柴油降解菌的筛选、降解条件优化及其降解机理研究

论文摘要

石油烃降解菌广泛存在于自然界中。影响石油污染物降解效果的因素很多,如石油烃的种类和组成、物理状态、浓度、温度、pH值、供氧及营养物质等。石油烃的降解速率及最终降解效果是上述各种因素综合作用的结果。由于石油烃的自然降解过程缓慢,而向污染环境中添加某些物质,优化降解条件,往往能加速石油污染物的生物降解过程。已有研究表明,表面活性物质可以促进石油烃的乳化,提高石油烃在水中溶解度及生物可利用性。与化学合成的表面活性剂相比,生物表面活性剂因其具有无毒、可生物降解、生态安全和高生物活性等特征越来越受到人们的关注。现在已经成为水体污染治理的热点。本课题首先从长沙市某炼油厂受石油烃污染的土壤中分离筛选出以0#柴油为唯一碳源生长的9株石油烃降解菌。并对菌株的降解能力进行了研究,确定降解优势菌株。其中一株菌能在3d内能使柴油的降解率达到71.7%。经形态学特征和生理生化特性鉴定,这株菌为假单胞菌属。其次本文研究了培养时间、pH值、接种量、温度、柴油浓度、N源对菌株降解率的影响,实验结果表明,该菌株在培养时间为6d、pH值为5.0、接种量为5%、温度为35℃、柴油浓度为1000mg/L、N源为（NH4）2SO4的条件下生长旺盛,降解率达到了80%。此外本文还研究了如何从发酵液中提取表面活性剂,同时测定发酵液的表面张力,证明该菌能够产生生物表面活性剂,对产表面活性剂的条件进行优化,使表面活性剂达到最高产量。结果表明,假单胞菌在温度为30℃、初始pH为8.0～9.0、转速为200r/min、氮源为NH4NO3的条件下培养2d,培养液的表面张力可由69mN/m降至31.4mN/m,此时表面活性物质的产量达到了1.62g/L。将该菌产生的生物表面活性剂用于柴油降解实验,72h柴油去除率达到了85.7%,比不加表面活性剂的效果好。从降解前后柴油GC-MS图谱分析表明,该菌主要将C17-C29之间的直链烃和少量支链烃降解成C14-C18的短链烃。这为该菌株及其合成的表面活性物质应用于柴油污染土壤和水体的生物修复提供了有力的依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 石油污染物的概述
• 1.1.1 石油的概念
• 1.1.2 石油的组成
• 1.2 石油烃污染土壤的概述
• 1.2.1 石油烃污染土壤的现状
• 1.2.2 石油烃污染土壤的产生途径
• 1.2.3 石油烃污染土壤的危害
• 1.3 石油烃污染土壤的微生物修复
• 1.3.1 生物修复技术的发展
• 1.3.2 石油烃污染土壤治理的现状
• 1.3.3 降解石油烃类化合物的微生物种类
• 1.3.4 石油烃类化合物的微生物降解机理
• 1.3.5 微生物对石油烃的吸收途径
• 1.4 影响石油烃微生物降解的因素
• 1.4.1 石油污染物对微生物的影响
• 1.4.2 环境对微生物的影响
• 1.5 石油烃分析手段的探索与创新
• 1.6 生物表面活性剂的概述
• 1.6.1 生物表面活性剂的定义
• 1.6.2 生物表面活性剂的性质
• 1.6.3 生物表面活性剂的生产
• 1.6.4 表面活性剂对微生物降解的强化作用
• 1.7 生物表面活性剂的应用
• 1.7.1 在环境保护方面的应用
• 1.7.2 在石油工业中的应用
• 1.7.3 在食品工业的应用
• 1.7.4 在卫生和化妆品工业中的应用
• 1.7.5 在医学领域的应用
• 1.7.6 在农业方面的应用
• 1.8 本课题的研究目的及内容
• 1.8.1 研究目的及意义
• 1.8.2 研究内容
• 第2章 柴油降解菌的筛选及鉴定
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 降解菌株的筛选
• 2.3.2 降解能力的测定
• 2.3.3 降解菌株的鉴定
• 2.4 讨论
• 2.5 结论
• 第3章 柴油降解菌影响因子的优化
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 生长曲线的绘制
• 3.3.2 降解影响因素的研究
• 3.4 讨论
• 3.5 结论
• 第4章 柴油降解菌降解机理的研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 表面张力测定
• 4.3.2 表面活性物质定性分析
• 4.3.3 生长量与表面活性的关系
• 4.3.4 培养条件对菌株表面活性的影响
• 4.3.5 除油效果
• 4.3.6 GC-MS 残油组分分析
• 4.4 讨论
• 4.5 结论
• 结论
• 参考文献
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢