隨著聚合物驅油的廣泛應用，越來越多的聚丙烯 酰胺(PAM)會隨采出水帶出，七株菌降解聚丙烯酰胺最佳條件的研究,大慶油田有些采油廠采 出水中聚丙烯酰胺的濃度已經高達1000 mg • 1/ 1以 上，然而現有工藝無法滿足處理要求，需要尋找合適的 處理方法對聚丙烯酰胺進行降解[1~41。

作者從油田汙水中分離出7株對聚丙烯酰胺的降 解有顯著效果的細菌[5],通過探索性實驗篩選出適合 微生物降解聚丙烯酰胺的優化條件。

1實驗

1.1菌種來源

實驗的7株菌分離自南陽油田汙水處理廠。經鑒 定，這7株菌分別被確定為:裏拉微球菌(Micrococciw /7/〇6/)、少動稍氧醇單胞菌(^5]9/1/77.0?1/}〇£^/71〇6/)、鮑氏 不動杆菌(Mora%eUa acinetoj、玫瑰色微球菌(Micro~ coccus roseus)(Micrococcus varians)

誌賀鄰單胞菌（PZeho s/i^eZZoWes)、Foges _prosA:ay- er。其中6株分咼於汙泥樣（XL)、1株分咼於汙水樣 (US),通過16S rRNA基因克隆測序分析了 7株菌在 係統發育分類學中的地位,其中有4株屬於放線杆菌 綱（Actinobacteria)、2 株屬於 a•變形菌綱（Alphapro* teobacteria)、1 株屬於芽抱杆菌綱(Bacillus) [6]。

1.2培養基

麥芽汁斜麵培養基:酵母膏4 g,麥芽汁1000 mL, 葡萄糖 4 g,瓊脂 1. 4 g • (100 mL)'PH 值 7. 3。

牛肉膏斜麵培養基:牛肉膏5 g,蛋白腖10 g,氯化 鈉 5 g,蒸餾水 1000 mL,瓊脂 1. 4 g • (100 mL) - 1, pH

文章編號：1672- 5425(2007)03- 0049- 03 值 7_ 2~ 7. 4。

種子液培養基（1 L):酵母膏1 g, K2HP〇4 0. 25 g, KH2PO4 0. 25 g, MgS〇4 • 7H2〇 0. 2 g, NaCl

0.1 g,微量元素1 mL,液蠟2 mL,蒸餾水1000 mL, pH值約7. 0。

不含碳源、氮源的基礎培養基（1 L):MgS〇4 • 7H2〇 0. 2 g, KH2PO4 1 g, CaCl2 0. 02 g, K2HPO4

1g,酵母嘗1 g,微量兀素1 mL,聚丙稀酰胺1 g。

1.3菌液製備和培養

將保存於4 °C冰箱中的7株菌取出，在無菌操作 條件下,分別將5株細菌接種於牛肉膏斜麵培養基，七株菌降解聚丙烯酰胺最佳條件的研究,在 30°C恒溫箱中活化培養1 d, 2株放線菌接種於麥芽汁 斜麵培養基，在30°C恒溫箱中活化培養2 d。活化後 的菌株在無菌條件下，用接種環各挑取一環接入 40 mL滅菌後的種子液培養基中，於30°C恒溫搖床(轉 速160 r • min_。中培養2 d作為混合種子液備用。

活化後的種子液分別接種到基礎培養基中，45 °C 培養5 d,搖床轉速160 r • min~ 1。用pH精密試紙測 pH值、用722型紫外分光光度計測0/)66D值、用品氏 粘度計測25 °C時樣品運動粘度值。

2結果與討論

2.1 7株菌混合降解聚丙烯酰胺條件的優化

21. 1碳源的選擇

實驗碳源為原油、正十六烷、液體習 粉、蔗糖、糖蜜。原油、正十六烷、液體孑 用量加入基礎培養基，可溶性澱粉、蔗f

50

用量加入基礎培養基。

初始pH值6 5、OZ)66D= 0■ 015、運動粘度=

2.039 mm2 • s_ 1。反應5 d之後測量相同指標，數據 如表1所示。

表1碳源對聚丙烯酰胺降解的影響

Tab. 1 Effect of carbon source on degrading of PAM

碳源pH值0D 660V mm2 • s' 1粘度損失率/ %

原油6.31. 3661.45828.5

正十六烷6.00. 5531.42530. 1

液體石蠟6. 30. 1811. 47127. 9

可溶性澱粉5.51. 2851.47927. 5

蔗糖5.51. 3801.49426.7

糖蜜6.81. 8601. 69716. 8

綜合考慮三種指標後，選定原油與正十六烷為備 選碳源。考慮到本實驗最終目的是將混合菌應用到實 際油田采出水中，處理實際條件下的油田廢水中聚丙 烯酰胺，故選用原油作為碳源。

2.1.2氮源的選擇

稱取^114)23〇4^4]^2?〇4、蛋白腖、玉米漿各

0.04 g裝入40 mL基礎培養基中。

初始pH值6 5、0/)66。= 0■ 012、運動粘度= 2. 217 mm2 • s_ 1。反應5 d之後測量相同指標，數據 如表2所不。

表2氮源對聚丙烯酰胺降解的影響

Tab. 2 Effect of nitrogen source on degrading of PAM

氣源pH值 OD&6Q V mm2 • s- 1 粘度損失率/ %

(NH4)2S〇46.00.5371.46633.87

表3溫度對聚丙烯酰胺降解的影響

Tab. 3 Effect of temperature on degrading of PAM

纖/ cpH值OD66QV mm2 * s_ 1粘度損失率/ %

306. 00.6101. 40129. 5

456. 00.6641. 34732. 2

656. 50.4131.42128. 5

由表3可看出，7株混合菌在不同溫度下降解聚 丙烯酰胺的效果都較好，選定45 °C作為最佳溫度。

2. 1.4最佳反應時間的確定

本實驗進行了兩次,一次反應時間5 d,另一次反 應時間延長到18 d。圖1與圖2分別是兩次實驗的混 合菌生長曲線和聚丙烯酰胺粘度變化曲線。 

NH4H2PO46.40.5451.40236.76

蛋白腖6. 60. 8751. 59228. 19

玉米漿6. 80.7702. 279一

 

由表2可看出，（NH4)2S〇4與NH4H2P〇4為氮源 時聚丙烯酰胺降解效果最佳,且這兩種藥品很常見、成 本低，適合作為較優氮源。最終選定較優氮源為 NH4H2P〇4,因為其在充當氮源的同時還可充當磷源 起作用。

2. 1.3最佳反應溫度的確定

初始 pH 值 6 5、OZ)660= 0. 106、運動粘度（V)=

1.987 mm2 • s_ 1。反應5 d之後測量相同指標，數據 如表3所示。

由圖1可看出，7株混合菌的生長時間明顯不同。 圖1與圖2規律基本吻合，當混合菌中某種菌落處於 對數生長期時，相應溶液粘度降低率升高；當混合菌中 某種菌落處於衰亡期，而其它菌落未進入對數期時.溶 液粘度降低率下降，甚至出現粘度略笮 從18 d培養實驗數據來看，在第8 d左 到最低值，此後粘度值趨於平穩，由於菌 有升尚。最尚粘度損失率為32 6%,這 國內外文獻中都屬於比較理想的。七株菌降解聚丙烯酰胺最佳條件的研究,由於 間將增加處理成本，對實際應用不利，古

株混合菌降解聚丙烯酰胺的最佳時間。

圖1中隻有兩個生長對數期峰值，這說明可能在 18 d以後還會出現其它生長對數期峰值，但也可能這 兩個峰值是幾個菌株的混合對數生長峰值。有必要對 7株混合菌單獨進行20 d以上的生長曲線繪製實驗， 有待後續研究完成。

2.2單菌對聚丙烯酰胺降解實驗

在基本選定了混合菌的較優聚丙烯酰胺降解條件 後，有必要對此7株菌進行單獨降解PAM的研宄，比 較哪株菌效果更好，與混合菌種效果相差多少，從而可 大致確定菌種的接種比例。接種後培養8 d。反應測 量參數為pH值、值、運動粘度值。

本實驗初始粘度為1. 816 mm2 •所測數據如

表4所示。

表4單菌實驗測量參數值

Tab. 4 Measurement data of single bacterium experiment

pH值OB 660V粘度損失率

菌株初始結束初始結束mm2 • s- 1%

XL16. 56.50. 0570. 3781. 54714.81

XL 1-16. 56.00. 0440. 2751. 33226. 65

XL 1-26. 56.50. 0380. 2521. 37124.50

XL2-16. 56.50. 0490. 3701. 61111. 29

XL36.56.50. 0450. 1271. 37624.23

XL3-16.56.50. 0640. 2141.54914.70

US16. 56.50.0440. 3201.54914. 70

由表4可看出，降解聚丙烯酰胺效果最優的是 XLH、XL1~2、XL3三株菌，證明這三株菌株在降解 過程中起著主導作用。可增加XLM、XL1~2、XL3在

51

混合菌中接種量的比例。

3結論

(1)通過一係列探索性實驗,確定了 7株混合菌降 解聚丙烯酰胺的最佳條件為：七株菌降解聚丙烯酰胺最佳條件的研究,以原油為基礎培養基碳 源，以NH4H2P〇4為基礎培養基氮源,最佳反應時間8 d,反應溫度45 °C,可增加XLH、XL1~2、XL3在混合 菌中接種量的比例。

(2)在最佳條件下7株混合菌對聚丙烯酰胺粘度 降解率可達32 6%,而目前國內外文獻中出現過的微 生物對聚丙烯酰胺最高粘度降解率僅為21. 6%[7,8]。

(3)7株混合菌適應環境的能力較強，特別是在不 同溫度條件下降解聚丙烯酰胺的效果都很好。因此該 混合菌的實際應用價值很高，具有很好的市場價值和 應用前景。