港口海域石油烃降解菌的筛选及其降解专一性研究

发布时间：2017-06-18 11:11

  本文关键词：港口海域石油烃降解菌的筛选及其降解专一性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：石油烃是港口海域的主要环境污染物,对周围海域的生态健康存在潜在风险,因此,有必要对港口海域的石油污染采取有效的修复措施。本论文针对港口海域的石油烃污染问题,在对天津港海域海水和沉积物的石油污染现状进行调查基础上,从石油污染海水中筛选分离具有石油烃降解能力的细菌,研究了这些石油烃降解菌对石油烃的降解专一性特点,以期为微生物修复港口海域石油污染技术提供理论支持。论文的主要研究结果如下：通过对港口海域海水和沉积物中的石油烃污染进行调查研究,发现天津港港口海域海水中烷烃的浓度为24.44 μg/L,甲基取代芳烃的浓度为1.60 μg/L;沉积物样品在低潮时采自潮间带地区,其中低潮位、中潮位、高潮位沉积物中多环芳烃的浓度分别为154.07 ng/gdw、42.21 ng/gdw、33.11 ng/gdw,浓度水平高于周围非港口海域沉积物中多环芳烃的含量。利用逐级驯化培养的方法,对石油烃降解菌进行筛选分离,从天津港港口海域筛选出5株高效石油烃降解菌：CH1、CH2、CH3、CH4和CH5。经16S rDNA基因序列测定,与geneBank进行比对发现,五株分属于三个属：CH1为芽孢杆菌属(Bacillus sp. F67)、 CH2为弧菌属(Vibrio sp. BJGMM-B31), CH3为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、CH4为留萌弧菌(Vibrio rumoiensis)和CH5为海洋科拜特氏菌(Cobetia marina strain NIOT-Cu-22) 。分离到的菌株分别在含有不同烃类的无机盐培养基中进行液体培养,利用菌体生长过程中培养液的OD600值表征各菌株的生长状况,结果表明：在含菲的无机盐培养基中,菌株CH2和CH3生长受到抑制,菌株CH1、CH4和CH5生长没有明显被抑制,当菲浓度低于1 mg/L时生长状况相对较好,而当菲浓度高于5 mg/L时,菌株生长则显著受到抑制；在含有姥鲛烷、菲、荧蒽、苯并(α)芘混合烃的无机盐培养液中培养30 d,单菌CH1、CH2、CH3、 CH4和CH5以及以1：1：1：1：1比例混合的混合菌的生长情况好于不含有烃的对照组；混合菌在分别含有姥鲛烷、菲、荧蒽和苯并(α)芘的烃类无机盐培养液中生长30 d后,生长情况明显高于对照组。采用平板涂布法观察菌群结构变化,结果表明：在不含烃的对照组中菌株CH1数量占绝对优势,未见CH2和CH4菌落生长；在含有烃类的培养液中,五种菌株均有生长,其中在含有姥鲛烷的培养液中,菌株CH1和CH4数量很少,在含有菲的培养液中,菌株CH2和CH3数量较少,在含有荧蒽的培养液中,菌株CH5数量较多,在含有苯并(α)芘的培养液中菌株CH4和CH5较有优势,在混合烃培养液中,5株菌株数量相当,这可能是由于各种降解菌对不同烃的降解专一性不同,以及各菌株共同生长时相互间的拮抗作用导致。利用平板法对各降解菌株的降解专一性进行甄别,结果表明菌株CH1可降解正十九烷、姥鲛烷、菲、芘和苯并(α)芘；菌株CH2和CH3可降解正十九烷、荧蒽和芘；菌株CH4可降解姥鲛烷和苯并(α)芘；菌株CH5可降解正十九烷、菲、芘和苯并(α)芘。在单菌株对正十九烷的降解实验中,正十九烷20 d的挥发量(20 ug/L的浓度除外)约有97%-99%,菌株对其的降解效果为CH2CH1CH3CH5CH4,降解产物基本为醛、酮和酯类。通过液体培养实验研究了各降解菌株单一以及混合培养条件下,在含有姥鲛烷、菲、荧蒽、苯并(α)芘等混合烃类的无机盐培养液中培养30 d后对烃类的降解率,结果表明：单一和混合菌株对菲的降解率均高于60%,其中混合菌的降解率低于单一菌株的降解率；除菌株CH3对荧蒽的降解率为88%外,其他各菌株和混合菌对荧蒽几乎百分百降解；对苯并(α)芘的降解率在20%～70%间不等,其中菌株CH1、CH3以及混合菌对其的降解率偏低；对姥鲛烷的降解率在60%-95%间不等,其中CH4对其降解率最低。在混合菌对上述各单一烃类进行降解实验中,30d后菲、苯并(α)芘、姥鲛烷降解率分别为56.47%、8.95%和30.37%,这可能是因为混合菌株之间的协同或者拮抗作用,所以与单菌株的降解率有所不同。
【关键词】：港口海域 石油烃 细菌 16S rDNA 降解专一性
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X172;X55
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-10
• 1 前言10-23
• 1.1 港口海域石油污染概述10-16
• 1.1.1 石油和石油污染10-11
• 1.1.2 港口海域石油污染的来源和现状11-13
• 1.1.3 港口海域石油污染的危害13-16
• 1.2 港口海域石油污染的修复技术16-17
• 1.2.1 物理修复技术16
• 1.2.2 化学修复技术16-17
• 1.2.3 生物修复技术17
• 1.3 港口海域石油污染的微生物及其降解机理17-20
• 1.3.1 海洋环境中的微生物17-18
• 1.3.2 微生物降解石油烃的机理18-20
• 1.4 研究内容与意义20-22
• 1.4.1 研究内容20-21
• 1.4.2 研究意义21-22
• 1.5 本研究的创新点22-23
• 2 港口海域石油烃污染现状调查23-31
• 2.1 实验目的23
• 2.2 实验材料23
• 2.2.1 实验仪器23
• 2.2.2 实验药品与试剂23
• 2.3 实验方法23-26
• 2.3.1 海水中石油烃含量的测定23-24
• 2.3.2 沉积物中PAHs含量的测定24-25
• 2.3.3 多环芳烃的GC-MS分析方法25-26
• 2.4 结果与讨论26-30
• 2.4.1 海水中石油烃含量及组成26-28
• 2.4.2 沉积物中PAHs含量28-30
• 2.5 小结30-31
• 3 港口海域石油烃降解菌的驯化、分离与鉴定31-41
• 3.1 实验目的31
• 3.2 实验材料31-32
• 3.2.1 实验试剂31
• 3.2.2 实验仪器31-32
• 3.3 实验方法32-34
• 3.3.1 石油烃降解菌的驯化、分离与纯化32
• 3.3.2 菌株扫描电镜观察32-33
• 3.3.3 石油烃降解菌的16S rDNA的分子学鉴定33-34
• 3.4 结果与讨论34-40
• 3.4.1 石油烃降解菌群的驯化与分离34
• 3.4.2 扫描电镜观察结果34-35
• 3.4.3 分子学鉴定35-40
• 3.5 小结40-41
• 4 石油烃降解菌的降解专一性41-60
• 4.1 实验目的41
• 4.2 实验材料41
• 4.2.1 实验试剂41
• 4.2.2 实验仪器41
• 4.3 实验方法41-44
• 4.3.1 平板法甄别菌株降解专一性41-42
• 4.3.2 石油烃降解菌对柴油的的降解能力42
• 4.3.3 降解菌在不同培养液中的生长情况42-44
• 4.3.4 菌株对降解物的降解44
• 4.4 结果与讨论44-58
• 4.4.1 平板法甄别菌株降解专一性实验结果44-45
• 4.4.2 石油烃降解菌对柴油的降解45-47
• 4.4.3 降解菌在不同培养液中的生长情况47-48
• 4.4.4 降解菌在含有目标物的培养液中的生长情况48-51
• 4.4.5 石油烃培养液中的生长30d后的混合菌株组成51-52
• 4.4.6 降解菌对正十九烷的降解52-54
• 4.4.7 单菌株及混合菌株对混合烃类的降解效果54-55
• 4.4.8 混合菌株对单一烃类的降解效果55-56
• 4.4.9 正十九烷的降解产物56-58
• 4.5 小结58-60
• 5 结论与展望60-62
• 5.1 结论60-61
• 5.2 展望61-62
• 6 参考文献62-70
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况70-71
• 8 致谢71

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