论文部分内容阅读
石油烃是港口海域的主要环境污染物,对周围海域的生态健康存在潜在风险,因此,有必要对港口海域的石油污染采取有效的修复措施。本论文针对港口海域的石油烃污染问题,在对天津港海域海水和沉积物的石油污染现状进行调查基础上,从石油污染海水中筛选分离具有石油烃降解能力的细菌,研究了这些石油烃降解菌对石油烃的降解专一性特点,以期为微生物修复港口海域石油污染技术提供理论支持。论文的主要研究结果如下：通过对港口海域海水和沉积物中的石油烃污染进行调查研究,发现天津港港口海域海水中烷烃的浓度为24.44 μg/L,甲基取代芳烃的浓度为1.60 μg/L;沉积物样品在低潮时采自潮间带地区,其中低潮位、中潮位、高潮位沉积物中多环芳烃的浓度分别为154.07 ng/gdw、42.21 ng/gdw、33.11 ng/gdw,浓度水平高于周围非港口海域沉积物中多环芳烃的含量。利用逐级驯化培养的方法,对石油烃降解菌进行筛选分离,从天津港港口海域筛选出5株高效石油烃降解菌：CH1、CH2、CH3、CH4和CH5。经16S rDNA基因序列测定,与geneBank进行比对发现,五株分属于三个属：CH1为芽孢杆菌属(Bacillus sp. F67)、 CH2为弧菌属(Vibrio sp. BJGMM-B31), CH3为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、CH4为留萌弧菌(Vibrio rumoiensis)和CH5为海洋科拜特氏菌(Cobetia marina strain NIOT-Cu-22) 。分离到的菌株分别在含有不同烃类的无机盐培养基中进行液体培养,利用菌体生长过程中培养液的OD600值表征各菌株的生长状况,结果表明：在含菲的无机盐培养基中,菌株CH2和CH3生长受到抑制,菌株CH1、CH4和CH5生长没有明显被抑制,当菲浓度低于1 mg/L时生长状况相对较好,而当菲浓度高于5 mg/L时,菌株生长则显著受到抑制；在含有姥鲛烷、菲、荧蒽、苯并(α)芘混合烃的无机盐培养液中培养30 d,单菌CH1、CH2、CH3、 CH4和CH5以及以1：1：1：1：1比例混合的混合菌的生长情况好于不含有烃的对照组；混合菌在分别含有姥鲛烷、菲、荧蒽和苯并(α)芘的烃类无机盐培养液中生长30 d后,生长情况明显高于对照组。采用平板涂布法观察菌群结构变化,结果表明：在不含烃的对照组中菌株CH1数量占绝对优势,未见CH2和CH4菌落生长；在含有烃类的培养液中,五种菌株均有生长,其中在含有姥鲛烷的培养液中,菌株CH1和CH4数量很少,在含有菲的培养液中,菌株CH2和CH3数量较少,在含有荧蒽的培养液中,菌株CH5数量较多,在含有苯并(α)芘的培养液中菌株CH4和CH5较有优势,在混合烃培养液中,5株菌株数量相当,这可能是由于各种降解菌对不同烃的降解专一性不同,以及各菌株共同生长时相互间的拮抗作用导致。利用平板法对各降解菌株的降解专一性进行甄别,结果表明菌株CH1可降解正十九烷、姥鲛烷、菲、芘和苯并(α)芘；菌株CH2和CH3可降解正十九烷、荧蒽和芘；菌株CH4可降解姥鲛烷和苯并(α)芘；菌株CH5可降解正十九烷、菲、芘和苯并(α)芘。在单菌株对正十九烷的降解实验中,正十九烷20 d的挥发量(20 ug/L的浓度除外)约有97%-99%,菌株对其的降解效果为CH2>CH1>CH3>CH5>CH4,降解产物基本为醛、酮和酯类。通过液体培养实验研究了各降解菌株单一以及混合培养条件下,在含有姥鲛烷、菲、荧蒽、苯并(α)芘等混合烃类的无机盐培养液中培养30 d后对烃类的降解率,结果表明：单一和混合菌株对菲的降解率均高于60%,其中混合菌的降解率低于单一菌株的降解率；除菌株CH3对荧蒽的降解率为88%外,其他各菌株和混合菌对荧蒽几乎百分百降解；对苯并(α)芘的降解率在20%～70%间不等,其中菌株CH1、CH3以及混合菌对其的降解率偏低；对姥鲛烷的降解率在60%-95%间不等,其中CH4对其降解率最低。在混合菌对上述各单一烃类进行降解实验中,30d后菲、苯并(α)芘、姥鲛烷降解率分别为56.47%、8.95%和30.37%,这可能是因为混合菌株之间的协同或者拮抗作用,所以与单菌株的降解率有所不同。