生物與化學分散劑對海洋石油降解微生物的影響

發(fā)布時間：2020-04-20 20:15

【摘要】：石油是當前社會發(fā)展的重要能源,但隨著海上石油的開采和船運的迅速發(fā)展,海上的溢油事故頻頻發(fā)生,近岸海域也逐漸成為石油泄漏污染的高發(fā)區(qū)域。在處理海洋溢油污染中,投加化學分散劑是國內外應急處置和減輕污染的常用手段。分散劑能迅速乳化溢油使石油分散在水中,并促進微生物對石油的降解。然而,分散劑的使用一直受到爭議,目前分散劑對石油降解微生物及其降解效率的整體效應知之甚少。此外,中國在分散劑對石油降解微生物的研究幾乎空白。本研究針對我國三亞灣海域水體,進行石油污染模擬實驗,采用Miseq高通量測序技術、熒光定量PCR、氣相色譜質譜儀GC-MS,和基于14C標記的十六烷和萘的放射性同位素示蹤技術,探究了生物表面活性劑-鼠李糖脂(Rhamnolipid)、中國海洋局核準的捷菲特化學分散劑(JFT)、歐美國家的化學分散劑Slickgone NS和Corexit 9500對石油降解速率及石油降解微生物的影響,具體結果如下:1.三亞海域原位的石油降解菌群Neptuniibacter、Planctomyces、Thalassobius C1-B045是其主導的天然石油降解菌。2.JFT對石油烴組分(總烷烴和總多環(huán)芳烴)的降解有促進作用,基于~3H-亮氨酸和~(14)C-十六烷烴/萘的放射性同位素示蹤技術研究發(fā)現JFT的添加促進了總微生物的活性和石油降解微生物的活性。從微生物群落結構的變化來看,加入JFT后,Oleiphilus、Oleibacter、Planctomyces、Pseudohongiella、Marinobacter、Formosa、C1-B045作為優(yōu)勢菌群促進石油烴降解。JFT對石油烴降解相關的功能基因alkB基因拷貝數顯著增加(P0.05),而對phnAc基因的豐度無顯著作用。3.Slickgone NS對石油組分的降解沒有顯著作用,基于放射性同位素示蹤法研究表明Slickgone NS顯著促進了總微生物的活性,而對石油降解微生物的活性無顯著促進作用。加入Slickgone NS后,Neptuniibacter、Spongiibacter、Thalassobius、Arcobacter、Planctomyces、C1-B045為主導的石油降解菌群。Slickgone NS的加入降低了alkB基因的拷貝數,對phnAc(烷烴羧化酶)基因拷貝數無顯著影響。4.鼠李糖脂與Corexit 9500對石油降解過程的影響比較研究發(fā)現,鼠李糖脂顯著促進了石油烴組分的降解,而Corexit 9500抑制了石油烴的降解。放射性同位素示蹤法研究發(fā)現,鼠李糖脂促進了石油降解菌的活性,而Corexit 9500抑制了石油降解菌的活性。加入鼠李糖脂的處理中,Pseudomonas、Formosa、Alcanivorax和Pseudohongiella作為優(yōu)勢石油降解菌群。而加入Corexit 9500的處理中,Neptuniibacter、Planctomyces、Pseudohongiella和C1-B045主導石油降解菌。鼠李糖脂顯著提高了alkB基因的豐度,而Corexit 9500則對alkB基因豐度沒有顯著影響。5.添加營養(yǎng)鹽顯著促進了海洋總微生物和石油降解微生物的代謝活性,且顯著促進總微生物和alkB基因的豐度(P0.05)。綜上,研究表明JFT和生物表面活性劑促進了三亞灣海水中石油烴的降解過程,Corexit 9500抑制了石油烴的降解,而Slickgone NS對石油組分的降解速率無顯著作用。從石油降解微生物的角度來看,JFT和鼠李糖脂促進了石油降解微生物的代謝活性,Slickgone NS和Corexit 9500抑制了石油降解菌的活性。添加鼠李糖脂和化學分散劑的不同處理中,海水中的主導石油降解菌有顯著差異。該研究結果將有助于加深了解生物表面活性劑和各類分散劑對海洋微生物生態(tài)功能的環(huán)境效應,也為溢油事故中分散劑的使用提供科學理論依據,具有重要的生態(tài)價值和現實指導意義。
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