石油污染土壤中微生物对温度变化的响应研究

发布时间：2017-11-29 03:22

  本文关键词：石油污染土壤中微生物对温度变化的响应研究

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【摘要】：随着经济社会发展对石油的需求越来越大,石油开采运输过程中的泄露造成了地下水土环境的严重污染。在中国东北地区,季节性冻土正面临着严重的石油污染问题。而土壤微生物可以降解石油污染物,以维持土壤生态系统的能量流动和物质循环,石油污染和冻融环境也会抑制部分土壤微生物的生长繁殖,影响微生物分解石油污染物的能力。本文选择位于季节性冻土区大庆废弃采油厂的石油污染土壤,在该研究区呈三角形布点,取深为150 cm的柱状土壤样品A、B、Y,分析污染土壤的理化性质、石油烃含量,利用高通量测序以及定量PCR技术来研究微生物群落结构组成和多样性,同时进行升降温培养试验,以研究污染土壤中的微生物群落结构及多样性的变化与石油烃之间的关系。得到以下主要结论:1)该研究区土壤环境呈碱性,其中石油烃含量高的位点含水率相对较低;VOCs的种类及含量与石油烃含量成正比;土壤中的八大离子浓度变化复杂;2)该研究区的微生物群落多样性较高,优势种群是变形细菌门(Proteobacteria,55.36%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,10.80%)、放线菌门(Actinobacteria,6.92%)、酸杆菌门(Acidobacteria,6.35%)、绿弯菌门(Chloroflexi,5.43%);在石油烃含量高以及土壤深度大的土壤层中,微生物多样性减少,某些单个物种的丰度增加,优势种群组成单一且突出;3)通过室内升降温培养试验发现,随着温度的升高,土壤中的产甲烷菌和甲烷氧化菌的丰度会升高,使土壤中释放出更多的CH4和CO2,而土壤中石油烃含量的增加也会导致产甲烷菌和甲烷氧化菌的丰度变大,从而加剧土壤释放CH4和CO2的能力。通过功能基因(mcrA,pmoA)与微生物物种的相关性分析,我们发现了产甲烷菌的功能基因mcrA主要来源于广古菌门(Euryarchaeota)的Methanomicrobia纲D-C06,甲烷氧化菌的功能基因pmoA主要来源于变形菌门(Proteobacteria)γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)着色菌目(Chromatiales)的Halothiobacillaceae中和δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)的Myxococcales目Polyangiaceae科。本论文研究中,虽然这些土壤取自于同一样地,彼此之间只相差数米,可能也具有相同的物理化学性质,但是在这些土壤中,基因应对温度、深度及石油烃含量变化的响应机制依然有细微差别,因此,可以说明冻土微生物群落应对土壤温度变化、土壤层深度和石油烃污染程度时做出的快速且动态的响应,为石油污染冻土土壤的微生物修复提供借鉴。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;X172

【参考文献】

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本文编号：1236040