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环境工程 2018年第2期36卷 48-53页

作者：陈政阳刘国唐彬彬谢翼飞徐熊鲲成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 成都理工大学国家环境保护水土污染协同控制与联合修复重点实验室成都610059 中国科学院成都生物研究所成都610041 成都综合岩矿测试中心成都610081

以四川珙县油基泥浆钻井岩屑为研究材料,筛选出10株能以石油为碳源和能源生长的降解菌,并以石油降解率为筛选依据,筛选出2株高效降解菌(C-1、C-2),通过16S r DNA序列分析对其进行初步鉴定和降解特性研究。结果表明:C-1、C-2的降解率为39... 详细信息

以四川珙县油基泥浆钻井岩屑为研究材料,筛选出10株能以石油为碳源和能源生长的降解菌,并以石油降解率为筛选依据,筛选出2株高效降解菌(C-1、C-2),通过16S r DNA序列分析对其进行初步鉴定和降解特性研究。结果表明:C-1、C-2的降解率为39%~40%,分别为芽孢杆菌属Bacillus sphaericus、Bacillus subtilis;降解特性分析表明:在接种量为10%、pH为7、温度为35℃、n(N)∶n(P)=12∶1、盐浓度为0.5%的最优条件下,C-1和C-2对石油的去除率分别为46.08%、48.94%,补充N、P后降解率基本未变化,说明岩屑中大部分可生化降解成分已全部降解,部分难降解的物质(如长链烷烃、多环芳烃等)仍在岩屑中。

关键词：油基泥浆钻井岩屑微生物降解筛选降解特性

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油基泥浆钻井岩屑降解功能菌的选育及其特性研究

油基泥浆钻井岩屑降解功能菌的选育及其特性研究

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作者：唐彬彬成都理工大学

学位级别：硕士

随着我国页岩气勘探开发的发展,油基泥浆钻井液因具有稳定的流变性能、润滑特性和增强井眼稳定性的特点能够解决在页岩气开采过程中造成的井漏、井塌及缩颈等问题被广泛的应用,从而产生越来越多的油基泥浆钻井岩屑固体废弃物,对土壤、... 详细信息

随着我国页岩气勘探开发的发展,油基泥浆钻井液因具有稳定的流变性能、润滑特性和增强井眼稳定性的特点能够解决在页岩气开采过程中造成的井漏、井塌及缩颈等问题被广泛的应用,从而产生越来越多的油基泥浆钻井岩屑固体废弃物,对土壤、地表和地下水造成严重的污染以及危害到人类的健康安全。面对这亟待解决的环境问题,焚烧法和热解析法是目前处理油基泥浆钻井岩屑的主要技术,但存在一定应用的局限性。为此,本文从清洁环保的角度选用成本低、效益高、易于应用及无二次污染的微生物技术对油基泥浆钻井岩屑进行无害化处理且具有重要的实际意义。本文针对四川省珙县页岩气田的油基泥浆钻井岩屑进行理化性质及其成分分析,确定其污染物及污染程度,以原油为唯一碳原定向筛选降解功能菌;结合物理化学方法对功能菌进行生理特性研究并运用分子生物学鉴定功能菌的种属;将定向筛选出的降解功能菌开展油基泥浆钻井岩屑降解实验,研究环境影响因素,评价其在适宜条件下的污染程度并采用GC-MS仪器分析功能菌易降解的组分。取得如下结果:(1)油基泥浆钻井岩屑外观呈黑灰色,有刺激性气味,其理化性质为:pH值为7.02,呈中性;含水率为4.427%,含水率较低;化学需氧量(COD值)为187834mg/Kg;生化需氧量(BOD5值)为52990 mg/Kg;含油量为67876 mg/Kg;石油类是主要的污染物,其含油量在转速180rpm/min,萃取剂量在固液比为1:2的条件下,萃取6次后通过非分散红外法测定得到的,占油基泥浆钻井岩屑总量的6.8%,相对《土壤环境质量标准》最大标准值5000mg/Kg超标13.6倍,主要为C1519,C21,C24,C31,C43,C44的直链烷烃及部分的醇类、酯类等有机污染物。(2)从珙县油基泥浆钻井岩屑、珙县炼油厂含油废水和污水处理厂含油废水中选育出五株功能菌T-1-5。T1为球形、革兰氏阴性、运动性强、兼性厌氧型菌株,在0h为对数期,1175bp序列,为克雷伯菌属(Klebsiella sp.);T2为长杆状、革兰氏阳性、运动性弱、兼性厌氧型菌株,在15h为对数期,1053bp序列,为枯草芽孢杆菌属(Bacillus subtilis strain.);T3为杆状、革兰氏阳性、运动性较强、兼性厌氧型菌株,在28h为对数期,1167bp序列,为芽孢杆菌菌株(Bacillus tequilensis strain.);T4为长杆状、革兰氏阴性、运动性弱、兼性厌氧型菌株,在67h为对数期,1155bp序列,为芽孢杆菌菌株(Bacillus stratosphericus strain.);T5为短杆状、革兰氏阴性、运动性较强、兼性厌氧型菌株,在18h为对数期,1131bp序列,为不动杆菌属(Acinetobacter sp.)。(3)五株功能菌在10%的接种量,35℃的适应生长温度,在2:1:1之间的N-P比,0.5%的盐浓度条件下,通过对油基泥浆钻井岩屑的降解实验可知,在3d时降解率达到30%-37%左右,18d达到50%左右趋于稳定,30d时加入菌悬液后,降解率仍没有变化。将反应前后的油基泥浆钻井岩屑中的原油采用GC-MS分析可知,功能菌能够利用C1524个碳原子的小分子直链烷烃类有机物进行代谢活动,并且产生支链烷烃、酸类、酯类、醇类及环烷烃类等中间产物;产生的中间产物与难以被功能菌被降解C31、C43及C44个碳原子的高分子有机物的含量仍占油基泥浆钻井岩屑中原油总量的3.5%左右,相对《土壤环境质量标准》中最大标准值5000mg/Kg超标7倍左右,仍属于危险废物,后期实验可筛选蓄积植物的栽培考察能否达到排放标准及评价环境安全性。

关键词：油基泥浆钻井岩屑功能菌特性

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