产表面活性剂石油烃降解菌降解机制研究

摘要

石油开采、运输与贮存过程中的事故性泄漏以及生产、加工过程中的废油，对环境造成严重的污染。环境中油污染的物理、化学和生物等各种修复技术近年来取得了很大进展，其中，生物修复技术因其成本低，无二次污染，处理彻底，操作简单等特点而倍受重视。 本课题围绕实验室驯化分离筛选自身能产表面活性剂的石油降解菌，以0<'＃>柴油为唯—碳源，对2株产表面活性剂的石油降解菌的生长特性、降低液体表面张力的能力、柴油降解动力学及表面活性物质成份进行了研究。通过正交试验对细菌的降解条件进行优化。采用ITC法测定降解菌的脱氢酶活性，研究微生物生长过程中，脱氢酶活性和降解特征。最后通过油污土壤整治模拟试验对这2株细菌进行实际降解应用试验。 研究结果表明，筛选出的2株自身能产表面活性剂的石油降解菌，DS-Ⅰ菌为芽孢杆菌属，DS-Ⅲ为假单胞菌属。以0<'＃>柴油为唯一碳源，DS-Ⅰ菌和DS-Ⅲ菌在生长过程中均可产生糖脂类生物表面活性剂，使发酵液表面张力显著降低；DS-Ⅰ菌和：DS-Ⅲ菌在11d中分别使发酵液中柴油的质量浓度从46.79mg/L降至16.64mg/L和9.17mg/L，柴油降解速率分别为5.16mg/(L·d)和5.96mg/(L·d)。这2个菌株对柴油的降解能力与它们对以柴油为唯一碳源的培养基的适应性、菌体疏水性、产表面活性剂能力呈显著的一致性。DS-Ⅲ菌在疏水性、对油的生长适应性、产表面活性剂能力和对柴油的降解速率等方面比DS-Ⅰ菌更好。这2个菌株的在水体中较优降解条件：C/N/P为100：15：1，接种量为10％，初始pH值6.0，最适培养温度30℃。在低浓度油污染水体中(pH=6.5，T=32℃)，DS-Ⅲ菌根据柴油的生物转化速率与其浓度拟合米氏方程，米氏常数．K<,m>=159.16μg/L，最大反应速度V<,max>=11.06μg/(L·d)。脱氢酶活性比细胞生物量更能准确反映菌株对柴油的降解性能。当土壤中含柴油量为10g/100g土时，40d内DS-Ⅰ菌的降解率达到57.70％，比自然条件下的降解率提高了18.58％；DS-Ⅲ菌的降解率达到81.80％，比自然条件下的降解率提高了42.68％，上述结果反映开发具有增溶降解等多功能的生物菌类并寻求在实际应用中的施用技术对石油污染环境修复具有重要价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

1文献综述

1.1前言

1.2国内石油烃污染现状

1.2.1石油污染环境的特征及危害

1.2.2石油的基本性质及生物降解性

1.3石油烃的微生物降解机制

1.3.1石油烃降解微生物类型

1.3.2石油烃的微生物摄取机理

1.3.3石油烃的微生物降解机理

1.3.4微生物降解酶学研究

1.4石油污染环境微生物降解的影响因素

1.4.1降解烃微生物的适应性

1.4.2降解体系的环境因素

1.4.3石油烃的生物可利用性

1.5生物表面活性剂在石油污染生物修复中的作用

1.5.1表面活性剂影响石油烃生物可利用性的机理

1.5.2生物表面活性剂对微生物降解石油烃影响研究进展

1.6本课题的研究意义、研究内容及创新点

1.6.1本课题的研究意义

1.6.2本课题的研究内容

1.6.3本课题的创新点

2材料与方法

2.1实验材料与仪器设备

2.1.1实验材料

2.1.2主要仪器设备

2.1.3培养基

2.2实验内容与方法

2.2.1微生物培养与驯化

2.2.2产表面活性剂石油降解菌的筛选

2.2.3菌种的鉴定

2.2.4产表面活性剂石油降解菌的降解机理初探

2.2.5微生物降解石油条件影响因素试验

2.2.6　菌种降解动力学研究

2.2.7菌株生长过程中脱氢酶活性变化

2.2.8油污土壤的生物降解模拟试验

2.2.9测定方法

3试验结果与分析

3.1降解柴油菌的驯化、分离

3.2产表面活性剂石油烃降解菌的筛选

3.3菌种的鉴定

3.4菌种的生长特性

3.5细菌的表面活性剂产物分析

3.6细胞表面疏水性对降解的影响

3.6.1柴油降解菌的疏水性能

3.6.2柴油降解菌疏水性在不同生长期的变化

3.7生物表面活性剂的产生对降解的影响

3.7.1细菌的生长和降解液表面张力的变化

3.7.2表面张力变化与降解的关系

3.8柴油降解条件的影响因素

3.9生物转化动力学分析

3.10菌株生长过程中脱氢酶活性变化

3.11油污土壤的生物降解模拟试验

4结论

参考文献

致谢

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