海上清污好帮手

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  2010年,墨西哥湾和我国大连石油泄露对海洋的污染引起人们广泛关注。其实,仅2009年,我国海监飞机在东海巡航监视中,就发现油污染现象数十例。上世纪90年代初,因海湾战争有近百万吨原油侵入海湾,给局部海域造成了极其严重的生态灾难,要恢复正常得近百年时间。
  严重的油污事故,不仅威胁着海洋生命,造成巨大经济损失,而且因油膜妨碍海一气交换,还可能影响全球气候。正因如此,防止和消除海上石油污染引起了世界各国的普遍重视。
  迄今,消除海上油污的方法很多,归纳起来大致分为物理、化学和生物方法三大类。其中物理方法主要是利用围油栏、溢油回收船、撒吸油材料,并用高压和热水喷射海边岩石上的油污等,但这类方法难以清除水中溶解油和水上油膜。化学方法主要是喷撒各种消油剂和乳化剂,但是早期使用的化学消油剂毒性很大。近些年,消油剂的毒性虽有所降低,但大量使用所带来的生态后果,仍不免使人疑虑重重。因此,许多海洋环境专家对用生物方法消除海上溢油寄予很大希望。
  所谓用生物方法消除海上油污染,是指利用在自然界广泛存在,具有分解(氧化)石油烃能力的微生物(包括细菌、真菌和单细胞藻类),将石油中的烃类组分降解成二氧化碳和水或其他中间产物。
  自1895年日本学者首先发现微生物能氧化烃类物质后,1925年便有人指出,在海洋中消除油污染,细菌起重要作用。从上世纪40年代起,以美国现代海洋微生物学之父——佐贝尔为代表的微生物学家,对石油烃的生物降解进行了较系统的基础研究,他们发现海洋中有25个属的细菌和27个属的真菌能分解石油烃。在通常情况下,一种细菌只能分解少数几种烃类成分,而要完全降解原油烃类,还需要有其他种细菌的参与。实验表明,烃类氧化菌对不同烃类成分的降解速度在很大程度上与环境因素(如温度、营养盐、溶解氧等)有关。
  事实上,用微生物消除海上油污,其研究工作主要从两方面进行:一种方法是把烃类氧化菌当作“种子”或附加肥料添加到受油污染的水中。另一种方法是利用遗传工程技术,培养“超级石油降解菌”。
  1971年,美国科研人员首先在假单胞杆菌中发现能够降解樟脑的质粒,之后又陆续发现能够分解萘、水杨酸盐、辛烷、二甲苯等的质粒。同时,他们还发现,天然微生物群体暴露在油或其他烃类环境中,最终导致群体中含质粒的频率全面增加。质粒是一种DNA,它能通过接合或转移而移植到另一种细菌体中,使受体细胞表达新的性状。1976年,美国科研人员培育出含有多种质粒的假单胞菌,称为“超级细菌”。这株“超级细菌”在多种底物的混合物中生长比在任何单一底物中湘同浓度生长要快;在此基础上,他们把固氮基因通过基因并接方法植入“超级细菌”中,从而使所建成的“超级细菌”既可分解原油中的各种烃类,又可自行固氮。“超级细菌”的建成表明,应用微生物消除海上油污是可行的。
  此后大约经过10年的努力,1989年,美国一家环保公司首先成功地用石油降解菌清除了溢入墨西哥湾的几千吨原油,实现了人们利用细菌清除海上石油污染的设想。同年,当“瓦尔迪兹”号超级油轮在阿拉斯加失事后,美国环保局随即制定了消除海上油污的生物治理计划,并着手在近岸环境采用微生物方法开展消油工作。至于海湾战争所留下的严重海洋石油污染问题,美国政府也委托相关机构应用微生物方法予以清除。
  应用微生物方法消除海上油污染,不仅可消除海洋表面油膜、水中溶解油,而且对沉入海底的石油降解也能起积极作用。尽管如此,最大限度地减少石油泄漏才是避免海洋油污染的不二法门,人们期待着微生物消除海上油污染的方法永远派不上用场。
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