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石油或石油碳氢化合物最终进入水道的方式有很多,比如海上钻井平台事故和管道破裂。随着水上交通的增加,翻船和船只的石油泄漏对海洋的总体石油泄漏起到了重要的作用。由于碳氢化合物污染物对海洋生态系统和我们的环境造成巨大的破坏,必须从海洋中清除这些污染物。科学家们认为,利用微生物进行生物修复是从海洋中提取石油的最有效、最清洁、碳中和的解决方案之一。
原油和精炼燃料
原油和精炼燃料都被描述为数千种分子种类的复杂混合物。在气相色谱和高分辨率质谱分析等现代技术的帮助下,科学家们将它们分为以下几类:
原油在商业上的分类是根据它们的密度,以美国石油学会(API)重力为单位。密度越大的流体API重力越低。几乎所有贸易用油都浮在海水上。然而,在极少数情况下,一些船用燃料和重沥青可能会“漂浮”在淡水表面之下。这种溢出的一个例子是Presidente里维拉1989年特拉华河的泄漏。
石油泄漏的微生物修复
研究人员解释说,微生物并不是清理石油泄漏的唯一因素。各种物理和化学过程,如蒸发、溶解、分散和光氧化,广泛涉及到清洗过程。然而,微生物已被证明在陆地和水中的原油和精炼石油泄漏的生物修复中非常有用。
泄漏石油的命运取决于其成分。例如,柴油、汽油和煤油很容易从海洋环境中清除,因为它们挥发性强,可生物降解。然而,如果它们存在于地下水或沼泽中,埋在沉积物和土壤中,或氧气浓度非常低的条件下,则需要更长的时间。
微生物可对90%的轻质原油进行生物降解。几个环境因素决定了生物降解的速度。其中包括:a)溢油的性质,b)溢油的位置,c)溢油的持续时间和体积。
细菌能把石油分解成水和二氧化碳。如上所述,原油或精炼燃料由数千种不同类型的分子组成。一个微生物可以有效地降解几种烃类,因此,一组微生物或细菌组合可以生物降解石油泄漏中存在的所有烃类。
为了应对海洋生态系统的石油泄漏,由不同微生物组成的当地微生物群落开始对这种情况作出反应。喜欢石油碳氢化合物作为能源的微生物比其他微生物的生长速度更快。因此,食油微生物的数量增加。
在石油碳氢化合物存在的情况下,微生物启动它们的代谢机制,帮助它们降解石油的能力。研究人员还指出,微生物启动水平基因转移(HGT)。HGT是一种微生物将其基因转移到另一种微生物(甚至是不同物种的微生物)的机制。这个基因由微生物产生石油降解酶的指令组成。这使得微生物能够产生降解石油的酶。因此,当地微生物群落对石油泄漏进行生物修复的能力增加了。
石油降解微生物
有几种微生物有降解石油的潜力。研究人员发现,大约0.002%的细菌是石油降解细菌。一些常见的石油降解微生物有:
细菌
解环菌属,Alcanivorax,伽马蛋白杆菌,科尔韦尔氏菌属服务提供商,油黄球菌等
真菌
曲霉、蓝藻、毛霉菌、青霉、镰刀菌、红霉、孢子菌、念珠菌等。
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参与使用生物修复工艺清理海洋石油泄漏的公司如下:
国际溢油者公司
这家公司位于美国达拉斯。它参与了一种具有成本效益和安全的方法,以减轻在陆地和海洋环境中的危险溢出。他们采用生物修复的方法来清除污染物。该组织在困难的位置清除任何大小的污染物。
微软
微软也使用生物修复技术清理漏油。它声称它的SC-W产品可以清除水面上的石油泄漏。它可以很容易地从空中或船上应用。该公司声称,它使水保持清洁,并为海洋生物的生长提供有益的营养。
Sarva生物快速眼动
Sarva生物快速眼动利用环境生物技术,开发生物修复产品。这些产品可以在很短的时间内高效地清除陆地和水面上的石油泄漏。
参考资料及进一步阅读资料
普林斯,C.R.和阿特拉斯,R.M.(2018)。海洋石油泄漏的生物修复。斯普林格国际出版公司。1-25.https://doi.org/10.1007/978-3-319-44535-9_13-1
微生物与石油泄漏。美国微生物学会。(2011)https://earth欧洲杯线上买球sciences.typepad.com/files/microbes_and_oil_spills.pdf
OSEI公司[在线]网址:http://www.osei.us/
Microsorb[网上]网址:https://www.microsorb.com/solutions/spills
Sarva Bio Remed[在线]https://sarvabioremed.com/products/spillremed-marine/
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