看不见的“打工族”悄然修复石油污染

石油是非常宝贵的能源和化工原料，但在石油生产、储运、炼制、加工和使用过程中，由于井喷、泄漏、检修等原因，都会有石油溢出和排放，导致原油污染土壤、地下水、河流和海洋。2010年4月20日，位于墨西哥湾的深水地平线钻井平台发生原油泄漏并爆炸，导致11名工作人员死亡、17人受伤，至少56万吨原油流入墨西哥湾，被公认为工业史上最大的石油泄漏事故，造成了巨大的环境和经济损失。

石油泄漏到环境中，会对人体和环境造成哪些危害呢？首先，石油进入土壤后会影响土壤的通透性，阻碍植物根系的呼吸和营养成分的吸收，而且无法被土壤吸附的成分会渗入地下，污染地下水。其次，石油中的多环芳烃具有致癌和致畸作用，会通过食物链在动植物体内逐级富集，严重危害人体健康。此外，石油泄漏在海洋中，石油组分会使藻类等浮游生物急性中毒死亡，可以影响鱼卵和鱼类的早期发育，大量溢油使鸟类翅膀沾有油污不能飞翔，失去御寒能力。因此，为了应对可能或已经发生的事故，防范和治理石油污染成为环境保护的重要任务之一。

微生物修复是利用功能微生物群促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或将其降解成无毒物质的目的。功能微生物群是天然存在或人工培养的，是一群看不见的“打工族”。由于微生物个体小、繁殖快、适应性强、易变异，还可随环境变化产生新的自发突变株，也会通过形成诱导酶产生新的酶系，具备新的代谢功能以适应新的环境，从而降解和转化那些“陌生”的化合物。

微生物修复作为一种新兴实用的污染物治理技术，具有成本低、效率高、消耗少、对环境影响小的优点，正逐步成为石油污染治理的热门技术。而选择优良的微生物菌种，是微生物修复取得良好效果的前提，目前已发现100多个属、200多种微生物，能够氧化降解一种或多种石油烃类。虽然各种微生物对于石油污染物的降解方法、理化反应不尽相同，但基本途径却是类似的：石油类物质被微生物细胞膜吸附；石油类物质进入微生物内部；石油类物质参与微生物生理反应，微生物进行酶促反应，将石油类物质分解成为CO2、H2O及无污染无毒物质。

微生物修复的主要方法包括生物刺激和生物强化。

生物刺激法是人为通入氧气和加入氮、磷等营养物质，来刺激石油污染环境中的土著菌，从而提高微生物的活性、数量和生长速率。氧气和营养物的供给是否充足将直接影响它对烃类的降解能力，“缺氧”和“营养不良”的微生物对石油烃的降解作用会被抑制。

生物强化技术主要包括外源微生物的生物强化和内源微生物的生物强化。外源生物强化法是将筛选和培养后具有降解能力的优良菌株投加到石油污染环境中，其能否与土著菌种竞争，成为优势菌种是外源生物强化技术的关键。内源生物强化技术是由日本科学家Ueno等在2007年首次提出的，主要是从石油污染环境中分离具有石油降解能力的土著菌种，并将其“队伍扩大”后重新投加到石油污染环境中。

总体来说，在石油污染的治理过程中，应注意把物理、化学处理技术与生物修复技术相结合。

我们相信，微生物修复技术的进一步研究与应用，必将对国内石油工业的发展与环境保护的实施产生深远的影响。

（作者系中国科协培训和人才服务中心工程师）