收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

鼠李糖脂强化石油污染土壤植物—微生物联合修复研究

李琦  
【摘要】:由于石油开采工业形成的石油污染土壤对人类的身体健康和生态系统的安全构成了严重威胁,其治理迫在眉睫,而生物修复因其突出的经济性和高效性,已经发展成为最具潜力的石油烃治理技术。但石油烃的生物可利用性低是限制其生物降解的主要因素。添加生物表面活性剂是提高其生物可利用性的一个有效方法。生物表面活性剂能够增大石油烃等有机物的溶解度,并能改善细胞表面的性质从而增加传质速率和生物可利用性。 本研究从石油污染土壤中筛选出能分泌表面活性物质的菌株,以此为出发点,系统研究了其所产生物表面活性剂鼠李糖脂的结构、发酵培养基及优化的培养条件、其物理化学性质等内容,开展了鼠李糖脂应用于多环芳烃菲的微生物降解和植物修复作用影响和作用机理研究,以此为指导,开展了鼠李糖脂强化植物-微生物联合修复石油污染的技术方法研究,旨在为生物表面活性剂及其产生菌在石油污染场地的植物-微生物联合修复应用提供理论支持,为陕北石油污染土壤规模化生物修复奠定技术基础,以保障农田土壤安全和流域水体用水安全。论文主要研究成果及结论如下: (1)筛选出产生物表面活性剂的高效菌;分离鉴定出所产鼠李糖脂同系物中各组分的化学结构从油田石油污染的土壤中,通过富集培养和血平板分离、乳化性能?表面张力测试进行了初筛、复筛,获得表面活性剂高产菌株BD-5,经鉴定为铜绿假单胞菌;以菜油为唯一碳源时,菌株BD-5所产糖脂中共含有8种鼠李糖脂同系物,均由1-2分子的鼠李糖和1-2个含β-羟基的碳链长度为8-12的脂肪酸组成。 (2)确定了铜绿假单胞菌产鼠李糖脂的最佳发酵条件;表明鼠李糖脂是具有低表面张力、热稳定性、高耐受性、乳化性能和增溶性良好的生物活性物质铜绿假单胞菌发酵培养鼠李糖脂的产量主要受培养基碳源和氮源及其浓度组成和pH﹑温度、溶氧影响;鼠李糖脂浓度在临界胶束浓度(CMC)以上时,长链烷烃和多环芳烃在水相中的表观溶解度随鼠李糖脂浓度的增大而增大,摩尔增溶比(MSR)的变化关系为正十六烷萘菲芘。生物-非离子复合表面活性剂对于芘的增溶存在协同效应,增溶表现为:鼠李糖脂-吐温80鼠李糖脂-聚氧乙烯十二烷基醚。 (3)初步探明了鼠李糖脂及复配的鼠李糖脂强化铜绿假单胞菌BD-5降解多环芳烃的影响作用及机制鼠李糖脂强化多环芳烃的机理为:生物表面活性剂在临界胶束浓度(CMC)以上时,通过胶束增溶作用将多环芳烃分子包裹在胶束内部,形成表面活性剂多环芳烃组合微粒,使其被动扩散进入细胞内,从而使有机物被降解,其次鼠李糖脂可以改变细胞的疏水性,使细胞和多环芳烃的的结合力加强,促进了多环芳烃降解;表面活性剂对多环芳烃生物降解作用的影响与浓度和所采用的表面活性剂种类关联密切;在土壤体系中,加入表面活性剂可提高菲从固相转移到液相的传质速率,从而提高其生物可降解性。 (4)确定了鼠李糖脂强化紫花苜蓿修复土壤中多环芳烃的作用效果和机制鼠李糖脂对紫花苜蓿根吸收积累菲的影响,表现为低浓度鼠李糖脂促进吸收菲,高浓度则抑制吸收;鼠李糖脂促进植物修复的机制表现在不同浓度生物表面活性剂处理的土壤中,紫花苜蓿积累的菲占土壤中菲总降解量的比例均不足15%,表明植物吸收积累不是表面活性剂增强植物修复效率的主要原因;不同浓度鼠李糖脂对菲降解能力不同。 (5)建立了鼠李糖脂发酵液强化石油污染土壤植物-微生物修复的方法添加鼠李糖脂和接种铜绿假单胞菌可以促进紫花苜蓿生长,其中对紫花苜蓿地上部分的生长影响大于地下部分;可以大幅提高微生物数量,相比较于只种植紫花苜蓿增长近1个数量级;土壤脱氢酶活性变化趋势和微生物数量以及石油烃降解趋势相关;多因素正交试验表明,影响石油降解率的显著因子为石油污染物浓度,次之为表面活性剂,再次为投菌量,优化后的植物-微生物联合修复对总石油烃的降解率可达到69%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李华斌,杨振宇,杨林,李祖义;大庆油田鼠李糖脂生物表面活性剂提高采收率[J];西南石油学院学报;2001年01期
2 张晨,浦跃武,梁世中,刘志伟;发酵法生产鼠李糖的研究现状[J];四川食品与发酵;1998年Z1期
3 童正新,王芳,吴庆红,黄立信,李祖义;鼠李糖脂发酵液与OP类非离子表面活性剂复配驱油体系的研究[J];油气采收率技术;1998年02期
4 浦跃武,张浩嘉,梁世中,曹持平,吴慧勋;5L发酵罐生产鼠李糖的试验研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);2000年04期
5 吴虹;汪薇;韩双艳;;鼠李糖脂生物表面活性剂的研究进展[J];微生物学通报;2007年01期
6 秦新政;杨新平;唐娴;古丽尼莎·沙依木;冯蕾;陈竞;张慧涛;侯新强;王博;;产物诱变选育鼠李糖脂高产菌株的研究[J];新疆农业科学;2008年06期
7 张秋卓;蔡伟民;;生物表面活性剂产生菌的筛选及产剂性能研究[J];环境科学与技术;2008年11期
8 浦跃武,张浩嘉,梁世中,曹持平,吴慧勋,赖穗雯;微生物发酵生产鼠李糖的摇瓶实验研究[J];郑州粮食学院学报;1999年02期
9 ;环境污染及其防治 海洋污染及其防治[J];环境科学文摘;2006年06期
10 霍丹群;易志红;侯长军;;鼠李糖脂对微生物降解石油烃废水的影响[J];生物技术;2009年04期
11 陈延君;王红旗;王然;云影;;鼠李糖脂对微生物降解正十六烷以及细胞表面性质的影响[J];环境科学;2007年09期
12 田静;王靖;冀光;李明;;鼠李糖脂生物表面活性剂及其纯化方法研究进展[J];化学与生物工程;2010年06期
13 王伟,曾光明,黄国和,钟华,傅海燕;鼠李糖脂对铜绿假单胞菌在堆肥颗粒介质中吸附与传输影响的初步研究[J];环境科学学报;2005年07期
14 梁生康,王修林,陆金仁,张前前;假单胞菌O-2-2产鼠李糖脂的结构表征及理化性质[J];精细化工;2005年07期
15 唐仕荣;沈薇;高兆建;宁长发;杨树林;;生物表面活性剂产生菌发酵液中糖含量的测定[J];日用化学工业;2005年06期
16 沈薇;李校堃;杨树林;宁长发;;电喷雾质谱法分析假单胞菌的代谢产物鼠李糖脂[J];分析化学;2006年01期
17 黄翔峰;陈旭远;刘佳;陆丽君;;废弃食用油脂生物合成鼠李糖脂研究进展[J];微生物学通报;2009年11期
18 田静;王靖;张宏丹;温晓瑜;;鼠李糖脂及其前体的生物合成与应用[J];胶体与聚合物;2010年04期
19 黄翔峰;杨硕;陆丽君;刘佳;;鼠李糖脂淋洗法去除土壤中重金属研究进展[J];四川环境;2010年06期
20 戴芳,曾光明,袁兴中,吴小红,时进钢;生物表面活性剂在农业废物好氧堆肥中的应用[J];环境科学;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 辛明秀;李倩;宋子煜;;以乙醇为碳源生产鼠李糖脂生物表面活性剂[A];第二届全国微生物资源学术暨国家微生物资源平台运行服务研讨会论文摘要集[C];2010年
2 崔长征;曾驰;张甲耀;沈萍;;一株高产鼠李糖脂菌株的分离鉴定及其相关基因的克隆与表达[A];2006中国微生物学会第九次全国会员代表大会暨学术年会论文摘要集[C];2006年
3 张国亮;左文蕊;孟琴;汤晓;;油田废水脱盐用于生物表面活性剂鼠李糖脂的发酵[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2004年
4 崔长征;曾驰;张甲耀;沈萍;;一株高产鼠李糖脂菌株的分离鉴定及其相关基因的克隆与表达[A];第二届中国青年学者微生物遗传学学术研讨会论文集[C];2006年
5 朱湧;姚斌;孟琴;;铜绿假单胞菌利用烹饪废油发酵产鼠李糖脂的研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
6 胡勇有;郭艳平;林晖;;铜绿假单胞诱变菌株MIG-N146所产生物表面活性剂鼠李糖脂不同组分的结构表征和胶束化行为[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
7 崔长征;沈萍;胡洪营;张甲耀;;蒽降解菌的分离、鉴定及高效降解蒽工程菌的构建[A];第十次全国环境微生物学术研讨会论文摘要集[C];2007年
8 刘魏魏;尹睿;林先贵;张晶;台培东;占新华;;多环芳烃(PAHs)污染土壤的复合生物修复技术初探[A];第五次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2009年
9 赵力;金艳方;孙扬;沈超;赵燕;李宏梅;韩立滨;;生物表面活性剂发酵工艺研究[A];第五届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2007年
10 赵力;金艳方;石梅;沈玉江;徐远洋;李伟;;鼠李糖脂生物表活剂的性能评价及应用[A];中国化学会第26届学术年会化学生物分会场论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 章宏梓;以餐饮废油为碳源的鼠李糖脂发酵及其应用研究[D];浙江大学;2010年
2 郭艳平;鼠李糖脂作用下17α-炔雌醇在水/底泥中的迁移转化规律及生物有效性[D];华南理工大学;2010年
3 刘智峰;鼠李糖脂对疏水性有机污染物降解的影响研究[D];湖南大学;2012年
4 李琦;鼠李糖脂强化石油污染土壤植物—微生物联合修复研究[D];西安建筑科技大学;2011年
5 马满英;鼠李糖脂的制备及其在修复多氯联苯污染土壤中的应用[D];湖南大学;2009年
6 梁生康;鼠李糖脂生物表面活性剂对石油烃污染物生物降解影响的研究[D];中国海洋大学;2005年
7 傅海燕;生物表面活性剂鼠李糖脂改善堆肥介质微环境的作用机制及在堆肥中的应用研究[D];湖南大学;2007年
8 钱欣平;生物表面活性剂的合成及其促进有机物降解的研究[D];浙江大学;2002年
9 钟华;鼠李糖脂的菌体吸附及其对菌体表面的改性作用研究[D];湖南大学;2008年
10 郝东辉;采油微生物筛选、鼠李糖脂产脂性能及关键酶基因克隆与表达研究[D];山东大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱零青;鼠李糖脂发酵分离工艺研究[D];天津大学;2012年
2 赵晨;产鼠李糖脂菌株的选育及其发酵条件的优化[D];齐鲁工业大学;2013年
3 马小玲;鼠李糖脂改变石油烃降解菌表面疏水性的机制研究[D];湖南大学;2012年
4 林晖;鼠李糖脂对三氯生在水/底泥中分配的作用[D];华南理工大学;2011年
5 金黎;鼠李糖脂作为清洗剂的应用研究[D];浙江大学;2013年
6 杨道茂;铜绿假单胞杆菌发酵生产鼠李糖脂的研究[D];浙江大学;2002年
7 辛兴;模拟空间诱变铜绿假单胞菌M14808产鼠李糖脂发酵工艺的优化及动力学研究[D];南京理工大学;2012年
8 孙超;铜绿假单胞菌NY3产鼠李糖脂的特性及其应用研究[D];西安建筑科技大学;2012年
9 樊晓宇;左氧氟沙星对铜绿假单胞菌NY3产鼠李糖脂特性的诱变作用[D];西安建筑科技大学;2012年
10 罗致;ATCC9027菌以泔水油为单一碳源优化鼠李糖脂的生产[D];湖南大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 记者 高原;中美合作发现能“吸食”石油的细菌[N];新华每日电讯;2010年
2 王继武 记者 张哲浩;中美学者发现一种“吃”油细菌[N];科技日报;2010年
3 记者 孙岚;一季度我市地方工业项目开工速度快[N];大庆日报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978