2009年12月1日 星期二

石油分解菌

外海油管破損,油輪在海上觸礁造成大量原油外洩等油污染事件在世界各地不斷地發生且層出不窮。台灣西海域的生物標本體內高量的石油污染物被檢測出來。無可置疑的我們的西海岸油污染也很嚴重(圖7.7)
油污染物除了影響魚類、海洋哺乳類、鳥類等野生動物、自然生態外,也因漁獲物的污染影響到人類的健康。減少與去除環境中的油污染物改善海洋環境是世界各國當務之急。
去除海岸、海灘或海水中的油污染可以利用物理、化學或生物的方法。物理的方法可以採取燃燒的方式將油污燒掉,無可置疑的,這種方法產生的濃濃煙霧會造成環境的二次污染。

圖7.7 港口內常見被油污染的事件。
化學的方法如使用油擴散劑可使油污擴散到周圍的海水環境以達淨化目的,可是這種方法只是將油污移到別的地方,油污仍然存在環境中,加上油擴散劑本身,對環境來說也是外物,因此化學方法也是有其弱點。生物的方法就是利用海洋細菌分解油污。因為生物的方法不會造成二次污染對環境最好,也花費較少,是現今環境界較願意採納的方式。
至於油污分解細菌到底是那種細菌,容不容易找到呢?其實自然環境中多少都存在有這種細菌。仔細地想想看,有沒有見過被油污染留下黑色痕跡的走道或海灘?這些地方是不是永遠是黑的?還是一段時日後,這些黑色油污自然會消失?我想大家或多或少都有此經驗,發現油污會自然消失。這除了風吹雨打,造成物理或化學性的變化外,主要是細菌的分解作用,可想而知自然界中是存在有這類細菌,只是量不多,所以油污的分解不是很快。
有時大量漏油事件,造成大量油污,為減少油污對環境的衝擊,當然是越快清除越好,靠自然界中既有的一點點的細菌作用實在是緩不濟急。因此科學家們想出幾種辦法。一是找出或分離這些解石油的細菌,大量培養後,再倒回油污染區,讓這些細菌吃掉油污。
也有人認為自然界中既有的油分解菌,它們在既有的環境生存已久,比較適應這種環境或氣候,何不想法子讓這些細菌在現地環境中大量繁殖,以達到加速油污分解的目的。外來或是外加的細菌有時也許會有『水土不服』的不適應症,在新的環境中表現不佳。因此讓「本土」細菌作用會是較好的。
可是怎麼讓本土細菌加速其分解呢?可以添加營養元素讓細菌比較健康一點,或是添加一些氮或是磷。因為石油主要的成分是碳與氫,細菌要將這些東西分解,吸收成為菌體的一部份,是必要攝取一些氮或磷,因此添加這些營養元素可以加速細菌的生長。也有人想出添加一點界面活性劑於油污上,可以使油污較易溶於水,比較容易讓細菌攝取。
一九八九年發生在美國阿拉斯加運油輪觸礁漏油污染450公里海岸線事件,就是利用添加氮與磷到沙灘或石灘,成功地加速本土細菌分解石油的一個好例子。相信各位讀者一定喜歡這個小故事。因為這代表著自然界有其復育的能力,順著其能力,我們可以淨化我們的環境,這代表著「希望」。不過要小心的是,常常有些污染地區含有各種各樣的污染物,如重金屬,有機或無機化合物,如果這些污染物太毒了,毒死大部分的本土細菌,就會喪失自然復育的機會,不可不慎之。

圖7.8 研究海洋微生物,出海採取不同海域不同深度海水或底泥是必須的工作。 圖7.9箱型採泥器。
圖7.10深海沈積物採泥管圖。 圖7.11採水器。
另外有一種有趣的石油分解菌,它是針對石油產品中含硫的有機環化合物。石油產品中若含有含硫化合物,在它們燃燒時會產生氧化硫化合物。這些氧化硫化合物在大氣中遇雨就變成酸雨。酸雨會破壞森林、河川、農作物,是自然環境的殺手,不用說大家都怕使用含有有機硫的石油產品。油品的品質就會受到含硫化合物含量的影響。
因此若能去除石油產品的有機硫化物則能提高石油產品的品質。有一些微生物學者就嘗試找出會去除或分解有機硫化合物的細菌來解決此問題。筆者的實驗室也正努力從海底底泥分離此種菌(採樣見圖7.8, 採樣設備見圖7.9; 7.10;7.11)。若能找出與近一步研究應用此菌在工業用途上將會是能源界與環境保護界的福音。

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