南极海洋石油烃低温降解菌的筛选、鉴定及其低温降解特性研究

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1、AbsttactKeywords：Antarcticsea；Antarcticcold-adapteddegradingbacteria；Diesel；16SrRNA；Low—temperaturedegradationcharacteristics；Low-temperatureadaptationBioremediationtechnology7南极海洋石油烃低温降解菌的筛选、鉴定及其低温降解特性研究1前言1．1海洋石油烃的污染1．1．1石油烃组成石油是原油和石油制品的总称，是一种由多种烃类及少量非烃化合物(硫化物、氮化物、烷烃酸类)和有机金属(钒、镍

2、)组成的复杂混合物(JonathanD．Van，2003)。按照化学成分分类，石油主要由正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、芳烃和非烃化合物及沥青质组成。(1)正构烷烃：属饱和烃，在常温常压下，1~4个碳原子的烷烃为气态，5～16个碳原子的烷烃为液态，17个碳原子以上的高分子烷烃呈固态。石油中已鉴定出的正烷烃有C1～C45，个别报道曾提及见到C60正烷烃，但大部分正烷烃碳数小于或等于35。正构烷烃在石油中多数占15．5％(体积)，轻质石油可达30％以上，而重质石油小于15％，其含量主要取决于生成石油的原始有机质的类型(陆相原油含量多，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构烷烃；成熟的石油中主要含中分子量的正构烷烃；降解的石油中主要含中、小分子量的正构烷烃)。(2)异构烷烃：石油中的异构烷烃以碳原子数10为主，且以异戊间二烯烷烃最重要。其特点是在直链上每4个碳原子有一个甲基支链。在沉积物和原油中以植烷、姥姣烷、降姥姣烷、异十六烷的含量最高。研究和应用最多的是植烷和姥蛟烷。(3)环烷烃：由许多成环的多个次甲基(．CH2．)组成。组成环的碳原子数可以是大于3的任何数，相应称为三元环、四元环、五元环等。石油中的环烷烃多为五元环或六元环。其含量与成熟度有关：成熟度低的石油中主要含多环烷烃，成熟度高的

4、石油中主要含单环或双环烷烃。一般，单、双环占环烷烃的50．5％；三环占环烷烃的20％；四、五环占环烷烃的25％。(4)芳香烃：芳香烃其特征是分子中含有苯环结构，属不饱和烃。根据其8l前言结构不同可分为单环、多环、稠环三类芳香烃。单环芳烃是指分子中含有一个苯环的芳香烃，包括苯及其同系物；多环芳烃是指分子中含两个或多个独立苯环的芳香烃；稠环芳香烃是指分子中含两个或多个苯环，彼此之间共用两个相邻碳原子稠合而成的芳香烃。在石油的低沸点馏分中，芳香烃含量较少，且多为单环芳香烃，如苯、甲苯和二甲苯。随沸点升高，芳香烃含量亦增多，除单环芳香烃外，出现双环芳香烃，如联苯。

5、在重质馏分中还可能出现稠环芳香烃，如萘和菲，葸的含量较少。(5)非烃化合物：石油中的非烃化合物主要是含硫、氮、氧三种元素的有机化合物，主要集中在石油的高沸点馏分中。含硫化合物是最重要的非烃化合物，存在于中、重馏分中。主要有硫醇(．SH)、硫化物(．S．)、二硫化物(．S．S一)等。此外，还有元素硫、硫化氢。含氮化合物主要集中在胶质、沥青质中。石油中含氮化合物可分为碱性和中性两大类。碱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义的中性含氮化合物，即卟啉化合物，它是石油成因的重要生物标志物。含氧化合物主要有酸性和中性两大类。酸性含氧化合物中有

6、环烷酸、脂肪酸及酚，总称石油酸；中性含氧化合物有醛、酮等，其含量较少。1．1．2海洋中石油烃污染来源海洋中的石油烃小部分是由生物因素产生的(Cripps，1990)，但大部分的石油烃是由人为因素产生的。联合国世界环境报导中指出，每年溢入海洋中的石油总量约三百二十万吨。进入二十一世纪以后，时有大规模的海洋溢油事件发生，归纳起来海洋中石油烃污染的来源，主要有以下几个方面：(1)船舶油污染：指船舶(尤其是油轮)因航行作业或操作不慎原因导致所载运油料外泄污染海域。例如经常发生的海洋运输事故如搁浅、碰撞、火灾及爆炸等，这类污染最为严重，占据海洋石油污染总来源的45％

7、(陈贵峰，1997)。(2)陆地油污染：陆地上人类生活废弃物或工业排放、农业生产、城市放流等污染源，包含未经处理的废油经由河水流入大海。如炼油厂、石化厂泄漏等，此类污染占据总污染源的36％(陈贵峰，1997)。9南极海洋石油烃低温降解菌的筛选、鉴定及其低温降解特性研究(3)大气油污染：系指油类在炼制及使用(主要为燃烧)时混入大气，经降雨落入海中。(4)海域油田开采与探勘污染：指海域原油开采时，由于防护措施不当或设备事故，致使原油外泄，或是转运过程中，操作不当或油管损坏而造成的油污染。1．1．3海洋中石油烃污染危害海洋石油污染主要危害是导致海洋环境恶化、海洋

8、生态系统的破坏以及海洋生物的绝迹。石油中的“三致”有毒物质进入海洋