聚丙烯酰胺（Polyacrylan ide,簡稱PAM )是一■種線 型的水溶性聚合物，溶於水後形成部分水解聚丙烯酰 胺（HPAM ),是水溶性高分子中應用最廣泛的品種之 一，它具有増稠、絮凝和調節流體、流變體的作用，在石 油開采、水處理、紡織、造紙、選礦、醫藥、農業等領域具 有廣泛的應用，有“百業助劑”之稱。

近年來，我國東部大多數油田開發，尤其是大慶油 田，基本上都己進入高含水後期，聚合物驅油3次采油 技術(在注入水中加入一定量高分子質量的聚丙烯酰 胺）得到廣泛應用[1]。部分水解聚丙烯酰胺生物降解的初步研究,這樣就會在地下水中長期殘留 大量的無法降解的PAM。眾所周知，含有PAM的汙 水不僅會改變水的理化性質，而且PAM本身對化學需   氧量（COD)也有影響，這可能是其解聚而釋放丙烯酰 胺的緣故。聚丙烯酰胺無毒無害，但其降解後的單體 丙烯酰胺（AAM )卻會傷害人和動物的周圍神經係 統[2]。因此，必須對含聚驅采出水進行有效的處 理[3]。

常見的處理方法有:化學降解、熱降解、機械降解、 生物降解。有文獻報道，國外研究者發現PAM的降解 產物可作為細菌生命活動的營養物質，反過來營養物 質又會促進PAM的降解[4]。本文利用從大港油田分 離篩選得到的一株聚丙烯酰胺降解菌研究了其在 HPAM中的生長繁殖情況，以及對HPAM溶液黏度的 影響。

材料與方法 1.1主要儀器

PHSMA型實驗室pH計，上海精密科學儀器有 限公司；RVDV-m+型旋轉黏度計，美國布氏工程實驗

室。

1.2菌種和主要試劑

菌種:聚丙烯酰胺降解菌G,，天津市工業微生物 研究所保藏菌種。

聚丙烯酰胺，天津市光複精細化工研究所。

1. 3 G1培養基的組成及配製

G,活化培養基:聚丙烯酰胺0 3 g尿素2 7 g蛋 白腖 1 8 g KH2PO4 0. 15 g NaClO 15 gMgS〇4〇 15 g蒸饋水300mL; pH自然，121 °C高壓滅菌30miit Gi降解培養基：部分水解聚丙烯酰胺生物降解的初步研究,聚丙烯酰胺0 3g尿素9g蛋白 腖 6g KH2PO4 0 5 g NaClQ 5 gMgS〇40 5 g 蒸餾水

1000 ml。

Gi降解培養基的配製：將聚丙烯酰胺溶於500 mL蒸餾水中（溶解時不能加熱),靜止脫氣24 h將培 養基其他成分另溶於500 mL蒸餾水中，靜止脫氣24 h混勻，pH自然，保存備用。

1. 4菌種的活化

按10%接種量將原菌液轉入300 mL活化培養基 中，30 °C恒溫振蕩培養24 h按同樣的接種量連續活 化多次，直到培養基變混濁為止，以此菌液作為降解試 驗的菌株。

1. 5降解試驗

將經活化得到的降解試驗菌株接種到G1降解培 養基中，作為降解試驗。同時作不接種的空白試驗。 降解試驗的結果是去除空白試驗的淨結果。

1. 6分析方法

本實驗所用黏度的測定及表示，最大可能菌量的 確定均與文獻[4]相同。

2結果與討論

21 HPAM對Gi菌生長的影響

2 1 1 HPAM濃度對G1菌生長的影響

按5%接種量將G1菌轉入到不同濃度的HPAM溶 液中，30C恒溫振蕩培養48 h菌量測定結果見表1。

由表1可以看出，在濃度小於12g* L-1的HPAM 中G1菌生長較好，在濃度小於20 g* L-1的HPAM中 都能生長。由微生物生長動力學關於底物濃度與微生 物比生長速度的關係可知，底物濃度過高或過低，都有 可能抑製微生物的生長[5_7]。

2 1 2 HPAM溶液pH對G1菌生長的影響

用HCl和Na2C〇3溶液分別將濃度10g* L-1的 HPAM 溶液 pH 調節為 7. 0、8. 0、9 0、10 0、11 0

12 a 13 0滅菌後按5%接種量接入G1菌，30 °C恒溫 振蕩培養48 h後，調回pH至7 8菌量測定結果見表 2。

表2HPAM溶液pH對G1菌生長的影響

pH7 0 8. 0 9. 01ft 0 110 12 0 13 0

菌數/mL-1< 107 < 108 < 108< 105 < 103 < 102 < 102

注：初始菌體濃度103/mL

由表2可以看出，G1菌在pH<11 0時都能生長， 在7. 0<pH <9 0時生長較好，pH 12 0、13 0菌體量 減少，說明堿性過強對G1菌菌體生長繁殖有抑製作 用，所以，在降解試驗中將pH控製在7 0~ 9 2 2 Gi菌培養條件對HPAM溶液黏度的影響 2 2 1 G1菌接種量對HPAM溶液黏度的影響

隻改變接種量，將活化1次的G1菌轉入到濃度為 10 g. L-1的HPAM溶液中，部分水解聚丙烯酰胺生物降解的初步研究,30 °C恒溫振蕩培養8 d後 測其黏度，根據文獻[4]提供的黏度測定及表示，得到 接種量與HPAM溶液黏度損失率的關係，如圖1所 示。

 

 

由圖1可知，G1菌接種量對HPAM溶液降解有較 大影響。接種量在3% ~ 10%，HPAM溶液黏度損失 率隨接種量増加而増大，而接種量大於10%，HPAM 溶液黏度損失率並沒有明顯的増大。這可能是由於接 種量的増加造成生長空間及營養供應不足，使細菌的 生長繁殖受到限製所致[8]。

2 2 2 G1菌培養溫度對HPAM溶液黏度的影響 隻改變培養溫度，按接種量10%將活化1次的G1 菌轉入到10 g* L-1 HPAM溶液中，恒溫振蕩培養8 d 後測定其黏度，得到培養溫度與HPAM溶液黏度損失 率的關係，如圖2所示。

由圖3可知，在接入G1菌的開始2d HPAM溶液 黏度幾乎沒有變化，這可能是由於微生物在大量生長 繁殖之前，需要經曆一段適應期，但從第4天至第10 天溶液黏度損失率明顯増大，此後黏度損失率趨於平 穩，最後稍有下降，這可能是G1菌代謝產物所致。

2 2 4 G1菌在HPAM中的連續活化次數對HPAM 溶液黏度的影響

按10%接種量，將不同連續活化次數的G1菌轉 入到10 g* L-1的HPAM溶液中，30 °C恒溫振蕩培養 10 d後，測溶液黏度，得到溶液黏度損失率與連續活 化次數的關係，如圖4所示。 

 

 

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連續活化次數/次 圖4連續活化次數對HPAM溶液黏度的影響

 

由圖2可知，培養溫度變化對HPAM溶液的降解 影響不大。部分水解聚丙烯酰胺生物降解的初步研究,溫度小於30 °C時，HPAM溶液黏度損失率 隨培養溫度増高而増大，大於30 °C時，HPAM溶液黏 度損失率隨培養溫度増高變化不明顯。從節約能耗的 角度考慮，降解溫度選擇30 °C為宜。

2 2 3 G1菌培養時間對HPAM溶液黏度的影響 按10%接種量將活化1次的G1菌轉入到10 g* L-1的HPAM溶液中，30 °C恒溫振蕩培養，測定溶液黏 度隨時間的變化，得到培養時間與溶液黏度損失率的 關係，如圖3所示。

 

由圖4可知，G,菌連續活化次數對HPAM溶液黏 度損失率影響較大。連續活化次數少於3次時，溶液 黏度損失率隨G,菌連續活化次數的増多而増大，但多 於3次時，溶液黏度損失率變化不明顯。這是因為細 菌和聚合物接觸後並不立即進行分解反應，而是要經 過一段時間的接觸誘導，然後再與這種聚合物接觸，就 會大大縮短誘導時間，使細菌獲得新的分解能力或大 大提高分解能力[6]。

3結論

HPAM溶液黏度損失率與HPAM溶液濃度、jH 值和G,菌初始接種量、培養溫度、培養時間及菌種連 續活化次數有關，其中初始接種量、培養時間及連續活 化次數對其影響較大。部分水解聚丙烯酰胺生物降解的初步研究,實驗結果表明：G,菌連續活化 3次，接種量10%，轉入10 g. L-1 HPAM溶液中，30 °C恒溫振蕩培養10 d可使HPAM溶液黏度損失率達 到 29 8%。