李貴珍, 賴其良, 閆培生, 邵宗澤*

1.哈爾濱工業(yè)大學市政環(huán)境工程學院,哈爾濱 150090;2.國家海洋局第三海洋研究所,海洋生物遺傳資源國家重點實驗室培育基地,福建 廈門 361005;3.哈爾濱工業(yè)大學(威海)海洋科學與技術(shù)學院,山東 威海 264209

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海洋石油污染及其微生物修復研究進展

李貴珍1,2, 賴其良2, 閆培生1,3*, 邵宗澤1,2*

1.哈爾濱工業(yè)大學市政環(huán)境工程學院,哈爾濱 150090;2.國家海洋局第三海洋研究所,海洋生物遺傳資源國家重點實驗室培育基地,福建 廈門 361005;3.哈爾濱工業(yè)大學(威海)海洋科學與技術(shù)學院,山東 威海 264209

海洋石油污染嚴重影響了海洋生態(tài)系統(tǒng)平衡和人類健康，海洋石油污染的微生物修復技術(shù)因其自身的優(yōu)勢越來越受到人們的重視。介紹了海洋石油污染的現(xiàn)狀和治理方法，并著重介紹了海洋中石油污染微生物修復中降解微生物的種類、降解機理和生物修復的研究進展，并指出了生物修復存在并需要克服的問題，以期為海洋石油污染環(huán)境修復研究提供參考。

海洋；石油污染；海洋微生物；微生物修復

隨著石油工業(yè)化進程的加快，環(huán)境污染問題變得越來越嚴重。近年來，由于海洋溢油事件不斷發(fā)生，海洋石油污染受到越來越廣泛的關(guān)注。據(jù)報道，全世界平均每年約有1.0×1010kg石油流入海洋，我國每年有高達1.15×108kg的石油流入海洋[1]，石油已經(jīng)成為海洋環(huán)境的主要污染物。海洋中石油污染的泛濫，不僅造成了巨大的直接經(jīng)濟損失，對海洋生態(tài)環(huán)境的破壞所造成的間接價值的損失更是無法估量。如何修復受污染的海洋，也引起人們越來越多的思考。生物修復(bioremediation)因其為自然降解過程，具有對人和環(huán)境的影響小、費用低、不易引起二次污染，并且可以定點修復[2]等優(yōu)點而得到廣泛研究和應(yīng)用。本文介紹了石油污染的現(xiàn)狀及主要的治理方法，并著重介紹了微生物修復的微生物種類、機理及相關(guān)研究進展，以期為石油污染環(huán)境修復提供參考。

1 海洋石油污染現(xiàn)狀

1.1 海洋中石油污染的來源

海洋中石油的來源主要有4個：①海上油運：主要通過壓艙水、洗艙水、油輪事故和石油碼頭的泄漏等進入海洋；②海上油田：海底石油在開采過程中不可避免的油井的井噴、油管的破裂等事故會導致大量石油泄入海洋；③海岸排油：海岸上的各類石油廢水直接排入海洋；④大氣石油烴的沉降：由工廠、船塢和車輛等排出的石油烴揮發(fā)到大氣后，有一部分最終落入海洋[3]。

據(jù)統(tǒng)計，每年全世界石油總產(chǎn)量的0.5%最終會泄入海洋，每年井噴和運輸事故造成的溢油就高達2.2×107t，我國各種溢油事故平均每年發(fā)生500起，每年直接排入海洋的石油就有約10萬t，大量的石油泄入海洋，無論是對整個海洋生態(tài)環(huán)境還是人類社會而言都是極為嚴重的破壞[4,5]。

1.2 石油污染的危害

石油進入海洋后，主要以水體表面形成的油膜、溶解分散、凝聚態(tài)3種形式存在[6]。石油污染對海洋造成的危害主要包括生態(tài)方面的危害和社會危害兩大類[6]。生態(tài)方面危害表現(xiàn)在：①降低光合作用：海水表面的油膜，阻擋陽光射入海洋，破壞了海洋中的O2和CO2的平衡，從而影響光合作用；②影響海氣交換：油膜覆蓋于海水表面破壞海洋中溶解氣體的循環(huán)平衡；③影響海水中的溶解氧；④毒化作用：石油中的有毒物質(zhì)，如芳香烴等具有“三致”作用，對海洋生物和人類都有很大的危害；⑤引發(fā)赤潮：海洋中石油污染嚴重的區(qū)域，更容易引發(fā)赤潮；⑥全球效應(yīng)：石油污染會加劇溫室效應(yīng)，從而間接引發(fā)全球問題。社會危害主要表現(xiàn)在：①對漁業(yè)造成的危害：石油進入海洋，在海水表面形成油膜，降低了光合作用效率，造成海水中的溶解氧含量降低，破壞海洋中的氣體交換平衡，從而導致魚類等大量死亡，嚴重影響漁業(yè)的發(fā)展；②對工農(nóng)業(yè)的危害：石油污染增加了捕撈成本，許多海上作業(yè)企業(yè)受到嚴重影響；③對旅游業(yè)的危害：海洋中的石油會污染近海，從而影響海濱旅游業(yè)的發(fā)展；④對人類健康的危害：石油中含有大量有毒物質(zhì)，這些有毒物質(zhì)可以通過食物鏈和食物網(wǎng)進行生物累積，最終危害人類健康。

2 海洋石油污染的治理方法

海洋石油污染處理方法可以分為物理法、化學法和生物法3種。物理方法主要有：①圍欄法：主要是阻止石油在海面上擴散；②撇油器：在不改變石油性質(zhì)的基礎(chǔ)上，對石油進行回收；③吸油材料：用親油性的材料，將石油進行吸附回收。化學方法主要有：①分散劑：可以有效的減少石油與海水間的表面張力，從而使石油分散成小油株，有利于微生物對其進行降解；②凝油劑：可將石油凝成粘稠狀或果凍狀，從而有效的防止石油擴散；③其他化學品。生物方法主要是生物修復。生物修復的概念最早是1995年由Glazer和 Nikaido提出的[7]，描述微生物降解或清除環(huán)境中有害廢物的過程。目前普遍認為，生物修復是指生物(尤其是微生物)催化降解環(huán)境有毒污染物，減少或最終消除環(huán)境污染的受控或自發(fā)過程[5]。生物修復一般可分為廣義和狹義生物修復兩方面[8]。廣義生物修復指一切以生物技術(shù)為主的環(huán)境污染的治理技術(shù)，通常分為植物修復、動物修復和微生物修復3種類型；狹義生物修復指通過微生物的作用來清除土壤和水體環(huán)境中的污染物，或使污染物無毒化的過程，包括自然和人為控制條件下的降解或無毒化過程。與物理法和化學法相比，生物修復因其為自然降解過程，所以具有對人和環(huán)境的影響小、費用低、不易引起二次污染，并且可以定點修復[2]等優(yōu)點。

3 海洋石油污染的微生物修復

3.1 可修復石油污染的微生物種類

烴類降解菌早在20世紀初就已發(fā)現(xiàn)[9]，據(jù)報道能夠利用烴類作為唯一碳源和能源的有79個細菌屬、9個藍藻屬、103個真菌屬和14個藻屬[10]。據(jù)報道，從海洋環(huán)境分離到的可降解石油的微生物有70個屬，其中細菌就占了40個屬[11]。就目前報道的石油降解菌來看，革蘭氏陰性菌比革蘭氏陽性菌要多。

在長期的石油污染馴化過程中，海洋中出現(xiàn)了一類“噬石油烴”細菌，它們能以石油為唯一碳源生長繁殖，如利用多環(huán)芳香烴(polycyclic aromatic hydrocarbons)為碳源的解環(huán)菌屬(Cycloclasticus)[12～15]、假單胞菌屬(Pseudomonas)[16]、鹽單胞菌屬(Halomonas)[16,17]、海桿菌屬(Marinobacter)[16,17]、海旋菌(Thalassospira)[16,17]、海莖狀菌(Maricaulis)[16]和假交替單胞菌屬(Pseudoalteromonas)[17]；以飽和烷烴及支鏈烷烴為碳源生長的食烷菌屬(Alcanivorax)[18～21]；利用脂肪族烴、烷醇和鏈烷酸酯的嗜油菌屬(Oleiphilus)和油螺旋菌屬(Oleispira)[22,23]。另外，還有降解熒蒽的速生桿菌屬(Celeribacter)[24]。除此之外，能夠降解石油烴的細菌還有弧菌屬(Vibrio)、諾卡氏菌屬(Nocardia)、微球菌屬(Micrococcus)、乳桿菌屬(Lactobacillus)、節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)、不動桿菌屬(Acinetobacter)、葡萄球菌屬(Staphy-lococcus)、棒桿菌屬(Coryhebacterium)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、產(chǎn)堿桿菌屬(Alcaligenes)、黃桿菌屬(Flavobacterium)、氣單胞菌屬(Aeromonas)、腸桿菌科(Enterobacteriaceae)和無色桿菌屬(Achromobacter)等[3]。海洋中能夠降解石油烴的真菌主要是霉菌和酵母菌，霉菌如小克銀漢霉菌(Cunninghamella)、曲霉屬(Apergillus)[25]、頭孢霉屬(Cephalosporium)、鐮孢霉屬(Fusarium)和青霉屬(Penicillium)等[26]，但其數(shù)量遠遠少于細菌。能夠降解石油烴的酵母菌主要有亞羅酵母屬(Yarrowia)[27,28]、假絲酵母屬(Candida)[25,29,30]、畢赤氏酵母菌屬(Pichia)和紅酵母菌屬(Rhodotorula)等[3,30]。

3.2 石油污染微生物修復機理

石油是一種十分復雜的混合物，包括直鏈烷烴、環(huán)狀烷烴、芳香烴和非烴類物質(zhì)等。微生物對石油烴類的降解過程本質(zhì)上為生物氧化過程。代謝用途主要分以下3大類：①石油烴被徹底氧化分解成二氧化碳和水；②石油烴被合成為微生物自身生命物質(zhì)，如核酸、蛋白質(zhì)和糖類等；③石油烴被轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，例如脂肪酸、苯酚和醇等。

石油烴類的降解主要分為以下幾種：①烷烴的降解。烷烴的生物降解是一系列酶促反應(yīng)過程[11]，烷烴第一步氧化為相應(yīng)的伯醇，伯醇再氧化成醛，醛再轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的脂肪酸，脂肪酸再進行β-氧化后轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，乙酰輔酶A再進行氧化分解或其他轉(zhuǎn)化。鏈狀烷烴可經(jīng)脫氫步驟轉(zhuǎn)變?yōu)橄?，烯再氧化為醇，醇氧化成醛，然后醛可轉(zhuǎn)化為脂肪酸；此外，鏈狀烷烴還可以通過直接氧化成烷基過氧化氫，然后經(jīng)脂肪酸途徑進行降解。有些微生物可以通過亞末端氧化，形成仲醇，再轉(zhuǎn)化成伯醇或脂肪酸進行氧化分解。也有些微生物將烯烴轉(zhuǎn)化為不飽和脂肪酸，再通過雙鍵位移或甲基化等，形成支鏈脂肪酸，進行氧化分解。②環(huán)烷烴的降解。環(huán)狀烷烴的降解和鏈狀烷烴亞末端氧化十分相似，首先氧化為環(huán)烷醇，再脫氫變?yōu)橥?，而后氧化成?nèi)酯或直接開環(huán)變?yōu)橹舅醄3]。③苯及其衍生物的降解。苯及短鏈烷基苯轉(zhuǎn)化為二醇中間體，再進一步轉(zhuǎn)化為鄰苯二酚或取代基鄰苯二酚，最后變?yōu)轸人醄3]。④多環(huán)芳烴的降解。多環(huán)芳烴具有“三致”作用，因此，人們對其降解十分重視。多環(huán)芳烴的降解，首先需要微生物產(chǎn)生加氧酶進行氧化定位[3]：細菌一般產(chǎn)生雙加氧酶，兩個氧原子加到苯環(huán)上，變成過氧化物，而后轉(zhuǎn)化為順式二醇，再脫掉氫變成酚；真菌一般能夠產(chǎn)生單加氧酶，在單加氧酶的作用下，將一個氧原子直接加到苯環(huán)上，從而形成環(huán)氧化物，然后加水轉(zhuǎn)化成反式二醇和酚。多環(huán)及雜環(huán)破裂是雜環(huán)化合物和多環(huán)芳烴降解的限速步驟[31]。

4 海洋石油污染微生物修復研究進展

4.1 實驗室模擬研究進展

石油烴降解菌在海洋中廣泛存在。早在20世紀40年代，各國就陸續(xù)開展了石油烴的生物降解及環(huán)境修復研究。我國在20世紀70年代開始研究石油烴的生物降解，也陸續(xù)出現(xiàn)了大量石油烴的相關(guān)報道，近年來，實驗室研究主要集中于高效降解條件的優(yōu)化、高效降解菌株的篩選及降解底物范圍等方面。

4.1.1 高效降解條件的優(yōu)化 2011年，周瑜等[32]使用寡營養(yǎng)培養(yǎng)基對威海金海灣油污進行富集培養(yǎng)，獲得了6株石油降解菌，分屬于假單胞菌屬(Pseudomonas)、芽孢桿菌屬(Bacillus)和無色桿菌屬(Achromobacter)。為了提高降解效率，他們將篩選到的細菌與分離到的微藻進行共培養(yǎng)，培養(yǎng)3 d后降解效率就可提高3.79%～7.91%。數(shù)據(jù)表明，利用細菌與微藻的共生關(guān)系可以促進細菌對石油的降解，這在石油污染生物修復方面具有重要的實際應(yīng)用價值。2013年，Hou等[33]篩選到一株不動桿菌Acinetobactersp.F9，并將其固定化，研究發(fā)現(xiàn)，固定化后的菌劑在2 d后的降解率可以達到90%，而游離狀態(tài)下的菌劑在7d后的降解率還達不到90%。2014年，李馨子等[34]篩選到一株食烷菌Alcanivoraxsp.97CO-5，研究了其降解的石油效果，并進行了固定化，發(fā)現(xiàn)固定化后的菌劑對石油的降解率優(yōu)于游離菌株。

4.1.2 高效降解菌株的篩選及降解底物范圍測定 2008年，蘇瑩等[35]從勝利油田污水中，以人工海水培養(yǎng)基進行富集培養(yǎng)得到一株適合海洋石油污染修復的菌株HB-1，該菌株具有較強的原油降解能力，200 r/min振蕩培養(yǎng)6 d后，原油的降解率可達54.74%，經(jīng)16S rDNA序列分析，鑒定該菌為不動桿菌屬(Acinetobactersp.)。2010年，張月梅等[36]從北極篩選到50株以石油為唯一碳源的嗜冷降解菌，其中降解效率最高的3株BJ1、BJ9和BJ19都屬于假交替單胞菌屬(Pseudoalteromonas)。這3株菌在10～20℃的范圍內(nèi)均有生長，在溫度為5℃時的降解率均高于30%，在最適溫度下的降解率可達45.78%～60.32%。此外，這3株菌的碳源還具有廣譜性，可分別以柴油、汽油、原油、海燃油、燃油、正十八烷、正二十四烷、萘和菲偶氮苯等為唯一碳源生長。2014年，同濟大學的王鑫等[37]從石油污染的海水中篩選到6株石油降解菌，并對其進行了菌群構(gòu)建，結(jié)果表明，混合菌群對石油的降解率明顯高于單菌，且菌株間具有明顯的協(xié)同作用。2015年，張愛君等[38]從渤海篩選到一株假交替單胞菌(Pseudoalteromonsp.)，發(fā)現(xiàn)在最適條件下，其石油降解率可以達到75.71%。Raghukumar等[39]的研究發(fā)現(xiàn)，海洋中的藍細菌OscillatoriasalinaBiswas、PlectonematerebransBornet et Flahault和Aphanocapsasp.在人工海水培養(yǎng)的條件下可以降解原油，通過重量法和氣象色譜法測得10d內(nèi)石油的去除率可以達到45%～55%(包括50%的脂肪族化合物、31%的石蠟和瀝青、14%的芳香烴和5%的極性化合物)。食烷菌(Alcanivorax)是海洋中烷烴降解菌的重要組成部分，Wang等[40]研究發(fā)現(xiàn)A.dieseloleiB5能夠很好的降解鏈長為C6～C36烷烴，包括支鏈烷烴，并深入研究了其降解長鏈烷烴的代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機制。

4.2 現(xiàn)場應(yīng)用研究進展

隨著實驗室對生物修復研究的不斷成熟，生物修復技術(shù)從實驗室開始，已經(jīng)逐步進入了實際應(yīng)用階段。1989年美國Alaska Exxon Valdez郵輪泄漏，約35 500 t原油泄入海洋，泄漏發(fā)生后，Braddock等[41]連續(xù)3年對泄漏點威廉王子海灣的潮間帶和潮下的沉積物中烴類降解微生物數(shù)量進行檢測，數(shù)據(jù)顯示，油膜路徑地點的烴類降解微生物的數(shù)量遠遠超過對照組的數(shù)量，說明烴類降解菌有快速的環(huán)境適應(yīng)性及修復污染環(huán)境的能力。1997年1月，約5 000 t石油從俄羅斯的納霍德卡港泄漏，1 200 km的日本海岸受到嚴重污染，日本組織奧本海默生物科技公司(TerraZymeTM)進行生物修復，3周后約35%的石油得到降解[42]。2012年，鄭立等[43]從海洋中篩選的石油降解菌劑在大連溢油污染岸灘修復實驗中起到了良好的效果，在12 d的潮間帶油污生物修復中，噴灑菌劑處理區(qū)域的C17/藿烷和C18/藿烷降解率比對照組高40%和30%，總烷烴和總芳香烴降解率高80%和72%，說明此菌劑確實可以加快石油污染的生物修復過程。研究證明，海洋中存在著大量可降解石油的微生物，這為石油污染的生物修復治理提供了大量微生物資源。

目前，微生物修復中的最大問題是生物降解能力不夠理想，為了提高微生物降解石油的能力，目前采用的方法主要有接種高效石油降解菌、添加表面活性劑和添加營養(yǎng)鹽等方法。

①接種高效石油降解菌：通過接種高效石油降解菌改變污染區(qū)域的菌群結(jié)構(gòu)，達到快速高效降解石油的目的。為了提高微生物降解石油的效率，許多學者還將菌劑進行固定化[33,34]，從而提高降解率。從目前的研究狀況來看，通過接種高效石油降解菌的方法并不十分理想，因為海洋中存在的土著微生物會影響石油降解菌的活性。此外，也有學者對接種外來菌群是否會帶來環(huán)境安全問題存有疑慮。

②添加表面活性劑：表面活性劑可將石油疏散開，增大微生物與石油的接觸面積，從而加速微生物對石油的降解。需要注意的是，不是所有的表面活性劑都可以加速石油的降解，許多表面活性劑由于自身具有很大毒性不僅不會加速石油的降解還會造成二次污染。例如，在1967年Torrey Canyon油輪污染事件的修復中，約10 000 t的分散劑被投入使用，造成了嚴重的環(huán)境破壞[44]。

③添加營養(yǎng)鹽：海洋受到石油污染，在碳源充足的條件下，環(huán)境中存在的石油降解菌群會大量繁殖，但營養(yǎng)鹽和氧氣無法滿足需求，因此通過投加營養(yǎng)鹽的方法可以大大提高微生物降解石油的效率，降解效率甚至會提高幾倍[45]。營養(yǎng)鹽類型一般分為緩釋型、親油型和水溶型3種[46]。但由于海洋面積大，稀釋能力強，所以要根據(jù)具體情況投加合適的營養(yǎng)鹽。另外，海洋添加營養(yǎng)鹽是否會引起環(huán)境某種程度的富營養(yǎng)化等問題也需要進一步探究。

5 展望

海洋石油污染呈現(xiàn)逐年加重的趨勢。海洋中降解石油的微生物種類繁多，數(shù)量龐大。生物修復技術(shù)與化學修復、物理修復相比具有對人和環(huán)境影響小、費用低、不易引起二次污染等優(yōu)勢[2]。經(jīng)過多年的研究，生物修復技術(shù)在石油污染修復中逐漸成為核心技術(shù)。但它也存在著一些不足，如見效慢、易受環(huán)境影響等。石油烴的生物降解過程十分復雜，降解效率主要受石油的理化性質(zhì)、微生物的種類和環(huán)境參數(shù)的影響。環(huán)境參數(shù)主要是溫度、鹽度、營養(yǎng)濃度和pH等，這也是生物修復技術(shù)需要克服的問題。

為解決這些問題，我們可以在以下方面進行改進：首先，在生物修復高效菌株的選擇上，可以就地篩選出高效的石油降解菌，然后再投放回篩選地點進行生物修復，這樣可以有效的避免外來微生物投加而引起的生態(tài)安全問題。其次，添加表面活性劑產(chǎn)生菌，許多微生物都可以產(chǎn)生表面活性劑，這些表面活性劑與化學表面活性劑相比較更安全可靠，我們可以將表面活性劑產(chǎn)生菌和高效降解菌株合理配比后投放到治理場地，這樣表面活性劑產(chǎn)生菌株產(chǎn)生的表面活性劑可以有效提高石油降解菌株與石油的接觸面積，從而在不添加化學分散劑的條件下，大大提高石油的降解效率。再次，營養(yǎng)鹽的添加：大范圍的營養(yǎng)鹽開放式的添加不僅會造成營養(yǎng)鹽的浪費而且還會造成水體富營養(yǎng)化，同時也大大增加了生物修復的成本。為了解決這個問題，可將營養(yǎng)鹽與菌株進行漂浮固定，這樣不僅大大降低了營養(yǎng)鹽的添加量，而且也不會因大范圍擴散而造成浪費，又可以在相當長的時間內(nèi)滿足降解菌株的需要，從而更經(jīng)濟、有效的提高生物修復的效率。

總之，在經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，海洋石油污染變得越來越嚴重，采用生物修復技術(shù)進行污染物降解清除，值得我們繼續(xù)深入研究。

[1] 曲維政,鄧聲貴.災難性的海洋石油污染[J].自然災難學報,2001,10(1): 69-74.

[2] Vidali M.Bioremediation.An overview[J].Pure Appl.Chem.,2001，73(3): 1163-1172.

[3] 宋志文.海洋石油污染物的微生物降解與生物修復[J].生態(tài)學雜志,2004,23(3): 99-102.

[4] 徐金蘭,黃廷林,唐智新,等.高效石油降解菌的篩選及石油污染土壤生物修復特性的研究[J].環(huán)境科學學報,2007,27(4): 622-628.

[5] Atlas R M.Bioremediation of petroleum pollutants[J].Internat.Biodeter.Biodegr.,1995,35(1): 317-327.

[6] 趙慶良,李偉光.特種廢水處理技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2008.

[7] Glazer A N,Nikaido H.Microbial Biotechnology: Funda-mentals of Applied Microbiology[M]: Cambridge: Cambridge University Press,2007.

[8] 許 曄,劉生瑤,曾 錚.淺析生物修復技術(shù)在石油污染治理中的應(yīng)用[J].油氣田環(huán)境保護,2008,18(4): 50-52.

[9] S?hngen N.Benzin,petroleum,paraffin?l und paraffin als kohlenstoff-und energiequelle für mikroben[J].Zentralblatt für Bakteriologie,Parasitenkunde und Infektionskrankheiten,1913,37: 595-609.

[10] Prince R.Petroleum Microbiology[M].Washington D C: American Society of Microbiology Press,2005,317-336.

[11] 張士璀,曉 范,馬軍英.海洋生物技術(shù)和應(yīng)用(第二版)[M].北京：海洋生物技術(shù)出版社,1997.

[12] Staley J.Cycloclasticus: A genus of marine polycyclic aromatic hydrocarbon degrading bacteria[A].In: Handbook of hydrocarbon and lipid microbiology[M].Springer,2010,1781-1786.

[13] Kasai Y,Kishira H,Harayama S.Bacteria belonging to the genusCycloclasticusplay a primary role in the degradation of aromatic hydrocarbons released in a marine environment[J].Appl.Environ.Microbiol.,2002,68(11): 5625-5633.

[14] Wang B,Lai Q,Cui Z,etal..A pyrene-degrading consortium from deep-sea sediment of the West Pacific and its key memberCycloclasticussp.P1[J].Environ.Microbiol.,2008,10(8): 1948-1963.

[15] Shao Z,Cui Z,Dong C,etal..Analysis of a PAH-degrading bacterial population in subsurface sediments on the Mid-Atlantic Ridge[J].Deep Sea Res.Part I: Oceanogr.Res.Papers,2010,57(5): 724-730.

[16] Ma Y,Wang L,Shao Z.Pseudomonas,the dominant polycyclic aromatic hydrocarbon-degrading bacteria isolated from Antarctic soils and the role of large plasmids in horizontal gene transfer[J].Environ.Microbiol.,2006,8(3): 455-465.

[17] Cui Z,Lai Q,Dong C,etal..Biodiversity of polycyclic aromatic hydrocarbon-degrading bacteria from deep sea sediments of the Middle Atlantic ridge[J].Environ.Microbiol.,2008,10(8): 2138-2149.

[18] Golyshin P N,Dos Santos V A M,Kaiser O,etal..Genome sequence completed ofAlcanivoraxborkumensis,a hydrocarbon-degrading bacterium that plays a global role in oil removal from marine systems[J].J.Biotechnol.,2003,106(2): 215-220.

[19] Liu C,Shao Z.Alcanivoraxdieseloleisp.nov.,a novel alkane-degrading bacterium isolated from sea water and deep-sea sediment[J].Internat.J.Syst.Evol.Microbiol.,2005,55(3): 1181-1186.

[20] Qiao N,Shao Z.Isolation and characterization of a novel biosurfactant produced by hydrocarbon-degrading bacteriumAlcanivoraxdieseloleiB-5[J].J.Appl.Microbiol.,2010,108(4): 1207-1216.

[21] Wu Y,Lai Q,Zhou Z,etal..Alcanivoraxhongdengensissp.nov.,an alkane-degrading bacterium isolated from surface seawater of the straits of Malacca and Singapore,producing a lipopeptide as its biosurfactant[J].Internat.J.Syst.Evol.Microbiol.,2009,59(6): 1474-1479.

[22] Timmis K N,McGenity T,Van Der Meer J,etal..Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology[M].Heidelberg: Springer Berlin,2010,1749-1754.

[23] Hazen T C,Dubinsky E A,DeSantis T Z,etal..Deep-sea oil plume enriches indigenous oil-degrading bacteria[J].Science,2010,330(6001): 204-208.

[24] Cao J,Lai Q,Yuan J,etal..Genomic and metabolic analysis of fluoranthene degradation pathway inCeleribacterindicusP73T[J].Sci.Rep.,2015,doi: 10.1038/srep07741.

[25] Fedorak P,Semple K,Westlake D.Oil-degrading capabilities of yeasts and fungi isolated from coastal marine environments[J].Can.J.Microbiol.,1984,30(5): 565-571.

[26] Cerniglia C,Perry J.Crude oil degradation by microorganisms isolated from the marine environment[J].Zeitschrift Für Allgemeine Mikrobiol.,1973,13(4): 299-306.

[27] Oswal N,Sarma P,Zinjarde S,etal..Palm oil mill effluent treatment by a tropical marine yeast[J].Bioresour.Technol.,2002,85(1): 35-37.

[28] Ahearn D G,Meyers S P.Fungal degradation of oil in the marine environment [A].In: Gareth-Jones E B.Recent Advances in Aquatic Mycology[M].New York: Jhon Wiley & Sons,1976，125-133.

[29] Okpokwasili G,Amanchukwu S.Petroleum hydrocarbon degradation by Candida species[J].Environ.Internat.,1988,14(3): 243-247.

[30] Margesin R,Gander S,Zacke G,etal..Hydrocarbon degradation and enzyme activities of cold-adapted bacteria and yeasts[J].Extremophiles,2003,7(6): 451-458.

[31] 許俊強,郭 芳,全學軍,等.焦化廢水中的雜環(huán)化合物及多環(huán)芳烴降解的研究進展[J].化工進展,2008,27(7): 973-976.

[32] 周 瑜,柴迎梅,杜宗軍,等.海洋石油降解菌的分離、鑒定和與微藻共培養(yǎng)[J].海洋環(huán)境科學,2011,30(2): 230-233.

[33] Hou D,Shen X,Luo Q,etal..Enhancement of the diesel oil degradation ability of a marine bacterial strain by immobilization on a novel compound carrier material[J].Marine Poll.Bull.,2013,67(1): 146-151.

[34] 李馨子,高 偉,崔志松,等.海洋石油降解菌Alcanivoraxsp.97CO-5的固定化及其石油降解效果[J].海洋環(huán)境科學,2014,33(3): 383-388.

[35] 蘇 瑩,陳 莉,汪 輝,等.海洋石油降解菌的篩選與降解特性[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學報,2008,14(4): 518-522.

[36] 張月梅,祖國仁,那廣水,等.北極耐冷石油降解菌的篩選、鑒定及其碳源利用廣譜性[J].海洋環(huán)境科學,2010,29(2): 216-220.

[37] 王 鑫,王學江,劉 免,等.高效石油降解菌群構(gòu)建及降解性能[J].海洋環(huán)境科學,2014,33(4): 576-579.

[38] 張愛君,郝建安,楊 波,等.海洋石油降解菌的篩選、鑒定及降解活性[J].化學工業(yè)與工程,2015,32(1): 31-36.

[39] Raghukumar C,Vipparty V,David J,etal..Degradation of crude oil by marine cyanobacteria[J].Appl.Microbiol.Biotechnol.,2001,57(3): 433-436.

[40] Wang W,Shao Z.The long-chain alkane metabolism network ofAlcanivoraxdieselolei[J].Nat.Commun.,2014,5,5755.

[41] Braddock J F,Lindstrom J E,Brown E J.Distribution of hydrocarbon-degrading microorganisms in sediments from Prince William Sound,Alaska,following the Exxon Valdez oil spill[J].Marine Poll.Bull.,1995,30(2): 125-132.

[42] Mi T H,Tsutsumi H K,Kono M.Bioremediation on the shore after an oil spill from the Nakhodka in the Sea of Japan.I.chemistry and characteristics of heavy oil loaded on the Nakhodka and biodegradation tests by a bioremediation agent with microbiological cultures in the laboratory[J].Marine Poll.Bull.,2000,40(4): 308-314.

[43] 鄭 立,崔志松,高 偉,等.海洋石油降解菌劑在大連溢油污染岸灘修復中的應(yīng)用研究[J].海洋學報,2012,34(3): 163-172.

[44] 劉金累,廈文香,趙 亮,等.海洋石油污染及其生物修復[J].海洋湖沼通報,2006,03: 48-53.

[45] Prince R C,Bragg J R.Shoreline bioremediation following the exxon valdez oil spill in Alaska[J].Bioremed.J.,1997,1(2): 97-104.

[46] 毛天宇,劉憲斌,李亞娟.海洋石油污染生物修復技術(shù)[J].海洋環(huán)境保護,2008,3: 12-13.

Advance on Marine Petroleum Pollution and Microbial Remediation

LI Gui-zhen1,2,LAI Qi-liang2,YAN Pei-sheng1,3*,SHAO Zong-ze1,2*

1.SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China;2.BreedingBaseofStateKeyLaboratoryofMarineGeneticResources,ThirdInstituteofOceanography,SataeOceanicAdministration,FujianXiamen361005,China;3.SchoolofMarineScienceandTechnology,HarbinInstituteofTechnologyatWeihai,ShandongWeihai264209,China

Marine petroleum pollution have a serious effect on the marine ecosystems and human health.Microbial remediation technology for marine petroleum pollution is attracting extensive attention for its advantages.This paper introduced the current situation of marine petroleum pollution,the treatments of marine petroleum pollution,and microbial remediation of marine petroleum pollution.The paper mainly focused on the diversity of petroleum degrading microorganisms,mechanism of degradation and the advance of boiremediation.Meanwhile,this paper also pointed out the problems of microbial remediation which need to be overcomed,and hoped to provide useful informations for the study on marine environmental microbial remediation of petroleum pollution.

marine; petroleum pollution; marine microorganisms; microbial remediation

2015-04-01; 接受日期：2015-05-01

哈爾濱工業(yè)大學優(yōu)秀團隊支持計劃資助。

李貴珍，博士研究生，研究方向為海洋微生物資源與利用。E-mail：liguizhen.ok@163.com。*通信作者：閆培生，教授，博士生導師，研究方向為海洋微生物資源與利用、海洋生物質(zhì)及其加工廢物的高值資源化、有害微生物的生物防治與生物農(nóng)藥、微生物發(fā)酵工程與生物制藥等。E-mail: yps6@163.com;邵宗澤，研究員，博士生導師，研究方向為海洋微生物資源與海洋環(huán)境微生物。

10.3969/j.issn.2095-2341.2015.03.03