·412· 北京科技大学学 报 2003年第5期 0.30vm 40 0.25 0.20 35 0.15 o SYI ◆一SY1降解效果 出30 SY2降解效果 0.10 SY2 0.05 25 0 0 6.5 7.07.58.0 8.59.09.5 2 34 pH值 原油质量浓度(gL) 图6pH对菌株降解效果的影响 图7富营养下菌株降解原油的生化反应模型 Fig.6 Effect of pH on the biodegradation of strains Fig.7 Dynamics model of the biodegradation of strains in 的比例不同使得酶分子的催化能力也不一样.当 the condition of nutriments pH值在各自较适pH值范围时，总酶量中活性基 0.08 团比例大，酶分子催化能力强，细菌对原油的降 0.06 解能力也强.由于实际海水的pH值在7.6-8.5，因 0.04 SYI 此筛选到的南株可以用于实际治理 SY2 2.6纯烃降解的定性分析 0.02 不同的原油降解菌降解石油烃的能力不同， 0 0.51.01.52.02.53.0 般来说降解石油烃的难易顺序为：正烷烃>分 原油质量浓度(gL) 支烷烃>低相对分子质量的芳香烷烃>多环芳 图8贫营养下菌株降解原油的生化反应模型 烃.本实验选用正十四烷、环已烷、苯、二甲苯作 Fig.8 Dynamics model of the biodegradation of strains 为底物，考察菌株降解纯烃的能力，实验条件为： without nutriments 贫营养条件下以上述四种物质为惟一碳源配制 富营养条件下，菌株对原油的降解速率随着原油 降解液，pH=7.6,接种量10%，水浴摇床转速160r/ 质量浓度的增加而增加，并趋向于一个定值，即 min,温度28℃，降解时间48h.实验中设置不加 最大降解速率.这种生化反应模型符合Michael-- 任何碳源的空白对照液作正对照.降解后测定培 is-Menten方程，即菌株降解大庆原油的生化反 养液的OD值，结果如表1所示， 应模型为： 表1纯烃降解结果的OD值 Vemax pe Ve=Kp, (1) Table 2 Hydrocarbon biodegradation results of strains SY2 式中，m为最大降解速率，gdL片：.为降解速 药品 SYI 降解液空白对照液降解液空白对照液 率，g(dL):p,为原油质量浓度，gL:K为饱和常 E:十四烷0.687 0.0110.935 0.014 数，gL. 环已烷0.324 0.013 0.547 0.015 由图7可以得到富营养下SY】降解原油的生 0.426 0.012 0.674 0.013 化反应模型为： 茶0.438 0.011 0.7020.016 0.27p V.21.04+p (2) 表1表明，菌株SY1和SY2均能降解正十四 富营养下SY2降解原油的生化反应模型为： 烷、环己烷、苯、二甲苯，说明筛选到的菌株具有 0.25ps v.=1.22+p (3) 较宽的底物利用范围. 由图8可以得到贫营养下SY1降解原油的生 2.7原油降解菌降解反应的动力学分析 化反应模型为： 基于生化反应的复杂性，研究者提出了多种 0.034p .=0.41+p (4) 描述生化降解过程的模型，下面从理论上对菌株 SYI和SY2降解原油的生化反应模型进行探索 贫营养下SY2降解原油的生化反应模型为： _0.039p 性研究.富营养下菌株降解原油的生化反应模型 v.-0.32+p. (5) 如图7所示，贫营养下菌株降解原油的生化反应 图7表明，原油质量浓度小于0.5gL时菌株 模型如图8所示. 降解原油的生化反应近似为一级反应，原油质量 由图7和图8可以看出，无论在贫营养还是 浓度大于4.0gL时菌株降解原油的生化反应近瑞 。 夕蒸犷 分布 一 值 图 对 菌株 降解效 果 的 影 响 的 比例 不 同使得 酶 分 子 的催 化 能力也 不 一样 ， 当 值 在 各 自较 适 值 范 围 时 ， 总 酶 量 中活性 基 团 比例 大 ， 酶 分 子 催 化 能 力 强 ， 细 菌 对 原 油 的 降 解 能 力 也 强 由于 实 际海 水 的 值 在 ， 一 ， 因 此 筛选 到 的菌株 可 以用 于 实 际 治理 纯 烃 降解 的 定 性 分 析 不 同的原 油 降解 菌 降解 石 油烃 的能 力 不 同 ， 一 般 来 说 降解石 油烃 的难 易顺 序 为 正 烷 烃 分 支 烷 烃 低 相 对 分 子 质 量 的 芳 香 烷 烃 多 环 芳 烃 ， 本 实验 选 用 正 十 四烷 、 环 己 烷 、 苯 、 二 甲苯 作 为底 物 ， 考 察 菌株 降解 纯 烃 的能 力 实验 条件 为 贫 营养 条 件 下 以上 述 四种 物 质 为 惟 一 碳 源 配 制 降解 液 ， 二 ， 接种 量 ， 水 浴 摇床 转 速 ， 温 度 ℃ ， 降解 时 间 实验 中 设 置 不 加 任 何 碳 源 的空 白对 照 液作 正 对 照 降解 后测 定培 养 液 的 值 ， 结 果如 表 所 示 表 纯 烃 降 解 结 果 的 值 原 油 质 量 浓 度 · 一 ’ 图 富营养 下 菌株 降解 原 油 的生 化反 应 模 型 廿 油 七 如 寻 · ” 鬓 。 世 ， 一一一一一 一厂一耳一 原油质 量 浓 度 · 一 ， 图 贫 营养 下 菌株 降解原油 的 生 化反应 模 型 富营 养条件 下 ， 菌株 对 原 油 的 降解 速 率 随着 原 油 质 量 浓 度 的增 加 而 增 加 ， 并趋 向于 一 个 定值 ， 即 最 大 降解 速 率 这 种 生 化 反 应 模 型符 合 方 程 『” ， 即 菌株 降解 大庆 原 油 的生 化 反 应模 型 为 、 ， 一 丛鲤叠， 药 品 降解 液 空 白对 照 液 降解 液 空 白对 照 液 。 为 降解 速 创 凡 为饱 和 常 正 十四烷 环 己烷 苯 甲 苯 式 中 ， ，， 、 为最 大 降解 速 率 ， 留 。 率 ， 留 · ， 为 原 油质 量 浓度 ， 数 ， 几 由 图 可 以得 到 富营养 下 降解 原油 的生 化 反 应 模 型 为 、 一 表 表 明 ， 菌株 和 均 能 降解 正 十 四 概 烷 、 环 己 烷 、 苯 、 二 甲苯 ， 说 明筛选 到 的菌 株 具 有 较 宽 的底 物 利 用 范 围 原 油 降解 菌 降 解 反 应 的 动 力学 分 析 基 于 生 化 反 应 的复 杂 性 ， 研 究 者 提 出 了 多种 描 述 生化 降解 过 程 的模 型 ， 下 面 从理 论上对 菌 株 和 降解 原 油 的生 化 反应 模 型进 行 探 索 性研 究 富营养 下 菌株 降解 原油 的生化 反应 模 型 如 图 所 示 ， 贫 营养 下 菌株 降解 原 油 的生 化 反应 模 型如 图 所 示 由 图 和 图 可 以看 出 ， 无 论 在 贫 营 养 还 是 富营养 下 降解 原油 的生 化 反应 模 型 为 ， 由图 可 以得 到 贫 营养 下 降解 原 油 的生 化 反应 模 型 为 ， 二 旦到渔， 贫 营 养 下 降解 原油 的生 化 反 应 模 型 为 · 助 图 表 明 ， 原 油 质 量浓 度 小 于 留 时 菌株 降解 原 油 的生 化 反应 近 似 为一级 反应 ， 原 油质 量 浓 度 大 于 留 时菌 株 降解 原 油 的生化 反应 近