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石油(PetroleumHydrocarbon)作为当今社会发展中的稀有资源,在整个世界的工业,航空,海运等方面起着十分重要的作用。但随着社会的快速发展,由于石油的开采、冶炼、使用和运输而造成的污染和石油遗漏事故,以及含油废水、钻井的废泥浆排放、污水灌溉、各种石油制品的挥发、不完全燃烧物飘落等的原因,使得越来越多的土壤,空气,水环境遭到石油污染。石油烃的成分十分复杂,主要包括烷烃类、环烷烃类、烯烃类以及芳香烃类,所以利用传统的物理、化学方法很难使环境中的石油烃完全降解。为此,需要找到一种更有效的方法进行石油污染的治理。本研究课题以被石油污染的土壤作为石油烃降解菌菌源,以石油烃为碳源,通过驯化筛选、富集培养及平板划线分离法,筛选可降解石油烃的菌株。通过进行形态观察、理化性质测定以及16srRNA全序列分析,对筛选出的石油烃降解菌进行了鉴定和特性分析;再将筛选出的菌重新投加到含有石油污染的土壤中进行修复实验,经11周的修复反应,测定其对油污土壤中石油烃的降解效率及土壤中石油烃降解菌数量和降解基因的变化。通过实验得出以下结论:(1)从石油污染土壤中筛选出2株可降解石油烃的菌株,并利用分子生物学技术对两株菌进行了鉴定。鉴定结果表明,筛选所得到的2株石油烃降解菌分别属于假单胞菌属和芽孢杆菌属。两株菌均可在以石油烃为唯一碳源的环境中生长。(2)以不加菌的油污土壤为控制实验,分别向石油污染土壤中补充氮磷营养液、补充氮磷营养液并投加铜绿假单胞菌、补充氮磷营养液并投加芽孢杆菌对油污土壤进行修复研究。研究结果表明,与控制实验相比,向石油污染土壤中补充氮磷营养液并投加两种石油烃降解菌株时,在修复前期(降解反应为7周内)对石油烃的降解效果显著;降解至第7周时,补充氮磷并投加两株石油烃降解菌的油污土壤中石油烃的降解率分别达到78.4%和82.7%;在不投加降解菌株只补充氮磷培养液的情况下,降解7周后石油烃的降解率为54.9%;在石油烃的自然修复过程中,7周内的石油烃的降解率为42.8%。在修复后期(7~11周),补充氮磷营养液的石油污染土壤中的石油烃降解效率迅速增加;降解到11周时,补充氮磷并投加两种石油烃降解菌的油污土壤中石油烃的降解率分别为93.3%和90.8%;在不投加降解菌只补充氮磷培养液的情况下,降解11周后石油烃的降解率为88.9%;而在控制实验中,11周时的石油烃降解率为63.6%。(3)从不同处理的石油污染土壤中提取DNA,将提取的DNA分别进行系列稀释,用不同稀释倍数的DNA作为模板,利用8种不同的引物,通过聚合酶链式反应和琼脂糖凝胶电泳法对土壤中的多环芳烃和烷烃降解基因进行了检测。根据测定结果可知,当向油污土壤中补充氮磷营养液或者补充氮磷营养液并投加菌株时,油污土壤中的链烷烃单加氧酶基因(引物AlkB2F/AlkB2R)、链烷烃羟化酶基因alkB(Ⅲ)(引物为alk-3F/alk-3R)、α亚基萘双加氧酶铁硫蛋白基因(引物为nahAcfor/nahAcrev)显著增加。在补充氮磷营养液及补充氮磷营养液并投加菌株的土壤中,当土壤的DNA稀释倍数至125~3125倍时,几种基因仍可检出,而此时控制土壤(油污土壤)中几种基因仅在DNA稀释5~25倍时可检出。研究结果表明,与控制实验相比,向油污土壤中补充氮磷营养液、或者补充氮磷营养液并同时投加菌株时,均可使控制多环芳烃和链烷烃的降解基因增加。降解基因的增加与土壤中的石油烃的降解效率成正相关。(4)分别在第1周、第2周、第3周、第5周、第7周、第9周、第11周从不同处理的油污土壤中取样,利用最大可能计数法(MPN)对油污土壤修复过程中总石油烃降解菌、烷烃降解菌、多环芳烃降解菌的数量进行测定。研究结果表明,向油污土壤中补充氮磷营养液并投加降解菌时,在5周内,土壤中的石油烃降解菌、烷烃降解菌、多环芳烃降解菌数量均显著增加。石油烃降解菌的数量和石油烃的降解效率趋势相符。但在6周后,由于向土壤中补充投加了降解菌株,降解菌的个数呈明显增加趋势,但此时石油烃的降解效率及降解基因并没有明显的增加趋势。研究结果表明降解基因的数量是影响石油烃降解效率的关键因素。