产表面活性剂的石油降解菌的筛选及其特性的研究

论文摘要

随着石油开采及石油工业的发展,石油污染日趋严重。石油及其产业在给人们带来巨大利益的同时,也对人类社会和生态环境造成了巨大威胁。石油密度小,粘度强,乳化能力低,容易与土粒粘连,降低土壤质量；其污染物成分渗透到地下水,河流,海洋中又会影响环境中的水质量；它其中的多环芳烃成分具有致癌、致畸变等作用,危及人类健康；而没有取代基的环烷烃,其分子难以受到微生物攻击而被降解,能长期存在被污染的环境中,对环境造成持久严重的污染。为了消除石油污染,国内外很多科学工作者进行了广泛的研究,以寻求安全、经济、可靠的治理方法或途径。本文首先从石油的组成、石油的污染及危害、石油不同烃类的不同降解机理、石油污染的微生物修复、生物表面活性剂在石油污染修复中的研究等方面进行了较全面的综述。从大量的相关文献中得出,表明该研究领域所存在的主要问题是产表面活性剂的石油降解优势菌的获得及其产表面活性剂条件的确定。因此,将产生物表面活性剂的石油降解菌的筛选分离和降解特性的研究作为本论文的主要研究内容。从山东胜利油田井场周围长期被石油污染的土壤中,通过富集培养、分离及对产表面活性剂的测定,最终筛选出一株高产表面活性剂的石油降解菌株X-1,经形态观察、生理生化试验、16S rDNA序列分析等将其鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）。菌株X-1具有一定的石油降解能力,培养6d后,其原油的降解率在扣除自然降解部分后达到30.04%。用气相色谱一质谱联用仪GC-MS对石油烃组分的降解效果进行详细的定性定量分析,通过色谱-质谱联用分析了原油组分降解前后的变化规律,发现菌株X-1能利用原油中C10～C20链烃,混合菌X-1和A-1能将C10-C20的链烃彻底降解。菌株X-1所产表面活性剂单独存在时对石油降解不起作用,对菌株X-1降解石油起促进作用,而对菌株A-1降解石油无影响。采用萃取、薄层层析、红外（FT IR）光谱分析等实验对菌株X-1产出的生物表面活性剂进行提纯称量及考察研究。研究结果为：菌株X-1产生的生物表面活性剂为浅黄色粉末状物质。并通过硅胶板薄层层析和红外光谱分析,判定表面活性剂为脂肽、脂蛋白类物质。菌株X-1产生表面活性剂的最佳条件为：温度32℃,pH 7.0,盐度2g·L-1 NaCl,最佳碳源为淀粉,最佳氮源为蛋白胨。20 mg·L-1Fe2+、Mn2+和Ca2+能够显著促进X-1的生长和产生表面活性剂,而20 mg·L-1Cu2+和Zn2+能够显著抑制X-1的生长和产剂。菌株X-1在石油污染的方面拥有巨大的生物修复潜力。

论文目录

• 缩略语
• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1 石油的组成
• 2 石油的污染及危害
• 3 石油污染的微生物修复
• 3.1 微生物修复技术
• 3.2 微生物降解石油污染物的优势
• 3.3 石油降解微生物的种类
• 3.4 微生物降解石油烃类的代谢过程
• 3.5 微生物降解石油烃类的趋势
• 4 生物表面活性剂在石油污染修复中的研究
• 4.1 生物表面活性剂简介
• 4.2 生物表面活性剂的制取及分析方法
• 4.3 表面活性剂影响石油烃生物可利用性的可能机理
• 4.4 生物表面活性剂在烃污染的生物修复中的应用
• 4.5 生物表面活性剂的发展方向和趋势
• 5 结束语和展望
• 第二章 产表面活性剂石油降解菌的分离、筛选及鉴定
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 培养基
• 1.3 试剂
• 1.4 主要仪器及设备
• 1.5 降解菌株的富集分离
• 1.6 产表面活性剂的石油降解菌的筛选
• 1.7 生长曲线的测定
• 1.8 菌株菌种鉴定
• 1.9 菌株对抗生素的抗性
• 2 结果与分析
• 2.1 降解菌株的富集分离研究
• 2.2 产表面活性剂的石油降解菌的筛选
• 2.3 生长曲线的测定
• 2.4 菌株菌种鉴定
• 2.5 菌株对抗生素的抗性
• 3 讨论与结论
• 第三章 石油降解菌对原油降解特性的研究
• 1 材料及方法
• 1.1 菌种
• 1.2 培养基
• 1.3 试剂
• 1.4 主要仪器及设备
• 1.5 菌株原油降解率的测定
• 1.6 菌株对原油组分降解效果试验设计
• 2 结果与分析
• 2.1 石油降解菌株降解率的测定
• 2.2 菌株对原油组分降解效果的分析
• 3 讨论与结论
• 第四章 石油降解菌发酵条件的优化及对生物表面活性剂的研究
• 1 材料及方法
• 1.1 菌种
• 1.2 培养基
• 1.3 试剂
• 1.4 主要仪器及设备
• 1.5 生物表面活性剂的提取
• 1.6 生物表面活性剂的分析
• 1.7 发酵条件对菌体生长及表面活性剂产生的影响
• 2 结果与分析
• 2.1 生物表面活性剂的提取
• 2.2 生物表面活性剂的分析
• 2.3 发酵条件对菌体生长及表面活性剂产生的影响
• 3 讨论和结论
• 全文总结
• 创新点
• 存在问题与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表或录用的学术论文目录
• 致谢