，也會通過形成誘導酶產(chǎn)生新的酶系，具備新的代謝功能以適應新的環(huán)境，從而降解和轉化那些“陌生”的化合物。

微生物修復作為一種新興實用的污染物治理技術，具有成本低、效率高、消耗少、對環(huán)境影響小的優(yōu)點，正逐步成為石油污染治理的熱門技術。而選擇優(yōu)良的微生物菌種，是微生物修復取得良好效果的前提，目前已發(fā)現(xiàn)100多個屬、200多種微生物，能夠氧化降解一種或多種石油烴類。雖然各種微生物對于石油污染物的降解方法、理化反應不盡相同，但基本途徑卻是類似的：石油類物質被微生物細胞膜吸附；石油類物質進入微生物內部；石油類物質參與微生物生理反應，微生物進行酶促反應，將石油類物質分解成為CO2、H2O及無污染無毒物質。

微生物修復的主要方法包括生物刺激和生物強化。

生物刺激法是人為通入氧氣和加入氮、磷等營養(yǎng)物質，來刺激石油污染環(huán)境中的土著菌，從而提高微生物的活性、數(shù)量和生長速率。氧氣和營養(yǎng)物的供給是否充足將直接影響它對烴類的降解能力，“缺氧”和“營養(yǎng)不良”的微生物對石油烴的降解作用會被抑制。

生物強化技術主要包括外源微生物的生物強化和內源微生物的生物強化。外源生物強化法是將篩選和培養(yǎng)后具有降解能力的優(yōu)良菌株投加到石油污染環(huán)境中，其能否與土著菌種競爭，成為優(yōu)勢菌種是外源生物強化技術的關鍵。內源生物強化技術是由日本科學家Ueno等在2007年首次提出的，主要是從石油污染環(huán)境中分離具有石油降解能力的土著菌種，并將其“隊伍擴大”后重新投加到石油污染環(huán)境中。

總體來說，在石油污染的治理過程中，應注意把物理、化學處理技術與生物修復技術相結合。

我們相信，微生物修復技術的進一步研究與應用，必將對國內石油工業(yè)的發(fā)展與環(huán)境保護的實施產(chǎn)生深遠的影響。

（作者系中國科協(xié)培訓和人才服務中心工程師）