摘要
石油开采及使用过程中造成的环境污染问题日益严重。生物修复被认为是环境友好且成本较低的修复技术，具有广阔应用前景。本文利用本地分离的高效石油降解菌红平红球菌（Rhodococcuserythropolis）、苏云金芽孢杆菌（Bacillusthuringiensis），研究了模拟污染荒漠土壤与实际油田污染土壤和模拟污染农田土壤在自然降解、生物强化、生物刺激及生物强化-生物刺激联合修复处理下的石油烃降解效果，并采用高通量测序技术对石油污染荒漠土壤生物修复过程中的微生物多样性进行分析，主要研究结果如下： 对4株石油降解菌的原油降解能力进行分析，发现红平红球菌KB1、摩加夫芽孢杆菌JC1（Bacillusmojavensis）、苏云金芽孢杆菌FD1、Microbacteriumsp.FD4培养7天后对原油的降解率分别为57.55%、20.20%、31.26%和31.20%，但不同菌株组合后降解率没有明显增加。 对石油污染土壤进行115天的生物修复。发现实际油田污染土壤自然降解、生物强化、生物刺激和联合修复组的石油降解率分别为45.96%、47.81%、47.23%和49.94%。GC-MS分析了石油烃主要组分的变化，发现KB1生物强化组和联合修复组对残油组分的降解率为100.00%。各处理组对柴油组分的降解率高于40.00%，对汽油组分的降解率低于50.00%。姥鲛烷和植烷在自然降解组的降解效果最好。用涂布平板法对土壤可培养细菌数进行计数，发现实际油田土壤中可培养细菌数在不同修复组的变化差异不显著（P﹤0.05）。 石油污染农田土壤修复结束时自然降解组、FD1生物强化、KB1生物强化、生物刺激、联合修复组土壤中TPHs的降解率分别为51.84%、54.51%、53.12%、39.93%和53.28%。自然降解组的汽油组分降解率为100.00%，植烷、柴油和残油组分在自然降解组和FD1生物强化组的降解率为100.00%，各组分在生物刺激组的降解效果最差。未污染农田土壤中可培养细菌数维持在3.89×105CFU·g-1～10.0×105CFU·g-1左右，自然降解组和生物刺激组均维持在2.0×106CFU·g-1，生物强化组及联合修复组土壤中可培养细菌数较自然降解组显著增加（P＜0.05）。 模拟污染荒漠土壤，修复结束时自然降解组、FD1生物强化组、KB1生物强化组、生物刺激组、联合修复组土壤中TPHs的降解率分别为20.20%、38.86%、36.02%、40.10%和43.89%。模拟污染荒漠土壤中汽油组分的降解率为100.00%，残油组分在生物强化组和联合修复组的降解率为100.00%，支链烷烃姥鲛烷和植烷的降解效果不如直链烷烃。未污染荒漠土壤可培养细菌数维持在3.75×104CFU·g-1～7.33×105CFU·g-1，污染荒漠土壤中生物强化、生物刺激和联合修复组的可培养细菌数显著高于自然降解组（P＜0.05）。 高通量测序技术对污染荒漠土壤的细菌多样性进行分析，发现未污染荒漠土壤主要优势菌群为变形菌门（Proteobacteria）、髌骨菌门（Patescibacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、浮霉菌门（Planctomycetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidetes）。优势属为RB41、芽单胞菌属（Gemmatimonas）、溶杆菌属（Lysobacter）、迪茨氏菌属（Dietzia）。石油污染后，荒漠土壤微生物在门和属水平组成上差异不大，但丰度变化差异显著，放线菌门成为最优势菌门，髌骨菌门、芽单胞菌门和拟杆菌门丰度显著下降。属水平上，类诺卡氏菌属（Nocardioides）丰度增加，赤杆菌属（Erythrobacter）、溶杆菌属、RB41、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、芽单胞菌属丰度均下降，添加FD1生物强化组最优势菌属为芽孢杆菌，KB1生物强化组和联合修复组土壤中红球菌属的丰度显著增加。 修复115天后，土壤中微生物的丰度和均匀度均降低。添加苏云金芽孢杆菌FD1修复组主要优势属为赤杆菌属、迪茨氏菌属、类诺卡氏菌属、正黄球菌属（Croceicoccus）、溶杆菌属、食烷菌（Alcanivorax）、链霉菌属（Streptomyces）、不动杆菌属（Acinetobacter）。添加红平红球菌KB1修复组主要优势属为赤杆菌属、迪茨菌属、类诺卡氏菌属、食烷菌、红球菌属（Rhodococcus）、正黄球菌属、溶杆菌属、链霉菌属。生物刺激组主要优势属为迪茨氏菌属、枝芽胞杆菌属（Virgibacillus）、链霉菌属、类诺卡氏菌属、红球菌属、假纤细芽孢杆菌（Pseudogracilibacillus）、赤杆菌属（Erythrobacter）。联合修复组主要优势属为迪茨氏菌属、枝芽胞杆菌属、假纤细芽孢杆菌、红球菌属、链霉菌属、溶杆菌属、类诺卡氏菌属。
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