含氮表面活性劑促進(jìn)礦物潤(rùn)滑油生物降解的作用與機(jī)制

韋友亮，陳波水，王 九，張 楠，方建華，吳 江

(1. 78416部隊(duì)， 重慶 400054； 2. 后勤工程學(xué)院 軍事油料應(yīng)用與管理工程系，重慶 401311)

含氮表面活性劑促進(jìn)礦物潤(rùn)滑油生物降解的作用與機(jī)制

韋友亮1，陳波水2，王 九2，張 楠2，方建華2，吳 江2

(1. 78416部隊(duì)， 重慶 400054； 2. 后勤工程學(xué)院 軍事油料應(yīng)用與管理工程系，重慶 401311)

以液體石蠟?zāi)M礦物潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油，通過(guò)生物降解實(shí)驗(yàn)考察了脂肪酸乙醇胺、脂肪酸酰胺、羥乙基咪唑啉、?；趸?種含氮表面活性劑對(duì)其生物降解性的影響，分別采用紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)和表面張力儀測(cè)定了液體石蠟生物降解體系在600 nm波長(zhǎng)處的光密度和油-水界面張力。結(jié)果表明，4種含氮表面活性劑均可顯著提高液體石蠟的生物降解性，其中酰基氧化胺的效果最好；當(dāng)其以質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%加入液體石蠟時(shí)，可使后者的生物降解率由33.76%提高至72.13%。生物降解過(guò)程中，含氮表面活性劑顯著降低體系的油-水界面張力并加速微生物生長(zhǎng)，從而起到促進(jìn)潤(rùn)滑油生物降解之作用。

含氮表面活性劑；礦物潤(rùn)滑油；液體石蠟；生物降解

礦物潤(rùn)滑油是應(yīng)用最廣泛的潤(rùn)滑劑品種之一。但是，由于其生物降解性差[1]，因滲透、泄漏、溢出和回收不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)污染十分嚴(yán)重。研究改善其生物降解的技術(shù)措施，對(duì)于降低生態(tài)系統(tǒng)污染具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

烴類(lèi)化合物的生物降解性與其所處的環(huán)境狀態(tài)密切相關(guān)，改變環(huán)境狀態(tài)可使本來(lái)難降解的化合物變得易于降解。環(huán)境微生物學(xué)的研究表明，某些含氮和/或含磷化合物可加快微生物繁殖，增強(qiáng)其活性，促進(jìn)難降解化合物的生物降解[2-4]；自然環(huán)境中，氮源和磷源是烴類(lèi)化合物生物降解的重要因素。鑒此，在礦物潤(rùn)滑油中添加含氮和/或含磷表面活性化合物，可望有效改善其生物降解性，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油污染環(huán)境的“主動(dòng)”生物修復(fù)。迄今為止，有關(guān)利用添加劑技術(shù)改善礦物潤(rùn)滑油生物降解性的研究鮮有報(bào)道。陳波水等[5-12]的研究表明，在礦物基礎(chǔ)油、抗磨液壓油、高相對(duì)分子質(zhì)量聚α-烯烴等生物難降解潤(rùn)滑油中添加氨基酸、酰胺、磷酸酯等化合物，對(duì)改善潤(rùn)滑油的生物降解性作用明顯，并提出了“潤(rùn)滑劑生物降解促進(jìn)劑”的新概念。某些生物降解促進(jìn)劑還可有效改善潤(rùn)滑油的抗磨減摩性和氧化安定性等性能。

筆者以液體石蠟作為礦物潤(rùn)滑油的模擬基礎(chǔ)油，以脂肪酸乙醇胺、脂肪酸酰胺、羥乙基咪唑啉和?；趸?種含氮表面活性劑作為生物降解促進(jìn)劑，研究其對(duì)液體石蠟生物降解性的影響及促進(jìn)作用機(jī)制。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑及儀器

瓊脂粉，生化試劑，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品；胰蛋白胨、酵母膏，生化試劑，北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司產(chǎn)品；油酸，分析純，成都市科龍化工試劑廠產(chǎn)品；液體石蠟，分析純，上海華靈康復(fù)器械廠產(chǎn)品；脂肪酸乙醇胺(FAE)、羥乙基咪唑啉(HIZ)、脂肪酸酰胺(FAA)、?；趸?AAO)，均由實(shí)驗(yàn)室制備。

北京哈科試驗(yàn)儀器廠HARKE-DWK型自動(dòng)界面張力儀；北京普析通用儀器有限責(zé)任公司TU-1950型紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)；金壇市富華儀器有限公司150A型生化培養(yǎng)箱和BS-1E型振蕩培養(yǎng)箱。

1.2 菌株及菌懸液

1.2.1 菌株

實(shí)驗(yàn)所用菌株分別為假單胞菌屬、蒼白桿菌屬、博德特式菌屬和戈登氏菌屬。4株菌種系從油污染土壤中富集培養(yǎng)、分離和鑒定，并被證實(shí)具有降解潤(rùn)滑油的作用[13]。菌種用含甘油培養(yǎng)物保藏法保存于-70℃?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 菌懸液

將胰蛋白胨5 g、酵母膏2.5 g、NaCl 5 g 置于500 mL錐形瓶中，用蒸餾水定容至300 mL，121℃蒸汽滅菌20 min，配制得到LB液體培養(yǎng)基。

采用濕重法配制菌懸液作為生物降解實(shí)驗(yàn)的接種微生物。將上述4株菌株分別復(fù)活于LB平板，挑選單菌落置于LB液體培養(yǎng)基中，于(30±2)℃、轉(zhuǎn)速200 r/min搖床中振蕩培養(yǎng)24h。8000 r/min下離心分離6 min，去上層清液，稱(chēng)菌體濕重。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.85%無(wú)菌生理鹽水配制20%菌懸液。量取單菌株菌懸液各2 mL，混合后組成混合菌懸液。

1.3 生物降解性測(cè)定

采用文獻(xiàn)方法[14-15]測(cè)定各受試物的生物降解性。在液體石蠟中分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%的FAE、FAA、HIZ和AAO，配制得到4個(gè)加有含氮表面活性劑的液體石蠟試樣。以加劑試樣、空白試樣(液體石蠟)和基準(zhǔn)物(油酸)作為受試物，以配制的混合菌懸液作為接種微生物，進(jìn)行降解實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)間12d、溫度(30±2)℃。每隔48h測(cè)定并計(jì)算受試物CO2生成量，以生物降解指數(shù)(BDI)作為降解性指標(biāo)，評(píng)定受試物的生物降解性。BDI定義為相同條件下受試物降解生成的CO2量與基準(zhǔn)物油酸降解生成的CO2量的比值，BDI值越大，生物降解性越好。每個(gè)受試物分別進(jìn)行3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，取3次實(shí)驗(yàn)的BDI平均值作為測(cè)定結(jié)果。

1.4 光密度及油-水界面張力測(cè)定

微生物的濃度與光密度成正比，通過(guò)測(cè)定液體培養(yǎng)物在600 nm波長(zhǎng)處的光密度是分析微生物生長(zhǎng)變化的常用方法。

將NaCl 0.05 g、NH4NO30.05 g、MgSO4·7H2O 0.05 g、KCl 0.05 g、CaCl20.25 g、KH2PO40.25 g和K2HPO4·3H2O 2.5 g置于1000 mL錐形瓶中，用蒸餾水定容至 500 mL，121℃蒸汽滅菌 20 min，配制得到pH=7.0 的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基。

分別將0.0025 g FAE、0.0025 g FAA、0.0025 g HIZ、0.0025 g AAO和0.25 g液體石蠟及2 mL混合菌懸液加至pH=7.0 的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中，于(30±2)℃、轉(zhuǎn)速200 r/min搖床中振蕩培養(yǎng)12 d。培養(yǎng)過(guò)程中每隔48 h取樣100 mL，采用紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)在600 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定培養(yǎng)液的光密度(OD600)，重復(fù)測(cè)定3次取平均值。樣品液經(jīng)4000 r/min離心分離10 min后，采用自動(dòng)界面張力儀測(cè)定上層清液的油-水界面張力[16]，重復(fù)測(cè)定3次取平均值。每次測(cè)定結(jié)束后，將樣品倒回錐形瓶于搖床繼續(xù)振蕩培養(yǎng)。OD600和界面張力測(cè)定結(jié)果均與不加含氮表面活性劑的空白培養(yǎng)液所得結(jié)果對(duì)比。

2 結(jié)果與討論

2.1 含氮表面活性劑對(duì)液體石蠟生物降解性的影響

圖 1為添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%含氮表面活性劑的液體石蠟式樣的生物降解指數(shù)(BDI)。從圖1可以看出，液體石蠟(LP)加入1.0%含氮表面活性劑后，其BDI明顯提高，表明所采用的4種含氮表面活性劑均為有效的生物降解促進(jìn)劑。在添加量相同的情況下，4種含氮表面活性劑的促進(jìn)效果差距較大，酰基氧化胺(AAO)的促進(jìn)效果最好，BDI由加劑前的33.76%提高至72.13%；添加脂肪酸乙醇胺(FAE)、脂肪酸酰胺(FAA)、羥乙基咪唑啉(HIZ)的BDI依次為68.19%、65.95%、57.69%。

圖1 添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%含氮表面活性劑的液體石蠟試樣的生物降解指數(shù)(BDI)

烴類(lèi)化合物的生物降解過(guò)程是指其被相應(yīng)的降解菌通過(guò)末端氧化生成脂肪醇、脂肪酸，再通過(guò)β-氧化形成?；o酶A，直至最終被降解的過(guò)程[17-18]。其微生物可利用性主要受烴類(lèi)從不可被微生物利用的非水相到可被微生物利用的水相的傳質(zhì)速率和烴類(lèi)“暴露”于微生物細(xì)胞膜的濃度兩個(gè)因素的限制[19]。在這4種含氮表面活性劑的作用下，液體石蠟生物降解的這兩個(gè)因素均得到了強(qiáng)化，生物降解率得到顯著提高。?；趸肥且环N長(zhǎng)鏈烷基叔胺的氧化物，也是一種易生物降解、性能溫和的兩性表面活性劑，同等添加量下，其結(jié)構(gòu)中含有的?；蛊渚哂懈鼮槌浞值目杀晃⑸锢玫牡?。脂肪酸乙醇胺結(jié)構(gòu)中含有親水性較強(qiáng)的羥基，其親水性強(qiáng)于脂肪酸酰胺，可使烴類(lèi)化合物在水中的傳質(zhì)速率加快，生物降解率也就高于脂肪酸酰胺。羥乙基咪唑啉是一種五元含氮雜環(huán)化合物，分子結(jié)構(gòu)中雖有羥基和氨基2種親水基團(tuán)，但因其正離子特性，容易吸附到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，影響細(xì)菌的正常生理活動(dòng)，烴降解酶不能靠近并破壞化合物分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也就不能更好地被微生物利用，所以相比其它3種含氮表面活性劑，其促進(jìn)液體石蠟生物降解的效果較差。

圖2為添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%含氮表面活性劑液體石蠟生物降解中CO2生成量(mCO2)隨降解時(shí)間(t)的變化。從圖2可以看出，純液體石蠟和加劑液體石蠟生物降解中，CO2生成量隨降解時(shí)間均呈現(xiàn)波浪型變化，且后者CO2生成量始終多于前者；在第4 d至第6 d之間出現(xiàn)波峰，在第12 d則即將出現(xiàn)波峰。液體石蠟是一種多組分烴類(lèi)混合物，其中許多成分都可成為微生物生長(zhǎng)的碳源，出現(xiàn)2個(gè)波峰表明同生菌群在降解中出現(xiàn)了二次生長(zhǎng)現(xiàn)象。液體石蠟在生物降解中CO2生成量變化曲線呈現(xiàn)波浪型的原因有兩個(gè)方面。一方面，降解初期，微生物生長(zhǎng)處于適應(yīng)新環(huán)境的遲緩期，活性較低，對(duì)碳源消耗不多；降解中期，微生物生長(zhǎng)進(jìn)入對(duì)數(shù)期和穩(wěn)定期，碳源被充分消耗利用；降解后期，碳源和無(wú)機(jī)鹽養(yǎng)分被微生物進(jìn)一步消耗利用，微生物生長(zhǎng)進(jìn)入衰亡期。另一方面，降解過(guò)程中，由于含氮表面活性劑增大了水中微生物與液體石蠟的接觸幾率，提高了微生物對(duì)液體石蠟的利用率，進(jìn)而改善了液體石蠟的生物降解性。添加不同含氮表面活性劑液體石蠟在生物降解中CO2生成量不同的原因與含氮表面活性劑對(duì)液體石蠟生物降解指數(shù)影響原因相同。

圖2 添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%含氮表面活性劑液體石蠟生物降解中CO2生成量(mCO2)隨降解時(shí)間(t)的變化

2.2 液體石蠟生物降解過(guò)程中體系油-水表面張力變化

圖3為添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%含氮表面活性劑液體石蠟生物降解體系油-水界面張力隨降解時(shí)間的變化。從圖3可以看出，添加含氮表面活性劑的液體石蠟生物降解體系油-水界面張力明顯低于不加者，表明4種含氮表面活性劑均能降低體系的油-水界面張力，增大油-水界面面積，使微生物與礦物油的接觸機(jī)會(huì)增多，促進(jìn)微生物對(duì)烴類(lèi)化合物的吸收利用。這是含氮表面活性劑促進(jìn)液體石蠟生物降解的原因之一。

圖3 液體石蠟生物降解體系油-水界面張力(F)隨降解時(shí)間(t)的變化

烴類(lèi)有機(jī)物在生物降解中，表面活性劑主要通過(guò)乳化作用、提高假相溶解度和增強(qiáng)降解微生物膜的通透性[20]三方面的作用提高其生物可利用性。對(duì)烴類(lèi)化合物的乳化和假增溶作用主要源于表面活性劑能夠降低界面的表面張力，并可通過(guò)形成膠束的形式將烴類(lèi)化合物包裹在膠束內(nèi)部，通過(guò)乳化或假增溶方式而脫附進(jìn)入水相，從而增加烴類(lèi)化合物的流動(dòng)性。此外，烴類(lèi)的難溶性使得攝取烴類(lèi)的微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中往往伴隨著生物表面活性劑的生成。第三方面的作用主要體現(xiàn)在表面活性劑對(duì)微生物細(xì)胞膜狀態(tài)的改變。由于生物膜由大量磷脂分子組成，磷脂與生物表面活性劑有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)和性能，所以細(xì)胞膜對(duì)生物表面活性劑具有較強(qiáng)的吸附作用。正是這種吸附作用影響到烴類(lèi)化合物的脫附速率，同時(shí)改變細(xì)胞膜的通透性，使烴類(lèi)化合物和中間代謝物的跨膜速率加快，有助于提高降解速率。

從圖3還可以看出，降解初期，在含氮表面活性劑乳化和提高假相溶解度的作用下，體系油-水界面張力迅速下降，而后略有上升，這可能是因?yàn)楹砻婊钚詣╇S碳?xì)浠衔锏慕到舛瑫r(shí)被消耗的結(jié)果；在降解第6 d，體系油-水界面張力迅速降低到最低值，這可能是因?yàn)殡S著微生物生長(zhǎng)進(jìn)入穩(wěn)定期，微生物產(chǎn)生的生物表面活性劑進(jìn)一步降低了體系的油-水界面張力所致；在降解后期，體系油-水界面張力略有上升，這可能是隨著含氮表面活性劑消耗，微生物進(jìn)入穩(wěn)定期后期和衰亡期，生物表面活性劑的產(chǎn)生量逐步減少所致。

2.3 液體石蠟生物降解過(guò)程中微生物生長(zhǎng)變化

圖4為液體石蠟生物降解體系的光密度(OD600)隨降解時(shí)間(t)的變化。由圖4可以看出，添加含氮表面活性劑液體石蠟生物降解體系的光密度(微生物濃度)高于不加者，表明4種含氮表面活性劑作為微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)加速了微生物繁殖，這是其促進(jìn)液體石蠟生物降解的又一原因。從圖4還可以看出，添加含氮表面活性劑液體石蠟生物降解體系在降解第2 d，微生物進(jìn)入其指數(shù)生長(zhǎng)期，不加者在降解第4 d 進(jìn)入指數(shù)生長(zhǎng)期。這與圖3顯示的油-水界面張力變化規(guī)律相一致。即在降解反應(yīng)初期，體系的油-水界面張力迅速下降，微生物得以充分利用烴類(lèi)化合物，并在這一時(shí)期加速生長(zhǎng)，大量繁殖；此后，隨著油-水界面張力的回升，微生物進(jìn)入穩(wěn)定生長(zhǎng)階段，可能產(chǎn)生大量乳化劑和生物表面活性劑，從而又一次降低了油-水界面張力，直到微生物進(jìn)入衰亡期，油-水界面張力回升到一定數(shù)值并趨于穩(wěn)定。

圖4 液體石蠟生物降解體系的光密度(OD600)隨降解時(shí)間(t)的變化

3 結(jié) 論

(1)脂肪酸乙醇胺、脂肪酸酰胺、羥乙基咪唑啉、酰基氧化胺4種含氮表面活性劑可顯著促進(jìn)液體石蠟生物降解。在添加量相同的情況下，含氮表面活性劑促進(jìn)液體石蠟生物降解效果由大到小依次為?；趸贰⒅舅嵋掖及?、脂肪酸酰胺、羥乙基咪唑啉。

(2)含氮表面活性劑在液體石蠟生物降解過(guò)程中，可有效降低體系油-水界面張力，使微生物與液體石蠟的接觸機(jī)會(huì)增多，促進(jìn)微生物對(duì)烴類(lèi)化合物的吸收利用，這是其促進(jìn)液體石蠟生物降解性的原因之一。含氮表面活性劑作為微生物營(yíng)養(yǎng)物，在液體石蠟生物降解過(guò)程中加速了微生物生長(zhǎng)，使微生物數(shù)量增多，這是其促進(jìn)液體石蠟生物降解性的又一原因。

[1] WILLING A. Lubricants based on renewable resources：An environmentally compatible alternative to mineral oil products [J].Chemosphere，2001，43 (1)：89-98.

[2] SOBISCH T, NIEBELSCHüTZ H.Effect of additives on biodegradation of PAH in soils[J].Colloids and Surfaces A： Physico-chemical and Engineering Aspects，2000，162(1)：1-1.

[3] 李秀艷，魏德洲. 氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)微生物降解作用的影響[J].有色金屬，2000, 52(4) : 237-239.(LI Xiuyan, WEI Dezhou.Effect of nutrient phosphates and nitrates on biodegradation of microbe[J].Ferrous Metals, 2000, 52(4)：237-239.)

[4] LEE S H，LEE S, KIM D Y.Degradation characteristics of waste lubricants under different nutrient conditions [J].Journal of Hazardous Materials，2007，143(1)：65-72.

[5] 陳波水，方建華, 王九，等.油?；拾彼嵩诘V物潤(rùn)滑油中的生物降解和摩擦磨損特性[J].石油學(xué)報(bào)(石油加工)，2009，25(增刊1)：6-9.(CHEN Boshui，F(xiàn)ANG Jianhua，WANG Jiu, et al.Biodegrdation，friction and wear characteristics of oleoyl glycine in mineral lubrication oil[J].Acta Petrolei Sincia (Petroleum Processing Section)，2009，25(Suppl 1)：6-9.)

[6] CHEN Boshui, WANG Jiu，F(xiàn)ANG Jianhua.Tribological performances of fatty acyl amino acids as green additives in lubricating oil[J].China Petroleum Processing & Petrochemical Technology，2010，12 (3)： 49-53.

[7] CHEN Boshui, WANG Jiu，F(xiàn)ANG Jianhua.Enhanced biodegradability，lubricity and corrosiveness of lubricating oil by oleic acid diethanolamide phosphate[J].Tribology in Industry，2012，34(3)：152-157.

[8] CHEN Boshui, ZHANG Nan，WU Jiang，et al.Enhanced biodegradability and lubricity of mineral lubricating oil by fatty acidic diethanolamide borates[J].Green Chemistry，2013，15 (3)：738-743.

[9] CHEN Boshui, FANG Jianhua，WU Jiang.The influence of amino Acids on biodegradability，oxidation stability and corrosiveness of lubricating oil[J].Petroleum Science & Technology，2013，31(2)：185-191.

[10] 夏侃，陳波水, 張楠，等.月桂酸二乙醇酰胺對(duì)液壓油生物降解性及使用性能的影響[J].石油煉制與化工， 2013，44(3)：63-66.(XIA Kan，CHEN Boshui，ZHANG Nan， et al.Effects of lauric diethanolamide on the biodegradability and service performance of hydraulic oil[J].Petroleum Processing and Petrochemicals，2013，44(3)：63-66.)

[11] 夏侃，陳波水, 張楠，等.月桂酸二乙醇酰胺對(duì)聚α-烯烴理化性能的影響[J].后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，29(2)：64-69.(XIA Kan, CHEN Boshui, ZHANG Nan, et al.Effects of lauric diethanolamide on physico-chemical properties of poly-α-olefins[J].Journal of Logistical Engineering University，2013，29(2)：64-69.)

[12] CHEN Boshui, ZHANG Nan，F(xiàn)ANG Jianhua，et al.Enhanced biodegradation of petroleum lubricant by bacterial strains harvested from oil contaminated soil[J].Petroleum Science & Technology，2014, 32(8)：938-946.

[13] 張楠，陳波水, 余瑛，等.潤(rùn)滑油降解菌群的構(gòu)建及其降解性能[J].石油學(xué)報(bào)(石油加工)，2010，26(增刊1)：182-186.(ZHANG Nan，CHEN Boshui，YU Ying, et al.Construction of bacterial consortium for lubricating oil and it’s biodegradating ability[J].Acta Petrolei Sinica (Petroleum Processing Section)，2010，26(Suppl 1)：182-186.)

[14] 王昆，方建華, 陳波水.潤(rùn)滑油生物降解性快速測(cè)定方法的研究[J].石油學(xué)報(bào)(石油加工)，2004，20(6)：74-78.(WANG Kun，F(xiàn)ANG Jianhua，CHEN Boshui.A fast method for evaluating biodegradability of lubricants[J].Acta Petrolei Sinica (Petroleum Processing Section)， 2004，20(6)：74-78.)

[15] WANG Jiu, CHEN Boshui，F(xiàn)ANG Jianhua，et al.The influence of environment factors on lubricants biodegradation by orthognal design[J].Advanced Materials Research，2013，772：319-322.

[16] GB/T 22237—2008, 表面活性劑 表面張力的測(cè)定[S].

[17] BARATHI S, VASUDEVAN N.Utilization of petroleum hydrocarbons by pseudomonas fluorescens isolated from a petroleum-contaminated soil [J].Environment International，2001，26(5-6)：413-416.

[18] 華兆哲，陳堅(jiān), 倫世儀.石油烷烴降解與生物表面活性劑生產(chǎn)的相關(guān)性研究及進(jìn)展[J].石油化工，1998，27(12)：925-929.(HUA Zhaozhe，CHEN Jian，LUN Shiyi.The relativity research progress of the biodegradation of petroleum hydrocarbons and synthesis of biosurfactant[J].Petrochemical Technology，1998，27(12)：925-929.)

[19] 梁生康，王修林, 單寶田.生物表面活性劑強(qiáng)化疏水性有機(jī)污染物生物降解研究進(jìn)展[J].化工環(huán)保，2005，25(4)：276-280.(LIANG Shengkang，WANG Xiulin，SHAN Baotian.Development of biosurfactant-enhanced biodegradation of hydrophobic organic pollutants[J].Environmental Protection of Chemical Industry，2005，25 (4):276-280.)

[20] GUHA S, JAFFE P R.Biodegradation kinetics of phenanthrene partitioned into the micellar phase of nonionic surfactants[J].Environmental Science & Technology，1996，30(2)：605-611.

Effect and Mechanism of Nitrogenous Surfactants on Biodegradation of Mineral Lubricating Oil

WEI Youliang1, CHEN Boshui2, WANG Jiu2, ZHANG Nan2, FANG Jianhua2, WU Jiang2

(1.ThePLAof78416Army,Chongqing400054,China;2.DepartmentofOilApplication&ManagementEngineering,LogisticalEngineeringUniversity,Chongqing401311,China)

Impacts of four nitrogenous surfactants, viz. fatty acidic ethanolamine, fatty acidic amide and hydroxyl imidazoline, and acyl amine oxide, as additives on biodegradation of liquid paraffin were tested by a biodegradation tester. Thereafter, the optical density at 600 nm wavelength and oil-water interfacial tension of the biodegradation system were determined by ultraviolet-visible spectrophotometer and interfacial tension instrument, respectively. The results indicated that the biodegradability of liquid paraffin was markedly enhanced by nitrogenous surfactants, among which acyl amine oxide was the best candidate. The biodegradability of liquid paraffin increased from 33.76% to 72.13% after formulated with acyl amine oxide at mass fraction of 1.0%. The stimulation of nitrogenous surfactants to liquid paraffin biodegradation was ascribed to the dramatic decrease of oil-water interfacial tension and the obvious increase of microbial populations in the biodegradation system.

nitrogenous surfactant; mineral lubricating oil; liquid paraffin; biodegradation

2014-06-19

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50975282)資助

韋友亮，男，碩士研究生，主要從事環(huán)境友好添加劑研究；E-mail：18523690127@163.com

陳波水，男，教授，主要從事潤(rùn)滑材料和液體燃料研究；Tel：023-86730832；E-mail：boshuichen@163.com

1001-8719(2015)05-1116-06

TE626.3

A

10.3969/j.issn.1001-8719.2015.05.013