尼日利亚阿夸伊博姆州伊科河河口沉积物中产生物表面活性剂的细菌对石油烃的降解作用增强

《BMC Ecology and Evolution》：Enhanced petroleum hydrocarbon degradation by biosurfactant-producing bacteria from Iko River estuarine sediments, Akwa Ibom State, Nigeria

　　

摘要

河口地区的碳氢化合物污染因其持久性及生态毒性而构成严重的环境问题，而营养物质的可用性往往限制了本土微生物的自然降解能力。本研究采用标准的物理化学和微生物学方法，评估了葡萄糖和蔗糖作为生物刺激剂对尼日利亚阿夸伊博姆州伊科河河口沉积物中产表面活性剂的细菌降解石油碳氢化合物的效果。检测结果显示，铁（1.43毫克/千克）、钒（1.74毫克/千克）、锌（3.28毫克/千克）、铅（3.01毫克/千克）、钴（0.09毫克/千克）和镍（0.43毫克/千克）的浓度均低于沉积物质量标准阈值。异养细菌的平均丰度为5.57±0.9 log?? CFU/克，是能分解碳氢化合物的细菌2.38 log?? CFU/克的2.34倍。通过分子鉴定，这些菌株分别为枯草芽孢杆菌（MH145363.1）、铜绿假单胞菌（MZ299002.1）、蜡样芽孢杆菌（AJ277908.1）、黄微球菌（OP848034.1）和土黄芽孢杆菌（CP040336.1），与GenBank中的参考菌株的相似度在99.72%至100%之间。铜绿假单胞菌具有64%的乳化活性，能使表面张力降至31.2 mN/m，显示出较强的生物降解潜力。添加葡萄糖可促进细菌生长，30日至40天内，20%葡萄糖条件下的光密度在0.15至1.17之间，而对照组仅为0.10至0.20，表明葡萄糖能显著促进微生物增殖。蔗糖也能促进生长，50天内，20%蔗糖条件下的光密度在0.38±0.01至1.01±0.02之间，而对照组为0.15±0.02至0.20±0.02。15%的葡萄糖浓度可提高铜绿假单胞菌的丰度，50天内其浓度在5.30±0.92至5.74±0.62 log?? CFU/毫升之间，而未加刺激的对照组在同一时间点的浓度则降至3.94±0.45 log?? CFU/毫升，这说明存在营养限制。添加糖类可提升碳氢化合物的降解效率，10%葡萄糖时的降解效率最高，为59.56%，其次是5%和15%葡萄糖，分别为57.13%和55.03%，而对照组仅为31.11%。蔗糖处理也能提高降解效率，效率在50%至67%之间，但未观察到明显的浓度依赖性趋势。简单的糖类生物刺激作用可促进微生物生长和碳氢化合物降解，为受碳氢化合物污染的河口环境提供了一种成本低廉且环境可持续的生物修复策略。