2010年6月14日 星期一

柴油分解數-----細菌分解法

    墨西哥灣漏油,已經一個半月了(4/22-6/7),處理漏油的工程,一則以喜,一則以憂。喜的是終於傳出好消息,加裝的截油罩發揮功能,每天可以回收一萬桶漏油;憂的是,還有一半的漏油汙染海岸生態,這場漏油大作戰恐怕會持續到秋天。
    海面上的原油凝結成團,一沾上植物,即使海浪不停的沖刷,焦油團還是緊緊黏著,岸邊覆蓋一層厚厚油汙的鵜鶘已經死亡,還有許多小鵜鶘寶寶全身沾滿油汙,此外,還有蝦蟹這些海洋生物,也是披著一層黑油,專家在船上隨手一伸向海水裡,就是滿手黏到分不開的油汙。
    根據統計,墨西哥灣漏油已經造成將近八百隻動物死亡,生態浩劫可見一斑。回顧這場可能是美國歷來最嚴重的環境災難,45天來漏油量暴增五倍,好幾次堵漏失敗之後,最近終於截油罩發威,每天可抽回將近一半漏油,英國石油公司趁勝追擊,下禮拜還要再多裝一個虹吸系統,目標收回九成漏油。
    不過美國官員警告,這場對抗漏油的大作戰可能會持續到秋天,為了防止颶風攪局,石油公司還準備在六月底以前在海面下91公尺設置一個連接輸油管的浮動平台,以防鑽井船受颶風干擾而撤離。
     這次漏油事件也讓石油巨擘英國石油公司焦頭爛額,處理費用加上賠償,不僅損失慘重,股價更跌了三成,不過他們承諾一定會清完最後一滴油,並且將墨西哥灣沿岸恢復原貌。

石化工業的產物被認為是最常污染土壤及地下水的有機污物, 而柴油是石油分餾產物之一,因而對柴油污染的整治是刻不容緩的事情。過去十幾年,生物復育技術蓬勃發展,常用來清除被污染土壤中的危險性化合物。因此,本研究的目的為由受柴油污染土壤中,分離出具柴油降解能力的細菌,並觀察細菌在水相環境中對柴油的乳化能力及降解能力。實驗最初由被柴油污染的土壤中,以柴油為唯一碳源分離出數十株菌株。將經由初步篩選後所得的二十株菌株,以16S rDNA序列鑑定菌種,並觀察菌對柴油的乳化能力及降解能力。初步篩選而得的二十株菌株,皆能在三天以內,於以柴油為唯一碳源的培養基上形成菌落,且能在含柴油環境中存活。細菌基因鑑定結果顯示,菌株分別為Pseudomonas aeruginosa,Pseudomonas stutzeri,Acidovorax temperans,Acinetobacter radioresistens,Sphingomonas paucimobilis及Acinetobacter lwoffii六個菌種。在菌的乳化能力試驗中,未加菌之空白處理的乳化指數為1%:除了菌株c、e及G以外的十六株菌株,對柴油皆有乳化能力,其中以菌株1-2(Pseudomonas aeruginosa)在第一天的乳化指數最高,達到30%;菌株c、e及G三天的乳化能力皆與空白處理皆無差異,因此這三株菌株對柴油沒有乳化能力。在菌對柴油的降解實驗中,最初的柴油量皆為4912 mg L-1。未接菌的空白處理之柴油逸失量約為4%,每株菌與空白處理比較,皆對柴油有降解能力,其中以菌株5 (Pseudomonas stutzeri)的降解能力最佳。菌株5在經過十五天的培養後,降解了40%的柴油;菌株3-1(Acidovorax temperans)在經過十五天的培養後,對柴油的降解率為15%;菌株V(Acinetobacter lwoffii)在培養十四天後,降解了19%的柴油;菌株W(Acinetobacter radioresistens)在經過十八天的培養後,降解了12%的柴油;而菌株G(Sphingomonas paucimobilis)在培養十九天後,約利用了12%的柴油。因此,本研究中所分離出的菌株3-1、V、W、5及G對柴油皆有降解能力,其中菌株5的降解能力是這五株菌株中最高的。

http://etds.ncl.edu.tw/theabs/site/sh/detail_result.jsp?id=094NCHU0020001

石油污染的案例不勝枚舉,其發生原因不外乎經由管線、貯油槽、油輪等過程造成,其整治方法不外乎物理、化學、生物等之衍生方法,其中柴油揮發性低,使用量大,化學界面活性劑應用於油品污染的整治被認為有二次污染之虞。本研究之目的為篩選柴油分解菌及瞭解其乳化現象,以供應用於污染之整治之參考。此外本研究探討營養源添加對柴油的分解效應,並模擬柴油污染在土壤中的生物復育之可行性。
本研究所分離及篩選之柴油分解菌如Bacillus megaterium、Bacillus cereus,結果顯示之對柴油之乳化指數達52%及56 % ,而對照除菌培養液僅約6%, 顯示具有乳化之生物界面物質存在。
本研究之細菌對於不同碳源之添加對於柴油的分解效應中,以甘露糖、葡萄糖及蔗糖作為外來碳源,添加於含柴油 1 ml L-1之培養基以B. megaterium、B. cereus、Bacillus subtilis、Pseudomonas aeruginosa為分解菌。研究顯示不添加外來碳源之對照組,第12天後柴油分解率即達85 % ,添加甘露糖之處理柴油分解率約89 % , 添加葡萄糖之處理柴油分解率約為88 % , 添加蔗糖之處理柴油分解率約達88 % , 顯示添加外來碳源於柴油的分解均僅略有助益,顯示菌種對柴油之利用效果甚佳。
混合菌的柴油分解效應研究,以B. megaterium、B. cereus、
B. subtilis、Ps. aeruginosa作為單一菌株柴油分解菌,以B. megaterium、B. cereus及B. subtilis、Ps. aeruginosa作為二混合菌種,以B. megaterium、B. cereus、B. subtilis、Ps. aeruginosa作為四混合菌種進行研究,在柴油 1 ml L-1作為培養基之碳源中。結果顯示不接菌之對照組於第12天後,其分解率約 9 % , 而四株單一菌分解菌其柴油的分解率約85 % , 二混合柴油分解菌B. megaterium、B. cereus與
B. subtilis、Ps. aeruginosa其分解率約為89 % , 四混合菌其分解率達93 %。四混合菌比單一菌分解率高出約8 % , 顯示混合菌株比單一菌株有助於柴油的分解。
細菌對於不同氮源之添加對於柴油的分解效應中,以硝酸鈉與硫酸銨1 g L-1作為二種不同氮源,以1 ml L-1柴油作為碳源,經接菌
B. megaterium、B. cereus、B. subtilis、Ps. aeruginosa,結果顯示以提供硝酸鈉作為四菌株分解柴油培養基之氮源於第12天其柴油殘餘量為14 ~14.5 % ,而提供硫酸銨之處理其柴油殘餘量為13.3 ~ 14 %。故硫酸銨與硝酸鈉兩種不同氮素供給之間對於細菌的柴油分解差異並不顯著 。
柴油在土壤中之生物復育研究,本研究以B. megaterium、
B. cereus、Ps. aeruginosa、B. subtilis四混合菌為供試菌種,以二林、陳厝寮及十八股寮等三土系,進行模擬柴油污染之生物復育法試驗。由以上三種土壤研究顯示不通氣不接菌之條件下,不通氣及未接菌之對照組對柴油移出率只達3 %。陳厝寮系土壤在原有土壤微生物與四混合菌種共同作用下經土壤通氣7天後, 5 ml kg-1之柴油之移出率可達78 %。
本研究之發現在於所篩選之柴油分解菌B. megaterium、B. cereus發現對柴油具有乳化現象,並以B. megaterium、 B. cereus、Ps. aeruginosa、B. subtilis為四混合菌進行生物復育發現可有效達到整治之效果。

http://etds.ncl.edu.tw/theabs/site/sh/detail_result.jsp?id=088NCHU0020004

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