表面活性剂产生菌及石油烃降解菌在石油烃降解中的作用

论文摘要

随着社会和经济的发展,石油对环境的污染日趋严重,治理海洋石油污染已成为环境保护的重要任务之一。生物表面活性剂由于能促进疏水性化合物的溶解,且具有高效、无毒、无二次污染等优点,是极具发展潜力的促进石油烃生物降解的生物修复剂。因此,研究生物表面活性剂的产生条件和性能,探索生物表面活性剂对石油烃类生物降解的作用,从而为生物表面活性剂促进水体石油烃污染生物修复提供理论依据和应用基础。本论文采集汕头海域的表层沉积物样品,以原油为唯一碳源和能源进行微生物的富集培养,并从中分离纯化出24株具有一定菌落形态的菌株,经称重法测定,其中的6株菌降解原油效率大于30%。进一步对原油降解效果较好的菌株S04、S07、S09、S017进行生理生化及分子鉴定,初步确定菌株S04和S07属于Acinetobacter sp.,菌株S09属于Xanthomonas sp.,而菌株S017属于Micrococcus sp.。不同的菌株对不同的石油烃化合物有不同的降解效果,对原油降解效果最好的是S04（78.87%）,对柴油和石蜡降解效果最好的是S017（分别为36.5%4和38.65%）。此外,对影响菌株S04利用原油的外界环境因子进行分析发现,在0.75%原油起始浓度、pH 8.0、30℃等培养条件下,菌株降解原油效率最高;添加表面活性物质不利于S04降解原油,特别是离子表面活性剂Tween 80和Tween 20抑制S04降解原油的作用显著。利用血平板法和表面张力法相结合,从汕头海域表层沉积物中分离到16株生物表面活性剂产生菌。选取生物表面活性剂高效产生菌SB12为进步的实验对象,经鉴定为假单胞菌（Pseudomonas sp.）。对菌株SB12产生物表面活性剂的发酵条件进行优化,以蛋白胨10 g/L、NaCL 1 g/L、酵母提取物5g/L为培养基,在接种量为1%,pH为9.5,25℃,培养6 d,最小表面张力可达到19.77 mN/m。分析发酵液中的生物表面活性剂的特性发现:SB12产生的表面活性剂的CMC为100mg/L,此时表面张力为22.9mN/m;理化性能的研究表明:30—100℃各温度,对表面活性剂几乎没有影响,121℃高温高压处理之后表面活性剂的表面性能仍能保持原始的90%以上;在pH4～12之间基本处于稳定;0～10%的盐浓度表面活性剂的影响不大。表面活性剂提取物都具有较好的乳化活性,乳化力可以达到91%。同时排油实验也显示排油性能良好。分离纯化得到的SB12发酵产物经用Bradford法和蒽酮硫酸法（0D620nm）进行主成分分析,SDS—PAGE,TLC得到的紫色斑点和FT-IR得到的吸收光谱,最终确认SB12分泌的生物表面活性剂为肽脂。SB12及发酵液能加速原油的分散,加快原油在水体中的扩散速度,但是进一步的降解实验表面,SB12及其发酵液只对革兰氏阳性菌309降解原油有促进作用,且效果显著,可以分别提高15.2%,16.34%,但不利于促进革兰氏阴性菌S04、S07和S017对原油的降解。进一步的生物表面活性剂对降解菌的影响实验表面,SB12发酵液会明显抑制S04、S07和S017的生长,对S09作用不明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 前言
• 1 石油污染概况
• 1.1 水体石油污染的来源
• 1.2 水体石油污染的危害和影响
• 1.3 石油的基本性质
• 1.4 生物修复在水体石油污染治理中的应用
• 2 生物表面活性剂概况
• 2.1 生物表面活性剂的种类及产生菌
• 2.2 生物表面活性剂的生理功能及在烃污染修复中的应用
• 3 本论文的主要研究内容及意义
• 第二章 降解石油烃微生物的富集、分离和鉴定及对石油烃的降解
• 第一节 材料和方法
• 一、实验材料
• 二、实验方法
• 1 降解菌的分离、筛选
• 2 单一菌株对石油烃降解效率的测定
• 3 菌株降解原油组分的测定
• 4 对不同石油烃的利用及降解率
• 5 降解原油条件的优化
• 第二节 结果与讨论
• 1 石油烃降解菌的富集、分离、筛选和鉴定
• 2 菌株降解原油组分的测定
• 3 SO4、SO7、SO9、SO17对不同石烃的利用及降解率
• 4 菌株SO4降解原油条件优化
• 第三节 小结
• 第三章 生物表面活性剂微生物的分离鉴定及发酵条件优化
• 第一节 材料和方法
• 一、实验材料
• 二、实验方法
• 1 降解菌的分离、筛选及鉴定
• 2 菌株生长曲线的测定
• 3 发酵条件的优化
• 第二节 结果和讨论
• 1 生物表面活性剂产生菌分离筛选及鉴定
• 2 SB12菌株生长曲线的测定
• 3 不同发酵条件对菌株SB12生长及产生物表面活性剂的影响
• 第三节 小结
• 第四章 Pseudomonas sp.SB12产生的生物表面活性剂性能的研究及在石油烃降解中的应用
• 第一节 材料和方法
• 一、实验材料
• 二、实验方法
• 1 生物表面活性剂的提取和纯化
• 2 理化性质的测定
• 3 生物表面活性剂的化学结构分析
• 4 生物表面活性剂及产生菌对原油降解的影响
• 第二节 结果和讨论
• 1 理化性质的测定
• 2 生物表面活性剂的化学结构
• 3 生物表面活性剂及产生菌对原油降解的影响
• 第三节 小结
• 总结和展望
• 第一节 总结
• 第二节 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附图