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淡谈生物表层活性协同菲降解菌提升电动力去除砂土菲
第一章绪论

土壤是环境中最基本的组成部分,但自工业革命以来,全球人口迅速增长、工农业生产飞速发展以及人民生活水平不断提高,人类对工业产品的依赖程度持续增加。随着工业制品的多元化生产,其构成的潜在危险性也越来越大。这些工业品在生产、使用、储存、运输、装卸和处置过程中都有可能释放各种毒害物质到空气、水体和土壤等环境要素中,造成环境化学污染。土壤污染不仅降低农作的产量,使农作物无法正常生长,而且土壤污染通过食物链损害人体健康,使生态系统失去平衡[8]。现阶段,我国土壤有机物污染状况令人堪忧,土壤安全问题已成为制约我国经济可持续发展的重要因素。目前全球对土壤有机物污染的研究主要集中在农业生产过程中使用的农药、杀虫剂等、石油工业开采、石油产品等开发过程中的石油类污染物以及电子产品、机械制造中等使用的人工合成有机物,主要包括多氯联苯、多溴联苯醚等具有优异化学特性的有机物。农药、杀虫剂等在农业生产中曾有着不可磨灭的功绩。据统计,全世界每年因对农作物施用农药可增加 30000~35000 万吨的粮食,约可以养活 12~14 亿人口。从这个意义上来说,农药对人类发展的重要性是不言而喻的。然而,随着社会的发展,农药对人类、自然的危害作用日益彰显。目前土壤中残留的农药、杀虫剂主要包括艾氏剂(aldrin)、狄氏剂(dieldrin)、氯丹(ehlordane)、灭蚁灵(mirex)、滴滴涕(DDT)等,其中 DDT 是 20 世纪90 年代应用最为广泛的杀虫剂。1874 年,德国首次利用化学试剂合成滴滴涕,然而直到 50 多年后才发现该化合物在去除农作物中的害虫中具有显著的效果,在 20 世纪 90年代被公认为最具有价值的农药。因为滴滴涕可以保护农作物长时间不受害虫威胁,对大多数的害虫具有很好的杀虫效果,且许多农药以及杀虫剂当时在防止某些疾病如斑疹等以及铲除害虫、保护农作物等方面有着不可替代的作用因而被广泛地使用于千家万户,但同时农药的广泛使用对生态环境的污染和破坏也带来了严重的后果,毒害事件频繁发生,我国每年农药中毒的人数已占世界同类中毒事故的 50%左右。
土壤中有机污染物的修复技术
在以往的 30 年期间,各发达国家针对土壤污染现状陆续制定了土壤修复计划,在土壤修复技术与设备的研究方面投入了巨额资金,成立了大量的土壤修复工程技术公司和网络土壤修复组织,积累了丰富的工程实践应用经验以及土壤污染原位修复技术,促进了各项土壤污染修复技术的飞速发展。我国对污染土壤的修复技术研究远远落后于世界发达国家,在十五期间土壤修复才列入高技术研究规划发展计划中,在此之前并未重视土壤污染状况[19],我国对土壤污染修复工艺的研究和应用与西方发达国家相比约落后 50 年左右。目前针对有机污染物污染的土壤已经研发出一系列的修复技术,包括物理、化学、生物修复技术以及这三种技术根据各自的优缺点进行组合形成的联合修复技术。在我国针对土壤污染的修复过程中,目前已经有许多技术体系发展比较成熟,得到了大量工程修复实践以及应用价值的经验,出现了土壤污染物的现场修复工程和以监测为目的的利用自然因素对土壤污染进行修复等研究发展方向[20]。下面就目前世界上的土壤修复技术的研究现状进行简要概述。
第二章产生物表面活性剂的石油降解菌 MZ01 的筛选及发酵条件优化
引言
随着石油及石油产品的开发,石油污染对土壤以及水环境构成极大的危害[81]。石油污染的防治已成为环境保护的重要任务。然而,石油的疏水性使得其微生物治理困难,已有不少研究表明[82-84],在生物修复过程中投加表面活性剂能有效地提高的石油烃类化合物和其它有机化合物溶解度,提高有机污染物质的生物有效性,从而提高生物降解率。由于化学表面活性剂的毒性和在环境中的持久性,同时可能会对降解微生物产生毒害作用,会带来二次污染等问题[85, 86],人们越来越青睐于用生物表面活性剂来促进难溶的疏水底物的降解[87-89]。生物表面活性剂是一类在微生物代谢过程中分泌出的有一定生物活性的物质,筛选到可产生生物表面活性剂的微生物有假单胞菌[90, 91]、酵母菌[92, 93]、红球菌[94]、青霉菌[95]、不动杆菌[96, 97]、大肠杆菌[98, 99]等,然而,筛选得到的产表面活性剂菌株通常产量低[100]、发酵周期长[101],且目前得到的原油降解菌降解率低、周期长[102]。因此,本研究的目的(1)从污染环境中直接筛选可同时高效产生物表面活性剂和降解原油的菌株;(2)优化该产生物表面活性剂菌株的发酵条件。
材料与方法
试剂及器材
供试样品于广州某炼油厂附近被污染的土壤,原油由广州石化提供。甲醇购于上海安谱