生物与化学分散剂对海洋石油降解微生物的影响

发布时间：2020-04-20 20:15

【摘要】：石油是当前社会发展的重要能源,但随着海上石油的开采和船运的迅速发展,海上的溢油事故频频发生,近岸海域也逐渐成为石油泄漏污染的高发区域。在处理海洋溢油污染中,投加化学分散剂是国内外应急处置和减轻污染的常用手段。分散剂能迅速乳化溢油使石油分散在水中,并促进微生物对石油的降解。然而,分散剂的使用一直受到争议,目前分散剂对石油降解微生物及其降解效率的整体效应知之甚少。此外,中国在分散剂对石油降解微生物的研究几乎空白。本研究针对我国三亚湾海域水体,进行石油污染模拟实验,采用Miseq高通量测序技术、荧光定量PCR、气相色谱质谱仪GC-MS,和基于14C标记的十六烷和萘的放射性同位素示踪技术,探究了生物表面活性剂-鼠李糖脂(Rhamnolipid)、中国海洋局核准的捷菲特化学分散剂(JFT)、欧美国家的化学分散剂Slickgone NS和Corexit 9500对石油降解速率及石油降解微生物的影响,具体结果如下:1.三亚海域原位的石油降解菌群Neptuniibacter、Planctomyces、Thalassobius C1-B045是其主导的天然石油降解菌。2.JFT对石油烃组分(总烷烃和总多环芳烃)的降解有促进作用,基于~3H-亮氨酸和~(14)C-十六烷烃/萘的放射性同位素示踪技术研究发现JFT的添加促进了总微生物的活性和石油降解微生物的活性。从微生物群落结构的变化来看,加入JFT后,Oleiphilus、Oleibacter、Planctomyces、Pseudohongiella、Marinobacter、Formosa、C1-B045作为优势菌群促进石油烃降解。JFT对石油烃降解相关的功能基因alkB基因拷贝数显著增加(P0.05),而对phnAc基因的丰度无显著作用。3.Slickgone NS对石油组分的降解没有显著作用,基于放射性同位素示踪法研究表明Slickgone NS显著促进了总微生物的活性,而对石油降解微生物的活性无显著促进作用。加入Slickgone NS后,Neptuniibacter、Spongiibacter、Thalassobius、Arcobacter、Planctomyces、C1-B045为主导的石油降解菌群。Slickgone NS的加入降低了alkB基因的拷贝数,对phnAc(烷烃羧化酶)基因拷贝数无显著影响。4.鼠李糖脂与Corexit 9500对石油降解过程的影响比较研究发现,鼠李糖脂显著促进了石油烃组分的降解,而Corexit 9500抑制了石油烃的降解。放射性同位素示踪法研究发现,鼠李糖脂促进了石油降解菌的活性,而Corexit 9500抑制了石油降解菌的活性。加入鼠李糖脂的处理中,Pseudomonas、Formosa、Alcanivorax和Pseudohongiella作为优势石油降解菌群。而加入Corexit 9500的处理中,Neptuniibacter、Planctomyces、Pseudohongiella和C1-B045主导石油降解菌。鼠李糖脂显著提高了alkB基因的丰度,而Corexit 9500则对alkB基因丰度没有显著影响。5.添加营养盐显著促进了海洋总微生物和石油降解微生物的代谢活性,且显著促进总微生物和alkB基因的丰度(P0.05)。综上,研究表明JFT和生物表面活性剂促进了三亚湾海水中石油烃的降解过程,Corexit 9500抑制了石油烃的降解,而Slickgone NS对石油组分的降解速率无显著作用。从石油降解微生物的角度来看,JFT和鼠李糖脂促进了石油降解微生物的代谢活性,Slickgone NS和Corexit 9500抑制了石油降解菌的活性。添加鼠李糖脂和化学分散剂的不同处理中,海水中的主导石油降解菌有显著差异。该研究结果将有助于加深了解生物表面活性剂和各类分散剂对海洋微生物生态功能的环境效应,也为溢油事故中分散剂的使用提供科学理论依据,具有重要的生态价值和现实指导意义。
【图文】：

海上石油污染来源（来自webpageofWoodsHoleOceanographicInstitution网站）

生物与化学分散剂对海洋石油降解微生物的影响

海洋石油污染在海洋中的迁移转化
【学位授予单位】：西华师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X55;X172

【参考文献】