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1、PH混合菌對多環(huán)芳烴吸附、攝取及生物降解1前言1.1選題依據(jù)石油是一種重要的能源和化學(xué)工業(yè)的原材料。隨著石油工業(yè)的迅猛發(fā)展，石油在其開采、運(yùn)輸以及煉制過程中造成大量外泄。據(jù)報道，2006年世界石油總產(chǎn)量每年約有22億噸，其中約有800萬噸石油進(jìn)入環(huán)境已造成污染，而我國石油年產(chǎn)量已超過1億噸，每年有近60萬噸石油造成了土壤、地下水、河流以及海洋環(huán)境的污染[1]。近些年，伴隨著全球?qū)κ湍茉葱枨蟮某掷m(xù)上升，石油污染日趨加劇，已廣泛分布于大氣，陸地土壤，海洋水體和沉積物中[2....4]，對人類的健康及生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅
2、，特別是海上大規(guī)模的事故溢油的時有發(fā)生引起了人們的廣泛關(guān)注。目前最引人矚目的兩大溢油事故有：2010年4月的墨西哥灣深水井噴溢油和2010年7月的大連新港溢油事故，均對海洋和海岸造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題。石油污染已被認(rèn)為是當(dāng)代一種主要而普遍的環(huán)境問題，修復(fù)石油污染迫在眉睫。此外，由于多環(huán)芳烴毒性大，疏水性高，難降解等特點(diǎn)，使得在去除海洋溢油污染過程中，特別需要強(qiáng)化多環(huán)芳烴的去除。1.2PAHs概述石油是古代生物經(jīng)過不斷演化所形成的一種復(fù)雜的混合物，其成分包括飽和烴、芳香烴、瀝青質(zhì)化合物和樹脂[5]，存在形式主要為油膜、溶解態(tài)
3、、乳濁液和瀝青球體[6]。在復(fù)雜的石油烴中，多環(huán)芳烴（polycyclicaromatichydrocarbon，簡稱PAHs）是指分子中含有兩個及兩個以上苯環(huán)并且以復(fù)雜方式（線形、彎接或簇聚等）構(gòu)成的碳?xì)浠衔?，包括萘、菲、蒽、芘、芴?50余種化合物，有些多環(huán)芳烴還含有氮和硫等。它們大多為非極性的無色或淡黃色的晶體，化學(xué)結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，不易揮發(fā)且具有較高的疏水性，幾乎不溶于水。PAHs一般經(jīng)高溫（﹥400°C）熱解環(huán)化或聚合作用而生成，其中最適生成溫度大約在600~900°C。因此，在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)（煤炭
4、、石油、氣體燃料等）以及農(nóng)副業(yè)（木材、作物秸稈、紙張和煙草等有機(jī)物）燃燒處置過程中均可產(chǎn)生PAHs。水體中PAHs的主要有：大氣中的煤煙隨雨水進(jìn)入水體，以及煤氣發(fā)生站、焦化廠、煉油廠等排放含PAHs廢水進(jìn)入水體，還包括海洋運(yùn)輸、船舶污水排放、海底石油管道的爆破等造成海洋、湖泊中PAHs污染。雖然環(huán)境中PAHs的含量并不是很高，但分布很廣，且難以被去除，其中水體、土壤、沉積物是其最主要的歸宿。多環(huán)芳烴類化合物具有三致作用，即：致畸、致癌和致突變作用[7]，以及生物積累、生物放大和持續(xù)性毒性等其它毒性特征，其主要通過大氣、飲
5、水、飲食及吸煙等進(jìn)入人體，危害人體健康。PAHs被認(rèn)為是發(fā)現(xiàn)最高且數(shù)量較多的致癌物[8]。早在1976年，國際癌研究中心（IARC）列出的94種對實(shí)驗(yàn)動物致癌的化合物，其中15種為多環(huán)芳烴化合物[9]；美國環(huán)保局曾提出的129種優(yōu)先污染物，其中PAHs類化合物16種[10]。目前已發(fā)現(xiàn)的致癌性PAHs及其衍生物已超過400種，且全世界每年排放到大氣中的PAHs就有約幾十萬噸[11]。在眾多多環(huán)芳烴化合物中，常見的具有致癌作用的多環(huán)芳烴多為4~6環(huán)的稠環(huán)化合物。由于PAHs理化性質(zhì)十分穩(wěn)定和疏水性較高，其進(jìn)入環(huán)境后難以在短
6、期內(nèi)通過生物降解的方式消除，從而形成長期的積累，并通過食物鏈在植物、動物及浮游生物體內(nèi)逐漸富集濃縮，其中在浮游生物體內(nèi)可富集數(shù)千倍且隨著PAHs中苯環(huán)數(shù)量的增多，脂溶性增強(qiáng)，遺傳毒性增強(qiáng)。2多環(huán)芳烴降解菌的篩選、馴化及其鑒定2.1實(shí)驗(yàn)材料（1）本章實(shí)驗(yàn)所用原油來自勝利油田，其物理性質(zhì)為：粘度22.2mPa•s(50oC，50r/min)，凝固點(diǎn)23oC，密度0.8552g/cm3。（2）培養(yǎng)基①LB培養(yǎng)基（g/L）：酵母膏3，蛋白胨10，NaCl5，瓊脂20~30（固體培養(yǎng)基用），pH值7.0~7.5，121o
7、C高壓蒸汽滅菌20min。②牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基（g/L）：牛肉膏5，蛋白胨10，NaCl5，pH值7.0~7.5，121oC高壓蒸汽滅菌20min。（固體加瓊脂15~20）③基礎(chǔ)無機(jī)鹽培養(yǎng)基（g/L）：NaCl5，(NH4)2SO41，MgSO4•7H2O0.25，NaNO32，KH2PO44，K2HPO4•3H2O10，pH值7.0~7.5，121oC高壓蒸汽滅菌20min。④降解（篩選、馴化）培養(yǎng)基：一定量的萘、菲、芘及原油于100mL基礎(chǔ)無機(jī)鹽培養(yǎng)基中，pH值7.0~7.5，121oC高壓蒸
8、汽滅菌20min。⑤含油牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基：在牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基中均勻涂抹一層薄薄的原油。.2.2實(shí)驗(yàn)方法將定量勝利油田中長期受石油烴污染的污泥接種于篩選馴化培養(yǎng)基中，于30oC、120r/min，搖床培養(yǎng)7天后，取定量的富集液轉(zhuǎn)接于新鮮的篩選馴化培養(yǎng)基中，在相同的條件下連續(xù)培養(yǎng)，如此循環(huán)培養(yǎng)3次后，用接種環(huán)
