海洋石油降解固定化菌劑的研制及岸灘溢油現(xiàn)場(chǎng)修復(fù).pdf

1、近年來，由于各種自然或人為活動(dòng)的原因，海洋溢油事故頻發(fā)，帶來嚴(yán)重的海洋石油污染，嚴(yán)重影響了海洋生態(tài)環(huán)境。當(dāng)前已有眾多用于緩解和治理原油污染的方法，其中溢油生物修復(fù)策略由于具有環(huán)保、高效和成本低廉的優(yōu)點(diǎn)已成為最具發(fā)展?jié)摿Φ囊缬吞幚矸椒?。然而，在?shí)際應(yīng)用中生物修復(fù)仍有很多問題需要克服解決，如外加菌降解活性的維系、提高細(xì)菌對(duì)海洋環(huán)境的適應(yīng)能力等。面對(duì)以上問題，固定化技術(shù)成為最好的解決途徑。
　　本研究利用高機(jī)械性能的PVA（聚乙烯醇）為

2、主要材料，輔以海藻酸鈉和活性炭對(duì)石油降解菌Marinobacter sp PY97S進(jìn)行包埋固定化研究。通過考察固定化菌劑的物理性能（機(jī)械性能、傳質(zhì)性能、粒徑及菌含量和操作難易等）以確定固定化材料最佳濃度配比。結(jié)果表明，PVA濃度為40-60 g/L，海藻酸鈉濃度為20-30 g/L時(shí)，固定化菌劑具有較佳的物理性能；且固定化菌劑內(nèi)部具有發(fā)達(dá)的孔狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以供微生物附著生長(zhǎng)；以不同濃度的固定化材料制備三種類型的固定化菌劑，通過重量法和GC

3、-MS評(píng)價(jià)石油降解效果。結(jié)果顯示在12 d內(nèi)，三種固定化菌劑的石油降解率均在30％以上，實(shí)驗(yàn)組S8（PVA濃度為60 g/L，海藻酸鈉濃度為20 g/L，活性炭濃度為5 g/L）的石油降解性能最為突出，相對(duì)于游離菌體，其石油降解率提高了近7%。GC-MS結(jié)果顯示S8組固定化菌劑對(duì)烷烴和芳烴降解效果顯著，降解率在30%-45%之間，且降解過程中固定化菌劑內(nèi)細(xì)菌的數(shù)量得到增加；通過室溫放置、4℃放置及冷凍干燥三種方式來保藏菌劑，確定菌劑的最

4、佳保藏條件。定期取樣分析菌劑內(nèi)部細(xì)菌含量及其石油降解效果的變化。結(jié)果顯示在菌劑保藏30d內(nèi)，各方式菌含量及石油降解效果比較穩(wěn)定，石油降解率在30%左右。之后室溫、4℃保藏菌劑方式菌含量及石油降解效果逐漸下降，而冷凍干燥方式菌含量及石油降解效果表現(xiàn)穩(wěn)定，石油降解率維持在40%以上。因而冷凍干燥方式對(duì)固定化菌劑的保藏比較有利。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，利用制備的固定化菌劑對(duì)黃島2013年輸油管道爆炸后溢油污染岸灘進(jìn)行129 d生物修復(fù)試驗(yàn)。利用重量法和

5、GC-MS對(duì)岸灘溢油區(qū)域的修復(fù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示固定化菌劑修復(fù)區(qū)域和未修復(fù)區(qū)沉積物中溢油含量均有下降趨勢(shì)，但修復(fù)區(qū)更為顯著。修復(fù)區(qū)原油含量30 d后降解率顯著提高，較對(duì)照提高近53.7%，第129 d降解率達(dá)67%，而對(duì)照區(qū)域降解率僅為46%；GC-MS檢測(cè)結(jié)果顯示石油烷烴和芳香烴在修復(fù)區(qū)和未修復(fù)區(qū)含量差異顯著；固定化菌劑內(nèi)部微生物多樣性分析顯示，菌劑內(nèi)部微生物在環(huán)境中多樣性增加，以變形菌門和擬桿菌門在石油污染降解過程中發(fā)揮重要作用