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海上溢油“清潔工” ——海洋三所探索“吃油菌”之路

發布日期:2018-04-29 作者: 點擊:

海上溢油“清潔工” ——海洋三所探索“吃油菌”之路

溢油應急

1月6日,巴拿馬籍油船“桑吉”輪與香港籍散貨船“長峰水晶”輪在長江口以東約160海裡處發生碰撞。據報道,“桑吉”輪裝載有約13.6萬噸的凝析油,具有很強的揮發性,且微溶于水,造成了一定程度的海面溢油。

連日來,國家海洋局派出船舶、飛機在東海遊輪碰撞事故現場開展連續監視監測,及時掌握溢油分布、漂移擴散狀況,做好事發海域生态環境狀況影響評估工作。

與此同時,有沒有一種更加高效的海上溢油處置技術,幫助修複海洋生态環境?再次成為公衆關注的焦點。

近日國家海洋局海洋生物遺傳資源重點實驗室主任邵宗澤向記者介紹了一種生物處理技術。

培養細菌吃油污

由于石油烴類污染物的潛在毒性和生物積累效應,溢油會導緻近岸海域環境質量和生物種類多樣性指數下降,破壞海洋生态系統的功能。時至今日,2010年發生在墨西哥灣海域經久不散的大面積浮油和深海海底厚厚的油層,依然深深地刻在我們的記憶中。

邵宗澤告訴《中國海洋報》記者,當溢油事故發生後,靠傳統的物理、化學方法處理,可能發生二次污染。而生物處理法,是利用微生物的石油降解能力,來清除海水表面油膜和分散溶于海水中的石油烴。這種方法與前兩者相比,成本低,對環境更為友好,清除油污更徹底,是國内外科研人員關注的高端技術,已受到世界各國的普遍重視。

提到用生物技術處理溢油污染,不能不提到有着别樣嗜好的主人公——“吃油”菌。

“吃油”菌學名叫噬油菌,它在自然界中由來已久,不少種類的細菌、真菌都能降解石油。其中,細菌在海洋生态系統的石油烴類降解中占主導地位。它們利用原油中的有毒物質完成生長。例如,噬油菌能從多環芳烴(緻癌物)中獲得能量與碳源,供自身生長繁殖,同時将多環芳烴分解為無毒無害的二氧化碳。

據介紹,噬油微生物的“胃口”并不限于殘留在海面的油污,它們可以沉入海底,或是滲透進沉積物中,一邊“飽餐”,一邊對污染物進行生物降解,既不會對海域造成二次污染,也不會留下什麼“後遺症”。

多年攻關尋“菌種”

邵宗澤介紹,這些石油“清潔工”早在一個世紀前就被發現。1989年,美國阿拉斯加溢油引起了研究者對噬油菌的高度注意;墨西哥灣鑽井平台溢油事故發生,噬油菌再次受到關注。美國為此大舉開展了海底下石油降解菌微生物的研究,同時更加重視對深海采油的溢油風險管控。

我國在相關領域的研究始于20世紀70年代末。研究人員經過多年努力,在石油降解菌多樣性、降解分子機制方面進行了深入研究,并開展了石油污染生物修複技術開發,積累了豐富的經驗。

邵宗澤帶領的團隊于2003開始對深海微生物烴降解菌進行研究。十幾年間,科研人員從全球各種海洋環境中采集到了豐富的樣本,進行了多種實驗及分析,獲得了多樣性豐富的石油降解菌3000多株,建立了菌種資源庫,為海洋石油污染的生物治理提供了研究基礎。

“通過研究,我們首次揭示了細菌從烷烴感受、趨化、吸收到代謝調控的複雜過程,開發了高效的海洋石油降解菌劑,可用于含油廢水治理及海洋溢油的生物治理。在生物表面活性劑方面,發現了多種新的脂肽、糖脂,并申請了中國發明專利與美國發明專利。”邵宗澤說,科研人員對海洋微生物進行富集、初篩、複篩,最終篩選出石油高效降解菌株,為人工構建有機污染物降解菌群提供了菌種來源,并為大規模的海洋生物修複實踐奠定了基礎。

觀音山沙灘的成功實踐

如今,國家海洋局海洋生物遺傳資源重點實驗室研制的石油降解菌劑,已經成功應用于重油污染後的沙灘修複。

2016年1月,福建省廈門市觀音山人造沙灘受到嚴重油污染,污染總面積達3000平方米。廈門市相關部門對受污染的沙灘進行處置後,決定對清理出的油污染沙子進行生物降解處理,以防止二次污染的發生。

2016年~2017年,實驗室與環保企業合作,在觀音山沙灘,先後投入4種石油烴降解菌,并借助工程措施強化噬油微生物的降解作用。半年後檢測顯示,該制劑對海灘的石油污染總去降率達到90%以上,效果明顯,為類似油污生物修複提供了可借鑒的案例經驗。

觀音山沙灘的成功修複,展示了我國在海洋污染環境生物治理領域的快速發展與科技水平,在應對海上油污染上大有可為。

“目前,利用微生物治理石油污染的應用技術在我國的研究開發相對較少,但生物修複必定是海洋石油類污染物處理的發展趨勢。‘十三五’期間,我們将重點開發具有應用價值的微生物除油制劑等環保微生物制劑等産品,建立海洋微生物除油的示範工程。”邵宗澤說,該實驗室還希望聯合相關環保企業進行産品化技術開發與應用示範,并計劃在3年~5年内實現規模化應用。

延伸閱讀

海上溢油發生後,處理方式主要包括物理處理法、化學處理法和生物處理法。

物理方法主要應對大規模、大範圍的海面石油洩漏事故。是通過圍欄、吸油材料、活性炭等物理措施将原油吸收、捕捉後,再進行分離、回收。

但是,這種方法對于汽油、煤油、柴油等輕質油來說,往往難以奏效。原因是這類油的密度小,粘度小,在海面擴散速度快。

而且,一旦遠海發生大的風浪,物理方法難以實施,則可以考慮使用化學處理方法。

化學處理法包括現場燃燒和使用溢油分散劑。這種方法操作方便,反應快速,但并不排除化學試劑對環境造成的二次污染,且對海底的原油污染無能為力。油污被分散劑驅散到海洋環境中,并未徹底消失,還需利用生物處理法最終清除殘留在海水中的油污。

來源:中國海洋報


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