產(chǎn)表面活性劑石油降解菌的篩選及其對(duì)石油烴的降解特性

孔萌　邢獻(xiàn)杰　姜巧　彭明國(guó)　王晉　張文藝

摘 要：針對(duì)煉油廠含油廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的“三泥”處置難題，從大慶油田含油污泥中分離出一株既產(chǎn)表面活性劑又能降解石油烴的菌株GJ，通過(guò)形態(tài)特征觀察、生理生化試驗(yàn)及16S rDNA序列分析，鑒定菌株GJ為希瓦氏菌屬（Shewanella sp.），將菌株GJ應(yīng)用于浮渣和生化污泥的降解試驗(yàn)，探討GJ對(duì)浮渣和生化污泥的降解動(dòng)力學(xué)。對(duì)菌株產(chǎn)物進(jìn)行提取純化、薄層層析初步判斷、紅外光譜分析，證實(shí)GJ菌產(chǎn)物為糖脂類(lèi)表面活性劑。浮渣和生化污泥降解試驗(yàn)中，第7天時(shí)菌株GJ對(duì)石油烴的降解率最高，分別達(dá)到81.11%和83.21%。Logistic生長(zhǎng)模型、Luedeking-Piret模型和一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型可以很好地模擬GJ菌體生長(zhǎng)、表面活性產(chǎn)物合成和對(duì)石油烴的降解過(guò)程。初步推斷GJ菌以石油烴為碳源，在生長(zhǎng)過(guò)程中分泌表面活性劑，打破油水界面，增大菌株與石油烴的接觸程度，促進(jìn)GJ菌對(duì)石油烴的攝取、代謝并進(jìn)行自我增殖。

關(guān)鍵詞：石油降解菌;含油污泥;表面活性劑;菌株

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-6717（2022）04-0149-08

Screening and petroleum hydrocarbon degradation characteristics of petroleum degradation bacteria producing surfactant

KONG Meng1， XING Xianjie2， JIANG Qiao2， PENG Mingguo1， WANG Jin1， ZHANG Wenyi1

（1. School of Environmental & Safety Engineering， Changzhou University， Changzhou 213164， Jiangsu， P. R. China; 2. Jinling Branch of China Petroleum & Chemical Corporation， Nanjing 210033， P. R. China）

Abstract： In order to solve the problem of "three sludges" in the treatment of oily wastewater from oil refinery， a strain GJ was isolated from the oily sludge of Daqing Oilfield， which can produced surfactant and degraded petroleum hydrocarbon. Through morphological observation， physiological and biochemical experiments and 16S rDNA sequence analysis， the strain GJ was identified as Shewanella sp.. The strain GJ was applied to the degradation experiment of scum and biochemical sludge， and the degradation kinetics of scum and biochemical sludge by GJ was discussed. After extraction and purification， TLC and FTIR analysis， it was confirmed that GJ product was a glycolipid surfactant. In the experiment of scum and biochemical sludge degradation， the degradation rate of petroleum hydrocarbon reached the highest， which was 81.11% and 83.21% respectively at the 7th day of strain GJ. Logistic growth model， Luedeking-Piret model and first-order reaction kinetics model can well simulate the growth of GJ cell， the synthesis of surface active products and the degradation of petroleum hydrocarbons. It is preliminarily inferred that GJ bacteria take petroleum hydrocarbon as carbon source， and secrete surfactant at the oil-water interface during the growth process， increase the contact degree between the strain and petroleum hydrocarbon， and promote the uptake and metabolism of petroleum hydrocarbon by GJ bacteria and self proliferation of GJ bacteria.

Keywords：petroleum degradation bacteria; oily sludge; surfactant; bacteria

隨著工業(yè)化的迅速發(fā)展，石油的需求量大大增加，在石油開(kāi)采、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等過(guò)程中，產(chǎn)生了大量的含油污泥。煉油廠在處理含油廢水時(shí)產(chǎn)生的生化污泥、池底污泥和浮渣統(tǒng)稱(chēng)為“三泥”。煉油廠“三泥”主要是指由石油烴類(lèi)、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、泥沙、無(wú)機(jī)絮體、有機(jī)絮體以及水和其他有機(jī)物、無(wú)機(jī)物牢固黏結(jié)在一起的穩(wěn)定乳化體系[1]，對(duì)土壤、地表水和地下水構(gòu)成重大威脅，油氣揮發(fā)更會(huì)影響空氣質(zhì)量?；凇叭唷睂?duì)于環(huán)境的惡劣影響，含油污泥的無(wú)害化處理迫在眉睫。

目前，煉油廠“三泥”的處理方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法[2]，其中，微生物修復(fù)技術(shù)由于成本低、效果好和無(wú)二次污染等特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注[3]。但石油烴的疏水性阻隔了其與微生物的接觸，會(huì)在一定程度上減少微生物的修復(fù)效果[4]。為解決這一問(wèn)題，往往會(huì)添加表面活性劑以起到增溶作用，由于其分子結(jié)構(gòu)同時(shí)存在極性親水基（如羥基、酰胺基、醚鍵等）和非極性疏水基（如烴鏈等），因此，具有一定的表面活性，能有效降低水溶液的表面張力[5]，從而增大微生物與石油的接觸程度，提高微生物降解效率[6]。其中，化學(xué)表面活性劑易產(chǎn)生二次污染和生物毒性，無(wú)法成為理想的表面活性添加劑。在一定條件下，部分微生物能代謝出一種次級(jí)產(chǎn)物表面活性劑[7]，因此，對(duì)于具有產(chǎn)生表面活性劑性能的石油降解菌的篩選及研究成為石油污染修復(fù)中的熱點(diǎn)[8]。曹迪等[9]篩選出了具有高效降解石油烴能力和產(chǎn)生表面活性劑能力的菌株，在20 ℃下，第8天對(duì)石油烴的降解率可達(dá)64.98%。Zhou等[10]從油污土壤中分離出一株芽孢桿菌，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的脂肽類(lèi)表面活性劑具有顯著的降低表面張力和乳化性能。周敏等[11]篩選出了產(chǎn)脂肽類(lèi)陰離子表面活性劑石油降解菌，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，生物表面活性劑不僅可提高乳化性能，還可以促進(jìn)石油降解菌的生長(zhǎng)，提高石油降解率。筆者篩選得到的希瓦氏菌運(yùn)用于石油降解的案例較少，劉芳明[12]曾篩選到一株南極低溫降解菌NJ49，但與筆者研究不同的是，劉芳明并未證實(shí)其具有產(chǎn)生表面活性劑的特性。

筆者采用微生物法降解生化污泥和浮渣，從大慶油田含油污泥中篩選出4株菌，僅一株具有產(chǎn)表面活性劑的性能，命名為GJ，鑒定此產(chǎn)表面活性劑菌為希瓦氏菌屬（Shewanella sp.），并對(duì)其產(chǎn)物進(jìn)行提取鑒定，分別運(yùn)用Logistic模型、Luedeking-Piret模型和一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)菌體生長(zhǎng)、產(chǎn)物合成和降解石油過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，進(jìn)一步推斷GJ降解石油烴的作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 樣品來(lái)源

菌株篩選自大慶油田的含油污泥。兩種含油污泥來(lái)自南京金陵石化，分別為浮渣和生化污泥，其中，浮渣的含水率為57.14%，含油率為16.28%，含渣率為26.58%;生化污泥含水率為35.03%，含油率為8.50%，含渣率為56.47%。

1.2 培養(yǎng)基配方

肉湯蛋白胨培養(yǎng)基（LB）[13]用于分離純化菌株;固體培養(yǎng)基是在LB基礎(chǔ)上加20 g/L瓊脂粉;無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基[14]用來(lái)降解含油污泥，由NaCl 1 g、（NH4）2 SO4 4 g、K2HPO4 4 g、KH2PO4 4 g、MgSO4·7H2O 0.2 g、微量元素 1 mL（CaCl2·2H2O 1 g、FeSO4·7H2O 1 g、EDTA 1.4 g）加蒸餾水至1 L，pH值調(diào)至6.5，121 ℃滅菌20 min;血平板培養(yǎng)基由酪蛋白胰酶消化物10.0 g、心胰酶消化物3.0 g、玉米淀粉1.0 g、瓊脂14.0 g、肉胃酶消化物5.0 g、酵母浸出粉5.0 g、氯化鈉5.0 g、羊血70 mL加蒸餾水至1 L配制而成，所用血平板培養(yǎng)基購(gòu)于江門(mén)市凱林貿(mào)易有限公司。

1.3 產(chǎn)表面活性劑菌的篩選和鑒定

1.3.1 產(chǎn)表面活性劑石油降解菌的篩選

血平板篩選：取1 μL菌液滴在血平板上，25 ℃培養(yǎng)48 h，觀察菌落周?chē)欠裼腥苎15]。

油擴(kuò)散法測(cè)定排油活性：在直徑9 cm的培養(yǎng)皿中倒入30 mL蒸餾水，滴入1 mL液體石蠟，待水面形成油膜后，向油膜中央滴入10 μL發(fā)酵液，測(cè)量排油圈直徑[16]。

乳化性能表征：向比色管中加入3 mL正己烷和2 mL發(fā)酵液，劇烈晃動(dòng)60 s后靜置24 h，觀察乳化層高度[17]。

1.3.2 菌種鑒定

1）生理生化鑒定：觀察菌落的形態(tài)特征，參照《伯杰氏細(xì)菌分類(lèi)鑒定手冊(cè)》對(duì)細(xì)菌進(jìn)行生理生化試驗(yàn)鑒定[18]。

2）菌株16S rDNA的鑒定：采用上海生工E2up柱式細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒提取菌株的基因組DNA，并進(jìn)行1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。委托上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司完成PCR產(chǎn)物純化及測(cè)序。

1.3.3 表面活性劑的分離與提純

將培養(yǎng)3 d的發(fā)酵液置于離心機(jī)中，以4 ℃、8 000 r/min的條件離心20 min，去除菌體。用6 mol/L HCl將上清液pH值調(diào)節(jié)為2.0，于4 ℃冰箱中靜置24 h，觀察是否有沉淀。如有沉淀，則表面活性劑可能有脂肽、脂蛋白存在;如無(wú)沉淀，則有可能存在糖脂[19]。取上清液加入等體積的乙酸乙酯、甲基叔丁基醚、V氯仿∶V甲醇=2∶1、V氯仿∶V甲醇=1∶1，萃取2次，有機(jī)相合并并用無(wú)水NaSO4干燥，45 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到的淺黃色濃稠物即為表面活性劑粗產(chǎn)物[20]。

將粗產(chǎn)物溶于0.05 mol/L的NaHCO3溶液中，過(guò)濾不溶雜質(zhì)，用6 mol/L HCl調(diào)節(jié)pH值至2.0，置于離心機(jī)中，以4 ℃、9 000 r/min的條件離心15 min，收集沉淀，40 ℃烘干后即為純化表面活性劑。

1.3.4 生物表面活性劑的鑒定

薄層層析（TLC）：取0.2 g上述粗產(chǎn)物溶于1 mL氯仿中，點(diǎn)樣于硅膠G板，展開(kāi)劑為三氯甲烷/甲醇/水（65/15/2，V∶V），用不同的顯色劑顯色。

1）苯酚硫酸顯色劑：3 mL苯酚與5 mL濃硫酸溶于95 mL乙醇中，若顯棕色斑點(diǎn)即存在糖脂，反之，無(wú)糖脂存在。

2）茚三酮顯色劑：0.5 g茚三酮溶于100 mL丙酮中，若顯紅色斑點(diǎn)即存在脂肽，反之，無(wú)脂肽存在。

3）鉬酸銨高氯酸顯色劑：40 mg溴百里香酚藍(lán)溶于100 mL 0.01%的NaOH溶液中，若顯藍(lán)紫色斑點(diǎn)即存在磷脂或類(lèi)脂，反之，無(wú)磷脂或類(lèi)脂存在[21-22]。

紅外光譜掃描分析（FT-IR）：采用KBr壓片法將上述純化后的表面活性劑混合壓成透明薄片后，使用紅外光譜掃描分析測(cè)定[23]。

1.4 產(chǎn)表面活性劑生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)

取0.5 mL菌液培養(yǎng)至OD600為1，按5%的接種量接種至9.5 mL新配制的LB中，置于50 mL離心管中，紗布封口，置于振蕩培養(yǎng)箱以25 ℃、150 r/min的條件培養(yǎng)，從第2小時(shí)開(kāi)始每隔2 h取樣，以空白培養(yǎng)基為參比，測(cè)量600 nm波長(zhǎng)處的OD值[24]。

Logistic模型常用作描述有限環(huán)境下生物種群的S型增長(zhǎng)[25]，使用Logistic方程擬合菌體生長(zhǎng)曲線，見(jiàn)式（2）。

式中：y為x時(shí)刻的菌株細(xì)胞密度（OD600）;x為菌株生長(zhǎng)時(shí)間，h;a為菌株最大濃度;k為細(xì)菌生長(zhǎng)瞬時(shí)速率，h-1;b為模型參數(shù)。

1.5 表面活性劑合成動(dòng)力學(xué)

使用Luedeking-Piret方程擬合菌體合成分泌表面活性劑的過(guò)程，見(jiàn)式（3）。

式中：P為表面活性劑產(chǎn)量，g/L;m1為非生長(zhǎng)相關(guān)產(chǎn)物形成參數(shù);m2為生長(zhǎng)相關(guān)產(chǎn)物形成參數(shù);X為最大細(xì)胞濃度（OD600）;t為發(fā)酵時(shí)間，h。

當(dāng)m1=0、m2≠0時(shí)，產(chǎn)物形成于菌體生長(zhǎng)階段，為生長(zhǎng)偶聯(lián)型，產(chǎn)物直接來(lái)源于產(chǎn)能的初級(jí)代謝;當(dāng)m1≠0、m2≠0時(shí)，產(chǎn)物形成于生長(zhǎng)期和穩(wěn)定期，產(chǎn)物形成與細(xì)胞生長(zhǎng)部分偶聯(lián);當(dāng)m1≠0、m2=0時(shí)，產(chǎn)物形成與細(xì)胞生長(zhǎng)無(wú)關(guān)。

1.6 產(chǎn)表面活性劑菌對(duì)生化污泥的降解動(dòng)力學(xué)

以5%的接種量將種子液接入19 mL降解培養(yǎng)基中，再加入0.1 g經(jīng)研磨并過(guò)100目篩的均質(zhì)化含油污泥，置于振蕩培養(yǎng)箱中以150 r/min、25 ℃條件降解7 d，并設(shè)置3個(gè)平行對(duì)照，運(yùn)用紅外測(cè)油儀測(cè)定含油量，每天1次[26]。降解率由式（4）計(jì)算得到。

式中：w1為降解后測(cè)定含油量，mg;w2為降解前測(cè)定的含油量，mg。

對(duì)生化污泥和浮渣進(jìn)行降解，通過(guò)動(dòng)力學(xué)曲線來(lái)比較降解過(guò)程中的變化，一級(jí)反應(yīng)方程式見(jiàn)式（5）。

式中：S為含油污泥t時(shí)刻的含油率，%;t為時(shí)間，d;k為一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)，d-1;S0為含油污泥初始含油率，%。

2 結(jié)果與討論

2.1 產(chǎn)表面活性劑菌的篩選和鑒定

2.1.1 產(chǎn)表面活性劑菌的分離純化

從大慶油田含油污泥中分離純化出4株產(chǎn)表面活性劑菌，用血平板進(jìn)行初篩后，獲得1株菌在血平板上產(chǎn)生明顯溶血圈，命名為GJ，但血平板溶血現(xiàn)象也有可能由產(chǎn)溶血酶菌產(chǎn)生，易混淆[27]，還需進(jìn)一步鑒定，因此，保留另外3株排油直徑大于3 cm的菌株，分別命名為CJ、BJ、TJ，以進(jìn)行進(jìn)一步研究。

表1是油擴(kuò)散法和乳化性能復(fù)篩結(jié)果。由表1可以發(fā)現(xiàn)，GJ的排油活性及乳化性能明顯高于其他菌株，因此，選擇GJ作為目標(biāo)菌株。觀察菌株培養(yǎng)特征和形態(tài)特征，GJ菌落較大，為扁平、光滑、半透明、淡粉色菌落。其部分生理生化特性見(jiàn)表2。

通過(guò)測(cè)序，獲得的序列輸入Gene Bank后，利用BLAST對(duì)比分析同源性并繪制系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。如圖1所示，GJ菌在分子系統(tǒng)發(fā)育分類(lèi)上屬于希瓦氏菌屬（Shewanella sp.），與GJ最近緣的菌株是Shewanella putrefaciens strain FDAARGOS_681 （CP046329.1：771993-773358），核苷酸同源性為100%。

2.1.2 產(chǎn)表面活性劑菌生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)、產(chǎn)物合成動(dòng)力學(xué)

圖2為GJ菌株的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型。由圖2可知，GJ菌在46 h時(shí)菌濃度達(dá)到最大。2 h后進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，此時(shí)營(yíng)養(yǎng)充足，生長(zhǎng)迅速;28 h后進(jìn)入穩(wěn)定期，由于前期長(zhǎng)勢(shì)迅猛，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗較快，46 h后便進(jìn)入衰亡期[28]。

利用Origin 9.0軟件，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)Logistic方程進(jìn)行非線性擬合，求解方程中的參數(shù)，a為1.580 5，b為6.959 8，k為0.144 9，此模型的擬合程度良好（R2=0.971 8），說(shuō)明Logistic模型可以較好地描述GJ菌體生長(zhǎng)的情況。

根據(jù)GJ菌株生長(zhǎng)曲線和表面活性劑產(chǎn)量曲線的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)期和穩(wěn)定期都在進(jìn)行表面活性劑的合成，此過(guò)程為部分生長(zhǎng)偶聯(lián)型。因此，Luedeking-Piret方程可變?yōu)?/p>

如圖2所示，將P與X進(jìn)行線性擬合，得到P=0.120 5X-0.481 0，R2=0.984 8。

2.2 表面活性劑的提取、純化及鑒定

發(fā)酵液離心后所得上清液用6 mol/L HCl調(diào)節(jié)pH值至2.0，置于4 ℃冰箱中靜置24 h后未產(chǎn)生沉淀，說(shuō)明產(chǎn)物中沒(méi)有脂肽、脂蛋白存在，初步鑒定產(chǎn)生的表面活性劑為糖脂類(lèi)物質(zhì)。薄層層析分析顯示，GJ菌產(chǎn)物在苯酚硫酸顯色劑下顯棕色，加入其他顯色劑均無(wú)明顯變化。這說(shuō)明GJ菌主要產(chǎn)糖脂類(lèi)表面活性劑，不產(chǎn)生或者產(chǎn)生較少的脂肽類(lèi)、磷脂類(lèi)物質(zhì)。將GJ菌株產(chǎn)物提純，用紅外光譜儀分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)，結(jié)果見(jiàn)圖3。3 433.24 cm-1波段吸收峰為—OH伸縮振動(dòng);2 926.16 cm-1處的吸收峰為糖類(lèi)分子中C—H鍵的伸縮振動(dòng)，表明產(chǎn)物中含飽和脂肪鏈;1 639.59 cm-1處是C=O雙鍵的伸縮振動(dòng)，表明存在飽和脂肪鏈;1 458.76 cm-1處為脂肪族肽鏈上C—H鍵的變角振動(dòng)吸收峰，—CH3和—CH2表明存在烷烴的鏈狀結(jié)構(gòu);1 093.46 cm-1處的吸收峰歸屬于C—O—C鍵的伸縮振動(dòng)，為酯類(lèi)吸收峰，說(shuō)明分子中存在一個(gè)五元環(huán)內(nèi)酯結(jié)構(gòu)和糖苷鍵，進(jìn)一步證實(shí)了GJ菌的產(chǎn)物為糖脂類(lèi)表面活性劑。

2.3 產(chǎn)表面活性劑菌對(duì)含油污泥的降解動(dòng)力學(xué)

在降解培養(yǎng)基中將GJ分別用于降解浮渣和生化污泥，每天測(cè)定菌株對(duì)含油污泥的降解率。如圖4所示，GJ對(duì)浮渣和生化污泥均有較好的降解效果，浮渣的最終降解率為81.11%，生化污泥的降解率最終達(dá)到83.21%。GJ對(duì)生化污泥的降解速率呈先快后慢的狀態(tài)，對(duì)浮渣則呈先慢后快的狀態(tài)。推測(cè)GJ在含油量較低的環(huán)境下代謝更加活躍，能在較短時(shí)間內(nèi)合成分泌出表面活性劑。而處于含油量較高的環(huán)境中時(shí)，由于含油污泥穩(wěn)定的油包水或水包油結(jié)構(gòu)，微生物與石油烴間存在油水界面，導(dǎo)致微生物難以攝取石油烴作為碳源供給自身代謝，需要更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)適應(yīng)較高含油量的環(huán)境。之后分泌表面活性劑增大含油污泥乳化程度，從而增大微生物與石油烴的接觸程度，進(jìn)一步對(duì)石油烴進(jìn)行攝取和分解，最終達(dá)到降低含油量的目的。

圖5為菌株GJ降解生化污泥和浮渣過(guò)程中污泥含油率的變化，含油量逐漸減少，基本呈由慢到快再變慢的狀態(tài)，最終菌株GJ降解后的生化污泥含油率為1.61%，浮渣含油率為2.73%。

圖6為ln S與t的擬合結(jié)果。根據(jù)石油烴降解一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)擬合結(jié)果可知，菌株GJ降解生化污泥的一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程為S=e-0.315 2t+2.561 8;降解浮渣的一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程為S=e-0.281 6t+2.706 4。此外，一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型曲線與菌株GJ降解過(guò)程中生化污泥和浮渣含油量的變化擬合度較好，菌株GJ降解生化污泥和浮渣動(dòng)力學(xué)模型的相關(guān)系數(shù)分別為R2=0.963 1和R2=0.890 6。在降解含油污泥過(guò)程中，菌株GJ對(duì)含油污泥的降解變化基本遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。

2.4 產(chǎn)表面活性劑菌降解含油污泥機(jī)理分析

表面活性劑在產(chǎn)表面活性劑菌降解石油烴的過(guò)程中有重要作用，含油污泥是穩(wěn)定的油包水或水包油的乳化體系，微生物與石油烴之間存在穩(wěn)定的油水界面，導(dǎo)致微生物能接觸到的石油烴十分有限，因此，以石油烴為唯一碳源的產(chǎn)表面活性劑菌能攝取到的石油烴極少，這也是產(chǎn)表面活性劑菌在降解初期效率較低的主要原因。產(chǎn)表面活性劑菌生長(zhǎng)代謝過(guò)程中合成分泌出表面活性劑并排到胞外，打破油水界面，與石油烴進(jìn)行增溶反應(yīng)，大幅增加微生物與石油烴的接觸程度，從而能攝取石油烴并進(jìn)行解離，通過(guò)活動(dòng)代謝最終轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物、CO2和H2O[29-30]，同時(shí)，又繼續(xù)合成分泌出表面活性劑，整個(gè)過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，這也是降解中期效果明顯的原因。GJ菌攝取、降解石油烴的作用機(jī)制如圖7所示。

3 結(jié)論

1）從大慶油田含油污泥中篩選出1株既產(chǎn)表面活性劑又能降解石油烴的菌株GJ，為革蘭氏陰性菌，屬于希瓦氏菌屬（Shewanella sp.），菌株GJ呈“S”型生長(zhǎng)，能與Logistic生長(zhǎng)方程較好擬合。

2）薄層層析法和紅外光譜分析鑒定GJ的產(chǎn)物中存在一個(gè)五元環(huán)內(nèi)酯結(jié)構(gòu)和糖苷鍵，證明GJ的產(chǎn)物為糖脂類(lèi)表面活性劑。運(yùn)用Luedeking-Piret方程擬合菌體合成分泌表面活性劑的情況，所得動(dòng)力學(xué)方程可較好地模擬GJ分泌表面活性劑的過(guò)程。GJ對(duì)浮渣和生化污泥中的石油烴均有較好的降解效果，降解率分別為81.11%和83.21%，降解動(dòng)力學(xué)均符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式。

3）初步推斷GJ菌攝取、降解石油烴的作用機(jī)制為：菌株GJ是以石油烴作為碳源的微生物，在生長(zhǎng)過(guò)程中分泌次級(jí)產(chǎn)物為表面活性劑，表面活性劑打破油水界面，增大菌株與石油烴的接觸程度，從而能攝取石油烴并進(jìn)行解離，促進(jìn)對(duì)石油烴的攝取、代謝及增殖。代謝產(chǎn)物最終轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物、CO2和H2O，同時(shí)，又繼續(xù)合成分泌出新的表面活性物質(zhì)，整個(gè)代謝過(guò)程循環(huán)進(jìn)行。

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（編輯 黃廷）

收稿日期：2020-08-23

基金項(xiàng)目：中國(guó)石化總公司科技計(jì)劃（318024-5）

作者簡(jiǎn)介：孔萌（1996- ），女，主要從事環(huán)境微生物研究，E-mail：614328886@qq.com。

張文藝（通信作者），男，博士，教授，E-mail：zhangwenyi888@sina.com。

Received：2020-08-23

Foundation items：Science and Technology Project of Sinopec Corporation （No. 318024-5）

Author brief：KONG Meng （1996- ）， main research interest： environmental microorganism， E-mail： 614328886@qq.com.

ZHANG Wenyi （corresponding author）， PhD， professor， E-mail： zhangwenyi888@sina.com.