石油降解混合菌的構(gòu)建及其固定化修復(fù)污染土壤的研究.pdf

1、本研究利用前期已篩選的4株高效石油降解菌，采用響應(yīng)面法構(gòu)建混合菌并考察環(huán)境因素對石油降解混合菌降解石油效果的影響，分析石油降解單菌及混合菌降解產(chǎn)物，探討石油烴的降解機(jī)制，并為篩選微生物提供理論基礎(chǔ)。選取小麥秸稈、生物質(zhì)炭和活性炭為吸附載體，通過吸附-包埋法對混合菌進(jìn)行固定化用于室內(nèi)模擬修復(fù)石油污染土壤，比較不同固定化載體土壤修復(fù)效果和微生物群落結(jié)構(gòu)及分布特征。
　　響應(yīng)面優(yōu)化混合菌配比結(jié)果表明，植生拉烏爾菌（Raoultella

2、planticola）接種量為4％、粘質(zhì)沙雷氏菌（Serratia marcescens）接種量為2%、蠟狀芽孢桿菌（Bacillus cereus）接種量為2%、變棲克雷伯氏菌（Klebsiella variicola）接種量為2%，優(yōu)化后的混合菌對石油降解率可達(dá)68.83%?；旌暇鷮}度和pH耐受范圍廣，最佳鹽度0.5%，最佳pH7.5。同時發(fā)現(xiàn)混合菌在5%鹽度的條件下，5天后原油的降解率仍可達(dá)到40.37%，可以用于石油污染海水的

3、修復(fù)。
　　在以柴油為唯一碳源，等接種量培養(yǎng)條件下，單菌株對石油烴的降解率達(dá)到41.83%~54.87%，混合菌降解效率高于單菌株，達(dá)到64.27%。結(jié)合GC-MS分析結(jié)果，R.planticola和S.marcescens對C12~C16的直鏈烴碳源有降解作用；B.cereus和K.variicola對C12~C22的直鏈烴均有降解效果。4株單菌都可以在有氧條件下降解正十六烷，脫氫生成雙鍵并引入羰基。B.cereus、K.var

4、iicola和混合菌還能進(jìn)一步氧化十六烷生成不飽和羧酸酯并形成帶甲基的支鏈。雙鍵和羰基引入可能是正十六烷有氧條件下前期降解的一種新途徑。
　　采用小麥秸稈、生物質(zhì)炭和活性炭3種載體對混合菌進(jìn)行吸附包埋固定，結(jié)果表明固定化混合菌比游離態(tài)混合菌對石油的去除效果顯著提高，可以在相對短的時間內(nèi)達(dá)到相對高的去除率。生物質(zhì)炭固定化混合菌對原油培養(yǎng)基5d降解效率高達(dá)99.76%。秸稈、生物質(zhì)炭和活性炭空白載體5d原油吸附量分別為49.08%、6

5、1.48%、63.12%。充分證明固定化混合菌小球類似于吸附降解一體的微型反應(yīng)器。掃描電鏡圖觀察到生物質(zhì)炭和活性炭小球內(nèi)部具有大量孔隙的骨架結(jié)構(gòu)，微生物在載體內(nèi)部生長良好。
　　固定化混合菌模擬修復(fù)石油污染土壤實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，固定化混合菌對原油的降解效果比游離菌好，且不同固定化載體修復(fù)效果有差異。經(jīng)過42d的修復(fù)，滅菌組中秸稈固定化混合菌修復(fù)效果最好，降解率為54.92%，比單純的游離混合菌提高了20%；未滅菌組中生物質(zhì)炭固定化混合

6、菌修復(fù)效果最好，降解率為54.19%，比游離菌提高了近30%。說明在沒有土著菌群競爭情況下，秸稈通過增強(qiáng)土壤養(yǎng)分含量而增加土壤脲酶活性，對于提高混合菌石油降解率是顯著影響條件；而在土著菌群存在的未滅菌組土壤中，生物質(zhì)炭可以提供固定化混合菌最適宜的生長環(huán)境是顯著影響條件，比秸稈提高養(yǎng)分對于修復(fù)土壤更重要。滅菌組秸稈固定化修復(fù)處理后期脲酶活性最高，脲酶活性最大值0.75mg·g-1·24h-1為空白對照組的3.26倍；未滅菌組生物質(zhì)炭修復(fù)脲

7、酶活性最高為1.15 mg·g-1·24h-1為空白對照組的2.05倍。土壤脲酶活性與固定化混合菌石油降解率呈正相關(guān)。
　　土壤香儂-威納指數(shù)與微生物多樣性T-RFLP的分析表明，滅菌組固定化混合菌修復(fù)土壤種群多樣性呈遞減趨勢，未滅菌組多樣性先升高再下降；石油降解率和微生物多樣性變化相吻合，石油降解率高的微生物多樣性高。固定化混合菌是由厚壁菌門和變形菌門組成，在石油生物降解過程中起重要作用。在滅菌組和未滅菌組，生物質(zhì)炭都是促進(jìn)厚壁