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1生物刺激修復法

1．1營養物質添加營養物質是生物刺激修復的一種常用手段。營養物質是維持微生物活性的基礎，而環境中的營養物質卻是有限的。潤滑油進入環境后，顯著增加了環境中碳的含量，氮、磷就成了制約微生物活性的主要因素。Lee等將土壤原碳氮磷比例1160∶4∶1調節為適宜的500∶10∶1，105d后分別測定調節后的土壤和未調節的土壤中潤滑油降解率，結果顯示前者降解率42%～51%，后者降解率僅為18%。表明營養物質的添加，增強了微生物的活性，提高了潤滑油的生物去除率。因此在修復過程中，應按一定的比例適時適量的添加營養物質。

1．2溫度和pH溫度能影響蛋白質和核酸等微生物細胞組成物質的性質，以及通過影響酶活性進而影響細胞內生物化學反應速率。過高或過低的溫度，都不利于微生物的生長繁殖及對底物的降解速率。通常情況下，30～40℃時微生物對石油烴的降解速率最高。pH可通過影響微生物中酶的活性，細胞膜的滲透性，代謝過程等影響微生物的生命活動。潤滑油中不同微生物適宜生長的pH值范圍不同，其大多數微生物適宜在中性或偏堿性的環境中繁殖。張楠研究了假單胞菌屬(Pseudomonas)、蒼白桿菌屬(Ochrobactrum)、博德特氏菌屬(Bordetel-la)各自降解潤滑油適宜的pH和溫度，結果顯示，pH值分別為7．8，7．0，6．0;溫度分別為32～35℃、30～35℃、30～34℃。可見環境中存在著不同的可降解潤滑油的微生物，且pH值和溫度的變化對不同微生物的降解效率會產生影響。郭曉燕等做了進一步研究，利用正交實驗分析了一株黃桿菌屬在降解潤滑油中，溫度、碳源、氮源、pH值4種因素對潤滑油降解率的影響大小，結果依次為，溫度＞葡萄糖濃度＞硫酸銨濃度＞pH值，表明了溫度在微生物降解潤滑油過程中的重要性。為了提高潤滑油生物去除率，需要營造適宜的溫度和pH環境，而最適溫度、pH與選擇的降解菌種類以及具體的降解條件密切相關。

1．3溶解氧和水分大多數能降解潤滑油的微生物是好氧的，對氧的利用是制約微生物降解潤滑油的影響因素之一。水分則是微生物細胞的主要組分，微生物的生長代謝離不開水分的參與;但過高或過低的水分含量都不利于生物反應的順利進行，環境中應保持適宜的水分含量。如潤滑油進入土壤后會嚴重影響其通透性，需改善土壤環境，以增加土壤中溶氧量及水分含量，從而促進潤滑油的生物降解。

1．4表面活性劑表面活性劑能通過降低油水界面張力，改善油/水與微生物細胞界面的接觸行為，以及增加石油烴在水中的溶解度，加快微生物細胞對油類底物的利用速度。王九研究了陰離子型(十六烷基三甲基溴化銨)、非離子型(Tween-80)和陽離子型(十二烷基苯磺酸鈉)3類表面活性劑對潤滑油生物降解的影響。結果發現，陰離子和非離子型能促進液壓油的生物降解，其生物降解度分別達72%和77%;陽離子型可能由于本身具有的殺(抑)菌功能，反而抑制了液壓油的生物降解，其生物降解度僅為3%。他還指出，陰離子和非離子型在水中的含量處于臨界膠束濃度狀態以下時，隨著其含量增加，液壓油的生物降解度也不斷增大，但其含量超過臨界膠束濃度后對促進潤滑油生物降解的能力降低。這說明表面活性劑的加入量不是越多越好，需根據實際情況適量添加。已有文獻報道證實生物表面活性劑能促進潤滑油生物降解。Lai等則對比了生物表面活性劑(鼠李糖脂、枯草菌脂肽)和化學表面活性劑(Tween-80、TritonX-100)對促進土壤中石油烴降解的效果，結果發現生物類表面活性劑對石油烴的去除效果明顯好于化學類表面活性劑。生物表面活性劑具有化學合成表面活性劑的某些功能，且自身可被生物降解、環境毒性小、無二次污染，使其在今后的潤滑油污染生物修復中具有極大的應用潛力。生物刺激修復具有操作簡單、費用低、環境影響小等特點，但在實際應用中還應綜合考慮多種環境因素的協同效應，以期達到更好的修復效果。Ay-otamun等在對石油烴污染土壤進行生物刺激修復時，綜合考慮了幾種環境因素的作用，在每公頃施肥4．7～12．5t，維持pH在5．0～6．0、含水率4%～19%，每周耕作2～5次的條件下，修復36d使土壤中石油烴去除率達到了50%～95%。潤滑油大多組分生物降解能力差，單純依靠改善外界環境，增強土著微生物活力，難以將其完全降解。因此，還需要采用更為有效的生物強化修復法。

2生物強化修復法生物強化修復是利用

生物技術、工程學、環境學、生態學等手段來獲得高效降解菌種(群)，提高底物和微生物接觸機會以促進污染物高效降解，其關鍵在于獲得能高效降解潤滑油的菌種(群)。

2．1潤滑油高效降解菌種的分離當前通常采用增加環境選擇壓力的方法，從土著微生物中篩選潤滑油降解菌并研究其降解特性，再馴化成適應性強、降解效能高的菌種，或者組建高效降解菌群重新投入環境中。近年來，已發現能降解礦物油中某些烴類的微生物共約100余屬200多種，分屬于細菌、放線菌、酵母菌等，其中研究較多的是細菌，約占40個屬。污染的土壤和水體環境中通常存在大量可以降解潤滑油的微生物，可作為菌種分離來源，

2．2高效降解菌種(群)強化修復的應用Chanthamalee等將篩選出的戈登氏菌用于修復船用潤滑油造成的海水污染，經過5d的修復，測得含潤滑油量為100～1000mg/L的海水生物降解率達到42%～56%，而僅含有土著細菌的潤滑油降解率僅為10%。但單一菌株能降解潤滑油中的組分有限，而構建高效降解菌群利用其協同效應，可以降解潤滑油中多種組分，是提高礦物潤滑油生物降解性的重要手段。張楠等從石油污染土壤中分離出4株降解菌，探討了4株菌的相互抑制作用和協同效應;結果表明，4株菌無抑制作用且有顯著的協同效應，組成的同生菌群比單一菌株降解HVI500礦物基礎油的能力更強。Lee等也曾向潤滑油污染土壤中投加馬紅球菌(Rhodcoccus)、假單胞菌(Pseudomonas)和鞘氨醇單胞菌(Sphin-gomonas)的混合菌群，180d后，測得土壤中石油烴去除率達到54%。但高效菌群組合的機制還需進一步探索研究，以便在不同的污染環境下，快速的組建高效降解菌群，及時有效的提高潤滑油生物去除率。由于環境因素對微生物代謝繁殖影響較大且難以控制，可能導致投加的高效降解菌種(群)數量和活性迅速降低，無法達到預期修復效果。因此生物強化修復還可與生物刺激修復結合使用，盡力構建微生物適宜的生長降解環境，保證微生物旺盛的新陳代謝，提高生物強化修復效果。當前，向潤滑油污染區域投加高效降解菌種(群)后，對菌株(群)進行強化修復的中間過程還尚不清楚;但在石油烴污染土壤生物修復中，已有研究報道利用T-RFLP、PCR-DGGE等微生物分子生態學技術，分析研究降解菌株(群)發揮作用的過程、土壤微生物群落的結構以及降解菌株(群)與土著微生物的相互作用，為生物強化修復中高效降解菌的篩選、修復過程的優化以及修復效果的評估提供了重要依據。今后，在潤滑油污染生物修復中也可引入微生物分子生態學技術，以便深入了解整個修復過程。

3結束語

生物修復法因費用低、效果好、無二次污染等優點，已成為一種治理潤滑油環境污染的有效手段。今后，還有以下工作值得進一步深入研究:①生物強化修復將是治理潤滑油污染的發展方向，而獲得高效降解菌種仍是研究的重點;除環境選擇壓力篩選外，通過基因工程、誘變育種等生物技術也是獲得潤滑油高效降解菌種的另一途徑;②應加強利用微分子生態學技術深入了解潤滑油污染生物強化修復的過程，以便優化生物強化修復體系和開發出更高效的生物強化修復技術;③通過向礦物基潤滑油中加入特定功能的添加劑，誘導其中微生物的生長繁殖，以及促進烴類組分在水相中的溶解度來增大其被微生物利用的機會，從而提高礦物基潤滑油自身的可生物降解性，可作為減少潤滑油環境污染的一個探索方向。

作者：伍濤姜巖王春張曉華單位：重慶工商大學