南極海洋石油烴低溫降解菌的篩選、鑒定及其低溫降解特性研究

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1、AbsttactKeywords：Antarcticsea；Antarcticcold-adapteddegradingbacteria；Diesel；16SrRNA；Low—temperaturedegradationcharacteristics；Low-temperatureadaptationBioremediationtechnology7南極海洋石油烴低溫降解菌的篩選、鑒定及其低溫降解特性研究1前言1．1海洋石油烴的污染1．1．1石油烴組成石油是原油和石油制品的總稱，是一種由多種烴類及少量非烴化合物(硫化物、氮化物、烷烴酸類)和有機(jī)金屬(釩、鎳

2、)組成的復(fù)雜混合物(JonathanD．Van，2003)。按照化學(xué)成分分類，石油主要由正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴、芳烴和非烴化合物及瀝青質(zhì)組成。(1)正構(gòu)烷烴：屬飽和烴，在常溫常壓下，1~4個(gè)碳原子的烷烴為氣態(tài)，5～16個(gè)碳原子的烷烴為液態(tài)，17個(gè)碳原子以上的高分子烷烴呈固態(tài)。石油中已鑒定出的正烷烴有C1～C45，個(gè)別報(bào)道曾提及見到C60正烷烴，但大部分正烷烴碳數(shù)小于或等于35。正構(gòu)烷烴在石油中多數(shù)占15．5％(體積)，輕質(zhì)石油可達(dá)30％以上，而重質(zhì)石油小于15％，其含量主要取決于生成石油的原始有機(jī)質(zhì)的類型(陸相原油含量多，海相原油含量少)和原油的成熟度

3、(未成熟的石油主要含大分子量的正構(gòu)烷烴；成熟的石油中主要含中分子量的正構(gòu)烷烴；降解的石油中主要含中、小分子量的正構(gòu)烷烴)。(2)異構(gòu)烷烴：石油中的異構(gòu)烷烴以碳原子數(shù)10為主，且以異戊間二烯烷烴最重要。其特點(diǎn)是在直鏈上每4個(gè)碳原子有一個(gè)甲基支鏈。在沉積物和原油中以植烷、姥姣烷、降姥姣烷、異十六烷的含量最高。研究和應(yīng)用最多的是植烷和姥蛟烷。(3)環(huán)烷烴：由許多成環(huán)的多個(gè)次甲基(．CH2．)組成。組成環(huán)的碳原子數(shù)可以是大于3的任何數(shù)，相應(yīng)稱為三元環(huán)、四元環(huán)、五元環(huán)等。石油中的環(huán)烷烴多為五元環(huán)或六元環(huán)。其含量與成熟度有關(guān)：成熟度低的石油中主要含多環(huán)烷烴，成熟度高的

4、石油中主要含單環(huán)或雙環(huán)烷烴。一般，單、雙環(huán)占環(huán)烷烴的50．5％；三環(huán)占環(huán)烷烴的20％；四、五環(huán)占環(huán)烷烴的25％。(4)芳香烴：芳香烴其特征是分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，屬不飽和烴。根據(jù)其8l前言結(jié)構(gòu)不同可分為單環(huán)、多環(huán)、稠環(huán)三類芳香烴。單環(huán)芳烴是指分子中含有一個(gè)苯環(huán)的芳香烴，包括苯及其同系物；多環(huán)芳烴是指分子中含兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立苯環(huán)的芳香烴；稠環(huán)芳香烴是指分子中含兩個(gè)或多個(gè)苯環(huán)，彼此之間共用兩個(gè)相鄰碳原子稠合而成的芳香烴。在石油的低沸點(diǎn)餾分中，芳香烴含量較少，且多為單環(huán)芳香烴，如苯、甲苯和二甲苯。隨沸點(diǎn)升高，芳香烴含量亦增多，除單環(huán)芳香烴外，出現(xiàn)雙環(huán)芳香烴，如聯(lián)苯。

5、在重質(zhì)餾分中還可能出現(xiàn)稠環(huán)芳香烴，如萘和菲，葸的含量較少。(5)非烴化合物：石油中的非烴化合物主要是含硫、氮、氧三種元素的有機(jī)化合物，主要集中在石油的高沸點(diǎn)餾分中。含硫化合物是最重要的非烴化合物，存在于中、重餾分中。主要有硫醇(．SH)、硫化物(．S．)、二硫化物(．S．S一)等。此外，還有元素硫、硫化氫。含氮化合物主要集中在膠質(zhì)、瀝青質(zhì)中。石油中含氮化合物可分為堿性和中性兩大類。堿性含氮化合物主要是吡咯的同系物及酞胺等。原油中含有具有重要意義的中性含氮化合物，即卟啉化合物，它是石油成因的重要生物標(biāo)志物。含氧化合物主要有酸性和中性兩大類。酸性含氧化合物中有

6、環(huán)烷酸、脂肪酸及酚，總稱石油酸；中性含氧化合物有醛、酮等，其含量較少。1．1．2海洋中石油烴污染來源海洋中的石油烴小部分是由生物因素產(chǎn)生的(Cripps，1990)，但大部分的石油烴是由人為因素產(chǎn)生的。聯(lián)合國(guó)世界環(huán)境報(bào)導(dǎo)中指出，每年溢入海洋中的石油總量約三百二十萬噸。進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，時(shí)有大規(guī)模的海洋溢油事件發(fā)生，歸納起來海洋中石油烴污染的來源，主要有以下幾個(gè)方面：(1)船舶油污染：指船舶(尤其是油輪)因航行作業(yè)或操作不慎原因?qū)е滤d運(yùn)油料外泄污染海域。例如經(jīng)常發(fā)生的海洋運(yùn)輸事故如擱淺、碰撞、火災(zāi)及爆炸等，這類污染最為嚴(yán)重，占據(jù)海洋石油污染總來源的45％

7、(陳貴峰，1997)。(2)陸地油污染：陸地上人類生活廢棄物或工業(yè)排放、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市放流等污染源，包含未經(jīng)處理的廢油經(jīng)由河水流入大海。如煉油廠、石化廠泄漏等，此類污染占據(jù)總污染源的36％(陳貴峰，1997)。9南極海洋石油烴低溫降解菌的篩選、鑒定及其低溫降解特性研究(3)大氣油污染：系指油類在煉制及使用(主要為燃燒)時(shí)混入大氣，經(jīng)降雨落入海中。(4)海域油田開采與探勘污染：指海域原油開采時(shí)，由于防護(hù)措施不當(dāng)或設(shè)備事故，致使原油外泄，或是轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，操作不當(dāng)或油管損壞而造成的油污染。1．1．3海洋中石油烴污染危害海洋石油污染主要危害是導(dǎo)致海洋環(huán)境惡化、海洋

8、生態(tài)系統(tǒng)的破壞以及海洋生物的絕跡。石油中的“三致”有毒物質(zhì)進(jìn)入海洋