点源炼油废水处理系统微生物多样性及代谢功能研究

为了探明点源炼油废水处理系统（简称"系统"）沿程微生物多样性及其活动规律,采用高通量测序技术开展废水微生物群落结构及代谢功能研究.结果表明:①各单元出水Shannon-Wiener指数和Ace指数基本呈上升趋势,均表现为进水 < 涡凹气浮池 < 斜板气浮池 < 调节池 < A/O池.②微生物群落组成显示,各单元出水微生物群落结构差异显著（Bray-Curtis ANOSIM=0.388 1,P=0.008）;进水中变形菌门（Proteobacteria）相对丰度最高,为90.55%.沿程各单元出水优势菌组成发生变化,其中,调节池、涡凹气浮池、斜板气浮池出水中Proteobacteria相对丰度分别降至54.90%、62.59%、52.89%,Epsilonbacteraeota相对丰度分别增至17.03%、29.60%、41.53%,厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度分别增至26.13%、6.02%、2.33%;A/O池出水中Proteobacteria相对丰度降至39.69%,髌骨细菌门（Patescibacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度分别增至23.95%、15.65%.③db-RDA分析表明,化学需氧量（COD,P < 0.05）、氨氮（NH₃-N,P < 0.05）显著影响微生物群落结构,其中,NH₃-N去除率与Bacteroidetes（r=0.588,P < 0.05）呈显著正相关,COD去除率与Patescibacteria（r=0.530,P < 0.05）、Bacteroidetes（r=0.706,P < 0.01）均呈显著正相关.④KEGG基因数据库分析可知,各单元出水代谢机制相关基因相对丰度最高,均高于60%,其中,能量代谢相关基因相对丰度大小表现为进水>涡凹气浮池>调节池>斜板气浮池>A/O池;外源化合物生物降解相关基因在一级处理过程中相对丰度波动较小,均在3.00%以下,而生物处理后相对丰度迅速增至15.38%.研究显示:系统沿程微生物多样性基本呈上升趋势,且影响废水中微生物群落变化的最显著因素为COD和NH₃-N;生物处理后外源化合物生物降解相关基因占比迅速增加,表明生物处理单元存在潜在冲击风险.      

利用不同组分原油逐级驯化筛选高效石油烃降解混菌

利用不同组分原油逐级驯化的方法对克拉玛依油田的石油污染土样进行石油烃降解混菌的富集驯化,得到一组对稀油和稠油均具有高效降解能力的混菌M3。与采用单一原油驯化方法相比,混菌M3对稀油和稠油的降解率分别提高了12.5%和22%。该混菌具有较强的产表面活性剂的能力,能够使发酵液的表面张力从69.8 mN·m~(-1)降至27.9 mN·m~(-1)。通过混菌M3的生长条件优化实验得出:在温度30℃、pH 7～8、盐度1%、氮源选择尿素的条件下,混菌M3对原油的降解率最高。通过考察混菌M3在污染土壤中对原油的降解效果,发现:在修复期间,土壤脱氢酶呈先升高后降低的趋势;混菌M3可使饱和烃组分增加,并使芳香分、胶质和沥青质组分降低,对重质组分具有较好的降解效果。混菌M3的加入改变了原油性质,促进了土壤中原油的降解,经过56 d修复,土壤中原油降解率达到55.3%。     

固定化高效石油降解生物制剂制备及效果评价

选取聚丙烯工业吸油棉为固定化生物载体材料,通过开展材料改性及固定化工艺优化研究,制备出适用于溢油污染海岸线环境的固定化高效石油降解生物制剂。结果表明:优选0.2mol/L NaOH溶液作为固定化载体材料改性液,改性前后比表面积由33.120m~2/g增至189.621m~2/g,平均孔径由16.997nm增至36.810nm;明确最优固定化参数:固定化初始pH值7~8、固定化初始温度28~32℃、载体投加量2.00~2.50g/L;固定化高效石油降解生物制剂TPHs降解率均高于游离菌群和未改性载体材料,环境耐受性及原油降解效率显著提升。