双菌株固定化稻壳生物炭协同修复海洋溢油污染：高效降解机制与环境应用

为解决海洋石油污染治理中单一菌株效率低、环境适应性差的问题，研究人员开发了Novosphingobium sp. MCC 3051和Alcanivorax sp. MCC 4337双菌株联合固定化稻壳生物炭（CRHB）系统。通过响应面法（RSM）优化，CRHB在7天内对C10-C22烃类降解率超97%，GC-MS证实其协同吸附-降解机制，为海洋生态修复提供可持续解决方案。

　　

海洋石油污染如同潜伏的生态炸弹，每年数百万吨原油通过事故和泄漏进入海洋，形成毒性强、难降解的烃类污染物。传统化学分散剂和燃烧法虽能应急，却可能引发"二次伤害"——破坏微生物群落、产生有毒副产物。更棘手的是，游离降解菌在真实海洋环境中常遭遇"水土不服"：盐度波动、营养缺乏和土著微生物竞争使其效率骤降。如何让"环保小分队"在复杂海洋环境中稳定高效工作？这成为环境工程领域的重大挑战。

印度卡纳塔克邦国立理工学院（National Institute of Technology Karnataka，NITK）的研究团队独辟蹊径，从农业废弃物中寻找答案。他们利用稻壳制备多孔生物炭（RHB），将专攻烷烃的Alcanivorax sp. MCC 4337与擅长芳香烃的Novosphingobium sp. MCC 3051组成"降解联盟"，创造出兼具吸附与降解功能的CRHB复合材料，相关成果发表在《Environmental Advances》上。

研究采用三阶段技术策略：首先通过不同温度（400-800°C）热解制备RHB，用FESEM-EDS和FTIR表征其形貌与官能团；接着通过Box-Behnken实验设计优化降解参数；最后通过GC-MS追踪烃类降解路径。关键样本包括阿拉伯海沿岸采集的石油污染海水和标准轻质原油。

RHB载体特性决定菌群命运
400°C制备的RHB-400以43.48%的得率和97.78%的固定化效率胜出，其7.1×10⁸ CFU/g的载菌量归功于1.75?的中性孔隙结构。FTIR显示微生物通过C=O（1639cm^-1）和P-O-C（854cm^-1）等键锚定在RHB表面，形成"菌炭共生体"。

降解效能突破常规极限
在30mg/L原油、1.25g/L CRHB、7天的最佳条件下，降解率达97.12%。GC-MS图谱揭示C₁₀-C₂₂烃类在7天内近乎消失，而游离菌组仅完成81.16%。RSM模型证实时间与剂量存在交互效应（p<0.05），二次多项式回归R2达0.9936。

吸附-降解双轮驱动机制
Freundlich模型（R2=0.96）显示CRHB具有多层吸附特性，而Elovich方程证实其表面不均一性促进烃类富集。菌群通过双加氧酶启动烃类开环，将苯系物转化为顺式二酚，最终矿化为CO₂和H₂O，EDS检测到CRHBT碳含量升至80.96%印证了该路径。

这项研究实现了三个重要突破：一是将农业废弃物转化为高性能菌群载体，二是通过菌种功能互补攻克复杂烃类降解难题，三是创下7天>97%的海洋溢油处理速度纪录。尽管第五次循环效率降至12%，但前三次循环保持>75%的稳定性已足证其工程应用价值。未来通过宏基因组解析菌群互作机制，或将开启"农业废料-菌群-海洋修复"的绿色技术新范式。