论文部分内容阅读
石油开采及使用过程中造成的环境污染日益明显,生物修复作为环境友好、无二次污染和低成本的修复技术在污染土壤修复中有广阔应用前景,筛选高效石油降解菌是微生物为主体生物修复技术的关键环节。本文比较了两株高效石油降解菌株食烷菌（Alcanivorax sp.）Xb和假单胞菌（Pseudomonas sp.）X1的生物学性质及石油降解特性,研究了菌株对各种烷烃及芳烃的降解效率,通过不同菌株组合研究了菌株对石油污染荒漠土壤、农田黄土壤的生物修复作用,探究了菌株修复污染土壤的石油降解动力学过程,其主要研究结果如下:食烷菌Xb在25～40℃正常生长,最适生长温度为35℃,在p H 5～8范围内正常生长,最适生长p H 8,在Na Cl浓度为2%～7.5%盐度范围生长良好,最适生长盐度5%。假单胞菌X1在25～35℃正常生长,最适生长温度为30℃,在p H 5～8内可正常生长,最适生长p H 8,在Na Cl浓度1.5%条件下生长最佳。2株石油降解菌在含原油基础培养基生长7 d后,石油降解率分别为50.67%,49.93%。对不同分子量的混合烷烃和芳烃的降解研究表明,食烷菌Xb和假单胞菌X1在混合烷烃和混合芳烃的基础培养基中生长。经过7 d的降解,食烷菌Xb对正葵烷、十二烷、十四烷、十五烷的降解率达到100%,对其余各组分的降解率均超过92.90%,在混合芳烃中,食烷菌Xb对各组分的降解率在99.50%以上。假单胞菌X1对烷烃中各组分的降解率均在88.13%以上,其中对正葵烷、十四烷、十六烷、二十二烷和二十四烷降解率达到100%,对混合芳烃各组分的降解率超过96.80%。研究了食烷菌Xb对多环芳烃芘的降解特性和菌体生长曲线,发现菌株在含100 mg/L芘基础培养基中生长良好,初始菌液接种量7.3×10~5CFU/m L,0～2 d期间菌株呈指数增长,4 d达到峰值,菌浓度达1.81×10~7CFU/m L,10 d后降至最低,菌浓度1.1×10~6CFU/m L。GC-MS分析显示,食烷菌Xb培养5 d后对芘的降解率为36.88%,10 d后降解率为51.57%。分别取典型荒漠土壤和农田土壤,进行人工石油污染,两种土壤初始TPHs浓度分别为20.171 g/kg和19.632 g/kg。选取食烷菌Xb、假单胞菌X1和1株石油降解菌红平红球菌（R.erythropolis）KB1。研究了单菌株及不同菌株组合条件下对石油污染黄土的修复效果,发现通过30 d生物修复,不同处理组合对污染黄土修复效果不同,其中单菌株组红平红球菌KB1的TPHs降解率为80.82%。两菌株联合修复组中,假单胞菌X1-红平红球菌KB1组、食烷菌Xb-红平红球菌KB1组合修复效果较好,30 d的TPHs降解率分别为89.28%和83.91%。多菌株联合修复组中,食烷菌Xb-假单胞菌X1-红平红球菌KB1-组的TPHs降解率为76.01%。单菌组中红平红球菌KB1反应速率常数k和石油降解半衰期t1/2分别为0.021、4.549d;两菌株联合修复组红平红球菌KB1-假单胞菌X1修复组反应速率常数最大,达到石油降解半衰期最短,其反应常数k和石油降解半衰期t1/2分别为0.074、3.291d。三菌株联合修复组红球菌KB1-食烷菌Xb-假单胞菌X1的反应常数k和石油降解半衰期t1/2分别为0.047、3.743 d。采用不同菌株组合对石油污染荒漠土壤进行了为期50 d的生物修复研究,对照组降解率为77.19%。在单菌修复组中红平红球菌KB1的降解效果最佳,降解率为92.04%;两菌株修复组红球菌KB1-假单胞菌X1的降解率为80.34%;红平红球菌KB1-食烷菌Xb-假单胞菌X1（-）3菌株修复组的降解率为86.21%,红平红球菌KB1-食烷菌Xb-假单胞菌X1（+）3菌株添加土壤疏松剂修复组的降解率为94.28%,添加土壤疏松剂有效地提高了对石油污染物的降解性能。GC-MS分析各组修复过程荒漠土壤石油烃种类变化,红平红球菌KB1组对姥鲛烷、植烷、柴油组分和残油组分的降解率都在98.49%以上;食烷菌Xb对各组分的降解率达到92.99%,其中姥鲛烷的降解率为100%;假单胞菌X1对各组分的降解率在93.51%以上。红平红球菌KB1-假单胞菌X1对石油组分的降解在89.90%以上。红平红球菌KB1-食烷菌Xb-假单胞菌X1（+）3菌株添加土壤疏松剂修复组对几种主要组分降解率均超过到99.54%。