石油污染对土壤微生物群落影响及石油降解菌的筛选鉴定

为研究石油污染对土壤中细菌群落结构及土壤理化性质的影响,分离筛选石油降解菌,从陕北宝塔、吴起、靖边和延长4个县区采集石油污染土壤和未受石油污染土壤,测量土壤中石油、有机质、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾的含量以及pH;采用高通量测序技术对2种土壤中细菌群落结构进行比较分析;并以石油为唯一碳源,从石油污染土壤中筛选高效石油降解菌,并对所筛选的高效石油降解菌进行16S rDNA鉴定。陕北4个县区石油污染土壤中铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾含量分别降低了0.57,6.63,4.34,8.91 mg/kg,有机质含量增加了2~21倍。石油污染土壤中细菌群落的丰富度和多样性均降低,其中变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为主要菌门,分枝杆菌属(Mycobacterium)为丰度最高菌属。以石油为唯一碳源,分离得到8株石油降解菌,其中菌株OS33和菌株OS62-1在5 d内的石油降解率分别为80.51%和81.60%,经鉴定OS33为迪茨氏菌(Dietzia sp.),OS62-1为红球菌(Rhodococcus sp.)。石油污染发生后,土壤中细菌群落的丰富度和多样性降低,筛选的8株石油降解菌中OS62-1石油降解率最高,研究结果进一步丰富了陕北地区石油降解菌菌种资源库。     

石油烃降解菌的筛选及其降解特性研究

从连云港某废弃化工厂污染土壤中分离筛选高效石油烃降解菌株,研究菌株的生理生化特征并对其进行测序和种属鉴定,采用单因素试验对菌株降解柴油的环境因子进行分析。结果表明：从污染土壤中共分离出柴油降解菌株4株,经过测序及同源比对,与该4株菌株同源性最高的分别为阴沟肠杆菌（Enterobacter_cloacae,HY1）,肺无色杆菌（Achromobacter_pulmonis,HY2）,台湾假单胞菌（Pseudomonas_taiwanensis,HY3）,铜绿假单胞菌（Pseudomonas_aeruginosa,HY4）,同源性均达98%以上;4株菌株具备不同的产表面活性剂能力和柴油降解能力,其中菌株HY1和HY2对柴油的降解率最高,当柴油浓度为0.5%,处理时间为20 d时,二者对柴油的降解率均达37%以上;通过单因素试验对降解条件进行优化后,发现在柴油浓度为0.5%,降解时间为8 d时,菌株HY2和HY1最佳降解条件是初始pH为7,摇床转速为180 r/min,接种量为3%~4%,此时,二者对柴油的降解率分别为40.15%和43.87%。本研究可以丰富石油烃降解菌的菌种信息,为石油烃污染土壤修复提供菌种资源及数据支持。

     

高效石油降解菌的筛选及降解特性研究

石油污染土壤是一个严重的生态环境问题，甚至会威胁公众健康。石油污染土壤的微生物修复技术因低廉、绿色和无二次污染等备受关注。为了强化石油污染土壤生物修复技术，筛选高效的石油降解菌种，该研究从大庆石油污染土壤中筛选出1株高效石油降解菌，经16S rRNA鉴定分析为琼式不动杆菌，该菌株对1%的石油的降解率高达60.2%。利用扫描电镜分析该菌株在石油污染土壤降解前后的形态变化原因，并通过改变降解环境的盐度、pH以及接种量的单因素实验，探究3种因素对细菌的活性、生长量和降解率的影响。结果表明，该细菌形态呈节杆状，且在降解过程中产生生物表面活性剂并分泌一定的胞外聚合物；在石油浓度为1%的条件下，该菌株对盐度的耐受性在4%以下，适应的p H范围为5～9，投菌量在15～20 mL时，降解效果较好。     

降解石油丝状真菌的筛选及其降解特性

从大庆石油污染土壤中分离得到14株石油降解丝状真菌,用以筛选可高效降解石油的菌群. 经过ITS(转录间隔区序列)分析,其中9株属于镰孢霉属(Fusarium sp.),2株属于黄白生丛赤壳菌属(Bionectria sp.),另外3株分别属于葡萄穗酶菌属(Stachybotrys sp.)、曲霉属(Aspergillus sp.)和雅致放射毛霉属(Actinomucor sp.);在固体培养基中各菌株的生长速率差异显著(P<0.01). 不同菌株能够特异降解不同的石油组分. 将筛选的优势菌株组成2个菌群,菌群1由菌株3、D2、D3和D52组成,菌群2由菌株3、6、D2和D3组成,分别考察单菌和2个菌群对原油的降解效果,结果表明:菌株原油降解试验30d后,单菌菌株D52对原油去除率最大,为64.25%;菌群1和菌群2对原油的去除率较高,分别达到74.55%和72.64%,可以考虑用于污油生物修复治理的工程菌群开发研究.      

一株高效原油降解不动杆菌的筛选及降解特性分析

为得到高效原油降解菌,从天津大港油田废弃钻井附近的油污染土壤中筛选出一株高效原油降解菌YQJ-1.经生理生化实验、16S rDNA基因序列及系统发育树对该菌株鉴定分析,采用单因素实验研究环境因素对该菌株生长和原油降解特性的影响,并对动力学和烷烃降解进行了探讨。结果表明:该菌株为醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus);在35℃,pH为8,接种量为10mL,氮源为酵母浸粉时降解效果最佳;且1～5 g/L的原油降解与一级动力学模型一致,原油浓度为5g/L时的降解率高达77. 58%,石油降解半衰期仅为4. 93d; GC-FID分析发现,YQJ-1对链长C_(11)—C_(25)的烷烃平均降解率达到87. 84%。该研究为未来高浓度石油污染土壤环境修复提供了良好的候选菌株。     

3-PBA降解菌BA3的降解特性及基因工程菌构建

从石油污染土壤中分离到1株能以3-苯氧基苯甲酸(3-PBA)为唯一碳源生长的细菌,命名为BA3.根据其生理生化特征和16S rDNA序列相似性分析,将该菌鉴定为鞘脂菌属(Sphingobium sp.).该菌株在60 h内对100 mg·L-1的3-苯氧基苯甲酸的降解率达到99%.降解3-苯氧基苯甲酸的最适温度为30℃...     

低残油土壤中高效降油菌的筛选分离及其营养平衡

为了更有效地修复被石油污染的土壤,以低残油土壤为菌源,原油为唯一碳源,经反复驯化筛选后得到降解石油的高效菌,初步鉴定其为动胶菌属(Zoogloeasp.)。并对该菌种的营养平衡条件进行了初探。试验筛选出优势氮源为NH4NO3,氮磷比应控制在4∶1左右。     

一株耐盐石油降解菌的鉴定及低能N~+注入诱变

通过分离、初筛和复筛从盐渍化石油污染土壤中分离出一株高效耐盐的石油降解菌株YJ-8,经形态学、生理生化和16S rRNA序列分析,该菌株被鉴定为粘质沙雷氏菌Serratia marcescens,其石油烃的降解率为64%。耐盐性实验结果表明,该菌可在NaCl浓度为50 g/L的培养基中生长。为进一步增强该菌株耐受高浓度NaCl和降解石油烃的能力,采用低能N~+注入技术对其进行诱变,最终获得1株遗传性能稳定的突变株。该突变株在原油发酵液中可将表面张力降至27.5 mN/m,石油烃的降解效率为74%,可耐受80 g/L浓度的NaCl。作为一株耐盐的石油烃高效降解菌,该菌在石油污染的盐渍化土壤修复中具有广阔的应用前景。     

石油降解菌的筛选鉴定及混合菌系的构建

采用富集分离方法从陕北某炼油厂石油污染土壤中筛选石油降解菌.通过生理生化试验和16SrDNA基因序列分析鉴定菌株种属;选取pH值、盐度、氮源、接种量和石油浓度作为单因素,探究不同单因素对菌株生长的影响;通过拮抗试验,构建石油降解混合菌系并探究其对石油降解效果.结果表明:从石油污染土壤中筛选出4株能够在含油培养基上生长良好的菌株,其分别属于不动杆菌属Acinetobacter(T2、T4、T5)和芽孢杆菌属Bacillus(T3);在单因素试验中pH值、盐度、氮源、接种量和石油浓度都会影响菌株的生长;4株菌无拮抗作用,对其同比例组合共构建15组菌系,接种量体积比1:1:1:1组成的混合菌系P在相同时间内石油降解率最高(89%),说明混合菌系P对石油具有高效降解能力.本试验结果旨在为修复石油污染土壤提供理论参考.     

高效石油降解菌的筛选及石油污染土壤生物修复特性的研究

从陕北石油污染土壤中富集分离、优选出7株菌株,并进一步研究了7株菌的生理生化特性.菌株鉴定结果表明,SY21为不动细菌属,SY22为奈瑟氏球菌属,SY23为邻单胞菌属、SY24为黄单胞菌属、SY42为动胶菌属、SY43为黄杆菌属、SY44为假单胞菌属.7株菌的降油试验结果表明,降解8d后,加菌试样的石油烃降解率均达到80%左右,7株菌的石油烃降解速率高于目前已有的报道.接种量越大,石油菌数量越多,石油烃降解率随接种量的增加而提高.采用SY43和SY23菌株对土壤进行生物修复,试验结果表明,投加高效菌株SY43和SY23均可在较短的时间内将土壤中的石油污染物去除,去除率可达88.4%和73.4%,其中菌株SY43的修复效果优于SY23.     

溶磷细菌筛选及在复垦土壤上对难溶态磷的活化作用

为研究溶磷细菌在复垦土壤上对难溶态磷的活化作用,通过PVK平板法从石灰性土壤中分离筛选出7株溶磷细菌,7株菌株的溶磷能力在296.5～563.5 mg/L之间,菌株的溶磷能力与溶磷圈直径（D）与菌落直径（d）的比值呈显著正相关（p<0.01）;16sRNA序列分析表明,W1、W6属于Enterobacter sp.,W2、W4属于Burkholderia sp.,W3、W5属于Rahnella sp.,W7属于Fluorescent pseudomonas。选择W3、W4、W7作为试验菌株,以磷酸三钙、磷矿粉为难溶态磷源,研究单菌株及组合菌株在配施难溶态磷酸盐条件下对复垦土壤有效磷、各形态无机磷含量及油菜产量的影响。结果表明,同一底物下溶磷细菌各处理复垦土壤有效磷含量和油菜产量显著高于基质处理（p<0.05）,组合菌株处理优于单菌株处理,W3+W4+W7处理两项指标都最高;在溶磷细菌+磷酸三钙底物下,W3+W4+W7处理复垦土壤有效磷含量和油菜产量分别比单施溶磷细菌、溶磷细菌+磷矿粉两个底物下同一处理显著增加94.81%、40.25%和34.13%、9.43%;相同底物下溶磷细菌各处理复垦土壤Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P含量都高于基质处理,Ca₁₀-P含量小于基质处理,O-P含量与基质处理差异不显著。这一结果可为溶磷细菌在复垦土壤上应用技术的研发提供理论基础。     

分离海洋不动杆菌及其对石油烃降解性能研究

石油降解菌在石油污染生物修复技术中起到非常重要的作用。本研究分别以渤海湾油污区采集的水样,油样,水油泥混合样为材料富集分离石油降解菌,对其进行生理生化及分子生物学鉴定,并采用GC-MS测定烷烃、环烃、芳香烃等石油烃组分的变化。其中3株菌具有较高石油烃降解能力,16SrRNA序列分析表明该3株菌均与不动杆菌属（Acinetobacter）有99%序列相似性,可初步鉴定为不动杆菌属（Acinetobacter）。3株菌的石油烃降解能力依次为Tust-DM21＞Tust-DC12＞Tust-DW04,对原油成分的降解效果依次为烷烃＞芳香烃＞环烃。其中菌株Tust-DM21为一株高效石油烃降解菌,28℃于富集培养基培养10 d后,对烷烃（C10~C30）的降解率可达98%,对芳香烃和环烃的降解率达88%。研究表明,Tust-DM21菌株对烷烃,环烃,芳香烃都有较强的降解能力,是一株具有较好开发前景的石油降解菌。     

土壤中多环芳烃微生物降解能力模拟

为了揭示微生物菌种(组合)对土壤中PAHs(多环芳烃)降解率的影响以及不同类型PAHs抗微生物降解能力的差异,分析了北京市6个不同环境功能区土壤中微生物种类及其分布特征,从中筛选出部分微生物菌种对典型PAHs和原油进行降解模拟试验,对比分析微生物对不同PAHs降解能力的差异.结果表明:① 不同菌种组合对PAHs的降解能力存在明显差异,与假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌混合菌相比,假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌和微杆菌混合菌对PAHs的降解率高0.6%~4.5%;② 在相同降解条件下,不同PAHs的降解率存在明显差异,在单体培养基中,LMW PAHs(低环数PAHs)的降解率在25.3%以上,而HMW PAHs(高环数PAHs)的降解率都小于20.1%;③ 在单体培养基与混合培养基中PAHs的降解能力也存在一定差别,单体培养基中PAHs的降解率较混合培养基中高4.2%~26.6%;④ 无论在单体培养基中,还是混合培养基中这些化合物的降解率均存在随着降解时间的增加而增大的现象;⑤ 在原油培养基中不同PAHs的降解率更为复杂,并且出现了中低分子量PAHs降解率随降解时间增加反而降低的假象,这可能是由于随着时间增加,微生物对PAHs的降解能力加强,原油中含烷基的PAHs基团降解或HMW PAHs被微生物降解产生LMW PAHs中间产物造成.研究显示,假单胞菌属、无色杆菌、短稳杆菌和微杆菌对HMW PAHs和LMW PAHs均有明显的降解效果,但不同PAHs的降解率存在明显的差异,即使是同一单体化合物,在单体培养基、混合培养基和原油培养基三种不同的降解条件下,其降解率也具有不同程度的差别.      

利用PCR-DGGE技术指导高温油藏中功能微生物的分离

采用PCR-DGGE技术对高温油藏的微生物群落进行了多样性分析,并将得到的信息用于指导油藏微生物的分离.本研究通过PCR-DGGE技术对油藏水样中DNA的16S rDNA V3、V8、V9 3个高可变区的扩增产物进行了比较,确定采用可得到更多微生物多样性信息的V9区引物进行PCR扩增,优势条带序列分析表明,在高温油藏中存在的微生物与GenBank数据库中α,β,y-变形杆菌和芽孢杆菌的序列相似性最高.利用多元细菌培养技术,以序列信息为指导,采用富集培养、直接培养和特殊培养的方法,从水样中分离出5株高温菌(而传统分离方法只能获得3株),其中3株高温解烃菌分别属于Bacillus属、Geobacillus属和Petrobacter属,它们能够在55℃以上兼性厌氧条件良好生长,对原油的降解率分别为56.5%、70.01%和31.87%,对原油的降粘率分别为40%、54.55%和29.09%,使原油的凝固点分别降低3.7、5.2和3.1℃.因此,序列指导和改变培养条件是分离更多有效采油微生物的改进方法,这3株高温菌的对原油的作用效果证明其具备提高石油采收率的潜力.     

太湖浮游硅藻时空演化与环境因子的关系

利用1992年至2002年每月1次的监测资料,系统分析了太湖北部3个区域(河口、梅梁湾、湖心)浮游硅藻(Planktonic diatoms)生物量周年变化和空间分布情况.同时,水中磷酸盐(PO43--P)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO3--N)和硅酸盐(SiO23--Si)含量等相关资料也被用于解释太湖浮游硅藻时空分布的原因.结果显示,直链硅藻(Aulacoseira sp.)是太湖浮游硅藻的优势种,其它常见种有小环藻(Cyclotella sp.)、针杆藻(Synedrasp.)等.硅藻总生物量占浮游藻类生物量百分比平均值约为20%.太湖浮游硅藻生物量在河口最大,梅梁湾其次,湖心最小,究其原因可能与河口的特殊生态环境(水流速度)有关,另外,河口丰富的营养盐,特别是磷酸盐和氨氮也是一个重要因素.温度可能是影响太湖浮游硅藻生物量季节变化的关键因素.Pearson相关分析证实,磷酸盐、氨氮和温度均与硅藻生物量显著相关(p<0.01),且蓝藻生物量百分比与硅藻生物量百分比呈显著负相关.研究结果说明,太湖浮游硅藻的生长分布受多种环境因子(磷酸盐、氨氮、温度)的影响限制,太湖浮游硅藻与蓝藻可能存在着竞争演替的趋势.     

Isolation and characterization of gasoline-degrading bacteria from gas station leaking-contaminated soils

The effects of culture conditions in vitro and biosurfactant detection were studied on bacterial strains capable of degrading gasoline from contaminated soils near gas station. The main results were summarized as follows. Three bacteria （strains Q10, Q14 and Q18） that were considered as efficiently degrading strains were isolated and identified as Pseudomonas sp., Flavobaeterium sp. and Rhodococcus sp., respectively. The optimal growth conditions of three bacteria including pH, temperature and the concentration of gasoline were similar. The reduction in surface tension was observed with all the three bacteria, indicating the production of biosurfactant compounds. The value of surface tension reduced by the three strains Q10, Q14 and Q18 was 32.6 mN.m, 12.4 mN. m and 21.9 mN.m, respectively. Strain Q10 could be considered as a potential biosurfactant producer. Gasoline, diesel oil, benzene, toluene, ethylbenzene and xylene （BTEX） could easily be degraded by the three isolates. The consortium was more effective than the individual cultures in degrading added gasoline, diesel oil, and BTEX. These results indicate that these strains have great potential for in situ remediation of soils contaminated by gas station leaking.     

产生物表面活性剂耐盐菌的筛选鉴定及其对石油污染盐渍化土壤的修复作用

为得到高效产生物表面活性剂耐盐菌,从黄河三角洲石油污染盐渍化土壤中分离出41株细菌,经测定发酵液排油活性、表面张力和乳化值（EI24）,得到1株高效产生物表面活性剂耐盐菌BF40.通过形态、生理生化特征和16S rDNA序列分析,确定该菌为沙雷氏菌（Serratia sp.）.通过液体培养试验,研究了BF40的耐盐特性和降解原油能力,并通过室内土壤培养试验研究了BF40及其产生的生物表面活性剂对石油污染盐渍化土壤的修复作用.结果表明,在含5~70 g·L^-1NaCl液体培养基中BF40生长良好,属中度耐盐菌.BF40能有效利用原油,在含10 g·L^-1NaCl液体培养基中培养7d,原油降解率达到56.7%.添加BF40产生的生物表面活性剂或接入BF40能明显促进盐渍化土壤石油烃的降解,修复60 d,土壤石油去除率与对照相比分别提高了24.6%和13.4%.接种BF40能降低土壤溶液表面张力,明显提高土壤脱氢酶活性,更能有效促进沥青质降解.添加生物表面活性剂土壤脱氢酶活性与对照相比没有显著差异,但更能有效降低土壤溶液表面张力,促进饱和烃降解,表明接种BF40和添加生物表面活性剂可能对促进石油污染盐渍化土壤的生物修复存在不同作用机制.     

功能菌接种对石油污染土壤修复效果及微生物群落的影响

利用定向筛选驯化的二苯并噻吩（DBT）降解菌对石油污染土壤进行为期40 d的土壤模拟培养试验,研究了功能菌（红球菌,Rhodococcus sp. ZYL-1）接种对石油污染土壤中DBT的降解效果,结合16S rDNA高通量测序及生物信息学分析,解析了功能菌接种对土壤细菌群落演替的影响。结果表明：在25 ℃的暗箱培养过程中,红球菌添加显著提高了DBT污染土壤的降解率（P<0.001）,生物接种处理组（BIOEIF）的DBT降解主要发生在培养前10 d,培养结束后DBT降解率接近60%,比依赖土壤土著微生物的自然衰减组（NAT）降解率提升10%以上;对比BIOEIF组和NAT组土壤培养过程中细菌群落组成,BIOEIF组香农多样性指数和系统发育指数显著低于NAT组,但接种红球菌未对DBT污染土壤的细菌群落组成造成显著影响,Micromonospora、Bacillus、unclassified_f_Planococcaceae为污染土壤培养过程中的优势菌属,而接种的红球菌并未成为优势菌属;网络分析表明,功能菌接种显著提升污染土壤微生物的DBT关键降解菌属类群,通过强化土壤土著微生物Shimazuella协同降解DBT,进而提升了石油烃污染土壤的修复效果,Shimazuella可能是参与DBT的代谢的关键微生物。所接种的功能菌（红球菌）可协同提高土著微生物对于石油污染土壤DBT的生物降解,具有较高的土壤修复应用潜力。