嗜热硝酸盐还原菌的分离及其对硫酸盐还原菌抑制的研究

论文摘要

我国油藏普遍发育硫酸盐还原菌(SRB),SRB的生长代谢会导致油藏水酸化、管道设备腐蚀等问题,严重影响油田生产的正常运行,油田SRB腐蚀已经成为目前亟待解决的问题之一。由于存在细菌抗药性和环境压力,化学治理SRB受到一定的限制。利用硝酸盐还原菌(NRB)抑制SRB已经受到了广泛的关注。考虑到油藏温度普遍较高,筛选高温NRB是抑制油藏SRB的前提和关键。本文针对高温油藏SRB腐蚀问题,从高温油田产出水样品中分离获得两株嗜热硝酸盐还原菌Njiang2和N411,两株菌在60～65℃下生长速率快、硝酸盐还原能力强。采用分子生物学方法鉴定Njiang2属于厌氧芽孢杆菌属,N411为热反硝化地芽孢杆菌。结合Njiang2的表现型、基因型和脂肪酸分析,初步认为Njiang2为厌氧杆菌属(Anoxybacillus)的一个新种。以高温油藏产出水中的优势SRB为对象,研究了Njiang2对SRB的抑制效果,分析了抑制过程中NRB和SRB菌群的变化,结果表明：单独添加20 mM硝酸盐对SRB的生长没有抑制作用,当加入筛选的Njiang2时,培养体系中的SRB活性被明显抑制,硫化氢的抑制率达到99%。本研究获得的嗜热硝酸盐还原菌Njiang2能够在60～65℃高温环境中生长,对油藏中广泛发育的SRB具有抑制作用,本结果为高温油田微生物腐蚀的生物防治提供了技术参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 硝酸盐还原菌
• 1.2.1 硝酸盐还原反应
• 1.2.2 硝酸盐还原过程中的酶
• 1.2.3 硝酸盐还原菌的分布
• 1.2.4 硝酸盐还原菌的用途
• 1.3 嗜热硝酸盐还原菌的分离
• 1.4 硫酸盐还原菌的理化特性和腐蚀机理
• 1.4.1 SRB的理化特性
• 1.4.2 SRB的腐蚀机理
• 1.4.3 具有硝酸盐还原能力的硫酸盐还原菌
• 1.5 硫酸盐还原菌的防治
• 1.5.1 物理方法
• 1.5.2 化学方法
• 1.5.3 生物防治法
• 1.6 硝酸盐还原菌抑制硫酸盐还原菌的机理
• 1.6.1 底物竞争
• 1.6.2 电位抑制
• 1.6.3 中间代谢产物抑制
• 1.6.4 系统内部厌氧硫循环
• 1.6.5 硫酸盐还原菌的解毒作用
• 1.7 课题研究目的和内容
• 第2章 嗜热硝酸盐还原菌的分离及鉴定
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 样品采集
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 主要仪器
• 2.1.4 实验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 硝酸盐还原菌的分离筛选
• 2.2.2 16S rRNA基因鉴定
• 2.2.3 G+C含量和脂肪酸分析
• 2.3 小结
• 第3章 嗜热硝酸盐还原菌生长特性研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 主要试剂
• 3.1.2 主要仪器
• 3.1.3 试剂配制
• 3.1.4 生理生化实验培养基
• 3.1.5 生理生化试验
• 3.1.6 抗生素敏感性试验
• 3.1.7 N411的单因素试验
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 Njiang2糖发酵试验
• 3.2.2 Njiang2理化特性试验
• 3.2.3 Njiang2抗生素敏感性试验
• 3.2.4 Njiang2单因素试验
• 3.2.5 Njiang2理化特性比较
• 3.2.6 N411的细胞形态和理化特性试验
• 3.2.7 N411的单因素试验
• 3.3 小结
• 第4章 嗜热硝酸盐还原菌对高温硫酸盐还原菌的抑制
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 主要试剂
• 4.1.2 主要仪器
• 4.1.3 菌株来源
• 4.1.4 培养基
• 4.1.5 NRB与SRB的相互作用
• 4.1.6 硫化氢的测定
• 4.1.7 菌量的测定
• 4.1.8 硫化氢的抑制率
• 4.1.9 变性梯度凝胶电泳
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 硫化氢和硝酸根含量的变化
• 4.2.2 硫化氢的抑制率
• 4.2.3 菌群的变化
• 4.3 小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录一
• 附录二
• 附录三