培育细菌来“吃油”——在天津市塘沽渤海石油港区南端的一片海滩上,一座简单的二层小楼里,有一组技术人员正为这个目标而努力。这些技术人员来自目前国内惟一一家具备国际二级溢油应急响应能力的专业“清道夫”——中海石油环保服务有限公司(以下简称海油环保)。培育细菌来“吃油”是该公司与中国海洋大学正在研究的新课题。作为国内首个溢油污染海岸线生物修复中试研究项目,它填补了我国溢油污染海岸线生物修复技术的空白。
“中试基地10月16日建成了16个岸线模拟池,用来模拟4种不同的海岸线,包括细中砂沙滩,粗砂沙滩、暴露型潮湿地和沼泽地。我们以这几种海岸线为研究对象,模拟选定岸线的潮汐及其他理化参数,分别考察土著微生物、接种微生物及添加营养盐对生物修复效率的影响,项目组在高效石油烃降解菌和亲油缓释肥料的制备方面已取得一定突破,正在申请国家发明专利。”海油环保溢油污染海岸线生物修复项目组负责人陈宇说。
海上溢油风险加大11月11日,高达5米的海浪将一艘俄罗斯油轮截成两半,导致约2000吨重油流入了黑海和亚速海之间的刻赤海峡。而只有这样灾难性的事件才会让人想到溢油应急响应。
专家指出,我国的进口石油大部分是通过海上运输进行的。从中东进口的原油大多是由国际船舶市场租赁的大型油轮承运,而成品油和从亚太地区进口的原油,主要是由亚太地区和我国的小型油轮承运。这些油轮的特点是船龄长、技术标准低,在承运进口石油过程中,随时存在溢油风险。
近年来,仅在渤海海域就发生过多起溢油事故。随着世界对石油及其制品日益增长的需求,在海上开采、运输、装卸以及利用石油过程中的溢油事故正日渐增多。
溢油不仅造成严重环境污染,而且由于石油烃类污染物的潜在毒性和生物积累效应会导致近岸海域环境质量和生物种类多样性指数严重下降,破坏海洋生态系统的功能,对水产业和旅游业也会造成巨大的经济损失。
前沿生物修复技术
当溢油事故发生后,靠传统的物理、化学方法在溢油的回收处理上可能发生二次污染,而生物修复是指利用生物,特别是微生物来催化降解环境污染物,减小或最终消除环境污染的受控或自发过程,是一种在微生物降解基础上发展起来的新兴环保技术。
与传统的化学、物理方法相比,生物修复经济花费少,仅为传统化学、物理修复的30%~50%;对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;能彻底消除环境中的污染物;就地处理,操作简便;操作人员直接暴露在污染物下的机会减少等优点。
海油环保针对不同类型海岸线在溢油发生后被污染所造成的严重环境问题,以实验室工作和现场调查结果为基础,在国内首次构建不同类型海岸线溢油污染生物修复的中试基地。该基地以生物刺激和生物强化为主要手段,以污染物的去除效率为主要技术指标,提出一套不同类型海岸线被溢油污染的生物修复的技术方法体系,包括具有协同代谢作用的高效石油降解菌剂和适用于不同油污染环境生物修复的亲油缓释肥料的研制和性能评价,原位处理溢油污染海岸线的工艺条件优化等。
陈宇说,针对石油所污染的不同类型海岸线的环境与生态特征,在系统考察污染场地物理、化学及生物条件的基础上,海油环保筛选出了具有协同代谢效应的高效石油烃降解菌,开发出适宜于污染场地的缓释肥料,并通过实验室模拟实验和现场中试,开发成功高效率、低成本的适用于不同类型油污染海岸线的生物修复技术,并最终形成针对不同岸线类型和溢油污染类型的生物修复方法体系,以应对不同情况的溢油污染。
目前,海油环保溢油污染生物修复项目组已经初步完成了对中国北方典型岸线的现场调查工作,获得了不同类型海岸线的水文、气象、化学、生物等参数;筛选出30余株对不同产地原油都具有较高降解率的烃类降解菌,从中获得具有共生增殖及协同作用的菌剂;根据烃类降解菌对营养盐的需求,开发出兼具亲油性和缓释性的肥料;在塘沽构建了模拟不同类型海岸线的中试场地,部分现场实验正在逐步展开。
据了解,从上世纪70年代起,世界各国陆续开始石油烃的生物降解及其污染环境的生物修复技术的研究,经过30多年的发展,生物修复技术得到很大发展并已在现场获得使用,利用生物修复技术已成为一种经济效益和环境效益俱佳的解决石油烃污染土壤或水体的有效手段。
资料显示,1989年在美国阿拉斯加ExxonValdez溢油事故中,美国环保局首次尝试利用生物修复技术来清除海滩溢油。在经过大量室内和现场试验后,筛选出亲油性肥料作为降解石油微生物的营养盐,在清除海滩溢油的实际应用中发挥了重要作用,取得了很好的治理效果,开创了生物修复技术在海洋污染环境中成功应用的先河。
陈宇说,在国内将生物修复技术应用于受溢油污染的海岸线,海油环保尚属首家,这将填补我国溢油污染海岸线生物修复的空白。
应用生物技术修复环境是一项高效、节能的环保技术,在促进海洋经济的可持续发展方面将发挥越来越重要的作用。目前,美国和加拿大联合制定了海洋生态环境生物修复计划,作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,它对产业的近期发展和海洋的长期保护均有重要意义。“国内利用生物技术保护海洋环境生态的研究虽刚起步,但随海洋生物技术的发展,该生物修复技术的应用对于保护海岸带生态环境,支撑社会和经济的可持续发展等都具有重要意义,具有巨大的环境效益、社会效益和经济效益。”陈宇最后如是说道。