综述：海洋环境中石油烃污染物的来源、影响、监测和修复技术

　　本综述系统阐述了海洋石油烃污染物的环境行为、生态毒理效应及先进治理策略。文章重点探讨了多环芳烃（PAHs）和苯系物（BTEX）的迁移转化规律，评述了基于遥感（SAR）、机器学习（ML）和生物修复（如微生物降解）等前沿技术的监测与修复方法，为海洋生态风险评估和污染防控提供了重要理论依据和技术支撑。

　　

海洋环境中石油烃污染物的来源与影响

石油烃污染物，包括原油、精炼油产品及其衍生物，是海洋环境中最普遍和令人担忧的污染物之一。其主要来源包括原油开采、运输过程中的泄漏事故、工业废水排放、城市径流以及大气沉降。这些污染物进入海洋后，会经历一系列复杂的物理、化学和生物过程，如扩散、蒸发、溶解、光氧化和生物降解，其最终归宿和生态影响取决于石油的组成、环境条件（如温度、盐度、风浪）以及微生物群落的活动。

石油烃对海洋生物具有急性和慢性毒性效应。急性暴露可导致海洋生物（如鱼类、海鸟、海洋哺乳动物）的直接死亡，其机制包括物理覆盖（导致窒息）、化学毒性（破坏细胞膜、干扰酶系统）以及行为障碍（如游泳能力下降）。慢性暴露则可能引起生殖障碍、发育畸形、免疫抑制、遗传损伤甚至致癌。例如，多环芳烃（PAHs）中的苯并[a]芘（BaP）被国际癌症研究机构（IARC）列为1类致癌物。石油污染还会破坏重要的栖息地，如珊瑚礁、海草床和红树林，导致生物多样性丧失和生态系统功能退化。

石油烃污染物的监测与检测技术

及时准确地检测和监测石油泄漏对于有效响应和减轻损害至关重要。遥感技术在此领域发挥着核心作用。

光学遥感，如可见光、红外和紫外传感器，可用于识别海表油膜。油膜会改变海水的反射特性，在特定波段形成与周围海水不同的“暗斑”或“亮斑”。然而，光学遥感易受天气（如云层）和光照条件（如太阳耀斑）的影响。

微波遥感，特别是合成孔径雷达（SAR），具有全天时、全天候工作的优势。SAR通过发射微波并接收海面的后向散射信号来成像。油膜会抑制海面毛细波和重力波，导致雷达图像上出现暗区。先进的SAR图像处理算法和机器学习模型（如支持向量机-SVM、随机森林-RF、深度学习卷积神经网络-CNN）被用于自动识别这些油膜暗斑，并将其与类油现象（如低风速区、生物油膜、雨水等）区分开来，大大提高了检测的准确性和效率。

此外，激光荧光传感器等主动传感器能够发射激光并探测油类特有的荧光光谱，从而实现油种的识别，是确认油污和进行指纹鉴定的有力工具。

石油烃污染物的修复技术

面对石油污染，发展高效、环境友好的修复技术至关重要。修复策略可分为物理化学方法和生物方法。

物理化学方法包括：

• •
  围堵和回收：使用围油栏将油污限制在一定区域，然后用撇油器等进行回收。
• •
  吸附法：利用天然（如稻草、泥炭）或合成（如聚丙烯）吸附材料吸附水面的油污。
• •
  分散剂：通过化学作用将油污分解成微小液滴，促进其在水柱中的分散和生物降解。
• •
  原位燃烧：在可控条件下点燃油膜，快速减少油量，但会产生大气污染物。
• •
  高级氧化工艺（AOPs）：如芬顿（Fenton）反应、光催化氧化等，利用产生的强氧化性羟基自由基（·OH）将有机污染物彻底矿化为CO₂和H₂O。

生物修复方法是利用微生物（细菌、真菌、藻类）或植物代谢能力降解或转化石油烃污染物，被认为是一种成本较低、环境扰动小的绿色技术。

• •
  微生物修复：许多微生物，如假单胞菌属（Pseudomonas）、红球菌属（Rhodococcus）、产碱杆菌属（Alcanivorax）等，能够以石油烃作为碳源和能源进行生长繁殖，通过其产生的酶（如加氧酶）将复杂的烃类分子分解为小分子中间产物，并最终进入三羧酸（TCA）循环彻底降解。生物修复的效果受温度、营养盐（氮、磷）、氧气含量、石油组分和微生物种群等多种因素影响。
• •
  植物修复：某些红树林和盐沼植物能够耐受并吸收、降解或稳定土壤/沉积物中的石油烃。
• •
  生物刺激：通过添加营养盐（肥料）或提供氧气（如生物堆肥、鼓气）来刺激土著降解微生物的活性。
• •
  生物强化：向污染环境中投加高效降解菌剂，以增强降解能力。

发展趋势与展望

未来石油烃污染研究将更加注重多学科交叉和技术融合。基于人工智能（AI）和大数据的智能监测预警系统将实现污染事件的实时感知、精准预测和快速响应。新型纳米材料（如磁性纳米粒子、石墨烯基复合材料）在吸附和催化降解污染物方面展现出巨大潜力。合成生物学的发展有望设计出具有超强降解能力或环境适应性的工程菌株。同时，需要加强对石油烃污染物在海洋环境中的长期生态效应、低剂量暴露的健康风险以及复合污染（如石油与重金属、微塑料的联合毒性）的理解。最终，构建从源头控制、过程阻断到末端治理的全链条防控体系，是保障海洋生态环境安全和人类健康的关键。