摘要：生物表面活性劑是一種多功能物質，具有毒性低、可生物降解、環(huán)境相容性好等特點，是化學表面活性劑的生態(tài)替代品。該研究以產表面活性劑解烴菌BD-2為研究對象，分析菌株BD-2生長與表面活性劑的形成關系，采用單因素實驗優(yōu)化培養(yǎng)基組成和發(fā)酵條件，考察環(huán)境條件對生物表面活性劑穩(wěn)定性的影響。結果表明，解烴菌BD-2產表面活性劑的量與菌體生長相關，最適碳氮源為葡萄糖和硝酸銨，F(xiàn)e2+對菌株BD-2產生物表面活性劑無顯著影響，Mn2+對菌株BD-2產生物表面活性劑有較好的促進作用。菌株BD-2產表面活性劑的最適發(fā)酵條件為：pH 7、溫度30℃、鹽濃度1%，在此條件下，生物表面活性劑產量可顯著提高至2.6 g/L，同時，發(fā)酵液的表面張力由68.3 mN/m降低到26.80 mN/m，乳化指數(shù)(E24)達到92.8%。此外，菌株BD-2產生的生物表面活性劑在較寬的溫度、pH和鹽濃度范圍內具有良好的穩(wěn)定性。

石油是現(xiàn)代社會重要的化工原料和能源，在勘探、開發(fā)、儲存、運輸、工業(yè)生產過程中的泄漏不可避免會對環(huán)境造成污染。石油及其衍生物進入土壤環(huán)境，會引起土壤生態(tài)系統(tǒng)退化，對微生物、植物甚至人類健康構成嚴重威脅。目前，修復石油污染土壤的技術包括物理、化學和生物方法，其中，生物修復技術以石油污染物作為微生物生長、增殖的碳源和能源，進而修復受損土壤環(huán)境，具有高效、經濟、無二次污染、環(huán)境友好和管理簡單等特點，被認為是最具有潛力的修復技術。

在微生物修復過程中，由于石油污染物的疏水性，易被土壤顆粒大量吸附，阻礙降解菌與石油污染物之間的有效接觸，影響微生物修復效果。大量研究表明，表面活性劑是兩親性分子，具有親水性和親脂性，可以通過乳化石油烴或改變降解菌細胞表面疏水性，促使污染物從土壤顆粒中解吸，增加與降解菌之間接觸，提高石油烴的生物可利用性。表面活性劑可分為化學表面活性劑和生物表面活性劑，化學表面活性劑因其難降解性、毒性會導致土壤微生態(tài)系統(tǒng)失衡，進而影響石油污染物的礦化。與化學表面活性劑相比，生物表面活性劑具有低毒高效、可生物降解、環(huán)境相容性高、生態(tài)安全等特點，作為化學表面活性劑的生態(tài)替代品，受到廣泛關注。

生物表面活性劑是由微生物在細胞膜或細胞外產生的一類具有親水基和疏水基的兩親性有機物質，通過乳化、膠束增溶、降低表面張力等方式，增加微生物細胞和疏水性污染物之間的接觸，以提高生物可利用性和污染物代謝。Liu等發(fā)現(xiàn)菌株Y-1產生的生物表面活性劑可使總石油烴、多環(huán)芳烴的降解率分別上升至54.00%、45.08%。Bezza等研究指出添加樹形類芽孢桿菌CN5菌株產生的生物表面活性劑，可以使芘的去除率從16%提高到67%。羅皓麗等發(fā)現(xiàn)蠟樣芽孢桿菌產生的生物表面活性劑可將石油污染物的去除率提高至91.23%。賈凌慧等研究表明鼠李糖脂可以顯著提高石油降解速率。目前，生物表面活性劑仍然存在產率較低、成本高的問題，限制了其在場地修復實踐中的應用。

優(yōu)化微生物發(fā)酵條件可提高生物表面活性劑產量，有助于擴大生物表面活性劑的應用。研究表明，培養(yǎng)基營養(yǎng)和環(huán)境因子是影響微生物產生生物表面活性劑的主要因素。碳、氮源是微生物生長、代謝和繁殖的基礎，F(xiàn)e 2+、Mn 2+、Mg 2+等金屬離子則是微生物合成某些酶的必需或輔助因子，對次生代謝產物的產生起著調節(jié)作用。Bertrand等發(fā)現(xiàn)FeSO4可以促進生物表明活性劑的合成。劉記成等研究表明FeSO4、MnSO4可分別提高谷草轉氨酶活性、谷氨酰胺合成酶活性，使蒼白桿菌產生的生物表面活性劑產量顯著提高。此外，pH、溫度、鹽濃度等環(huán)境因子會通過影響微生物生長，進而影響生物表面活性劑的合成。基于此，本研究以新疆克拉瑪依油田獲得的產表面活性劑解烴菌BD-2為研究對象，分析其產生的生物表面活性劑性能，考察碳源、氮源、金屬離子和環(huán)境因子對其產生物表面活性劑的影響，并評價生物表面活性劑的穩(wěn)定性，以期為產生物表面活性劑菌株的應用提供理論基礎。