石油烃降解菌降解性能、机理与应用研究

发布时间：2020-05-05 04:13

【摘要】：本文围绕Brevibacillus panacihumi W25和Gordonia alkanivorans W33两株高效石油烃降解菌，开展了两菌石油降解性能、机理及其在钻井岩屑处置中的应用研究，取得的主要结果为：采用W25和W33以及两株菌混合降解1%的原油，经过9天的降解，W25的降解率达到83.10%，W33的降解率达到91.73%，W25与W33的混合菌的降解率为96.42%，且W25和W33都有较广的降解谱和长链烷烃降解能力，应用潜力较大。以多环芳烃菲为唯一底物时发现，W25不具有明显的多环芳烃降解能力，W33在12天内对多环芳烃的降解率为16.85%；两株菌混合后12天内对多环芳烃的降解率达到20.13%，显示两菌混合具有协同降解效应。W25、W33以及混合菌降解含菲的原油试验中，多环芳烃菲的降解率有很大的提升，达到了87.65%；多环芳烃的加入对烷烃的降解影响不大。总之，以W25和W33两菌初步构建的混菌降解体系的降解效果好于单菌体系，证明了两菌的协同作用，说明所构建的混菌降解体系具有较好的应用潜力。对W33进行了全基因组测序分析，并对W25和W33的石油降解基因进行了较为全面的分析。通过对W25所注释的基因进行分析，确定了7个参与石油烃降解的基因；通过对W33进行注释基因分析，确定了9个石油烃降解基因，并利用实时荧光定量PCR（Q-PCR）方法对这9个基因进行了验证。结合W25和W33的降解特点，从分子水平上初步分析了两株菌降解石油中的直链烷烃、支链烷烃、多环芳烃的机理。为提高W25和W33实际应用能力，以获得最大生物量为目的，进行了摇瓶、5L发酵罐、20L发酵罐的扩大培养发酵条件优化，找到了提高两株菌发酵效率的最佳发酵条件，提升了发酵效率。为验证初步构建的W25和W33混菌降解体系在实际应用中的效果，以钻井岩屑为研究对象，通过实验室正交实验，考察了菌、肥料以及表面活性剂对堆肥结果的影响。结果显示，菌水平影响最大，其次是肥料。以实验室结果为指导，开展了中试规模的钻井岩屑生物堆肥处置实验，添加W25和W33菌剂，得到了较好的中试应用效果，73天的石油烃降解率达到了69.04%，而对照组的石油烃降解率仅为17.75%，证实两株菌具有很好的工业应用潜力。
【图文】：

微生物降解,石油烃,主要途径,石油成分

第一章文献综述运输过程。中长链烷烃难以被运输到胞内，但是被氧化成醇后这个过相对容易[88]。醇运输到胞内后经过醇脱氢酶、醛脱氢酶的连续脱氢，，脂肪酸通过 β 氧化进入三羧酸循环，最终被分解成 H2O 和 CO2或质。但石油成分复杂，不同菌种对不同底物的降解也不尽相同，，因此物微生物降解途径研究在很多方面仍有待深入。

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图 1-2 论文技术路线Figure 1-2 Technical route of this paper（1）以 Brevibacillus panacihumi W25 和 Gordonia alkanivorans W33 为研究对象，通过对两株菌的原油降解谱分析、多环芳烃降解分析及原油与多环芳烃的混合底物降解分析，详细研究两株菌的石油烃降解特性。（2）将 Brevibacillus panacihumi W25 和 Gordonia alkanivorans W33 两株菌混合，开展混合菌降解原油、多环芳烃及原油与多环芳烃混合底物的研究，验证株菌的协同关系。（3）为了了解 Brevibacillus panacihumi W25 和 Gordonia alkanivorans W33的降解机理，对 Gordonia alkanivorans W33 进行全基因组测序分析，并对 Brevibacillus panacihumi W25 和 Gordonia alkanivorans W33 的石油降解基因进行分析，利用 Q-PCR 方法对 Gordonia alkanivorans W33的石油降解基因进行实验验证，从基因水平开展两株菌降解石油的机
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X172

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