3讨论

随着石油工业的发展，石油污染对自然环境和人类健康构成了严重威胁。目前，表面活性剂被认为是治理石油污染土壤最有效的方法，其中与化学表面活性剂相比，生物表面活性剂因具有毒性低、生物降解性高、无二次污染等特点而受到广泛关注，但由于其存在生产率低、生产成本高等问题，生物表面活性剂不能得到广泛应用。有研究发现在不同的发酵条件下，菌株产表面活性剂量不同，因此优化发酵条件，筛选出菌株最适培养基，对菌株产表面活性剂有促进作用。

碳源和氮源是影响微生物发酵的主要因素，因此选择合适的碳源、氮源对获得优质的表面活性剂十分重要。有研究表明菌株以简单碳源为底物时，表面张力显著低于复杂碳源，Tomar等在研究中发现，铜绿假单胞菌MTCC 7815以葡萄糖为碳源时，产生的表面活性剂表面张力最低，为34.53 mN/m。本研究以葡萄糖为碳源时，表面张力最小，可降低到26.8 mN/m，这可能是由于简单碳源易于被微生物快速利用，其中葡糖糖为单糖，更容易被转化。Davis等研究发现当B.subtilis ATCC 21332以硝酸盐作为氮源时，表面活性剂的产量最高。Vigneshwaran等研究表明，菌株以硝酸钾为氮源时，表面活性剂量最大，为1.22 g/L。本试验菌株以硝酸铵为氮源时，表面活性剂量也最大，为2.40 g/L。因此本试验菌株在以葡萄糖为碳源、以硝酸盐为氮源的条件下，对菌株产表面活性剂都有较好的促进作用。

菌株在不同的环境条件下产表面活性剂量不同，降低表面张力的能力也有所不同。过高或过低的温度、pH、盐度都会对菌株产表面活性剂产生影响，因此选择菌株合适的温度、pH、盐度十分重要。研究发现菌株生物降解的最适温度范围通常为30~40℃。

低于30℃，菌株的活性受到抑制，降解速率减缓，而在高于40℃的环境下，可能导致菌株死亡或失去活性，从而影响生物降解的进行。Mnif等发现在30℃时，枯草芽孢杆菌SPB1产表面活性剂量最大且表面张力最小，是降解柴油的最佳条件。Luo等发现假单胞菌菌株F4在37℃时产表面活性剂量最大，柴油降解能力最强。本试验菌株在30℃时表面活性剂量最大且表面张力最小，表面张力可降低至23.2 mN/m。因此菌株BD-2的最适温度为30℃。Sathishkumar等报道，单个细菌菌株降解原油的最佳pH值为7。本试验与Uzoigwe等研究的结果一致，地衣芽孢杆菌LRK1和菌株BD-2均在pH7下生物表面活性剂产量最高。因此菌株BD-2的最适pH为7。Tabary等研究结果表明，适当的盐度条件可以使表面活性剂在形成乳状液过程中的损失减少，本试验中，菌株BD-2在盐度为1%时，表面活性剂量最大，为2.4 g/L。盐浓度在3%以后，表面活性剂量显著下降，因此菌株BD-2的最适盐浓度为1%。

研究发现，菌株所产的生物表面活性剂稳定性受到外部环境的影响，其中pH、温度、盐度的影响最为明显。pH在4~10的范围内，表面张力稳定在35 mN/m左右，变化程度不明显，此时表面活性剂性能稳定，效果好，这与Hentati等研究结果一致；温度在20~70℃时，表面张力稳定，这一发现与之前的研究一致，这些研究证明了表面活性剂在广泛温度范围内的稳定性；当NaCl浓度低于8%时，表面张力稳定在35 mN/m左右，在该区域内表现出优良的抗盐性。

在pH为5~10，温度为20~70℃，NaCl浓度低于8%的外界环境中解烃菌BD-2所产的生物表面活性剂表现出优良稳定性，这为其在特殊条件下更广泛的应用提供了理论支持。

4结论

（1）解烃菌BD-2在对数生长期产表面活性剂，表面活性剂量、表面张力与菌株BD-2的生长相关，该表面活性剂具有较好的降低液面张力能力和乳化活性。

（2）解烃菌BD-2对碳源、氮源的利用具有差异性。碳源对其产表面活性剂的影响依次为葡萄糖>麦芽糖>蔗糖>原油>矿物油，葡萄糖为碳源时，菌株BD-2产生的表面活性剂的量最高，而表面张力最低。氮源对菌株BD-2产表面活性剂的影响依次为硝酸铵>硝酸钠>氯化铵>硫酸铵>尿素，以硝酸铵为氮源时，表面活性剂量最高，而表面张力最低。Fe2+对菌株BD-2产生物表面活性剂无显著影响，而Mn2+对菌株BD-2产生物表面活性剂有较好的促进作用。

（3）解烃菌BD-2产表面活性剂的最适发酵条件为：pH=7、温度30℃、盐浓度1%，在此条件下，生物表面活性剂产量可显著提高至2.6 g/L，发酵液的表面张力由68.3 mN/m降低到26.8 mN/m。石油降解菌BD-2所产的生物表面活性剂表现出良好的环境耐受性，表面张力、萘溶解能力在pH为4.0~10.0、温度为20~70℃、盐浓度为0~8%的条件下都能保持稳定。