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鼠李糖脂在石油烃污染土壤修复应用的研究进展

作者：刘爽 寇焕起 金艳方

来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第05期

摘 要：本文综述了鼠李糖脂作为一种生物表面活性剂对石油烃污染土壤的修复应用以及影响其对石油烃类污染修复作用的因素，并对其在发酵工艺中低成本和未来前景的展望。 关键词：鼠李糖脂；石油污染；土壤修复 0 引言

近年来，随着原油开采、加工和运输活动的日益频繁，导致各种环境污染问题的发生。通过微生物修复的方法似乎能更有效的从受影响的土壤中去除和/或降解石油烃类污染物。目前国内外最广泛研究的生物表面活性剂是由绿脓假单胞菌产生的鼠李糖脂组。由于它具有有效的张力性质，生物降解性，低毒性和稳定性，这些性质使RL成为工业用途极具前景的化合物。 1 鼠李糖脂在石油烃污染土壤修复中的应用 1.1 鼠李糖脂对土壤中石油烃的降解作用

通过微生物修复的方法来治理石油污染土壤引入生物表面活性剂，可提高石油降解率。鼠李糖脂是通过增加难溶烃类化合物在水中的溶解度与微生物接触，从而促进了石油烃的降解。据报道，在油污染的土壤中加入鼠李糖脂后，污染土壤中烃类化合物的降解率显著提高。因此，充分利用鼠李糖脂作为生物表面活性剂的特点，使铜绿假单胞菌及其它一些菌群大量繁殖，提高微生物的降解速率。

1.2 鼠李糖脂对石油烃降解的促进作用

向土壤中投加表面活性剂后，使污染物由土壤颗粒表面转入到水相中，增大了污染物与微生物的接触面积，会促进微生物对石油烃的降解。因此，添加表面活性剂有助于提高石油烃的去除率和降解速率。周清等人在2009年的研究中已经阐明鼠李糖脂能大大增加原油在水中的溶解度，证实鼠李糖脂可促进土壤中原油的降解。此外，鼠李糖脂还具有对多种石油烃污染物所表现出的较高效的处理能力，添加鼠李糖脂后能够促进原油中异戊二烯和多环芳烃类化合物的降解，降解率提高的也较明显。 1.3 鼠李糖脂促进石油烃回收率的提高

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近年来，已有学者对鼠李糖脂对石油烃污染物的处理能力进行了分析，发现利用鼠李糖脂发酵液可以对含油污泥进行预处理，将原油从土壤缝隙中洗脱出来，降低了后续生物处理的难度。洗脱出来的原油可以回收利用，也可以进行其他方式的降解。另外，鼠李糖脂不仅可以通过降低油/岩土的界面张力来帮助回收石油，还可通过降低毛细力防止石油从岩孔中逸出。因此，表面活性剂鼠李糖脂在很大程度上对污染后的土壤在烃类的回收率提升上起到了很关键的作用。

2 影响鼠李糖脂石油污染修复作用的因素 2.1 土壤中原油组分的浓度对降解的影响

一般说来，石油烃的浓度会直接影响到微生物的活性，由于降解方法或者菌群的不同，最适宜降解的浓度也会有所差异。污染物浓度相对高时，缩短了微生物适应时间，使微生物种群快速增加，从而加快污染物的降解。另一方面，某些易降解的化合物在高浓度下会由于其毒性而抑制微生物的活性。高浓度的烃通常会导致难分散的厚油层的产生，从而导致营养物和氧的缺乏而抑制烃的生物降解。因此，将被处理的土壤石油污染物浓度控制在一定范围内更有利于对其的生物修复效果。

2.2 土壤环境pH值对降解过程的影响

土壤中pH值的变化既改变质子跨越细胞膜的运动方向，影响细胞酶的活性和细胞膜的通透性，又改变各种营养物质的可利用性，进而影响培养基中某些组分的浓度，从而对整个发酵反应产生影响。鼠李糖脂参与降解石油烃的土壤微生物的适宜pH值为6.0-8.0，另外考虑到土壤微生物在降解过程中会分泌酸性物质，因此在偏酸性土壤的生物修复过程中，可在土壤中添加缓冲剂，适当提高土壤的pH值更利于降解作用的发挥。 2.3 营养物质添加对石油污染物降解的影响

在石油污染土壤中氮、磷、铁等营养物质和微量元素的参与在很多的研究报道中证实能够有效加快鼠李糖脂对石油烃污染物处理的能力，利用石油降解菌及益菌肥料对受油污染土壤进行生物修复，在添加鼠李糖脂后，降解率显著提升，这可能是由于添加营养物质，有利于环境中石油烃降解菌的生长，加速了其对石油烃污染物的降解，与鼠李糖脂一同作用，促进了石油烃污染物的降解。 2.4 氧气的影响

在石油烃类降解的生化反应过程中，好氧类生物降解的起始过程基本上大致相同，由于石油能在水相表面形成阻碍传质的油膜，导致氧的传递受到制约，在许多石油污染修复过程中，氧电子的不足成为石油降解的影响因素之一。并且有研究表明在大多数情况下，厌氧时石油烃的生物降解要比好氧条件下慢得多。由此可见，氧气对于石油烃的微生物降解过程相当重要。

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3 结语及展望

近年来，石油类污染土壤的研究中，鼠李糖脂的应用也越来越广泛，一方面是其选择范围广，对环境的污染小，另一方面是其拥有庞大而复杂的化学结构，表面活性和乳化能力更强。但在鼠李糖脂的发酵生产方面应该着重考虑应用更加廉价的原料或是营养物质的添加来降低其生产成本，利用其原位产生的生物表面活性剂来促进污染物的降解，可大大降低修复成本。随着对鼠李糖脂研究的不断深入，其应用前景也将会越来越广阔。 参考文献：

[1]丁克强，孙铁珩，李培军.石油污染土壤的生物修复技术[J].生态学杂志，2000，19（2）：50-55.

[2]马满英，施周，刘有势，等.鼠李糖脂洗脱土壤中多氯联苯影响因素的研究[J].环境工程学报，2008，2（1）：83-87.

[3]周清，杨乐巍，黄国强等.鼠李糖脂对土壤中原油降解的促进[J].环境化学，2009，28（2）：181-184.