铜绿假单胞菌D1产鼠李糖脂及降解原油效果

铜绿假单胞菌是生物表面活性剂鼠李糖脂最主要的生产菌株,对石油增溶、降解有很好的效果.从轻质原油样品中富集分离获得菌株D1,利用CTAB-亚甲基蓝平板法初步确定该菌株可以合成鼠李糖脂,分析其16S rRNA基因序列确定菌株D1属于铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa).以菜籽油和甘油为碳源,菌株D1能够分别合成18.4 g/L和11.4 g/L鼠李糖脂.分析菌株D1可利用碳氢化合物种类,发现在以原油和柴油的培养基中,D1细胞数量分别增加了39.2倍和33.9倍.在10 d培养过程内,菌株D1能够分解基本培养基中33.3%的原油.相同时间内,补加0.5 g/L的甘油,菌株D1能够分解培养基中71.8%的原油.上述表明菌株D1能够合成鼠李糖脂和有效地降解原油,在石油污染的生物修复方面具有较好的应用潜力.     

不同类型表面活性剂对三氯乙烯的增溶作用

考察不同类型的表面活性剂对三氯乙烯(TCE)的增溶作用.选用阴离子型十二烷基硫酸钠(SDS)、非离子型聚氧乙烯辛基苯酚醚(TX100)、阳离子型十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)及生物表面活性剂鼠李糖脂和脂肽,研究表面活性剂对三氯乙烯的增溶能力.结果表明,5种表面活性剂浓度在临界胶束浓度(CMC)以上时,TCE在水相中的表观溶解度随表面活性剂浓度的增大而线性增大.质量增溶比(WSR)和摩尔增溶比(MSR)为鼠李糖脂>脂肽>CTAB>TX100>SDS.在各表面活性剂溶液中,所用的各表面活性剂质量浓度顺序为SDS#TX100=CTAB#鼠李糖脂=脂肽,两种生物表面活性剂的质量浓度仅为SDS的1%,但生物表面活性剂对TCE的饱和增溶容量有更好的提高效果.因此,相比之下,生物表面活性剂对TCE的增溶能力较强,其中以鼠李糖脂为最佳,而在化学合成表面活性剂中阳离子表面活性剂CTAB增溶TCE的效果最优.     

生物表面活性剂鼠李糖脂对水体中石油烃降解的促进作用

从被含油废水污染的土壤中筛选得到4株能利用柴油为唯一碳源生长的杆菌(X1,X2,X3和X4),经鉴定,这4株菌分别属于沙雷铁氏菌属(Serratiasp.)、不动菌属(Acinetobactersp.)、芽孢杆菌属(Bacillussp.)和氮单胞菌属(Azomonassp.).其中,菌株X4于32℃摇床培养28d后对柴油的降解率达62%,而在相同条件下,添加生物表面活性剂鼠李糖脂后柴油的降解率提高了26%.平板菌落计数结果表明,鼠李糖脂能促进菌的生长,生物量明显增多.对菌株降解反应的动力学研究进一步验证了鼠李糖脂对菌株X4降解石油烃的促进作用,添加了鼠李糖脂的样品组比对照组的半衰期缩短了近1倍.通过设计正交实验,本文研究了培养温度、培养时间、鼠李糖脂的添加量及石油烃的浓度等主要环境因子对水体中石油烃降解的影响.实验结果表明,影响水体中石油烃降解的主导因子是培养时间,其次是培养温度、石油烃的浓度和鼠李糖脂的添加量.图4表2参17     

鼠李糖脂生物表面活性剂对多环芳烃的增溶作用

考察了鼠李糖脂生物表面活性剂对多环芳烃类化合物(萘,菲和芘)的增溶特性以及温度、盐度、pH值等环境因子对增溶性能的影响,结果表明,鼠李糖脂浓度在临界胶束浓度(CMC)以上时,多环芳烃化合物在水相中的溶解度随表面活性剂浓度的增大而线性增大,摩尔增溶比(MSR)随被增溶物分子量的增大而减小,即萘＞菲＞芘;胶束/水分配系数(Km)随被增溶物疏水性增大而增大,即芘＞菲＞萘;IgKm与IgKow之间呈良好线性正相关性,鼠李糖脂对菲的增溶作用随温度升高略有增大,而随所添加NaCl浓度的增大显著增大,鼠李糖脂对菲的增溶作用在pH值为5.5时达到最大,然后随pH值的升高而不断下降,在pH值达7.5后基本保持不变.     

表面活性剂-微生物联合修复滴滴涕污染土壤的研究

以滴滴涕(DDT)为目标污染物,采用课题组前期研究所筛选出的滴滴涕降解菌——甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)菌液为供试菌液,选取混合表面活性剂[十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和吐温80(Tween80),比例为2∶3]及生物表面活性剂-鼠李糖脂(RL)作为供试表面活性剂,通过田间小区实验,研究了表面活性剂、DDT降解菌对土壤中DDT的去除、降解情况以及两者联合处理对土壤中DDT污染的修复效果。结果表明,在单独添加表面活性剂的处理中,H300、RL5和RL10的处理效果最好,土壤中DDT的降解率最高可达29.60%。单独接种降解菌处理的土壤中DDT残留量显著减少,5个月后降解率可达47.05%。混合表面活性剂与菌株联合处理1个月后,H70+N的DDT降解率最高,可达63.53%;生物表面活性剂-降解菌处理以RL20+N的DDT降解率最高,可达42.32%。随着处理时间延长,表面活性剂与菌株联合处理土壤中DDT降解率的增幅逐渐下降。在处理5个月后,混合表面活性剂-降解菌的处理中以H70+N的DDT降解率最高,可达63.98%;生物表面活性剂-降解菌的处理中以RL20+N的DDT降解率最高,可达45.64%;混合表面活性剂-降解菌的处理效果略优于生物表面活性剂+菌,其中H70+N的处理效果最好,为63.98%。     

表面活性剂对土壤中多环芳烃(PAHs)纵向迁移的影响

选取山东省分布较广的3种类型土壤(潮土、褐土和棕壤)为研究对象,采用室内土柱淋滤实验,模拟多环芳烃(PAHs)在土壤中纵向迁移的过程.选用生物表面活性剂鼠李糖脂和非离子表面活性剂TX-100分别对3种土壤进行淋滤实验,分析淋滤后较清洁土层PAHs的含量和组成.结果表明,3种类型土壤中,潮土最有利于土壤中PAHs的纵向迁移,褐土和棕壤无显著差异(P0.05);不同淋滤处理下,PAHs均主要富集在土柱表层,占39.00%—60.00%;有无表面活性剂的添加,低环PAHs均较易向下迁移,在污染土壤中的残留率为14.33%—38.52%;不添加表面活性剂条件下高环PAHs在污染土中残留率较高,为79.67%—92.47%,在鼠李糖脂3倍(3 CMC)和TX-100 2倍(2 CMC)临界胶束浓度条件下淋滤效果有明显提高,污染土中高环PAHs残留率与去离子水淋滤时相比降低28.95%—35.31%;相同临界胶束浓度下,TX-100处理后PAHs淋滤率高于鼠李糖脂,淋滤效果更好.     

生物表面活性剂对铜绿假单胞菌摄取烷烃的强化机制

考察了2株铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)以正十六烷为底物生长的不同方式,并初步探讨了生物表面活性剂在烃类降解菌摄取烷烃过程中的作用机制.菌株O-2-2在正十六烷中的生长明显快于PS-1,生长过程中O-2-2分泌出鼠李糖脂生物表面活性剂,正十六烷被完全乳化.另外,O-2-2菌细胞表面疏水性高于PS-1,而加入鼠李糖脂使得菌体细胞中脂多糖含量减少,菌细胞表面疏水性明显提高.上述结果表明,鼠李糖脂主要通过乳化疏水性底物和提高降解菌表面疏水性两种机制强化铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)对烷烃的摄取.图6表1参14     

表面活性剂强化油菜-微生物联合修复滴滴涕污染农田土壤研究

为了提高设施农业滴滴涕(DDTs)污染土壤的修复效果,通过田间实验研究不同浓度的混合化学表面活性剂(SDBS-TW80)和生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)对油菜和甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)联合去除设施农业土壤中DDTs的强化作用。结果表明,1个月后,单种油菜处理、接种降解菌和油菜-降解菌联合处理土壤中DDTs降解率分别为12.0%、38.2%和43.1%,显著高于对照处理。SDBS-TW80和RL均能不同程度地强化油菜-微生物对土壤中滴滴涕的去除效果。SDBS-TW80施加量为40 mg·kg~(-1)时设施农业土壤中滴滴涕降解率最高(56.5%),RL施加量为5 mg·kg~(-1)时降解率最高(65.7%),RL比SDBS-TW80更有利于提高DDTs污染土壤的生物修复效果。此外,当RL施加量为5 mg·kg~(-1)时对于毒性较强的p,p'-DDE也具有较好的降解效果,降解率高达69.5%。结果证实利用表面活性剂强化油菜联合甲基营养型芽孢杆菌现场修复DDTs污染土壤是可行的。考虑到修复效率和毒害作用,实际应用中应优先选用5 mg·kg~(-1)RL组合。     

植物-微生物联合修复PAHs污染土壤的调控措施对比研究

多环芳烃是一种持久性有机污染物,具有很强的生物毒性,其进入食物链后表现为"三致"效应(致畸、致癌、致突变),对人体危害严重,目前对PAHs污染土壤修复的研究是全球热点问题之一。经查阅文献得知,目前的报道多为室内盆栽实验,而有关大田实际修复的报道较少,为了探索更有效的PAHs污染土壤修复技术,通过在设施农田开展试验,分析植物促生菌(G)、木质素(L)对"鼠李糖脂(RL)强化油菜(Y)-专性降解菌(N)联合修复PAHs污染土壤"的调控情况。结果表明,Y+N+RL+L可以有效去除土壤中的高环数PAHs,而对于PAHs总量和低环数PAHs的降解效果不明显;Y+N+RL+G处理对PAHs总量去除率为46.71%,Y+N+RL+G+L处理对PAHs总量的去除率为53.26%;Y+N+RL+G+L处理可促进油菜根部富集PAHs,根部PAHs质量分数达125.60μg·kg~(-1);Y+N+RL+G+L处理降低了油菜生物量,而Y+N+RL+G处理对油菜生长及其PAHs富集情况无较大影响。遵循"边生产边修复"原则,考虑食品安全及实际修复效果,认为植物促生菌调控"鼠李糖脂强化油菜-专性降解菌联合修复PAHs污染土壤"为本实验筛选出的PAHs污染土壤修复的最优方法。     

生物表面活性剂鼠李糖脂对PCBs污染土壤的修复作用研究

利用生物表面活性鼠李糖脂（RL）洗脱土壤,再通过紫外光预照射与生物降解协同去除洗脱液中的PCBs的组合方法对多氯联苯（PCBs）污染土壤进行修复,旨在研究RL在修复PCBs污染土壤中的作用及其机理。结果表明,RL对PCBs的洗脱具有显著的促进作用,PCBs的总洗脱率与RL的质量浓度呈正相关。当洗脱液中加入2 000 mg.L-1的RL,在3次批洗脱后,人工污染土样和陈化土样的PCBs总洗脱率分别达到了90.1%和47.1%。PCBs降解菌P.LB400在以RL或联苯为碳源的驯化培养基中均能够快速生长。当土壤洗脱液中的PCBs被P.LB400的生长细胞菌液降解时,RL对PCBs的生物降解具有显著的促进作用;而在P.LB400的休眠细胞降解体系中,RL对PCBs的生物降解有一定的抑制作用。紫外光预照射对土壤洗脱液中PCBs的生物降解有一定的促进作用。紫外光预照射和生物降解的耦合有利于提高PCBs的降解速率。     

石油污染与微生物群落结构的相互影响

从两种土壤中分别分离出石油烃降解菌,并从中筛选出6株石油烃高效降解菌A1、A2、A6、A8和B2及B5,然后将各菌株鉴定至属,分别为A1假单胞菌属、A2鞘氨醇单胞菌属、A6微球菌属、A8节杆菌属、B2不动杆菌属和B5诺卡氏菌属。另外对比分析了单菌株及不同菌株重组对不同石油烃组分的利用情况,结果发现,从不同石油污染的土壤中分离到的菌株对石油烃组分的利用能力不同,从胜利原油污染的土壤中分离到的菌株A1、A2、A6和A8对石油烃组分的利用范围窄,主要利用饱和烃组分;而从经芳香烃驯化过的土壤中分离到的菌株B2及B5对石油烃利用组分的利用范围较宽,能同时利用饱和烃和芳香烃组分。     

Microbial community and functional genes in the rhizosphere of alfalfa in crude oil-contaminated soil

A rhizobox system constructed with crude oil-contaminated soil was vegetated with alfalfa (Medicago sativa L.) to evaluate the rhizosphere effects on the soil microbial population and functional structure, and to explore the potential mechanisms by which plants enhance the removal of crude oil in soil. During the 80-day experiment, 31.6% of oil was removed from the adjacent rhizosphere (AR); this value was 27% and 53%higher than the percentage of oil removed from the far rhizosphere (FR) and from the non-rhizosphere (NR), respectively. The populations of heterotrophic bacteria and hydrocarbon-degrading bacteria were higher in the AR and FR than in the NR. However, the removal rate of crude oil was positively correlated with the proportion of hydrocarbon-degrading bacteria in the rhizosphere. In total, 796, 731, and 379 functional genes were detected by microarray in the AR, FR, and NR, respectively. Higher proportions of functional genes related to carbon degradation and organic remediation, were found in rhizosphere soil compared with NR soil, suggesting that the rhizosphere selectively increased the abundance of these specific functional genes. The increase in water-holding capacity and decrease in pH as well as salinity of the soil all followed the order of AR>FR>NR. Canonical component analysis showed that salinity was the most important environmental factor influencing the microbial functional structure in the rhizosphere and that salinity was negatively correlated with the abundance of carbon and organic degradation genes.     

植物-微生物修复石油烃污染土壤与根际微生态环境变化

石油烃作为一类持久性难降解有机污染物对土壤环境质量产生严重的危害。以天津大港油田原油污染土壤中筛选出的耐低温高效石油烃降解菌为靶细胞,以小麦、紫花苜蓿作为供试植物,利用盆栽试验,对植物-外源菌协同修复体系中的脱氢酶活性和土壤微生物多样性进行研究,分析其变化及其与石油烃降解率的关系。结果表明植物-微生物协同修复对石油烃具有较好的降解能力,其中小麦-固定化外源菌组具有最高的降解率,石油烃含量从最初的30 600 mg獉kg-1下降为24 300 mg獉kg-1,降解率为20.6%,并且其试验后期石油烃的降解率最大,远远高于其他时期,表现出良好的修复潜力。外源菌投加的初始阶段会迅速提高脱氢酶活性,然而这种影响随着降解时间延长而逐渐减弱。初期脱氢酶活性与总石油烃的降解存在较好的相关性,脱氢酶活性可以在一定程度上表征土壤石油烃的降解情况。微生物多样性与总石油烃降解也存在一定的相关性。     

Inorganic nutrient utilisation by "adapted" Pseudomonas putida strain used in the bioremediation of agricultural soil polluted with crude petroleum

Garden soil samples polluted with crude petroleum were bioremediated by inorganic nutrient monitoring with appropriate adjustment and inoculation with crude oil-adapted strain of Pseudomonasputida (PP) isolated from oil-impacted soils. Soil samples without PP inoculation served as the control samples to compare the abilities of the native soil microflora with the adapted PP strain in biodegrading crude oil pollutant. In the experimental samples, oil concentration and all the inorganic nutrient sources tested decreased more rapidly with a proportional increase in the population densities of both PP and the native soil microflora than were observed in the control samples. This trend was particularly strong for PO4(3-) and NO3- which eventually became limiting both in all the experimental samples and in some control samples. Inoculation of crude oil-impacted agricultural soils by oil -adapted PP strain with nutrient monitoring and adjustment can be effective as bioremediation methods of agricultural land upon pollution with petroleum or petroleum products.     

菲在土壤中的微生物降解研究

研究了不同条件土壤中多环芳烃菲的降解动态。结果表明：温度和底物浓度对土壤中菲的降解有较大影响,未灭菌土壤中菲的降解半衰期为5.1d;从污染土壤中分离到一株高效降解菲的菌株,经16S rDNA鉴定为产碱杆菌属（Alcaligenes bacterium LBM.）,同源性高达99%;随着优势菌接种量增加,基础培养基中菲降解速率逐渐加快;Fe3＋、Co2＋和Cu2＋对优势菌降解菲能力均有不同程度影响,其中以Fe3＋影响最明显。     

柴油污染土壤生物修复对土壤酶活性的影响

在柴油污染土壤的生物修复过程中,分析了土壤中柴油降解菌数量和3种土壤酶活性(过氧化氢酶、脱氢酶和脂酶)等生物活性指标与土壤中柴油去除率的相关性.结果表明,土壤受到柴油污染后的一段时间后过氧化氢酶、脱氢酶和脂酶的活性上升,而后随着土壤中石油烃的降解,脂酶又不断降低.进一步分析表明脂酶活性与柴油降解率及柴油降解菌数量都具有很好的正相关性,可以采用土壤脂酶活性来指示柴油生物降解成效.     

固定化微生物对土壤中苯并芘的降解

研究了3株细菌与3株真菌对土壤中苯并芘（BaP）的降解动态,从中筛选出1株细菌（Bacillus sp.）和1株真菌（Mucor sp.）,并采用吸附法将混合菌固定在改性后蛭石上,研究了固定化混合菌对土壤中BaP的降解效果。结果表明：细菌中芽孢杆菌（Bacillus sp.,SB02）降解率最高,42 d对B[a]P的降解率为33.0%,降解速率也最快,1周可降解12.6%的BaP;真菌中毛霉（Mucor sp.,SF06）降解率最高,42 d对B[a]P的降解率为69.7%;以改性后蛭石为载体用吸附法制得的固定化混合菌,传质性能好,对BaP的降解率42 d可达95.32%,高于游离菌20个百分点。     

纳米Fe~0协同微生物对PCB77的降解研究

研究了纳米零价铁协同微生物降解水溶液中的PCB77。从污染土样中分离出一株多氯联苯（PCBs）降解菌,对其进行革兰氏染色形态观察,并用降解菌降解PCB77。结果表明：培养温度30℃、溶液pH 7.0、微生物接种量109 cfu·mL-1、PCB77初始质量浓度1.0 mg·L-1时,降解菌对PCB77的降解率为58.63%。纳米零价铁对PCB77的降解是一个还原脱氯过程,7 d时的降解率为82.99%。采用纳米零价铁/微生物联合体系降解水溶液中PCB77,降解率显著高于微生物和纳米零价铁单一体系,降解率可达93.30%。研究结果将为环境中PCBs残留提供了一种高效去除的方法,并为PCBs污染土壤的修复提供理论依据。     

一株菲降解菌的分离鉴定及其降解条件研究

以菲为研究对象,从克拉玛依稠油污染土壤中筛选到1株对菲具有较好降解效果的菌株JZ3-21。通过形态观察、生理生化指标及16S rDNA序列分析对该菌株进行了鉴定。该株菌的16S rDNA序列与Pseudomonas属的相似性达99%,结合分离菌株的形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列的分析结果,初步鉴定该菌株为恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida.）。对其降解条件进行了研究,结果表明：在40℃,pH 8.0,接种量为1.5%的条件下,菌株对初始质量浓度为100 mg.L-1的菲在64 h内的降解率高达94.2%。该菌对高质量浓度菲有较好的耐受性,其最高耐受质量浓度可达2 000 mg.L-1。     

The effects of a no. 2 fuel oil and two crude oils on the growth and photosynthesis of microalgae

Seawater, when equilibrated with a sample of No. 2 fuel oil, becomes toxic in varying degrees to growth of representative types of microalgae, two blue-greens, a diatom, two greens, and a dinoflagellate. For a sensitive organism such as Thalassiosira pseudonana, Strain 3H, 5 ml of seawater equilibrated with fuel oil (containing 15 mg/l of organics) in 20 ml of growth medium is lethal, or roughly in the range of 40 to 400 ppb if the toxic material(s) constitute 1 to 10% water also immediately stops photosynthesis in organism 3H. For other microalgae tested e.g. 580 (a green alga) and PR-6 (a blue-green alga), similar effects on growth and photosynthesis were found, but required higher concentrations of the oil-equilibrated seawater. Water solubles from Kuwait or Southern Louisiana crude oils (when the straight crude oil was equilibrated 1:8 with seawater) were not toxic; however, specific fractions obtained by distillation did show some water-soluble toxicity. Growth experimetns in open or closed growth systems revealed that most organisms were inhibited by varying amounts of these two crude oils when in direct contact with them. Organism 580 would not grow above 5 μl of Southern Louisiana/25 ml of medium, or 10 μl of Kuwait/25 ml of medium (oil in direct contact with algae). With both the seawater equilibrated with fuel oil and the crude oils, the toxic activity is mainly localized in medium and higher boiling fractions derived from distillation cuts from these materials.