石油脱硫微生物的筛选及特性研究

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1、石油脱硫微生物的筛选及特性研究摘要从泰安某加油站采集土壤样品，筛选到一株可以专一性降解二苯并囉吩(DBT)的菌株，经常规和生理生化鉴定判断为红球菌属(Rhodococcussp.),命名为YY-5o对DBT的降解产物经分析为二疑基联苯(2-HBP).二苯并囉枫(DBTO2)和硫酸根离子，完全符合“4S"途径。产物用gibb's试剂结合分光光度计测试，测算出菌株的脱硫能力。脱硫试验表明，DBT浓度对菌株的脱硫能力也有影响，DBT浓度过高，会抑制菌株的脱硫能力。一般在54h左右YY・5的酶活性开始降低，在8

2、0h左右完成脱硫。在以正十二烷、正十六烷、液体石蜡、蔡和柴油为碳源的培养基中生长不旺盛，不能利用上述坯类作唯一碳源和能源。说明YY・5在脱硫过程小不会明显降低燃油的燃烧值。另外试验也表明，有机氮对菌的脱硫活性有抑制作用。关键词二苯并噬吩；微生物脱硫；筛选；红球菌属；脱硫率硫是地球上广泛分布的元素2—，约占地壳总质量的0.052%o硫基本以化合物的形式存在于各种矿物和化石燃料之屮，少量为单质形式的硫磺。化石燃料含硫量为0.1%〜6.0%o目前世界坏境问题严重，各国都在着手研究环境问题的解决方案。其中矿物燃

3、料燃烧生成硫化物，在大气中形成酸用，污染土壤的同时，也破坏了陆地生物圈的生态平衡。酸雨作为硫污染之一，对北欧地区的污染最为严重，导致湖泊屮鱼类和浮游生物死亡，土壤表土营养物质淋溶，生态受到严重损坏。2013年初因为中国汽汕、柴汕质量不合格，汽车尾气排放污染空气，导致北京，成都等交通拥挤的城市形成经久不散的大雾，不仅市民的生活出行受到影响，对身体健康也有一定损害。此外，在石油的炼制过程小，输送管线及相关设备都会受到原油或憾分油屮硫的腐蚀［1］。加氢脱硫(hydrodesulfurizationHDS)法是

4、目前常用的化学脱硫法，其原理是通过催化过程将有机硫化物转化成H2S气体，该法的缺点在丁•反应要求高(高温高压)、脱除不彻底、成本高，且难以达到现在严格的污染排放标准。石油生物催化脱硫是利用微生物产生特定的酶选择性地将油品屮含硫化合物转化为水溶性硫化物，具有高度的选择性，可以脱除HDS技术难脱除的残余有机含硫化合物。而H不需催化剂，不会产生额外污染。低能耗，硫的回收率高。目前生物脱硫研究技术的机理主要是以二苯并嗥吩(DBT,针状结晶，熔点99°C,沸点332〜333°C,联苯及苯硫瞇结构)为模型化合物来表

5、征的，在微生物酶的作用下脱硫。生物催化DBT杂环类姪脱硫有2种氧化形式：c-c键断裂氧化和c-s键断裂氧化。20世纪70年代初，Kodamaetc研究生物石油脱硫提!l!DBT生物降解的“Kodamf代谢途径，虽然可从姪屮分离含硫化合物，但有机硫没有从朵环类化合物屮脱除，反而降低了有价值桂的燃烧值。1989年Kibne在研究IGTS细菌脱除煤中有机硫时，从理论上提出了生物降解DBT的一种可能的“4S"代谢途径:二苯并嗥吩中的硫经过4步氧化，反应的硫中间体分别是DBT■亚矶，DBT-W,DBT男基磺酸，最

6、终生成2■超基联苯(2-HBP)o硫是以SO2■的形式从冇机物屮除去的，对坯不发生降解。对不同的菌株，4S途径并不完全相同，被认为有2种脱硫途径，但共同的特点都是对C・S键作用［2］。口前已经有大量国内外学者投入研究［3・5］。据报道，采用BDS可使油品硫含量最终指标低于HDS工艺10倍，如从HDS的0.1%降至BDS的0.01%的硫含量。目而适合研究石油脱硫的菌株有：玫瑰红球菌(Rhodococcusrhodochrous)、红串平红球菌(rhodococcus.erythropolis)>球形诺卡氏

7、菌(nocardiaglobelula)、嗜热芽他杆菌(Paenibacillussp.)、谷氨酸棒杆菌(corynebacteriumsp.)、戈登氏菌(gordonasp.)、节杆菌(Arthrobactersp.)、球形芽抱杆菌(B.sphaericus)和枯草芽抱杆菌(Bacillussubtilis)等。该文对加油站附近土壤中的脱硫微生物进行筛选，并对其特性进行研究。1材料与方法1.1试验材料1」」试验仪器。紫外分光光度计、生物培养箱(LRH2252G)、微生物多用培养箱(WDP)、超净工作台

8、、无菌条件下G5漏斗真空抽滤。1.1.2试验样品及培养基。样品为采自泰安某加油站土壤2()份。富集培养基:NH4C1(0.1g/L),MgC12(0.48g/L),KH2PO4(0.32g/L),CaC12-2H2O(0.08g/L),U•油(5g/L),去离子水1OOOmL,pH值7.0〜72灭菌后加无菌曝吩5mLo分离培养基(g/L)：营养肉汁培养基。摇瓶基本培养基：廿油(10g/L),NH4C1(5.0g/L),KH2PO4(6.3g