石油降解菌的筛选及对石油污染土壤的修复实验

论文摘要

随着石油工业的发展,土壤石油污染问题日益严重。解决此问题的方法中微生物修复法是目前修复石油污染土壤的研究热点,具有重要的意义和广泛的应用前景。微生物修复法存在的问题之一为缺少稳定和适应性强的菌株。本课题以长庆油田的稠油和长期被石油污染的土壤为材料,通过系统的富集分离筛选工作,获得石油降解菌株。实验中对菌种进行了初步鉴定和性能研究,通过进行复配,构建细菌-真菌石油降解混合菌群,并利用GC-MS法研究了降解前后组分变化。利用构建的石油降解混合菌对油污染土壤进行了初步的生物修复实验,以期为石油污染土壤微生物修复法及其实际应用提供一定的理论依据和基础。从长庆油田石油污染土壤和稠油中共纯化得到细菌34株、霉菌5株、酵母菌2株。复筛及驯化后,得到效果较佳的细菌6株,分别编号为菌M-1、M-10、M-17、M-21、M-23、M-28,酵母菌1株：Y-1,霉菌2株：J-1、J-2。它们都可在石油平板培养基上生长。经初步鉴定,菌M-1、M-10和M-23为假单胞菌属（Pseudomonas sp.）, M-17为产碱菌属（Alealigenes sp.）, M-21为微杆菌属（Microbacterium sp.）, M-28为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）。霉菌J-1为小克银汉霉菌属（Cunninghamella sp.）, J-2为镰刀菌属（Fusarium sp.）。酵母菌Y-1为酵母菌属（Saccharomyces sp.）。细菌M-23,酵母菌Y-1对石油的耐受性较高。菌M-23的降解率和降粘率分别达到了57.31%和32.25%,具有产表面活性剂的作用,对原油的排油圈直径为1.75cm,可将原油乳化分散为直径3μm-6gm的油滴。菌M-17降粘性次于菌M-23,菌M-21则可产生一定的表面活性剂。菌株进行复配实验,由1.5%菌M-23、1.5%菌M-21、1%菌M-17、1.5%菌Y-1组成的混合菌群（编号P1）石油降解率达到70.98%。P1和霉菌小克银汉霉菌属J-1构建的细菌-真菌石油降解菌群T2有最优的降解效果,降解率达到75.35%。气质联用分析其降解前后原油组分及含量的变化,发现菌株主要利用了C27以下的石油烃类,且原油中Pr/Ph、Pr/nC17和Ph/nCi18的比值分别增加了0.641、0.922、0.395,说明对石油起到降解作用。石油降解菌群T2对含油量13.28mg/g的石油污染土壤进行修复实验,经过110d的降解后,实验组土壤的石油降解率可达到72.22%、79.71%,对照组的降解率为5.79%。添加锯末的实验组2的石油降解率比未加锯末的实验组1高出了7.59%。修复土壤中的微生物以细菌的数量最高,在修复中起了重要的作用。土壤中微生物数量的增加可以提高生物降解的速度,使土壤中油含量明显降低。修复后的土壤中石油组分发生变化,饱和烃的降解率平均可达到85%,芳香烃的降解率次之,达65%,沥青质的降解率不足52%。其中,实验组2中饱和烃和芳香烃的降解率分别可达到90%和69%。总之,该研究为石油污染土壤的微生物修复提供一定的理论基础。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 石油的基本性质
• 1.2 石油污染的现状、危害
• 1.2.1 石油污染的现状
• 1.2.2 石油污染物的危害
• 1.3 石油污物的微生物修复
• 1.3.1 石油污染物的修复方法
• 1.3.2 石油污染微生物修复现状及发展
• 1.3.3 微生物修复石油污染机理
• 1.4 影响石油污染微生物修复的几个关键因素
• 1.4.1 生物因素
• 1.4.2 石油性质对微生物生物修复的影响
• 1.4.3 氮磷营养盐
• 1.4.4 氧气
• 1.4.5 温度的影响
• 1.4.6 表面活性剂
• 1.4.7 光照条件的影响
• 1.5 本课题研究目的、意义及主要研究内容
• 1.5.1 研究目的及意义
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 石油降解菌株的分离筛选及鉴定
• 2.1 实验材料和方法
• 2.1.1 样品来源
• 2.1.2 主要实验仪器和试剂
• 2.1.3 培养基
• 2.1.4 石油降解菌的株初筛
• 2.1.5 石油降解菌株的复筛及驯化
• 2.1.6 石油含量的测定
• 2.1.7 石油降解菌的鉴定
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.2.1 石油降解菌的株分离结果
• 2.2.2 石油降解菌的复筛结果
• 2.2.3 石油降解细菌的鉴定结果
• 2.2.4 石油降解真菌的鉴定结果
• 2.3 本章小结
• 第三章 石油降解菌株的性能研究
• 3.1 实验材料和方法
• 3.1.1 主要实验仪器和试剂
• 3.1.2 培养基
• 3.1.3 降解菌株的石油耐受性
• 3.1.4 降解菌株分散石油实验
• 3.1.5 菌株产生物表面活性剂的实验
• 3.1.6 菌株对原油粘度的影响
• 3.1.7 降解过程中pH的变化
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 菌株对石油的耐受性结果
• 3.2.2 石油分散结果
• 3.2.3 菌株产表面活性剂结果
• 3.2.4 原油粘度的变化结果
• 3.2.5 降解过程中pH的变化结果
• 3.3 本章小结
• 第四章 石油降解混合菌群的组建
• 4.1 实验材料和方法
• 4.1.1 试剂与仪器
• 4.1.2 培养基
• 4.1.3 石油降解菌复配实验
• 4.1.4 复配菌菌株接种比例正交优化
• 4.1.5 复配菌-真菌石油降解菌群组合实验
• 4.1.6 细菌-真菌降解体系性能分析
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 复配结果
• 4.2.2 复配菌各菌株接种比例正交优化
• 4.2.3 复配菌-真菌石油降解菌群组合结果
• 4.2.4 细菌-真菌降解体系性能分析结果
• 4.3 本章小结
• 第五章 微生物修复石油污染土壤初步研究
• 5.1 实验材料和方法
• 5.1.1 样品来源及性状
• 5.1.2 生物菌种
• 5.1.3 主要仪器与试剂
• 5.1.4 土壤的预处理
• 5.1.5 菌剂制备
• 5.1.6 石油污染土壤生物强化修复方法
• 5.1.7 分析测定方法
• 5.2 实验结果与讨论
• 5.2.1 石油污染土壤生物强化修复结果
• 5.2.2 生物修复过程油含量和微生物变化结果
• 5.2.3 修复前后组分分析结果
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢