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。     

石油污染土壤生物修复研究进展

随着工业化的快速发展,土壤的石油污染问题日益严重,石油污染物的处理已成为世界各国亟待解决的环境问题之一。生物修复因其简便高效、安全、低成本、无二次污染、对环境影响小等特点而被认为是最有生命力、最具代表性和最有价值的生物处理技术,且已成为近些年来主要的石油污染处理方法。重点阐述石油污染土壤的植物修复、微生物修复及植物-微生物联合修复方法的最新研究进展,最后提出石油污染土壤生物修复中需要重视的问题,并对生物修复今后的研究重点进行了展望。     

石油污染土壤生物修复的管理和成本分析

随着石油污染土壤的日益严重,生物修复技术也日益重要,对生物修复技术进行管理是利用生物技术修复石油污染土壤的基本需求。在此探讨了石油污染修复过程中的环境管理,包括修复方法的选择,技术管理,过程控制和风险管理。并提出了可以表征石油污染土壤生物修复成本的评价方法。     

石油污染土壤生物修复中试系统对微生物特性的影响

微生物作为土壤石油烃生物降解的主体,其活性是提高石油降解效率的关键要素.在石油污染土壤生物修复过程中,环境条件的改变造成微生物特性及其降解活性的相应变化.与现场调研的土壤相比,生物修复中试系统中微生物密度提高了1个数量级,FDA活性提高了1.5倍.由于环境胁迫产生的诱导作用,除油微生物优势明显.中试系统运行稳定后,除油微生物密度比微生物总密度低1个数量级,污染土壤中微生物的活性与除油微生物的密度变化更趋于一致.扫描电镜和显微镜观察结果表明,生物修复系统微生物以杆菌、球菌为主,革兰氏染色呈阳性.生物修复不同时期土壤与现场土样相比,其种群构成呈现各自的特点.在生物修复后期,微生物种群多样性有所降低,在强化生物修复中试系统中更为明显.这主要是因为随着反应的进行,环境胁迫对微生物的种群多样性及其相对丰度都产生了诱导.      

石油污染土壤生物修复的中试系统构建与运行效果

构建了石油污染土壤生物修复中试系统,考察了中试规模下石油烃生物降解效率、矿化过程在生物降解中的作用.揭示生物修复过程中的系统微生物特性及其降解活性的关系,为现场污染土层生物修复工程评价和关键技术参数选择提供技术依据.结果表明,经过93d的运行,石油烃去除率达25.8%,其中典型轻质组分烷烃生物降解率最高,可达43.12%.中试系统运行稳定后,与现场调研的土壤微生物相比,其数量提高了1个数量级,活性提高了1.5倍.     

石油污染土壤生物修复

概述了石油降解微生物的种群组成，介绍了几种主要的石油污染土壤的生物修复技术以及这一领域的研究现状，讨论了应用前景。     

石油降解低温细菌的筛选及降解特性的表征

从石油污染土壤中,通过低温富集,筛选并鉴定得到7株低温石油降解细菌。基于菌株降解石油组分特性,构建6组低温石油降解菌群,利用5 L发酵罐,并通过尾气分析仪在线监测菌群石油降解过程中的CO₂产生和O₂消耗变化,评价菌群的石油降解能力。由Arthrobacter sp. JLH 001,Acinetobacter baumannii JLH 002,Pseudomonas fragi JLH 003和Arthrobacter sp. JLH 006组成的菌群降解石油效果最佳,48 h后CO₂的产生值和O₂的消耗值达到最高,在15℃时、72 h后能完全降解1%的石油,并且在25℃时降解速度显著增强。结果表明:石油污染土壤的原位生物修复可通过低温石油降解菌群的添加实现高效及快速修复。     

重复接种菌群强化修复石油污染土壤

微生物技术在修复石油污染土壤中具有广阔的应用前景.重复接种是提高外部菌群在实际环境中的竞争力和适应性的潜在而有力的手段,是保证高效修复的关键.该研究选择了从石油污染环境中分离获得的2株烃降解菌(SW-1、SW-4)及2株生物表面活性剂产生菌(F、F2),按不同比例复配,构建高效烃降解菌群,研究了重复接种该菌群强化修复石油污染土壤的效果,监测了修复过程中石油降解率、细菌数量以及土壤酶活性的变化.结果 表明,由4株菌等比例组成的菌群在7d内降解率最高;与单次接种相比,重复接种显著提高了土壤中烃的降解率,GC-MS分析表明菌群对C15～C30烷烃有较好的降解效果,相关性分析表明降解率与土壤中细菌数量和酶活性的增加显著相关.研究结果将有助于微生物修复技术在石油污染环境中的广泛应用,具有重要的环境和经济效益.     

石油污染土壤的生物修复技术

本文结合了国内外研究成果,概述了石油污染土壤的现状,分析了生物修复石油污染土壤的环境影响因子,如：pH值、温度、水分、土壤质地等,并对这一治理方法在我国的发展前景进行了展望,为今后这方面的研究提供建议。     

石油烃污染土壤生物修复的强化增溶剂研究

石油烃是一种典型的石化场地特征污染物,具有较强的人体健康和生态系统毒性。在各类修复技术中,原位生物修复技术扰动小、成本低、安全性好,适合在役场地污染土壤修复,但该类技术存在修复周期长、去除效率低等问题。针对石油烃污染土壤生物修复技术存在的制约问题,制备了4种用于强化石油烃污染物微生物降解的新型增溶剂,其临界胶束浓度均为100～120 mg/kg,表面张力约为30 mN/m。淋洗试验的条件下,LAS-1、LIS-1、LAS-2 3种增溶剂均能将27000 mg/kg的石油烃含量降低至4500 mg/kg以下,污染物溶出效果主要取决于增溶剂与污染土壤的用量比。微生物-增溶试验中,增溶剂强化效果明显,淋洗处理方式与增溶处理效果一致,对提高增溶剂性能评价效率有着良好的借鉴意义。     

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.     

宏基因组技术在土壤污染微生物修复中的应用

微生物修复在土壤污染治理中具有重要地位。虽然环境中可以培养的微生物比例很低,但微生物的基因资源十分丰富,运用宏基因组技术可以克服传统修复技术中微生物资源利用不充分的问题,为未培养微生物的研究提供了有力手段。本文对宏基因组技术一般流程作了介绍,并结合土壤污染的特点,对该技术应用在土壤污染微生物修复的现状、研究及展望作了阐述。     

生物修复石油污染盐碱土壤小试模拟系统中土壤性质与微生物特性变化

利用生物刺激(BS)、生物刺激+生物强化(BS+BA)2种方案修复石油污染盐碱土壤,考察了不同处理小试模拟系统中石油烃及16种多环芳烃(PAHs)的降解率、土壤pH值、表面张力、脱氢酶活性和微生物群落结构的变化.结果表明:腐殖酸、诺沃肥和生物有机钙等土壤改良剂及营养盐的加入使土壤盐碱环境得到明显改善,pH值由8.1~8.2降低至7.6~7.8,并随着酸性代谢产物的累积降低至6.6~7.0.随着微生物活动BS+BA与BS处理土壤溶液表面张力分别由72.2,71.8mN/m降低到64.9,67.2mN/m,提高了石油烃的生物可利用性.对比2组小试系统,BS+BA处理修复效果更加显著,对石油烃、总PAHs的降解率可达到50.8%,69.2%,而BS处理为40.5%和61.2%.其中添加菌剂对5~6环PAHs的去除效果明显.不同修复策略对土壤微生物有显著影响,表现为土壤脱氢酶活性及微生物群落结构的动态变化.     

氧气条件对矿化垃圾修复石油污染土壤的影响

通过对比不同氧气条件下矿化垃圾修复石油污染土壤的效果、降解产物、生态毒性、酶活性和微生物群落,分析了氧气条件对矿化垃圾修复石油污染土壤的影响.结果表明,添加矿化垃圾在厌氧、好氧和厌氧-好氧3种氧气条件下对微生物修复石油污染土壤都有较好的强化效果.修复的最佳氧气条件为好氧,好氧修复后土壤总石油烃(TPH)去除率最高,土壤...     

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。

     

芦苇根系对土壤中石油污染物纵向迁移转化的影响

对大庆油田受到落地原油污染的土壤剖面进行取样测定,研究了芦苇根系对石油类污染物质在土壤中纵向分布特征及迁移转化的影响.结果表明,芦苇根系的存在能够促进土壤中石油类物质的降解转化和向下迁移,导致土壤中的含油量纵向分布特征有别于无植物土壤:10cm深度处的有植物土壤含油量显著低于无植物土壤,而70cm深度上则相反.芦苇根系对烷烃组分迁移降解的促进作用最大,其中对碳原子数为23～27的正构烷烃的作用最为明显.     

H_2O_2在石油污染土壤微生物治理过程中的作用

为探讨缩短石油污染土壤微生物治理过程的有效途径，采用生物泥浆法，系统地研究了Ｈ２Ｏ２对土壤中烃类污染物微生物降解速度的影响。结果表明，Ｈ２Ｏ２既可直接氧化一部分烃类污染物，又可为微生物的氧化过程提供充足的电子受体，强化它们对烃类污染物的氧化降解作用，通过添加适量的Ｈ２Ｏ２，使土样中石油污染物的去除率增加了近３倍     

包气带油污土层生物修复现场控制性因素的评价

包气带油污土层的生物修复涉及到石油降解微生物、石油污染物的可生物降解性和土壤环境三个方面.本文通过最或然计数法(MPN)、原油族组分柱层析分析方法和色质联机分析等实验手段,研究了淄河滩包气带油污土层的水力学特性、氮磷营养元素、微生物和石油污染物.结果表明,长期受石油污染的土层含有丰富的微生物,其中大部分具有降解石油烃的能力,且土层的渗透性极强,有利于开展油污土层的生物修复.同时,长期的挥发、淋失和转化造成土层中石油污染物主要由高分子、高沸点烃类组成,且油污土层的速效氮、速效磷含量太低,直接增加了生物修复的难度,成为不利于生物修复的影响因素.     

石油污染土壤生物修复中外源微生物的影响

在室外条件下采用正交盆栽试验设计,以污染水平、细菌接种量、真菌接种量和有机肥添加量为调控因子,研究了石油污染土壤生物修复过程中外源专性微生物(细菌和真菌)接种对土壤中矿物油和美国EPA 16种多环芳烃(PAHs)降解的作用.结果表明,经过一个生长季(150d)各处理土壤中的细菌总量、真菌总量、PAH-降解细菌和PAH-降解真菌数量不受外源专性细菌和真菌初始接种量的影响(p＞0.05);有机肥促进土壤微生物数量的增长,其添加量与土壤细菌总量、真菌总量和PAH-降解细菌数量显著正相关(p＜0.05);实验结束时矿物油的去除率为58.8%～88.3%,PAHs的去除率为91.7%～97.8%,外源专性细菌和真菌的接种对矿物油和PAHs的降解无明显促进作用.     

海洋石油降解菌的分离、鉴定和与微藻共培养

运用寡营养培养法,从威海金海湾地区的油污中分离出六株石油降解菌,进一步通过16S rDNA序列分析和NCBI 数据库的Blast比对分析,对其进行鉴定,编号Y1、Y3和Y7的为假单胞菌属(Pseudomonas),Y2、Y6为芽抱杆菌属(Bacillus),Y5为无色杆菌属(Achromobacter).通过紫外分光光...