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近年来,随着海洋资源的开发和利用,海洋受到了严重的污染,其中石油污染尤为突出。海上石油及其产品污染是最重要的生态学灾难性污染之一,海洋石油开采和管道化以及商船运输都是潜在的流动污染源。以微生物为主体的生物修复技术以其投入小、无二次污染的优势被视为最有前途的治理手段。但低水温、寡营养以及海水的冲刷等因素都会直接影响微生物降解石油的效率,加之石油组分的复杂性,使得海洋石油污染的生物修复技术较之其他的生物修复技术更为复杂。本研究针对海洋石油污染治理技术研究领域的难点,开展了石油降解菌的定向驯化、石油降解菌群的构建与优化以及石油降解菌(群)的固定化研究,为成功地运用生物修复技术治理海洋石油污染提供有力的技术支撑。主要研究结果如下: 1、从红树林湿地沉积物中,采用转接和非转接方法,在无柴油污染下、2%(V/V)柴油浓度下和5%(V/V)柴油浓度下驯化得到了6组土著石油降解菌群,采用气相色谱—质谱联用技术(Gas chromatograph-mass spectrometer,GC/MS)测定了6组土著石油降解菌群对柴油的降解率。结果显示,源于转接组的菌群对柴油的降解率为19%~32%,源于非转接组的菌群对柴油的降解率为24%~54%。以2%柴油浓度驯化得到的菌群对柴油的降解效果最好,降解率分别为32%和54%。 2、从红树林湿地沉积物中分离得到11株石油降解菌,GC/MS测定了各菌株对柴油的降解能力,结果表明:11株单菌对柴油均有一定的降解能力,两周后降解率为13%~44%。根据11株单菌的降解能力和降解谱构建了5组石油降解菌群,并测定了菌群在柴油为唯一碳源培养十周后对柴油的降解能力。结果表明,经过十周的培养,降解菌群对柴油的降解率达64%~73%。降解主要发生在培养的前两周,其降解率占总降解率的71%。 3、通过单因素实验探讨了影响降解菌群对柴油降解能力的因素。结果显示,初始pH、培养温度和初始柴油浓度能够明显影响石油降解菌群的降解能力,而初始盐度、摇床转速和初始接种量对石油的降解能力影响不大。结果表明在以下条件下对石油的降解率最高达71.8%:初始pH为7,培养温度为28℃,初始石油浓度为1%(V/V)。 4、以聚氨酯泡沫(Polyurethane foam,PUF)为载体材料对石油降解菌(群)进行固定化培养。采用平板计数法、荧光计数法和扫描电镜(Scanning electronmicroscope,SEM)评价PUF对降解单菌和菌群的固定化效果。结果显示 PUF在2h时对石油降解菌有较大的固定化密度(2.4×1010cells/g),3.5h时达到平衡(0.8×1010cells/g)。生物毒性测试表明PUF是一种安全无毒的固定化载体材料。PUF对石油的吸附效果表明PUF吸油速度很快,8h后每克泡沫可吸附0.2 g原油,且吸附效果稳定,保持在0.15g~0.25g之间。固定化菌群对柴油的最大降解率较之游离菌群提高了7%。上述结果表明PUF是一种理想的固定化载体材料,在海上石油污染的生物修复中具有良好的应用潜力。