脂肽生物表面活性剂作用下多菌种石油生物降解影响因素优化

探索多种菌种降解石油过程中菌种和脂肽生物表面活性剂的作用,筛选石油降解的主要影响因素及最佳组合,并为石油污染物的降解机理研究和石油污染修复提供指导。基于正交实验筛选主要影响因素,采用Box-Behnken实验探讨各因素最佳水平。正交实验中脂肽生物表面活性剂是多菌种降解石油过程中最主要的影响因素,在Box-Behnken实验中,其能显著地影响石油降解率。菌种降解能力是石油饱和烃组分生物降解的最主要影响因素,但脂肽生物表面活性剂是芳烃、胶质和沥青质组分降解的最主要的影响因素。研究所用菌种中,解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）和假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）在石油降解过程最重要,是本实验的石油降解最优菌。菌种和脂肽生物表面活性剂的添加浓度配比对于石油降解具有重要的影响。解淀粉芽孢杆菌和假单胞菌添加量5%,脂肽生物表面活性剂粗品添加量200 mg·L-1的降解效果最优,理论上,最高降解率可达63.78%,验证降解率达到了53.89%,相对于多菌种正交实验最高降解率提高了5.54%。利用正交实验和Box-Behnken实验筛选最优降解菌和最优菌种组合的方法,具有分析因素多、实验量少等优点,具有较好的应用前景。     

原油胶质对石油烃生物降解作用的响应与降解研究

石油烃类生物降解产物形成胶质的过程与胶质的再降解过程交织,增加了原油生物转化过程的复杂度.以往对胶质组分辨识不足,使地表环境下石油污染物的稠化机制阐释薄弱及生物修复效率难以提高.本文利用从稠油污泥中筛选到的石油降解菌威尼斯不动杆菌（Acinetobacter venetianus）进行了原油混合物与胶质单族组分的生物降解模拟实验,利用傅立叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）测定胶质组分,按照氧原子数量进行分类,聚焦氧原子数量为O₂类极性化合物在石油烃生物降解过程中的响应变化及再转化机制,进一步揭示胶质组分的好氧生物降解作用机理.研究发现：在威尼斯不动杆菌（Acinetobacter venetianus）降解作用下,20、40及60 d不同时段原油饱和烃的总降解率分别为36.02%、43.46%和52.84%,其中正构烷烃、三环萜烷、藿烷、甾烷和二环倍半萜烷类化合物均有降解;60 d时芳烃中萘、菲、芴、联苯及三芳甾烷系列化合物的降解率分别为56.58%、63.46%、49.84%、59.47%及40.69%,生物降解明显;原油混合物及胶质单族组分中O₂类化合物变化复杂,形成与降解同步发生,脂肪酸和单环环烷酸随着时间延长明显增加;类异戊二烯酸、饱和脂肪酸、1~3环环烷酸、藿烷酸及多环环烷酸或芳香酸均为原油混合物中饱和烃及芳烃生物降解产物对于胶质组分的贡献,也是原油中O₂类极性组分对饱和烃及芳烃类生物降解作用的响应.石油烃形成的高碳数和低碳数酸均可源源不断进入胶质组分中,使原油的碳循环过程与生物修复过程更加复杂.因此,提高原油重质组分中胶质的生物修复效率是突破原油生物修复效率瓶颈的关键.