石油烴的微生物降解

陳燕編寫(xiě)的圖書(shū)石油烴的微生物降解01主要內(nèi)容降解途徑防治試驗(yàn)烴類(lèi)微生物影響降解的因素目錄03050204基本信息《石油烴的微生物降解》是2002年出版的圖書(shū)，作者是陳燕。主要內(nèi)容石油烴類(lèi)化合物被微生物氧化成為低分子化合物或完全分解為二氧化碳和水的作用。石油入海后發(fā)生一系列物理、化學(xué)和生物的變化，其中微生物對(duì)石油烴的降解起重要作用。微生物降解烴類(lèi)是19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)的。20世紀(jì)50年代前，以美國(guó)C.E.佐貝爾為代表，對(duì)海洋微生物降解石油烴進(jìn)行了廣泛的研究。50年代初氣相色譜問(wèn)世，放射性同位素示蹤法的普遍應(yīng)用，對(duì)研究石油烴的微生物降解機(jī)制起了積極的作用。60年代以來(lái)，由于海上石油污染日趨嚴(yán)重，促使不少沿海國(guó)家，如美國(guó)、加拿大、日本、英國(guó)和蘇聯(lián)等國(guó)，積極開(kāi)展了有關(guān)海洋微生物降解石油烴的研究工作。70年代中期，美國(guó)學(xué)者還用基因工程的技術(shù)培育了“超級(jí)微生物”，以期能有效地降解石油烴。中國(guó)自1975年起，先后對(duì)青島膠州灣、渤海、廈門(mén)港、黃海和東海石油降解微生物的數(shù)量、分布、種類(lèi)組成和影響降解因素等進(jìn)行了調(diào)查研究。主要內(nèi)容烴類(lèi)微生物烴類(lèi)微生物能夠降解（氧化）石油烴，或以石油烴為其碳源的微生物稱(chēng)為烴類(lèi)微生物。截止1983年，已發(fā)現(xiàn)有75個(gè)屬的微生物能夠直接降解（或輔氧化）一種或多種石油烴，其中細(xì)菌39屬、真菌19屬、酵母菌17屬。烴類(lèi)微生物廣泛分布于海洋的各個(gè)角落，但其種類(lèi)和數(shù)量，則因時(shí)間、地點(diǎn)和環(huán)境條件的不同有較大的差異。一般來(lái)說(shuō)，細(xì)菌的數(shù)量大于真菌和酵母，近海烴類(lèi)微生物的數(shù)量高于大洋，表層水膜和海底沉積物的菌量高于水體，油污水域的菌量大于非油污水域。在油污水樣中，每毫升海水的菌量可高達(dá)10～10，每毫克沉積物菌量可達(dá)10～10。因此，烴類(lèi)微生物的菌量往往可以反映環(huán)境受油污的情況。降解途徑降解途徑石油是多種烴類(lèi)組成的混合物，包括烷烴、環(huán)烷烴和芳烴等。在石油烴類(lèi)中，以直鏈的烴類(lèi)最易被氧化，芳烴和環(huán)烷烴的氧化較難。微生物對(duì)直鏈烴的氧化有多種方式：?jiǎn)文┒搜趸?、雙末端氧化和次末端氧化等。其中單末端氧化是最主要的方式。如微生物對(duì)正鏈烷的氧化，首先是在單氧化酶系的酶促下，將氧分子的一個(gè)氧原子加入到烴中去，使其形成相應(yīng)的醇，另一個(gè)氧原子與烴類(lèi)脫下的氫結(jié)合形成水。已知在細(xì)菌中有兩種類(lèi)型的氧化酶系，其氧化作用如反應(yīng)圖式。正鏈烷被氧化成相應(yīng)的醇后,在脫氫酶的作用下,接著被氧化成相應(yīng)的醛和酸。脂肪酸再通過(guò)氧化和三羧酸循環(huán)進(jìn)一步氧化成二氧化碳和水。苯是芳烴的代表，微生物對(duì)苯的氧化，首先是在氧化酶系的作用下，將氧的分子加到苯環(huán)上形成鄰苯二酚，然后經(jīng)一系列酶促反應(yīng)，相繼生成順-順粘糠酸、-酮基巳二酸、琥珀酸等。烴類(lèi)被微生物氧化后，約有20～70%的組分轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞的組分。影響降解的因素影響降解的因素微生物對(duì)石油烴的降解取決于：①原油的組分、數(shù)量、物理特性和油污方式；②微生物的種類(lèi)、數(shù)量及生理特性；③海域的溫度、氧含量、營(yíng)養(yǎng)鹽、鹽度、海流和pH等。環(huán)境因素，既影響微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)，也影響石油入海后的理化特性。烴類(lèi)氧化菌分解輕質(zhì)原油的能力要高于重質(zhì)原油。而原油的化學(xué)成分又能影響細(xì)菌的種類(lèi)組成。曾在4種不同的原油中接種含有烴類(lèi)氧化菌的相同水樣，經(jīng)培育，微生物的種類(lèi)組成出現(xiàn)了差異。又據(jù)試驗(yàn)，中溫菌對(duì)柴油在20°C時(shí)的氧化速度比10°C時(shí)快3倍，而在5°C時(shí)幾乎不發(fā)生降解作用。在海水中加入氮和磷，有利于烴類(lèi)微生物的繁殖，促進(jìn)對(duì)烴類(lèi)的降解作用。大多數(shù)烴類(lèi)微生物降解石油需要氧，理論上推算，氧化1升原油大約要消耗3.2×10升海水中的溶解氧。據(jù)佐貝爾計(jì)算，在適宜條件下，細(xì)菌氧化海水中油的速率可達(dá)到100～960毫克/（米·天），入海石油的30%可被微生物降解。防治試驗(yàn)防治試驗(yàn)利用烴類(lèi)微生物消除海上油污染，處于試驗(yàn)階段。①用混合培養(yǎng)微生物消除油污。由于石油含有成千上百種烴，一種細(xì)菌又只能降解一種或幾種烴，因此要消除海上油污必須添加微生物的混合培養(yǎng)物。據(jù)試驗(yàn)，若在添加烴類(lèi)微生物混合培養(yǎng)物的同時(shí)，又加入含氮和磷的營(yíng)養(yǎng)劑可在幾天內(nèi)降解原油中60～80%的烴類(lèi)。②用“超級(jí)微生物”消除油污。已知對(duì)烴類(lèi)的降解受菌體質(zhì)粒的控制。70年代中期，人們采用生物工程