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产表面活性剂石油降解菌的选育及对陕北石油污染土壤生物修复的试验研究

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目录

文摘

英文文摘

声明

引言

1本论文的研究背景

2本论文的研究目的及意义

3本论文研究的主要内容及实验设计

第一章文献综述

1.1陕北地区石油污染土壤概况

1.1.1 陕北石油开发与环境污染状况

1.1.2石油污染土壤的概念

1.1.3石油污染土壤的产生途径

1.1.4石油污染土壤的危害

1.2国内外石油污染土壤的治理方法

1.2.1物理修复技术

1.2.2化学修复技术

1.2.3生物修复技术

1.2.4微生物修复石油污染土壤的研究进展

1.3微生物降解石油烃的机理

1.3.1烷烃的微生物降解

1.3.2环烷烃的微生物降解

1.3.3芳香烃的微生物降解

1.4生物表面活性剂在微生物降解石油烃中的作用

1.4.1 生物表面活性剂的概念及分类

1.4.2微生物表面活性剂的特点

1.4.3生物表面活性剂对微生物降解石油烃的增效作用及机制

1.4.4微生物表面活性剂在石油污染修复中的应用

1.4.5微生物表面活性剂用于石油污染土壤修复中存在的问题与展望

第二章 高产表面活性剂石油降解菌的筛选鉴定及He-Ne激光诱变

引言

2.1材料与方法

2.1.1 材料

2.1.2实验方法

2.2结果与分析

2.2.1菌种的富集与分离

2.2.2菌种的初筛

2.2.3菌种的复筛

2.2.4菌种的柴油降解性能

2.2.5菌株的鉴定

2.2.6表面活性剂成分的初步分析

2.2.7 He-Ne激光诱变对菌种LX-6的致死作用

2.2.8正突变菌株初筛结果

2.2.9菌株复筛结果

2.2.10复筛菌株遗传稳定性考察结果

2.3结果与讨论

第三章菌株LX-6'(7)利用和降解石油的相关性能研究

引言

3.1材料与方法

3.1.1 实验材料

3.1.2 实验方法

3.2结果与分析

3.2.1 菌株产表面活性剂与菌体生长之间的关系

3.2.2表面活性剂的分析

3.2.3表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)

3.2.4菌株LX-6'(7)产出的表面活性剂表面活性的耐受性

3.2.5菌株LX-6'(7)产出的表面活性剂稳定性

3.2.6环境因素对菌株LX-6'(7)生长的影响

3.2.7菌株LX-6'(7)对石油烃不同组分的利用性

3.3结果与讨论

第四章菌株LX-6'(7)对陕北石油污染土壤的室内模拟生物修复试验

引言

4.1材料与方法

4.1.1 材料

4.1.2实验方法

4.2结果与分析

4.2.1 不同接菌量时土壤中的TPH降解效果

4.2.2微生物的生长曲线与TPH降解行为研究

4.2.3 菌种产出的表面活性剂性能与TPH降解行为研究

4.2.4菌株脱氢酶活性与TPH降解行为研究

4.2.5石油烃类物质的组分降解效果分析

4.3结果与讨论

全文总结

(一)研究结论

(二)研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢

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摘要

随着石油工业的发展,陕北地区土壤遭到了石油烃类物质广泛且严重的污染,这对当地的土壤生态环境、居民生产生活及健康、经济的可持续发展都造成了严重危害。微生物修复技术以其经济、高效、安全、无二次污染等优点,已成为治理石油污染土壤的一项重要、有效的技术手段。微生物表面活性剂能有效的提高石油烃的生物可利用性,从而大大促进微生物对石油烃的降解效率,而且比化学合成的表面活性剂更高效、具有更多优点,因此将其用于强化石油污染土壤的生物修复越来越受到国内外广泛的关注与青睐。
   本文是为“陕北地区石油烃类物质严重污染土壤微生物修复的研究及应用”这一课题而进行的前期实验室研究。围绕如何实施并提高石油污染土壤原位生物修复的效率这条主线,本论文的研究重点是:选育出能产表面活性剂的优良石油降解菌种,以扩大研究及应用的菌种资源、欲利用菌株同时具有的两种高效性能提高对石油烃的降解效率;考察筛选得到的菌株与石油烃的利用及降解相关的性能;并用该菌对陕北地区石油污染土壤进行室内模拟微生物修复试验,以期为陕北石油污染土壤的生物修复奠定基础、提供菌株资料及理论依据,旨在探索一条高效、环保、经济且可持续的陕北石油污染土壤的微生物修复途径。
   从陕北长庆油田井场周围长期被石油污染的土壤中,通过富集培养、分离及对产表面活性剂和柴油降解性能的测定,最终筛选出一株高产表面活性剂的石油降解菌株LX-6,依据其形态学特征和生理生化特性初步鉴定其归属于假单胞菌属(Pseudomonassp.)。用He-Ne激光对菌株LX-6进行诱变育种,经筛选得到一株理想的正突变株LX-6'(7),通过检测,其柴油降解率从原先的78.2%提高到84.7%,乳化层体积达5.07mL,排油圈为9.1cm,能使离心后的发酵上清液的表面张力降低到32.6mN/m,各项性能均比原始菌株有所提高,且该突变株具有遗传稳定性。
   采用萃取、柱层析、薄层层析、红外(FT-IR)光谱分析、高效液相色谱(HPLC)检测、CMC测定等实验对菌株LX-6'(7)产出的生物表面活性剂进行提纯称量及考察研究。研究结果为:提纯品呈黄色粉状晶体,产量为0.92 g/L,被鉴定为糖脂类、阴离子型表面活性剂,含鼠李糖和葡萄糖两种单糖成分,其CMC为50mg/L,具有较强的耐高温、耐酸碱、耐盐的能力,且乳化性能的稳定性良好。检测该菌在不同温度、pH和盐度下的生长情况,结果表明其对温度、PH和盐度具有较强的耐受性,适应性较好,能够应用的环境范围广。对菌株烃组分的利用种类进行初步考察,结果为该菌能利用、降解直链烃和芳香烃,但不能利用和降解环烷烃。
   利用菌株LX-6'(7)对陕北地区石油污染土壤样品进行为期60天的生物修复室内试验,定期测定试验期间的微生物生长量、土壤脱氢酶活性、表面张力、TPH降解率,并用气相色谱-质谱联用仪GC-MS对石油烃组分的降解效果进行详细的定性定量分析。综合各项检测结果,该试验效果理想,试验土壤中的TPH降解率最大达到82.6%,尤其对石油烃中的C16-C24、C24-C28和>C28组分有较高的降解效果。菌株LX-6'(7)显示出在陕北土壤环境条件下强大的生物修复潜力。

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