海洋微生物和海洋污染治理专家讲座

海洋微生物与难降解物海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第1页一、人类活动对海洋污染1、生活废物及工业废物经过河流排入海洋2、大气沉降进入海洋。如DDT，PCBs、挥发性有机液体和气体。3、近海处置废物4、船舶排污5.近海石油生产海洋生物富集能力，从而影响整个食物链。石油是最普遍、最显而易见、最可触知持久性海洋污染物。且污染主要来自海洋。海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第2页海洋环境中油自净化作用一、蒸发:油膜面积、温度、石油组份:含碳数、沸点、油蒸气压、海况:风速、碎浪、气泡二、溶解

三、乳化作用四、光化学氧化作用五、微生物降解作用海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第3页海洋中许多微生物能够降解石油中碳氢化合物。部分微生物能够降解链皖烃（直链、分支和石蜡)、芳香族碳水化合物和含石蜡和芳香环复杂碳氢化合物。普通认为C10-C26之间链皖烃是最轻易降解，苯、甲苯和二甲苯等低分子量芳香族化合物是石油中发觉一类有毒化合物，也较易被部分微生物降解。含有复杂结构化合物，如有分支和（或)浓缩苯环，对生物降解含有抗性。碳氢化合物结构越复杂，含有甲基分支和浓缩芳香环越多，就越难降解。

海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第4页二、处理泻油事故物化方法1、建立油障。2、投加吸油材料3、使用化学分散剂4、燃烧5.海岸带用高压水枪清洗。海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第5页难降解物生物降解海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第6页因为石油污染所造成海鸟死亡可怕景象海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第7页4.3.1石油性质和生物降解特征石油是含有烷烃、环烷烃、芳香烃及少许非烃化合物复杂混合物。石油污染主要出现在采油区和石油运输事故现场以及石化行业工业废水中。石油成份生物降解性与分子结构相关海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第8页A．链长度链中等长度（C10~C24)＞链很长（C24以上)＞短链

B．链结构

直链>支链

不饱和>饱和

烷烃>芳烃链末端有季碳原子（四面都与C相连)烃以及多环芳烃极难降解

海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第9页4.3.2降解石油微生物降解石油微生物很多,据报道有200各种细菌——假单胞菌、棒杆菌属、微球菌属、产碱杆菌属放线菌——诺卡氏菌酵母菌——假丝酵母霉菌——青霉属、曲霉属藻类——蓝藻和绿藻海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第10页4.3.3石油降解机理A.链烷烃降解+O2R-CH2-CH2-CH3R-CH2-CH2-COOHβ-氧化CO2+H2OCH2-COOH+R-COOH海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第11页B.无支链环烷烃降解以环己烷为例通常一些微生物只能将环烷变为环己酮,另一些微生物只能将环己酮氧化开链而不能氧化环己烷,两类以上微生物协同作用下将污染物彻底降解——共代谢。海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第12页C.芳香烃芳香烃普遍含有生物毒性,但在低浓度范围内它们能够不一样程度被微生物分解。已知降解不一样芳香烃细菌类别海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第13页苯和酚代谢苯、萘、菲、蒽降解为以下列图所表示

苯代谢海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第14页三、生物降解方法1.接种石油降解菌正常情况下石油降解菌占1%，而污染严重到达70%。普通需要2-4周才能发觉显著生物降解，0.03g/m3.d，而严重地方就是一天之内就能够看到显著降解。0.5-50g/m3.d。从石油污染地点采集，筛选并扩大培养。基因工程细菌海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第15页2.使用分散剂作用是增加细菌对石油利用性。商品化是Sugee2，可促进原油中C17-28正烷烃降解。1989使用分散剂时，不要产生新污染。微生物产表面活性剂最好。Harvery1990利用铜绿假单胞菌和SB30产生糖脂类表面活性剂，可提升2-3倍。活性剂浓度、接触时间、冲洗浓度、有没有黄原胶等都有影响。

海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第16页3.使用氮磷营养盐石油降解菌生长限制原因是N、P、K营养盐。缓释肥料:含有适合释放速率,经过海潮能够将营养物质迟缓释放起出来。最初可快速释放出营养物质，剩下营养物质在3-4周内释放完成。海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第17页美国Vigoro,块状肥料,14:3:3,亚异丁基双脲,自发水解释放出尿素、柠檬酸溶性磷肥。在低潮线和中潮线上放置。美国Sierra,颗粒状Customblem,28:8:0,二烯化处理菜油包衣,硝酸铵和磷酸铵,可迟缓释放,播种在海滩表面。海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第18页亲油肥料在油相中獒合营养盐能够促进细菌在表面生长。石蜡化尿素和辛基磷酸盐加到漂浮油中。以石蜡为载体磷酸铵镁，Victavwet（2-乙基己基-二聚乙烯氧化物磷酸盐)及天然亲脂性氮磷。如大豆磷脂和乙基脲基磷酸盐)法国ElfAquitaine产InipolEAP22，0.5L/M2，微滴乳化剂，尿素为关键，外保油酸载体，加入月桂酸磷酯作为稳定剂和磷源，加入2-丁氧基乙醇来降低粘度。海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第19页水溶性肥料硝酸铵和三聚磷酸盐与海水混合，喷头喷洒。InipolEAP22表现良好，在28*14小区内，2-3周后可看到海滩表面石头变清洁。几周后油污全部消失。亲油肥料降低十八烷烃/植烷比值为70，块状缓释肥料降低了30%，对照无改变。海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第20页以色列1992年合成一个专利聚合物,土著微生物不能利用,而降解该聚合物烃解细菌已经分离到。生物修复非常有效。海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第21页海上石油去除方法石油泄露后会形成较大表面积,这碳原子数在12以下挥发性增加,少部分亲水性分子物质更加快溶解在水里。光化学反应降解部分化合物。泄露原油最终分散在水体中。实际上,在较恶劣天气情况下,原油几小时后就会分散在水体中,1973年,Shetland岛附近Braer发生轻质原油泄露事故就是如此。另一个刺激生物降解主要方法就是添加化学分散剂以加速自然分散过程。微生物是在油-水界面发挥降解作用,分散剂加入大大增加了微生物附着面积。因为原油分散在一个巨大水体中,微生物可取得足够生长所需要其它营养盐。Exxon企业COREXITS9527和9500就是添加了表面活性剂分散剂,因而提升了海洋环境中可生物降解原油去除速率。一个不含有基因工程菌而含有石油降解菌商业产品在墨西哥海湾1990年MegaBorg石油泄露事故去进行了试验,但没有看到相关数据来显示该产品有效性。海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第22页墨西哥海湾发生IXTOC井喷事故,泄露石油没有象布列塔尼那样快速降解,大部分石油形成了乳浊液,微生物在乳浊液表面附着,但不能降解乳浊液内部大量石油,而水中微生物则较快降解了其它溶解在水中石油。海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第23页海岸石油去除方法石油泄露在近岸,物理搜集依然是首选,SeaEmpress在沙滩上石油泄露后,就刮取石油进入壕沟,然后用带真空泵卡车搜集。ExxonValdez石油泄露后,也是清洗原油入海,然后用撇油机搜集。生物修复目标石油残留物。普通情况下,农业排水可提升营养盐浓度,但阿拉斯加是贫营养海域,生物修复主要经过添加肥料来减轻微生物生长限制性原因。海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第24页在AmocoCadiz石油泄露事故中，大批石油污染了法国北部布列塔尼海岸线。因为该区域经常接触压仓水，本认为该处会含有大量降解石油微生物，低分子量化合物会比蒸发和溶解更加快，从而进行生物修复，但在AmocoCadiz实际过程中，生物修复经过一段延缓期后（普通2-4周)才较快进行。而当Tanio油轮再次在布列塔尼发生石油泄露后，24小时内就能够检测到碳氢化合物快速降解。海浪曝气和农业废水携带大量N、P营养盐进入该水域，满足了石油降解菌生长所需要物质。海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第25页四、卤代烃生物降解卤代烃有毒且比较稳定，对环境危害较大。多氯联苯（PCBS)，多溴联苯（PBBS)和DDT对生物含有毒性，绝大多数微生物缺乏分解石油和氯代烃酶类。有必要筛选和构建工程菌。质粒相互转移可能是处理当前困难方法之一。含特殊质粒各种菌株和含有潜在降解能力野生菌共同生活在一个容器中，增加选择压力，过一段时间可能选育出利用有毒化合物作碳源新菌株。质粒辅助分子育种（plasmid-assistedmoleculorbreeding,PAMB)海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第26页氯苯氧基半衰期随浓度而发生改变氯苯氧基：1*10-625天；1000*10-61-3年;2,4,5-T106天使用降解菌，30度温度3天，1*10-6，99%以上2,4,5-T1-2周，1次接种，10-*10-6，99-100%6次接种，0*10-6，99.5%

海洋微生物和海洋污染治理专家讲座第27页五、藻类对重金属吸附水娱病是因为重金属汞（甲基汞)引发。痛痛病是因为重金属锌引发。稀浓度使传统方法（化学沉淀、氧化还原反应、电化学处理和膜处理技术)不可行。藻类含有吸附重金属能力。活藻物理吸附（生物吸附)和化学吸附（生物积累)。5-40分内吸收离子量90%是经过生物吸附实现，几天后，只有10%是生物积累。死藻细胞壁上一系列多糖可吸附重金属离子，有比活藻吸附一些重金属（铜、锌、隔等)能力更强。可重复利用，可回收重金