石油污染物降解菌种鉴定及其协同作用强化研究

【摘要】：随着石油的广泛利用，生态环境及人类健康受到严重危害。微生物处理石油污染物由于其具有安全、持久、廉价且无二次污染等优势而成为石油污染处理技术的研究热点。对此，开展了以下工作：（1）筛选高效石油污染物降解菌并进行鉴定，研究表面活性剂促进污染物降解规律及污染物组分变化机理；（2）选取一株具有石油污染物降解能力但不能产生生物表面活性剂的菌株与一株能够产生生物表面活性剂但不能降解石油污染物的菌株，研究两株菌在降解过程中的协同强化降解机理，并且从底物协同代谢和表面活性剂作用两个层面解释了这种协同作用。 成功地筛选得到了4株石油污染物降解菌并鉴定分别为：红球菌JZX-01、不动杆菌XM-02、假单胞菌JZX-02、苍白杆菌JZX-03以及节杆菌LM-01；1株生产表面活性剂的细菌为：假单胞菌XM-01。通过对4株石油污染物降解菌的研究，发现降解性能最优良的是红球菌JZX-01，在30℃、200rpm的恒温摇床中不仅能高效降解石油烃（柴油：原油4:1，V/V）及原油（200rpm，30℃，3天内降解95.7%石油烃；9天内降解65.27±5.63%原油），而且在20℃下，9天内降解47%原油，10℃下，9天内降解23%原油；并且可以在降解石油烃的过程中产生生物表面活性剂（表面张力从72×103N/m降低到31×103N/m），进而促进石油的降解。 利用一株高效石油污染物降解菌不动杆菌XM-02和一株能产生生物表面活性剂的假单胞菌XM-01的协同作用强化石油污染物的降解效率。10天内，不动杆菌XM-02单独降解74.62±4.09%的原油，而由不动杆菌XM-02和假单胞菌XM-01组成的混合菌降解率增加到87.29±2.41%。利用气相色谱质谱分析，研究不动杆菌XM-02单独的降解机制以及混合菌的降解机制，通过对两种降解机制的比较发现两株菌之间存在着底物协同代谢的作用，填补了石油污染物降解体系中，降解菌与非降解菌之间协同提升石油污染物降解效率的研究空白；混合菌在协同代谢石油污染物的过程中产生不动杆菌XM-02单菌所不具备的产生生物表面活性剂的能力。这种综合运用降解体系中降解菌与功能菌群之间的协同代谢新方法为提高石油污染物的生物修复效率、理性优化受石油污染区域的微环境以及动态调节污染区域的菌群结构提供了一种的新的研究思路。