海洋滩涂石油污染的生物修复研究

随着海上石油开发和油轮事故的频发，海上石油污染日益严重，直接影响了海洋养殖和捕捞业的发展。本项目基于石油污染土壤生物修复的理论基础，采用现代分子生态学方法，对选定受石油污染的区域（渤海湾）微生物群落结构及分布状况进行调查；采用传统的细菌培养分离手段筛选、富集、驯化适于海洋环境的高效烃降解菌；在此基础上，以分子生态学技术手段检测降解过程中菌群消长规律，研究海洋环境下菌群间的协同作用对烃降解机理的贡献，研发适用于滩涂的生物修复菌剂产品及剂型，考察在不同存放时间、不同存放条件下不同剂型中细菌的存活情况和解烃效果；在室内构建模拟滩涂石油污染区域的风、浪、海流、光照、海水（pH、盐分）等条件的试验装置，考察不同剂型，以及生物－化学复合修复技术在室内模拟条件下的生物修复效果。本研究为建立较为系统的海洋石油污染生物修复处理评价指标与体系奠定基础，为海上溢油污染的现场处理提供技术支撑。

随着海上石油开发和油轮事故的频发，海上石油污染日益严重，这也对海洋滩涂的生态系统及人体健康造成了巨大影响。本项目在前期工作的基础上，采用富集培养方法从油井旁石油污染土壤中分离得到三株石油污染高效降解菌株，根据菌株的形态观察、生理生化指标以及16S rRNA序列分析确定了其分类地位，包括红球菌属（Rhodococcus）、不动杆菌属（Acinetobacter）和假单胞菌属（Pseudomonas）；其中前两株菌为饱和烷烃降解菌，第三株为芳香烃降解菌，进一步分析了菌株的降解特性及所产生物活性物质的结构与性质。红球菌菌株HL-6以柴油为碳源优化后降解率达到89.80%，在亲水性和疏水性基质中均能产生生物表面活性剂, 初步结构鉴定为一种糖脂类生物表面活性剂，可明显降低溶液表面张力, 在碱性、高盐、高温、高柴油浓度条件下均保持良好的乳化效果。使用沸石制备的固体生物菌剂与液体菌剂进行降解情况对照，最终降解率液体菌剂达到82.8%，固体菌剂达到74.6%。不动杆菌ZRS经过响应面优化后在加富海水培养基中柴油降解率为80.04%，该菌株能产生一种由糖、脂、蛋白组成的生物乳化剂，该乳化剂能够耐受较高盐浓度、较宽范围的pH和温度以及良好的稳定性。假单胞菌DQ-1为一株高效萘降解菌，降解率达到98.6%，研究了不同重金属对菌株DQ-1生长的抑制情况，并利用直读电感耦合等离子体发射光谱仪测定培养体系中重金属离子的含量，结果表明重金属离子最终吸附在菌株细胞壁上。将DQ-1菌株接种到含有2.5mg/g萘的灭菌土壤中，经过11d室温培养之后，萘的去除率为97.9%。在项目的资助下，课题组还进行了海洋滩涂的现场生物修复实验，使用沸石作为载体制备的生物修复菌剂取得了较好的现场修复效果，这也为生物修复技术的进一步应用做了准备和铺垫。