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该综述聚焦微藻降解废润滑油(SOW)烃污染的研究。分析其降解能力,通过文献计量学探讨研究现状与趋势,涵盖污染物类型、降解机制等,为环境修复和可持续发展提供参考。
微藻在废润滑油烃降解中的研究现状与前景
废润滑油污染现状与处理挑战
废润滑油(SOW)源自工业、交通等领域,含烷烃、多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)等有毒成分。2016 年全球年产量达 20.17 亿吨,预计 2050 年增长 70%。其难降解性导致土壤、水、空气污染,威胁生态系统和人类健康,如破坏水生生物、引发癌症等。传统物理化学处理成本高、易产生二次污染,亟需环保替代方案。
微藻降解技术的优势与应用
微藻因成本低、适应性强、降解效率高,成为新兴处理手段。其通过吸附、生物积累和酶催化,将烃类转化为二氧化碳和水。例如,栅藻(Scenedesmus)可降解苯并 (a) 芘达 99%,鱼腥藻(Anabaena)对多氯联苯降解率达 84.4%。微藻还能合成生物活性物质,实现资源回收。
文献计量学分析:研究趋势与热点
通过 Dimensions 数据库分析 7785 篇文献发现,2005-2023 年相关研究激增 80.23%。中国(887 篇)、《生物资源技术》(249 篇)、哈尔滨工业大学(72 篇)分别为高产国家、期刊和机构。环境科学(3571 篇)是主要研究领域,显示全球对生态修复的关注。
降解机制与影响因素
微藻降解烃类依赖酶系统:烷烃通过末端或亚末端氧化,经醇、醛生成脂肪酸,进入三羧酸(TCA)循环;芳烃由单 / 双加氧酶启动环氧化,通过邻位或间位裂解生成中间产物。影响因素包括污染物结构(小分子更易降解)、环境条件(温度、pH、氧气)和微生物群落多样性。例如,中性 pH 和有氧条件利于多数微藻代谢。
现存挑战与未来方向
当前挑战包括污染物生物利用度低、微藻生长受抑制、收获技术不成熟。未来可通过基因工程改造高效菌株、优化培养条件(如光生物反应器)、构建微藻 - 细菌共培养系统提升降解效率。结合组学技术解析代谢通路,推动规模化应用,助力循环经济和碳中和目标。
结论
微藻基技术为废润滑油污染治理提供可持续方案,兼具环境效益与资源利用潜力。加强跨学科合作、优化工艺参数、突破技术瓶颈,有望使其成为工业污染修复的核心手段,为全球生态可持续发展开辟新路径。