王淼 楊月梅 曹艷芳 趙珍偉

摘 要：當(dāng)前，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為了生態(tài)問(wèn)題中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，而在環(huán)境問(wèn)題中，土壤污染是幾大污染源之一。土壤遭受污染會(huì)影響作物產(chǎn)量，甚至于污染地下水，因而土壤污染問(wèn)題一直是防治污染的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。多環(huán)芳烴等類似的污染物，是化工企業(yè)常見(jiàn)的污染源，所以本文旨在對(duì)當(dāng)前焦化廠多環(huán)芳烴污染土壤機(jī)械能分析，并探究微生物修復(fù)方式。

關(guān)鍵詞：焦化廠；多環(huán)芳烴；微生物修復(fù)

多環(huán)芳烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAHs）是煤，石油，木材，煙草，有機(jī)高分子化合物等有機(jī)物不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)性碳?xì)浠衔铮悄壳盎て髽I(yè)中最常見(jiàn)的污染物，所以要想控制土壤污染，就需要對(duì)PAHs進(jìn)行有效控制。目前常用的方式是利用微生物修復(fù)、化學(xué)法和物理法等，而微生物代謝的方式被認(rèn)為是最有效的方式。

1 PAHs的微生物降解

微生物降解是指微生物把有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物的現(xiàn)象。自然界中各種生物的排泄物及死體經(jīng)微生物的分解作用轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物。微生物還可降解人工合成有機(jī)化合物。目前的研究指出，有兩類菌可以對(duì)PAHs進(jìn)行有效降解，即真菌和細(xì)菌。但是其主要的降解方式仍然要取決于適應(yīng)程度和化學(xué)結(jié)構(gòu)的形態(tài)。

PAHs本身的降解過(guò)程就會(huì)受到很多因素的影響，例如污染程度、微生物數(shù)量、溫度、pH值等等。所以通常也利用一些活性劑作為輔助材料，來(lái)保證修復(fù)的穩(wěn)定性。單是相比于細(xì)菌來(lái)說(shuō)，能夠有效降解PAHs的真菌數(shù)量并不多，但是在效率上往往會(huì)高于細(xì)菌。有研究指出，絲狀真菌的效果會(huì)更加顯著。

2 PAHs的降解原理

2.1 厭氧

厭氧微生物的降解可以利用硫酸鹽、二氧化碳等材料作為電子受體，并再進(jìn)一步進(jìn)行有機(jī)分解。這種厭氧降解的速度相對(duì)較緩慢，尤其是當(dāng)土壤污染較嚴(yán)重，PAHs含量過(guò)高時(shí)，厭氧的降解作用會(huì)受到更明顯的抑制[ 1 ]。目前的研究中，厭氧降解的部分相對(duì)較少，因此具體的數(shù)據(jù)和效果還需要后續(xù)的研究作為支持。

2.2 好氧

好氧降解搜微生物在有氧的情況下的降解過(guò)程，也是目前主流的微生物修復(fù)技術(shù)。一般情況下，PAHs通過(guò)雙加氧酶作用于苯環(huán)，然后氧化形成單純二烴基化的中間體，并可以最終有望降解為二氧化碳和水。而真菌的作用機(jī)制有兩個(gè)方面。一種是單加氧酶降解，通過(guò)催化加氧反應(yīng)形成化合物，然后進(jìn)行結(jié)合重排，輔以葡萄糖、硫酸鹽等材料得到毒性弱的產(chǎn)物，可以被土壤吸收后進(jìn)行后續(xù)的降解工作。而另一種是木質(zhì)素降解，這種降解方式可以對(duì)很多有機(jī)物進(jìn)行降解，適用場(chǎng)合非常多，因而得到了廣泛使用[ 2 ]。但是無(wú)論是哪種降解方式，氧氣始終都是影響降解效率的一環(huán)。

3 微生物修復(fù)的影響因素

微生物修復(fù)技術(shù)是指利用天然或培養(yǎng)的功能微生物群，在適宜環(huán)境條件下，促進(jìn)或強(qiáng)化微生物代謝功能，從而降低有毒污染物活性的生物修復(fù)技術(shù)。

3.1 氧氣

氧氣含量始終都是好氧代謝中的重要條件，無(wú)論是細(xì)菌還是真菌的代謝過(guò)程中。目前主要通過(guò)氧氣等作為氧源。而研究指出，當(dāng)溶解氧的濃度大于70%時(shí)，礦化率會(huì)有明顯提升，反之當(dāng)濃度小于50%時(shí)，礦化率也會(huì)降低。所以在修復(fù)過(guò)程中的氧會(huì)對(duì)降解過(guò)程產(chǎn)生決定性的影響[ 3 ]。

3.2 PAHs

PAHs自身的性質(zhì)指的是PAHs生物利用性。由于PAHs本身是憎水性物質(zhì)，所以它的揮發(fā)程度會(huì)很低。而研究表明PAHs在土壤中的實(shí)踐與其被生物利用率成反比，即時(shí)間越長(zhǎng)，就越不容易受到生物的利用。所以為了能提升微生物的可利用性，研究人員也嘗試?yán)迷黾踊钚詣┖陀袡C(jī)酸的方式來(lái)將PAHs進(jìn)行解吸，并且在后續(xù)的研究中也證明了這一點(diǎn)，促進(jìn)PAHs的降解過(guò)程。

3.3 pH值

這一因素也是影響因素之一。土壤微生物對(duì)于pH值的變化非常敏感。土壤的微生物多樣性會(huì)隨著pH值的變化而變化，所以PAHs的降解能力會(huì)同樣受到影響。

3.4 溫度

當(dāng)土壤的溫度適合真菌和細(xì)菌生長(zhǎng)時(shí)，PAHs的降解過(guò)程會(huì)產(chǎn)生明顯的變化。例如當(dāng)溫度處于300K左右，即細(xì)菌和真菌最適合的生長(zhǎng)溫度時(shí)，PAHs的降解能力會(huì)有顯著提升；相反，如果溫度過(guò)低，則微生物活性會(huì)受到抑制甚至破壞，存活率降低，降解能力受到嚴(yán)重影響[ 4 ]。

3.5 營(yíng)養(yǎng)因素

營(yíng)養(yǎng)因素雖然并不是主要原因，但是微生物對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求也是不盡相同的。但是在一般情況下，微生物如果能有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)作為支持，則修復(fù)效率也會(huì)有明顯提高，PAHs可以得到穩(wěn)定控制。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)研究，不難看出PAHs的污染和修復(fù)工作一直是環(huán)境問(wèn)題的重點(diǎn)，盡管在現(xiàn)階段的研究工作已經(jīng)取得了一定成效，但是仍然需要后續(xù)的研究工作作為支持。例如研究出更加有效的PAHs降解微生物，或是對(duì)其厭氧機(jī)制進(jìn)行深入研究。所以這也需要研究人員不斷進(jìn)行深入工作，最終確定最穩(wěn)定的體系，并將其運(yùn)用到實(shí)際的工作中，提升修復(fù)穩(wěn)定性，無(wú)論采用哪些修復(fù)技術(shù)，旨在得到安全、低成本、環(huán)境友好的綠色修復(fù)技術(shù)，從而去除焦化廠及周邊土壤的PAHs污染，改善土壤質(zhì)量，在未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的理念下穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

王淼（1982-），男，山東濟(jì)寧人，中國(guó)輻射防護(hù)研究院科研人員，研究方向：環(huán)境保護(hù)。