黃磊，趙婷婷，賀赟，劉一琳，劉暢，靳大耀，賈曉強(qiáng)

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兩株綠膿桿菌對(duì)石油污染土壤的修復(fù)作用

黃磊，趙婷婷，賀赟，劉一琳，劉暢，靳大耀，賈曉強(qiáng)

天津大學(xué)化工學(xué)院生物工程系系統(tǒng)生物工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072

黃磊, 趙婷婷, 賀赟, 等. 兩株綠膿桿菌對(duì)石油污染土壤的修復(fù)作用. 生物工程學(xué)報(bào), 2017, 33(6): 957–967.Huang L, Zhao TT, He Y, et al. Bioremediation of oil-contaminated field by two Pseudomonas aeruginosa strains. Chin J Biotech, 2017, 33(6): 957–967.

本文旨在研究環(huán)境條件下微生物對(duì)石油污染土壤的修復(fù)情況。從礦井周邊土樣定向篩選出兩株綠膿桿菌，搖瓶降解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，兩菌混合培養(yǎng)10 d原油降解率達(dá)到95.67%，比單菌培養(yǎng)提高至少32%，即兩菌對(duì)原油降解具有協(xié)同作用。根據(jù)降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果制備了混合修復(fù)菌劑，并且人工構(gòu)建石油污染場(chǎng)地，展開(kāi)中試場(chǎng)地修復(fù)試驗(yàn)，模擬不同的操作條件下土壤中原油的降解情況。經(jīng)60 d修復(fù)發(fā)現(xiàn)，添加了菌劑的場(chǎng)地，石油烴含量下降趨勢(shì)明顯，每克土壤中石油烴含量從初始的0.8%降至0.1%–0.3%，其中額外添加有機(jī)肥作為補(bǔ)充碳氮源的場(chǎng)地，總石油烴降解率最高，達(dá)到85.28%。而未添加菌劑的對(duì)照組石油烴含量?jī)H減少25.85%。

石油污染，生物修復(fù)，混合菌劑，協(xié)同作用，場(chǎng)地試驗(yàn)

近年來(lái)，隨著社會(huì)的高速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，石油產(chǎn)品逐漸成為能源工業(yè)的主要原料，且人們對(duì)于石油產(chǎn)品的需求也越來(lái)越高。以我國(guó)為例，2012年全年石油消耗量為4.7億t，2015年增長(zhǎng)到5.43億t，2016年石油消耗量更是達(dá)到5.56億t，預(yù)計(jì)2017年石油全年消耗量將高達(dá)5.8億t。隨著石油的大量開(kāi)采利用，且受到工藝和技術(shù)水平的限制以及突發(fā)事故的影響，不可避免地導(dǎo)致大量的石油以及含油的廢渣廢水進(jìn)入到環(huán)境中，造成嚴(yán)重的環(huán)境危害，影響生態(tài)平衡[1-3]。

石油污染的修復(fù)技術(shù)有很多，如化學(xué)修復(fù)、物理修復(fù)、生物修復(fù)等。其中生物修復(fù)是指利用生物特別是微生物來(lái)催化降解環(huán)境污染物，減小或最終消除環(huán)境污染的受控或自發(fā)過(guò)程，是在微生物降解基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興環(huán)保技術(shù)[4-7]。由于生物修復(fù)具有投資小、操作簡(jiǎn)單、不易產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，已成為一種經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益俱佳的修復(fù)石油污染土壤或水體的有效手段[8]。

1 材料與方法

1.1 石油烴降解菌篩選及優(yōu)化

1.1.1 菌株篩選

從天津?yàn)I海新區(qū)大港油田，采集礦井周?chē)忻黠@溢油的土壤，采樣點(diǎn)6處，土樣總重約100 g，用封口袋封裝留存。將土樣加入含有以0.5%原油為單一碳源的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，30 ℃、220 r/min條件下馴化培養(yǎng)；1周后，可見(jiàn)搖瓶?jī)?nèi)原油有明顯降解。棄上清液，加入經(jīng)高溫滅菌含1%原油的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基100 mL，繼續(xù)在30 ℃、220 r/min下250 mL搖瓶培養(yǎng)，重復(fù) 2–3次。稀釋、倒平板、涂板、劃線、恒溫培養(yǎng)后挑取單菌落，4 ℃保藏[9]。

所用培養(yǎng)基配方：Tryptic Soy Broth (TSB)培養(yǎng)基，蛋白胨17 g；大豆蛋白3 g；NaCl 5 g；葡萄糖2.5 g；K2HPO42.5 g，加入1 L去離子水制成液體培養(yǎng)基。無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基(Minimal medium, MM)，NH4NO31 g；NaCl 1 g；KH2PO41 g；K2HPO41 g；MgSO4·7H2O 0.2 g；CaCl20.02 g；FeCl3(或FeSO4)：0.05 g，加入1 L去離子水制成液體培養(yǎng)基。向100 mL MM培養(yǎng)液中加1 g原油即原油降解培養(yǎng)基。液體培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的瓊脂即可制得固體培養(yǎng)基。

1.1.2 協(xié)同降油能力實(shí)驗(yàn)

在100 mL MM液體培養(yǎng)基中添加1% (/)的初始原油 (1 g)，分為3組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)的接種量均為1 mL。即第1組單獨(dú)添加 6.32×10–2mg/mL的實(shí)驗(yàn)室篩得，命名為綠膿桿菌SA1 (SA1) 種子液1 mL，第2組添加細(xì)胞濃度為6.32×10–2mg/mL 實(shí)驗(yàn)室篩得，命名為綠膿桿菌WB2 (WB2) 種子液1 mL，第3組為混菌體系 (綠膿桿菌SA1/綠膿桿菌WB2)，細(xì)胞濃度均為6.32×10–2mg/mL種子液1 mL。在30 ℃、200 r/min的條件下培養(yǎng)10 d之后，測(cè)量各組的原油降解率[10]。

1.2 菌劑制備

根據(jù)搖瓶降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取綠膿桿菌SA1/綠膿桿菌WB2兩菌組合制備混合菌劑。具體方法是首先分別將單菌SA1和WB2在100 mL的TSB培養(yǎng)基中活化48 h，再將種子液濃縮至40 mL加入160 mL無(wú)菌水混勻，然后倒入 200 mL/瓶121 ℃的滅菌20 min的固態(tài)培養(yǎng)基中混勻，30 ℃培養(yǎng)若干天，分別得到菌種SA1、WB2單一菌劑。將2種單一菌劑分別用草炭稀釋到相同的細(xì)菌數(shù)量級(jí) (107CFU/g)，再等質(zhì)量混勻即制得混合菌劑。其中固態(tài)培養(yǎng)基的配方為麩皮、草炭、蒸餾水，質(zhì)量比為1∶1∶1。

1.3 場(chǎng)地試驗(yàn)

在天津?yàn)I海某地選取總面積約40 m2場(chǎng)地，分為3組依次編號(hào)，展開(kāi)溢油修復(fù)試驗(yàn)。場(chǎng)地填充礫石、砂、粉砂、粘土 (百分比為：礫石(G)0.00；砂(S)8.78；粉砂(T)50.3；粘土(Y)40.90)作為基 質(zhì)[11]。為模擬原油污染岸線，分別量取7.0 kg原油放入塑料容器中，再加入7.0 L柴油，快速攪拌至原油均勻分散后噴灑到各長(zhǎng)為4.5 m、寬為3 m的修復(fù)場(chǎng)地，至每克土壤含油率為0.8% (/) 左右，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(GB15618-2008)，此時(shí)土壤屬于嚴(yán)重污染類(lèi)型。本實(shí)驗(yàn)為雙因素單水 平[30]：控制因素為是否添加混合石油烴降解菌劑及有機(jī)肥 (表1)。其中，l號(hào)場(chǎng)地為對(duì)照組，需向其中添加水溶性肥料 (NH4NO32.0 kg；KH2PO40.4 kg)，混勻后鋪撒；其余兩個(gè)場(chǎng)地為實(shí)驗(yàn)組，依次編號(hào)為2、3，與1號(hào)相比需額外添加1.0 kg的混合菌劑，混勻后鋪撒；此外， 3號(hào)需均勻鋪撒2.0 kg的有機(jī)肥，未分解的中間產(chǎn)物和無(wú)機(jī)酸根可作為微生物降解石油烴的電子受體[12]。并且每個(gè)場(chǎng)地分別插入溫度電極，實(shí)時(shí)記錄溫度變化情況。

1.4 樣品采集與測(cè)試

1.4.1 采樣方法

為使所獲得的樣品具有代表性，在每一實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地間隔均等距離選取3個(gè)樣點(diǎn)，編號(hào)A、B、C。用柱狀采樣器分別采集直徑為5 cm、厚度為5 cm的柱狀樣，混勻后均分成4部分，每周取樣1次，用于各個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)。

1.4.2 細(xì)菌計(jì)數(shù)方法

采用細(xì)菌瓶法測(cè)試。即用分析天平稱取10 g樣品加入到裝有100 mL滅菌的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基的250 mL三角瓶中，振蕩15 min，靜置5 min，得到10–2濃度的稀釋菌液，然后將稀釋菌液用無(wú)菌注射器逐級(jí)注入試劑瓶中 (每次注射量1 mL)，稀釋后進(jìn)行培養(yǎng)，直到最后一個(gè)細(xì)菌瓶無(wú)菌生長(zhǎng)為止，根據(jù)生長(zhǎng)指示和稀釋倍數(shù)計(jì)算出細(xì)菌的數(shù)目。其中以細(xì)菌瓶?jī)?nèi)培養(yǎng)液變渾濁并出現(xiàn)乳化現(xiàn)象、顏色由紅變黃為生長(zhǎng)指示，37 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)5 d后，按MPN法進(jìn)行計(jì)數(shù)[13]。

表1 各場(chǎng)地 (4.5 m×3 m) 的投料情況

1.4.3 土樣石油烴含量測(cè)試

使用氣相色譜工作站對(duì)樣品中石油烴含量進(jìn)行分析，具體做法是首先取10 g烘干的土樣置于小燒杯中，加入適量的正己烷進(jìn)行多次萃取，萃取液轉(zhuǎn)移至干凈的燒杯中，然后在通風(fēng)櫥放置一段時(shí)間，待正己烷揮發(fā)后，燒杯中殘留的即為土樣中所含的石油烴，然后方可進(jìn)行色譜測(cè)試[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 石油烴降解菌鑒定

實(shí)驗(yàn)篩選得到兩株具有降解石油能力的菌株分別命名為SA1 (菌種保藏編號(hào)：CGMCC No.12142)、WB2 (菌種保藏編號(hào)：CGMCC No.12141)，提取基因組，16S rDNA PCR擴(kuò)增得到相關(guān)序列，通過(guò)鄰接法分別構(gòu)建了菌株和同源性較高的菌株的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)[5,14-15]。由圖1A可知，和菌株SA1同源性最高的都屬于綠膿桿菌，同源性達(dá)到99%，由B圖可知，和菌株WB2同源性最高的也都屬于綠膿桿菌，同源性達(dá)到99%。

結(jié)合形態(tài)鑒定并根據(jù)16S rRNA序列，鑒定菌株SA1為綠膿桿菌，菌株WB2為綠膿桿菌。

同時(shí)對(duì)分離得到兩株菌在TSB培養(yǎng)基下的生長(zhǎng)特性進(jìn)行了研究，如圖2、圖3所示。圖2表示菌株SA1在TSB培養(yǎng)基下的生長(zhǎng)特性，其中A、B、C、D依次表示溫度曲線、pH曲線、鹽濃度曲線及最適條件下菌株生長(zhǎng)曲線。從圖中可知，菌株SA1生長(zhǎng)的最適溫度、酸堿度和鹽濃度依次為28 ℃、pH 7和0.5% NaCl。并且，在最適條件下SA1 35 h生長(zhǎng)曲線到達(dá)穩(wěn)定期。圖3表示菌株WB2在TSB培養(yǎng)基下的生長(zhǎng)特性，由圖可知WB2生長(zhǎng)的最適溫度、酸堿度和鹽濃度依次為35 ℃、pH 7和2% NaCl，且在最適條件下18 h生長(zhǎng)曲線到達(dá)穩(wěn)定期。

圖1 菌株SA1和WB2 16S rRNA基因序列系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)

2.2 協(xié)同降油實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中添加1% (/) 的初始原油 (1 g)，分為3組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)的接種量均為1 mL。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩菌混合10 d原油幾乎完全降解，氣相色譜檢測(cè)降解率達(dá)到95.67%，比活力為1.51×103mg/mg，即每毫克菌體降解1.51×103mg原油。并且肉眼可見(jiàn)培養(yǎng)基中產(chǎn)生大量氣泡。然而，單菌培養(yǎng)情況下，WB2原油降解率65.34%，比活力為1.03×103mg/mg。SA1原油降解率僅為26.71%，比活力為4.2×102mg/mg。各體系對(duì)原油的降解能力如圖4所示。針對(duì)混合實(shí)驗(yàn)組展開(kāi)進(jìn)一步研究：將實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的培養(yǎng)基取樣離心、細(xì)胞重新懸浮，加入到0.5%體積比的原油培養(yǎng)基中進(jìn)行降解發(fā)現(xiàn)只有少部分的石油烴被降解，降解效率與單菌SA1相當(dāng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于混合菌群。然后，在細(xì)胞懸液之中分別重新加入WB2、SA1發(fā)現(xiàn)，加入SA1的菌群對(duì)原油降解能力沒(méi)有明顯變化，然而加入WB2的混合菌群重新獲得了降解石油污染物的能力并且降解過(guò)程中隨著生物表面活性劑的產(chǎn)生而出現(xiàn)大量氣泡。這說(shuō)明在上步實(shí)驗(yàn)的最后，能有效降解石油污染物的菌株WB2在培養(yǎng)體系中含量很少，而存活的細(xì)胞主要是SA1，并且菌株SA1生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生大量表面活性劑。

圖3 菌株WB2生長(zhǎng)特性

圖4 各體系對(duì)原油的降解能力

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果及文獻(xiàn)考察，推斷協(xié)同降解機(jī)理可能為：菌株SA1生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生大量表面活性劑，這些表面活性物質(zhì)降低了培養(yǎng)體系中的表面張力，使細(xì)胞與底物的接觸變得容易，降解酶活性增強(qiáng)，促進(jìn)WB2對(duì)原油的降解以及菌株WB2的進(jìn)一步生長(zhǎng)[16-17]，即菌株SA1和WB2對(duì)原油降解具有協(xié)同作用[18-20]。

2.3 場(chǎng)地試驗(yàn)結(jié)果分析

2.3.1 溫度變化

溫度是決定微生物種群和數(shù)量的重要環(huán)境因子，對(duì)于好氧菌來(lái)說(shuō)最佳的石油降解溫度一般認(rèn)為在15–30 ℃之間[13]。試驗(yàn)過(guò)程中，各試驗(yàn)池基質(zhì)的表層溫度隨時(shí)間的變化基本一致，這主要是由現(xiàn)場(chǎng)氣溫所決定。由于中試時(shí)間選在7、8月份進(jìn)行，在整個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)，3個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)地的溫度均隨著環(huán)境溫度的變化而波動(dòng)，溫度大致維持在30 ℃上下浮動(dòng)，處于好養(yǎng)石油烴降解菌適宜生長(zhǎng)的溫度范圍內(nèi) (如圖5是每天上午10時(shí)記錄值)。

2.3.2 含水率的變化

環(huán)境介質(zhì)中的水分條件是影響微生物活性的重要因素之一，適宜的水分環(huán)境能夠促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)，反之，對(duì)微生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用[21-22]。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每周取樣1次，采用烘干法測(cè)試每個(gè)樣品的含水率，從而估計(jì)試驗(yàn)過(guò)程中菌體生長(zhǎng)的水分環(huán)境。試驗(yàn)過(guò)程中各場(chǎng)地的土壤含水率在15%–30%之間浮動(dòng) (圖6)，能夠保證石油烴降解菌正常的生長(zhǎng)繁殖。

圖5 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溫度變化情況 (上午10時(shí))

2.3.3 pH值的變化

環(huán)境介質(zhì)的pH是影響微生物活性的重要因素之一[23]。一般認(rèn)為，環(huán)境中好氧石油烴降解菌的適宜pH范圍為6.5–9.0[13]，但石油烴降解菌的活性也會(huì)影響基質(zhì)中的pH，這主要是由于微生物在好氧代謝石油烴污染物過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生較多的長(zhǎng)鏈或短鏈的有機(jī)酸等中間產(chǎn)物，并最終氧化成CO2，這都可能導(dǎo)致基質(zhì)pH的降低[6, 24-25]。這表明，基質(zhì)pH的高低，也可以從側(cè)面反映微生物的活性。在60 d的修復(fù)時(shí)間內(nèi)，各試驗(yàn)場(chǎng)地的pH波動(dòng)不大，基本保持在6.70–7.35之間，圖7可知試驗(yàn)2、3土樣pH值略低于試驗(yàn)1。

2.3.4 石油烴降解菌菌數(shù)的變化

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中3塊場(chǎng)地土壤初始石油烴降解菌密度約為100個(gè)/g (圖8)，隨著原油的添加，3個(gè)場(chǎng)地石油烴降解菌菌數(shù)均增加，其中相較于2、3號(hào)場(chǎng)地，1號(hào)在額外補(bǔ)充碳源氮源的情況下僅有少量土著菌能利用原油緩慢生長(zhǎng)，石油降解菌菌數(shù)增加較為緩慢，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中達(dá)到的最高值僅為2.5×103個(gè)/g；2號(hào)、3號(hào)場(chǎng)地實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每克土樣中菌數(shù)增加明顯，菌密度能夠維持在5×104個(gè)/g，且由于添加了額外的有機(jī)肥，3號(hào)場(chǎng)地增加的幅度要高于2號(hào)。

圖6 場(chǎng)地水分條件變化情況

圖7 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中基質(zhì)pH的變化情況

圖8 石油烴降解菌密度變化

2.3.5 總石油烴含量的變化

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于原油的添加，石油烴降解菌的生長(zhǎng)，各場(chǎng)地每克土壤中石油烴的含量均呈下降趨勢(shì)，其中試驗(yàn)1未添加外來(lái)菌劑，但由于土著石油烴降解菌的生長(zhǎng)利用原油，導(dǎo)致石油烴含量緩慢降低，每克土壤的含油率由最初的0.8% (/) 左右降至0.6% (/) 左右，降解率將近30%；而試驗(yàn)2、3由于添加了高效石油烴降解菌劑，石油烴含量下降趨勢(shì)明顯快于試驗(yàn)1，且60 d后總石油烴降解率分別達(dá)到63.9%、85.2%。

隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，3塊場(chǎng)地的總石油烴含量均出現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中相比于試驗(yàn)1，試驗(yàn)2、3場(chǎng)地土壤中總石油烴含量下降的趨勢(shì)更為明顯 (圖9)；經(jīng)土壤中微生物的生長(zhǎng)代謝作用，相較于試驗(yàn)1，添加外源菌劑的試驗(yàn)2、3土壤中總石油烴降解率明顯要高一些 (圖10)。與初始土樣相比試驗(yàn)2、3土樣色譜圖峰的個(gè)數(shù)減少及峰值明顯減小 (圖11)，這意味著隨著試驗(yàn)的進(jìn)行大多數(shù)石油烴組分被降解。此時(shí)試驗(yàn)3 土壤多環(huán)芳烴總量<10 mg/kg，達(dá)到農(nóng)業(yè)用地 標(biāo)準(zhǔn)[30]。

圖9 各個(gè)場(chǎng)地樣品石油烴含量的變化

圖10 不同試驗(yàn)場(chǎng)地第60天的總石油烴降解率

圖11 初始與60d后土樣氣相色譜圖

3 討論

生物修復(fù)技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益俱佳的治理石油污染土壤或水體的有效手段[4-5,22,26]。本文從礦井周?chē)缬臀廴就翗又泻Y得兩株石油烴降解菌，分別命名為WB2及SA1，保藏編號(hào)為CGMCC No.12141、CGMCC No.12142。根據(jù)16S rDNA序列與Ezbiocloud數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)序列比對(duì)結(jié)果可知，兩株均屬于綠膿桿菌。通過(guò)搖瓶降解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將兩株菌混合后原油的降解能力達(dá)到95.67%，比單菌降解提高了至少32%，這表明兩株菌具有協(xié)同降油能力。

為了進(jìn)一步模擬環(huán)境條件下微生物對(duì)石油污染土壤的修復(fù)情況，我們?cè)跒I海某地人工構(gòu)建了石油污染場(chǎng)地，并且根據(jù)協(xié)同實(shí)驗(yàn)結(jié)果制備了混合修復(fù)菌劑，展開(kāi)中試場(chǎng)地現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，模擬不同的操作條件下土壤中原油的降解情況，修復(fù)60 d后發(fā)現(xiàn)，由于土著微生物的生長(zhǎng)代謝利用原油，導(dǎo)致未添加菌劑的場(chǎng)地石油烴含量緩慢降低，由最初的0.8%左右降至0.6%左右，降解率達(dá)到30%；而添加了菌劑的場(chǎng)地，石油烴含量下降趨勢(shì)明顯，每克土壤中石油烴含量降至0.1%–0.3%，其中額外添加有機(jī)肥作為補(bǔ)充碳氮源的場(chǎng)地，總石油烴降解率最高，達(dá)到85.28%，達(dá)到農(nóng)業(yè)用地標(biāo)準(zhǔn)[30]。

綠膿桿菌在自然界分布廣泛，為土壤中存在的最常見(jiàn)的細(xì)菌之一。各種水、空氣、正常人的皮膚、呼吸道和腸道等都有此菌存在。綠膿桿菌在環(huán)境中大量存在，由于其對(duì)石油烴降解能力突出，在國(guó)內(nèi)外被廣泛應(yīng)用于石油污染物降解研究，如Varjani等[27-28]利用綠膿桿菌NCIM 5514生產(chǎn)表面活性劑，并且發(fā)現(xiàn)此菌可以降解C8-C36降解率達(dá)到60%；Pugazhendi等[29]利用綠膿桿菌strain CEES1與芽孢桿菌strain CEES2混合菌群10 d使90% PAH (1.5 g/L) 降解。本實(shí)驗(yàn)僅研究了環(huán)境條件下微生物對(duì)石油污染土壤的修復(fù)情況，試驗(yàn)過(guò)程中微生物群落變化及菌株間協(xié)同關(guān)系機(jī)理需要進(jìn)一步研究。

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(本文責(zé)編 郝麗芳)

Bioremediation of oil-contaminated field by twostrains

Lei Huang, Tingting Zhao, Yun He, Yilin Liu, Chang Liu, Dayao Jin, and Xiaoqiang Jia

Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), Department of Biological Engineering School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China

We studied the remediation of petroleum-contaminated soils. Twostrains were screened from soil samples in the mine environment. The degradation rate of crude oil was 95.67% after 10 days by mixed culture of the two strains, which was 32% higher than that of single bacterium. It means that the two bacteria had synergistic effect on degrading crude oil. Based on the result, bacterial agent was prepared, and the oil pollution sites were artificially constructed to simulate the degradation of crude oil under different operating conditions. During the experiment, the petroleum hydrocarbon content of the sites after treating with the bacterial agent, decreased obviously in 60 days. The content decreased to among 0.1% and 0.3% from the initial 0.8% per gram of soil. Then, the site with organic manure as supplemental source of carbon and nitrogen had the highest degradation rate of 85.28%, compared to that without adding bacterial agent of only 25.85%.

oil pollution, bioremediation, mixed bacterial agent, synergistic effect, field test

10.13345/j.cjb.160472

December 8, 2016; Accepted:March 20, 2017

Xiaoqiang Jia. E-mail: xqjia@tju.edu.cn

Supported by: National Basic Research Program of China (973 Program) (No. 2014CB745100), National Natural Science Foundation of China (No. 21576197), Tianjin Research Program of Application Foundation and Advanced Technology (No. 14JCQNJC06700), Tianjin Penglai 19-3 Oil Spill Accident Compensation Project (No. 19-3BC2014-03), the Major Research Plan of Tianjin (No. 16YFXTSF00460).

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃 (973計(jì)劃) (No. 2014CB745100)，國(guó)家自然科學(xué)基金(No. 21576197)，天津應(yīng)用基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃(No. 14JCQNJC06700)，天津蓬萊19-3漏油事故賠償項(xiàng)目(No. 19-3BC2014-03)，天津重大科研計(jì)劃(No. 16YFXTSF00460) 資助。

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2017-04-11

http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1998.Q.20170411.1709.004.html