不同微生物组合对柴油芳烃降解效率的影响及其生长曲线分析
2.2 矿物油芳烃组分的降解作用
2.2.1 非生物降解
对照处理（Ⅴ）5 d~40 d芳烃组分降解率结果：试验至5 d时的芳烃降解率为25.12%，此后降解率缓慢增加并于20 d后趋于平稳，测得10、20、40 d降解率分别为26.20%、26.65%和26.67%。在此期间同步取样进行处理Ⅴ原液微生物计数，结果均为0。这表明样品中矿物油芳烃组分的减少属于非生物降解作用，其中包括挥发作用、光解作用，很可能还存在吸附损失。实验进行到40 d后，由于多次采样的空气暴露，导致样品染菌，实验终止。
表1 对照样品中柴油芳烃组分的降解率
| 取样时间/d | 5 | 10 | 20 | 40 |
|---|---|---|---|---|
| 芳烃降解率/% | 25.12 | 26.20 | 26.65 | 26.67 |
实验进行至5 d时，采样测得处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ芳烃组分的降解率分别为32.99%、25.74%、31.06%和25.01%。其中，Ⅱ和Ⅳ处理的降解率与空白对照（25.12%）相当，这说明此时处理Ⅱ、Ⅳ中芳烃组分的去除基本上为非生物作用的结果，微生物对此几乎没有贡献。而处理Ⅰ和Ⅲ的降解率明显高于对照，说明投加的微生物已经参与了芳烃的降解过程，这部分降解率中包括非生物降解和生物降解两部分。
实验进行至10 d时，处理中芳烃组分的降解率分别增至34.33%、35.15%、34.54%和32.46%，处理Ⅳ的芳烃降解率低于其他三组外源微生物处理。这一结果证明了预先经过污染环境驯化的微生物，因对污染环境较强的适应性，从而具有较强的氧化能力，这与Heitkamp和Spain等人描述的适应性现象十分相似。微生物的适应性对分解环境中的污染物十分重要，它决定污染物最初的降解速率。
试验进行至20 d时，处理Ⅳ（土壤微生物）中芳烃组分的降解率增强，比较Ⅰ~Ⅳ处理芳烃组分降解率值依次为36.54%、39.32%、38.70%和37.62%。30 d时，Ⅳ中芳烃组分的降解率达到最高值，Ⅰ~Ⅳ芳烃降解率依次为37.08%、40.71%、40.43%和47.04%，之后处理Ⅳ的这种降解优势一直持续至100 d试验终止。100 d时，处理Ⅰ~Ⅳ的降解率平均值依次为67.41%、66.48%、56.76%和79.24%。对最终实验结果进行最小差异显著性检验法（LSD）检验，结果表明Ⅰ、Ⅲ，Ⅰ、Ⅳ，Ⅱ、Ⅲ，Ⅱ、Ⅳ及Ⅲ、Ⅳ间均存在显著性差异（p=0.05），仅Ⅰ、Ⅱ间差异不显著。可见，在较长时间的生物修复过程中，土壤微生物的优势要大于外源微生物。
2.2.3 芳烃组分降解率与微生物生长状况的相关性
将降解率结果与各组微生物处理联系起来比较发现，实验结束（100 d）时外源混合菌（Ⅲ）的降解率最低，无降解优势，其降解效果不及单独细菌（Ⅰ）或单独真菌（Ⅱ）处理，相反表现出一定的拮抗效应。前40 d内各处理中芳烃降解速率较快，40 d后降解速率逐渐减慢。除去非生物作用对矿物油的降解（按26.67%计算）后，处理Ⅰ~Ⅳ中纯生物作用产生的降解率分别为40.74%、39.81%、30.09%和52.57%。可见，生物降解对矿物油芳烃组分的去除起主导作用。
将芳烃降解率与微生物对数生长曲线相对比发现，降解率与土壤微生物的生长适应能力具有明显相关性。由细菌生长曲线可见，尽管试验初期各处理的细菌数量不等，尤其是土壤微生物的细菌数量显著低于外源细菌的条件下，在20 d后与其他各组细菌的数量达到基本趋同的水平，这说明当给土壤微生物提供适宜的条件时，土壤微生物的生长适应能力将明显加强，从而其降解污染物的能力也大大增强。实际上，土壤混合培养物中微生物的种类远多于外源菌，其协同降解的能力必然大于外源菌，因此在污染环境的生物修复中起重要作用。
3 结论
（1）微生物的对数生长特征受微生物的类型影响。细菌的对数生长曲线特征与真菌完全不同，细菌对数生长周期比真菌短。此外，生长环境及起始接种量影响微生物生长曲线形态、完整性及微生物计数达最高值的时间。
（2）在矿物油芳烃组分的去除过程中，同时存在非生物降解与生物降解两种作用，非生物降解最少占芳烃降解率的26.67%。
（3）降解率与各微生物作用具有相关性，实验后期，外源混合菌的降解效果不及单独细菌或单独真菌，混合菌未表现出协同降解作用。实验结束（100 d）时，显著性（LSD）检验结果表明土壤微生物的降解优势显著大于外源微生物（p=0.05），对矿物油芳烃组分的降解有明显优势。
（4）实验扣除矿物油芳烃的非生物降解作用（按26.67%计算）后，生物作用产生的降解率在30.09%~52.57%之间，生物降解作用在矿物油芳烃组分的去除中占有主导地位。
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