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不同石油降解菌对原油的代谢机制比较

2021-01-20 10:31编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘要:为探讨石油降解菌对原油的代谢机制,从胜利油田中分离出的三种高效石油降解菌DH-5、DH-8和DH-9为材料,研究其对石油组分的降解能力,并通过气相色谱法分析微生物代谢产物中的脂肪酸。结果表明:(1)菌株DH-9对石油中不同组份的降解能力排序与菌株DH-5相同,但菌株DH-9对沥青的降解能力较强。(2)菌株DH-9发酵液中长链脂肪酸种类最多,碳数集中在C8~C24,而菌株DH-5和DH-8发酵液中脂肪酸碳数主要集中在C8~C18。(3)每株菌产生的小分子酸中乙酸的含量显著高于其它小分子酸,且菌株DH-5发酵液中乙酸含量显著高于DH-8和DH-9。综上,三种菌降解能力排序是相同的,其中DH-9在沥青质的降解方面具有极大的应用价值。还发现三菌株的代谢原油的方式很可能是单末端氧化和直接脱氢途径。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言2
1材料与方法2
1.1实验材料 2
1.1.1实验菌株 2
1.1.2培养基2
1.1.3实验仪器与设备3
1.2.实验方法3
1.2.1菌株DH5和DH9在最优条件下对原油四种组分的降解3
1.2.2原油代谢产酸的气相色谱分析4
1.2.2.1代谢产物中C2至C5挥发性脂肪酸的气象色谱分析4
1.2.2.2代谢产物中长链脂肪酸的气象色谱分析5
2 结果与分析5
2.1 菌株DH5和DH9在最优条件下对原油四种组分的降解5
2.2原油代谢产物的气象色谱分析6
3 结论8
致谢9
参考文献9
不同石油降解菌对原油的代谢机制比较
引言
我国第二大油田胜利油田是我国东部重要的石油工业基地,地处黄河三角洲地带,长期的原油开采过程中,油井井喷、石油管道泄漏等事故都造成了油田土壤的污染,破坏了黄河三角洲的湿地生态系统[1,2],且石油制品进入环境造成污染已成为严峻的世界公害之一。石油进入土壤后会改变土壤表层的有机质组成和结构,降低土壤通透性,并导致土壤中无机氮和有效磷含量减
 

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少,还能破坏植物的根组织,影响植物对营养元素的吸收,给局部生态环境造成严重影响[3,4]。所以石油污染治理的问题亟需解决。
石油污染治理过程中,生物修复方法是高效的、耗费低的、且无二次污染,污染土壤中可以降解石油烃的细菌和真菌的种类非常丰富,而未污染土壤中降解石油烃的微生物种群还不到0.1%[5],当石油污染物进入环境后,这些微生物将参与其生物降解过程,其中细菌的降解作用占优势[6,7]。有关陆地和海洋生态系统的生物修复已有大量的报道[810],但是对于胜利油田微生物修复的相关研究还是有限的。
石油的组成成分十分复杂,包括饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质等,对于不同类型的石油,其组成成分有很大差异,且微生物代谢速率也不同,如微生物对重质油的降解速率明显低于轻质油[11,12],所以人们难以实现对微生物代谢石油过程的系统认识,但是已有研究表明微生物对石油的代谢产物主要有酸、生物表面活性剂、气体等,有机酸类物质的产生可以降低油水界面张力,有利于原油的降解,但目前这方面的研究还局限于原油开采过程中采油微生物的代谢产物研究,而对降解污染原油微生物的代谢产物了解较少。因此,本研究不仅为胜利油田的生物修复提供了可行的石油降解菌,还对其降解机制进行了初步的探讨。并对其在世界范围内的应用提供了一些理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 试验菌株
本实验室分离得到的高效石油降解菌DH5、DH8和DH9。
1.1.2 培养基
无机盐培养基:NH4NO3 1 g,MgSO47H2O 0.2 g,CaCl22H2O 0.03 g,K2HPO4 1 g,KH2PO4 1 g,水1 L,pH调至7.0,121℃下灭菌20 min,灭菌后添加1%微量元素液。
微量元素液:ZnSO47H2O 50 mg,MnCl24H2O 400 mg,CoCl26H2O 1 mg,CuSO45H2O 0.4 mg,H3BO2 2 mg,NaMoO42H2O 500 mg,水1 L,0.22 μm微孔滤膜过滤除菌。
原油储备液:以石油醚为溶剂,配成浓度为50 gL1的溶液,装入棕色试剂瓶中,置于暗处,密封保存。
原油无机盐培养基:在250 mL锥形瓶中加入2 mL经0.45 μm微孔滤膜过滤除菌的原油储备液,放置2 d,待石油醚挥发完毕后,加入灭菌的无机盐培养基100 mL。
1.1.3主要仪器与设备
DHZD恒温冷冻振荡器,太仓市实验设备厂
电热恒温培养箱,上海跃进医疗器械厂
722型光栅分光光度计,上海精密科学仪器有限公司
RE5299旋转蒸发器,上海亚荣生化仪器厂
高压灭菌锅,北京发恩科贸有限公司
Olympus生物显微镜,Olympus公司
酸度计(pH计),上海精密仪器仪表有限公司
超净工作台,上海精密仪器仪表有限公司
Beckman高速冷冻离心机,美国贝克曼公司
Agilent 6890气相色谱仪,Agilent公司
Trace GCDSQ气质联用仪,Thermo Finnigan公司
Nicolet 380 傅立叶红外光谱仪,美国热电公司
1.2试验方法
1.2.1菌株DH5和DH9在最优条件下对原油四种组分的降解
在正交优化条件下,接种5 mL培养至对数期的菌液于原油无机盐培养基中,培养7 d后萃取降解残油,方法为加入20 mL石油醚(30~60 ℃)萃取,并将培养液5000 rmin1离心10 min,转至分液漏斗,振荡100次,静置,待分层后分离,收集上层液,用石油醚洗涤2~3次,合并上层液,在烘箱中65 ℃蒸干,置干燥器冷却。并测定原油样品、空白对照及优化前的四组分含量,以作对比,为保持试样降解及分析方法的一致性,设计3组平行实验。
降解后原油组分饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质的测定采用中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 51192008,即岩石可溶有机物和原油族组分柱层析分析方法:
(1) 层析硅胶:选取80 ~100目的层析硅胶,用氯仿抽提至无荧光,在140~150 ℃的点热干燥箱中活化8 h,在干燥器中冷却后装入磨口瓶中,置于干燥器中保存备用。

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