细菌和微藻作用下石油—矿物颗粒团聚体的形成及特性研究

发布时间：2020-04-20 20:11

【摘要】：随着全球石油产品需求的增加和海洋石油运输量的加大,海上溢油事故频繁发生。溢油可与海洋中的矿物颗粒相互作用形成油-矿物颗粒聚集体OMA(Oil Mineral Aggregation)并发生沉降,继而影响溢油的环境行为。以往的研究中主要考察了不同物化因素对OMA的影响,对微生物作用下OMA的形成及其特性研究的较少。本论文通过模拟实验,分别研究了细菌、微藻及菌藻共同作用下OMA的形成及特性;通过对比分析菌及菌藻共同作用下OMA及水体中细菌群落结构的异同,探讨细菌、微藻在OMA形成中的作用。得出的主要结论如下:(1)与无菌条件相比,加入菌悬液后OMA形成速率加快,由12小时缩短为7小时;絮体尺寸变大,细菌作用下OMA最大尺寸为cm级,无菌条件下为μm级。无菌条件下OMA形态多为油滴状,而细菌作用下OMA形态可为:丝状、纤维状、网状和球状。(2)细菌作用下,随着菌悬液添加量的增大,形成的OMA沉降速率增大。水相石油烃含量由149mg/L逐渐减小至120mg/L,单位絮体的捕油量由0.40mg/mg增大到0.43mg/mg;TEP生成量也增大,面积由3.4×10~8μm~2增大到4.0×10~8μm~2。(3)高通量测序结果表明,细菌作用下,OMA中细菌的丰富度和多样性较水体中大。OMA和水中共观察到235个OTUs,其中70.64%为二者共有。在属水平上,OMA中的优势菌属为Maricaulis、Alcanivorax和Vibrio,水中优势菌属则为Vibrio、Alcanivorax和Thalassospira,共有的细菌属种中相对丰度较大的是Alcanivorax和Vibrio,两种菌属在促进OMA的形成方面发挥重要作用。(4)与细菌作用下相比,青岛大扁藻作用下OMA的形成速率更快,3小时即可形成。大扁藻中含内生菌时OMA最大尺寸达cm级;去除内生菌后形成OMA的最大尺寸达mm级。与除菌大扁藻相比,大扁藻中含内生菌时OMA的沉降速率更大,在第12天时达最大沉降速率6.13mm/s;水相石油烃含量由273mg/L降低为252mg/L;沉降OMA的捕油量由0.45mg/mg升高为0.55mg/mg;TEP生成量由2.4×10~8μm~2增大至5.0×10~8μm~2。(5)细菌与微藻共同作用下,OMA的形成时间较短,在3小时内即可形成。石油烃降解菌与除内生菌大扁藻混合条件下,形成的OMA长径可达2cm,OMA内裹挟的油滴较多,油滴尺寸较小;与石油烃降解菌和含内生菌大扁藻混合条件下相比,OMA沉降速率更快,OMA在第1天沉降速率为4.57mm/s,在第12天时,沉降速率为6.31mm/s,较第1天沉降速率增大38%。(6)与细菌或微藻单独存在相比,细菌与微藻混合后OMA絮体捕油量都明显偏高,存在内生菌和没有内生菌时分别为0.60mg/mg和0.65mg/mg;水相中石油烃含量更少,分别为171mg/L和140mg/L。在加入石油烃降解菌的情况下,不含内生菌的大扁藻比含内生菌条件下生成的TEP含量高。(7)高通量测序结果表明,菌藻同时存在时,水中细菌群落多样性更高,OMA中物种所占比例差异更大,两样品中共观察到207个OTUs,其中159个为两者共有,约占总OTUs的76.81%。OMA中的优势菌属为Chloroplast,Oceanicaulis和Terasakiellaceae;水体中优势菌则为Chloroplast、Terasakiellaceae和Alcanivorax。与细菌单独存在时相比,加入青岛大扁藻后OMA中Maricaulis、Alteromonas的丰度明显减少,Chloroplast、Phaeodactylibacter、Salinarimonas的丰度明显增大;水中Vibrio、Alcanivorax的丰度减少,Chloroplast、Terasakiellaceae的丰度明显增大。
【图文】：

细菌生长曲线,扁藻,鲁迅,细菌培养液

图 2-1 细菌生长曲图Fig.2-1 Bacterial growth curve前，测定细菌生长曲线，选取对数生长期后期的培养示，将培养至第 5 天的细菌培养液经 4000r/min 离心量生理盐水稀释，保证每次实验所加菌量相同。扁藻的培养与无菌藻体的获得大扁藻的培养藻所用海水取自青岛鲁迅公园附近海滨，经 0.45μm 滤，冷却后待用。配制营养液：采用 f/2 培养基[58-60]（见，培养温度 20±1℃，光照强度 1200lx，光暗周期 12h，避免大扁藻黏附于瓶壁。表 2-7 f/2 培液

青岛大扁藻

青岛理工大学工学硕士学位论文中的作用。由于大部分内生菌对微藻有牢固的黏附壁，普通的冲洗法无法获得无菌藻体。利用抗生本实验采用 3 种抗生素（新霉素、链霉素、卡那除菌[62]。扁藻的计数多种方式，，如镜检计数法、荧光激发检测、流式藻类的光学显微镜检计数是一种常用的细胞计数岛大扁藻进行计数。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X55

【参考文献】