随着聚合物驱油的广泛应用，越来越多的聚丙烯 酰胺(PAM)会随采出水带出，七株菌降解聚丙烯酰胺最佳条件的研究,大庆油田有些采油厂采 出水中聚丙烯酰胺的浓度已经高达1000 mg • 1/ 1以 上，然而现有工艺无法满足处理要求，需要寻找合适的 处理方法对聚丙烯酰胺进行降解[1~41。

作者从油田污水中分离出7株对聚丙烯酰胺的降 解有显著效果的细菌[5],通过探索性实验筛选出适合 微生物降解聚丙烯酰胺的优化条件。

1实验

1.1菌种来源

实验的7株菌分离自南阳油田污水处理厂。经鉴 定，这7株菌分别被确定为:里拉微球菌(Micrococciw /7/〇6/)、少动稍氧醇单胞菌(^5]9/1/77.0?1/}〇£^/71〇6/)、鲍氏 不动杆菌(Mora%eUa acinetoj、玫瑰色微球菌(Micro~ coccus roseus)(Micrococcus varians)

志贺邻单胞菌（PZeho s/i^eZZoWes)、Foges _prosA:ay- er。其中6株分呙于污泥样（XL)、1株分呙于污水样 (US),通过16S rRNA基因克隆测序分析了 7株菌在 系统发育分类学中的地位,其中有4株属于放线杆菌 纲（Actinobacteria)、2 株属于 a•变形菌纲（Alphapro* teobacteria)、1 株属于芽抱杆菌纲(Bacillus) [6]。

1.2培养基

麦芽汁斜面培养基:酵母膏4 g,麦芽汁1000 mL, 葡萄糖 4 g,琼脂 1. 4 g • (100 mL)'PH 值 7. 3。

牛肉膏斜面培养基:牛肉膏5 g,蛋白胨10 g,氯化 钠 5 g,蒸馏水 1000 mL,琼脂 1. 4 g • (100 mL) - 1, pH

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

种子液培养基（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,液蜡2 mL,蒸馏水1000 mL, pH值约7. 0。

不含碳源、氮源的基础培养基（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菌液制备和培养

将保存于4 °C冰箱中的7株菌取出，在无菌操作 条件下,分别将5株细菌接种于牛肉膏斜面培养基，七株菌降解聚丙烯酰胺最佳条件的研究,在 30°C恒温箱中活化培养1 d, 2株放线菌接种于麦芽汁 斜面培养基，在30°C恒温箱中活化培养2 d。活化后 的菌株在无菌条件下，用接种环各挑取一环接入 40 mL灭菌后的种子液培养基中，于30°C恒温摇床(转 速160 r • min_。中培养2 d作为混合种子液备用。

活化后的种子液分别接种到基础培养基中，45 °C 培养5 d,摇床转速160 r • min~ 1。用pH精密试纸测 pH值、用722型紫外分光光度计测0/)66D值、用品氏 粘度计测25 °C时样品运动粘度值。

2结果与讨论

2.1 7株菌混合降解聚丙烯酰胺条件的优化

21. 1碳源的选择

实验碳源为原油、正十六烷、液体习 粉、蔗糖、糖蜜。原油、正十六烷、液体孑 用量加入基础培养基，可溶性淀粉、蔗f

50

用量加入基础培养基。

初始pH值6 5、OZ)66D= 0■ 015、运动粘度=

2.039 mm2 • s_ 1。反应5 d之后测量相同指标，数据 如表1所示。

表1碳源对聚丙烯酰胺降解的影响

Tab. 1 Effect of carbon source on degrading of PAM

碳源pH值0D 660V mm2 • s' 1粘度损失率/ %

原油6.31. 3661.45828.5

正十六烷6.00. 5531.42530. 1

液体石蜡6. 30. 1811. 47127. 9

可溶性淀粉5.51. 2851.47927. 5

蔗糖5.51. 3801.49426.7

糖蜜6.81. 8601. 69716. 8

综合考虑三种指标后，选定原油与正十六烷为备 选碳源。考虑到本实验最终目的是将混合菌应用到实 际油田采出水中，处理实际条件下的油田废水中聚丙 烯酰胺，故选用原油作为碳源。

2.1.2氮源的选择

称取^114)23〇4^4]^2?〇4、蛋白胨、玉米浆各

0.04 g装入40 mL基础培养基中。

初始pH值6 5、0/)66。= 0■ 012、运动粘度= 2. 217 mm2 • s_ 1。反应5 d之后测量相同指标，数据 如表2所不。

表2氮源对聚丙烯酰胺降解的影响

Tab. 2 Effect of nitrogen source on degrading of PAM

氣源pH值 OD&6Q V mm2 • s- 1 粘度损失率/ %

(NH4)2S〇46.00.5371.46633.87

表3温度对聚丙烯酰胺降解的影响

Tab. 3 Effect of temperature on degrading of PAM

纖/ cpH值OD66QV mm2 * s_ 1粘度损失率/ %

306. 00.6101. 40129. 5

456. 00.6641. 34732. 2

656. 50.4131.42128. 5

由表3可看出，7株混合菌在不同温度下降解聚 丙烯酰胺的效果都较好，选定45 °C作为最佳温度。

2. 1.4最佳反应时间的确定

本实验进行了两次,一次反应时间5 d,另一次反 应时间延长到18 d。图1与图2分别是两次实验的混 合菌生长曲线和聚丙烯酰胺粘度变化曲线。 

NH4H2PO46.40.5451.40236.76

蛋白胨6. 60. 8751. 59228. 19

玉米浆6. 80.7702. 279一

 

由表2可看出，（NH4)2S〇4与NH4H2P〇4为氮源 时聚丙烯酰胺降解效果最佳,且这两种药品很常见、成 本低，适合作为较优氮源。最终选定较优氮源为 NH4H2P〇4,因为其在充当氮源的同时还可充当磷源 起作用。

2. 1.3最佳反应温度的确定

初始 pH 值 6 5、OZ)660= 0. 106、运动粘度（V)=

1.987 mm2 • s_ 1。反应5 d之后测量相同指标，数据 如表3所示。

由图1可看出，7株混合菌的生长时间明显不同。 图1与图2规律基本吻合，当混合菌中某种菌落处于 对数生长期时，相应溶液粘度降低率升高；当混合菌中 某种菌落处于衰亡期，而其它菌落未进入对数期时.溶 液粘度降低率下降，甚至出现粘度略笮 从18 d培养实验数据来看，在第8 d左 到最低值，此后粘度值趋于平稳，由于菌 有升尚。最尚粘度损失率为32 6%,这 国内外文献中都属于比较理想的。七株菌降解聚丙烯酰胺最佳条件的研究,由于 间将增加处理成本，对实际应用不利，古

株混合菌降解聚丙烯酰胺的最佳时间。

图1中只有两个生长对数期峰值，这说明可能在 18 d以后还会出现其它生长对数期峰值，但也可能这 两个峰值是几个菌株的混合对数生长峰值。有必要对 7株混合菌单独进行20 d以上的生长曲线绘制实验， 有待后续研究完成。

2.2单菌对聚丙烯酰胺降解实验

在基本选定了混合菌的较优聚丙烯酰胺降解条件 后，有必要对此7株菌进行单独降解PAM的研宄，比 较哪株菌效果更好，与混合菌种效果相差多少，从而可 大致确定菌种的接种比例。接种后培养8 d。反应测 量参数为pH值、值、运动粘度值。

本实验初始粘度为1. 816 mm2 •所测数据如

表4所示。

表4单菌实验测量参数值

Tab. 4 Measurement data of single bacterium experiment

pH值OB 660V粘度损失率

菌株初始结束初始结束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优的是 XLH、XL1~2、XL3三株菌，证明这三株菌株在降解 过程中起着主导作用。可增加XLM、XL1~2、XL3在

51

混合菌中接种量的比例。

3结论

(1)通过一系列探索性实验,确定了 7株混合菌降 解聚丙烯酰胺的最佳条件为：七株菌降解聚丙烯酰胺最佳条件的研究,以原油为基础培养基碳 源，以NH4H2P〇4为基础培养基氮源,最佳反应时间8 d,反应温度45 °C,可增加XLH、XL1~2、XL3在混合 菌中接种量的比例。

(2)在最佳条件下7株混合菌对聚丙烯酰胺粘度 降解率可达32 6%,而目前国内外文献中出现过的微 生物对聚丙烯酰胺最高粘度降解率仅为21. 6%[7,8]。

(3)7株混合菌适应环境的能力较强，特别是在不 同温度条件下降解聚丙烯酰胺的效果都很好。因此该 混合菌的实际应用价值很高，具有很好的市场价值和 应用前景。