聚丙烯酰胺降解菌的分离和鉴定

聚丙烯酰胺生物降解研究发布时间：2022-10-19T10:31:03.286Z 来源：《科学与技术》2022年第11期6月作者：张弓乔磊磊[导读] 聚丙烯酰胺在工业生产中占据较重要的地位，已经广泛应用到工业生产之中，并逐渐向人们的日常生活中渗透张弓乔磊磊安徽天润化学工业股份有限公司 233000摘要：聚丙烯酰胺在工业生产中占据较重要的地位，已经广泛应用到工业生产之中，并逐渐向人们的日常生活中渗透；它的生产与应用均具有较高的技术含量，同时附加值也相对较高。

本文对黄孢原毛平革菌对PAM的降解效果进行了研究，由实验结果可以得知，黄孢原毛平革菌能够产生催化酶，对聚丙烯酰胺能够产生降解的作用，其降解的效率总体可以达到50%左右。

在相关实验条件当中，最优条件是氮（0.2g/L),Mn2+的浓度为0.0175g/L。

关键词：聚丙烯酰胺；降解；酶；催化聚丙烯酰胺是一种水溶性聚合物，具有絮凝、黏合、增稠、降阻等特性，在多个行业中都得到广泛应用。

在油田开采生产当中，部分水解性聚丙烯酰胺（PAM）已经大规模应用，聚合物驱油方式一般采取PAM注入地下，由此来提升原油的综合采收率。

随着行业中PAM的使用量持续增加，其用量的总体规模也呈上升的趋势，这就让PAM在自然环境中的残留量逐年增加，由此给自然环境带来巨大的压力。

PAM 的降解方式有生物、物理以及化学等多种方式，有研究指出，相对于机械及化学等降解方式，利用生物降解有诸多优点，其价格低廉，相对环保，安全性较高，同时操作流程便捷。

PAM对于微生物来说，具有一定程度的毒性，其生物降解的报道不多。

目前对于可以利用的降解PAM的微生物，其降解的具体机理以及降解的相关途径等，都还未形成完整的认知体系[1-8]。

1材料和方法1.1材料本实验中废水为人工配制，成分包含CaCl2、NaCl、Na2SO4以及蒸馏水。

1.2浊度法检测聚丙烯酰胺浓度(1)浊度法原理是，当反应体系为酸性环境时，聚丙烯酰胺可以与体系当中的次氯酸钠发生相应的反应，由此生成氯酸钠，其具有不溶性，能够生成浑浊的溶液。

第28卷第11期2008年11月环　境　科　学　学　报　Acta Scientiae Circu m stantiaeVol .28,No .11Nov .,2008基金项目:国家重大基础研究前期研究项目(No .2005CCA06200);黑龙江省教育厅科学技术研究(重大)项目(No .10551Z0002);黑龙江省自然科学基金项目(No .E200523)Supported by the Pr ophase Pr oject of Nati onal Maj or Funda mental Research (No .2005CCA06200),the Heil ongjiang educati on depart m ent Fund f or Scientific Research (No .10551Z0002)and the Heil ongjiang Natural Science Foundati on (No .E200523)作者简介:刘永建(1955—),男,教授(博士),E 2mail:lyj@dqp i .net;3通讯作者(责任作者)B i ography:L I U Yongjian (1955—),male,p r ofess or (ph .D.),E 2mail:lyj@dqp i .net;3Correspond i n g author刘永建,郝春雷,胡绍斌,等.2008.一株聚丙烯酰胺降解菌的降解性能和机理[J ].环境科学学报,28(11):2221-2227L iu Y J,Hao C L,Hu S B,et al .2008.Degradati on characteristics and mechanis m of a polyacryla m ide 2degrading bacteria strain [J ].Acta Scientiae Circum stantiae,28(11):2221-2227一株聚丙烯酰胺降解菌的降解性能和机理刘永建3,郝春雷,胡绍斌,赵法军,闻守斌,王大威大庆石油学院石油工程学院,大庆163318收稿日期:2007211220 修回日期:2008205210 录用日期:2008207231摘要:从大庆油田筛选到一株聚丙烯酰胺降解菌,经16Sr DNA 序列分析鉴定其为褐栗芽孢杆菌(B acillus badius ),命名为JHW 21.将降解菌扩培后,接种至以聚合物为唯一有机营养源的培养基,在41℃、pH =7.2条件下培养7d,聚合物粘度较无菌对照降低48.5%.在培养基中分别添加少量FeS O 4和MnS O 4、酵母粉、葡萄糖后,聚合物粘度较对照降低了57.4%、72.5%、86.2%.降解菌在同时添加了FeS O 4、MnS O 4和葡萄糖的聚合物培养基中培养7d 后,聚合物降粘率达到91.4%,相对分子量由106～107降至103～106,且聚合物质量减少约8%.降解菌能够利用分泌到培养液中的胞外酶水解聚合物的酰胺基团,使其变为羧酸;同时,降解菌在生长过程中还会释放非蛋白还原性物质,它们同胞外酶共同作用使碳链断裂.关键词:聚丙烯酰胺;降解;微生物;胞外酶;还原性物质文章编号:025322468(2008)1122221207 中图分类号:X171 文献标识码:AD egrada ti on character isti cs and m echan is m of a polyacryl a m i de 2degrad i n gbacter i a stra i n L IU Yongjian 3,HAO Chunlei,HU Shaobin,ZHAO Fajun,W EN Shoubin,WANG Da weiPetr oleum Engineering I nsistitute,Daqing Petr oleum I nsistitute,Daqing 163318Rece i ved 20Nove mber 2007; rece i ved in revised f or m 10May 2008; accepted 31July 2008Abstract:A polyacryla m ide 2degrading bacterial strain was is olated fr om the Daqing oilfield,and na med JHW 21.Thr ough 16Sr DNA analysis,it was identified as bel onging t o Bacillus badius .I n the laborat ory,after cultivati on,JH W 21was inoculated in the culture medium with the polyacryla m ide as the s ole organic carbon s ource .After 7d cultivati on at 41℃and pH 7.2,the viscosity of the polyacryla m ide declined 48.5%in comparis on with the contr ol without JHW 21.W hen FeS O 4+MnS O 4,yeast extract and glucose are added t o the above culture medium,the viscosity decreased 57.4%,72.5%,8612%res pectively .After JHW 21was gr own f or 7days in the culture medium with FeS O 4,MnS O 4and glucose,the viscosity reducti on rate of the poly mer reached 91.4%,and the relative molecular weight of the poly mer decreased fr om 106～107t o 103～106,while the quality of poly mer reduced about 8%.An extracellular enzy me secreted by JH W 21hydr olyzed the acida m ide radical of the poly mer and turned it int o carboxylic acid .Meanwhile,during the p r ocess of rep r oducti on,JHW 21released non 2p r otein reducing substances which cooperated with the extracellular enzy me in breaking down the carbon chains .Keywords:polyacryla m ide;decomposing;m icr obe;extracellular enzy me;reducing substances1　引言(I ntr oducti on )近年来,我国东部大多数油田尤其是大庆油田基本上都已进入高含水期,聚合物驱替等三次采油技术已得到广泛应用.但是,聚合物的残留、污染问题也随之而来.不但产出水中的聚合物会污染环境,危害人的健康,而且聚驱后还有部分聚合物被吸附和滞留在岩石孔隙上,限制了后续驱油剂的作环 境 科 学 学 报28卷用效果.聚合物驱油田产出水中不但含有大量的驱油用聚合物,而且还常常含有很多剩余原油以及地层矿物和乳化剂等,成份复杂,难以处理.我国油田使用的驱油聚合物基本上均为聚丙烯酰胺(P AM, polyacryla m ide)或部分水解聚丙烯酰胺(HP AM, hydr olyzed polyacryla m ide),它粘度大而且难以降解,很难找到能有效清除的方法.目前很多研究结果表明,微生物能降解驱油用P AM.Kay2Shoe make等(1998)研究了农业土壤中固氮菌等微生物对P AM 的降解作用,结果表明,有些细菌能产生酰胺酶破坏聚合物的C—N键,利用氨基氮为其所需氮源. Grula等(1981)发现,P AM能明显激发几种土壤假单胞杆菌的生长,它们能以P AM为唯一碳源进行生长繁殖;使用以14C标记的P AM为唯一碳源培养假单胞杆菌P.aeruyinosa时,检测到培养基中的放射性碳有0.2%进入了细菌细胞膜.Junzo和Eshwan 等发现,P AM经臭氧或紫外光处理后,其生物降解性得到提高(Junz o et al.,1978;El2Ma mouni et a l., 2002).孙晓君等(2005)发现,聚合物废水厂的活性污泥在经过一个月的驯化后能在有氧条件下明显降低废水中聚合物的粘度和含量,试验后污泥中的优势菌为假单胞杆菌.韩昌福等(2006)发现,黄孢原毛平革菌(真菌)能明显降解P AM,并且降解能力同其产生的锰过氧化物酶活性大致成正比.目前,国内进行的油田聚合物微生物降解研究取得了一定成效,但仍有不足.在微生物降解机理方面,普遍认为微生物能产生酰胺酶水解P AM中的酰胺基,不过是否存在其它降解机理还不清楚;关于培养条件对降解菌生理特性和胞外酶活性影响的研究也不完善.对于聚合物测定方法,目前的研究多数是通过使用淀粉-碘化镉法测定聚合物含量,或直接测定聚合物溶液粘度等性质的变化来表征降解性能;但是,当聚合物水解度发生明显变化时,实验结果就不能反映聚合物含量,聚合物的粘度、水解度等性质也很容易受聚合物溶液中的盐含量和pH值等因素影响,导致结果失真.本研究中拟从大庆油田筛选油田聚合物降解菌,对其降解聚合物的生理特性进行检测,并研究各有机、无机营养物质对降解菌生长和降解活性的影响,初步确定该菌降解聚合物的机理.旨在找到一种利用微生物高效降解聚合物的方法,解决聚驱后油藏出现的问题,并提供理论基础.2　试验方法(Experi m ental methods)2.1　降解菌筛选2.1.1　降解菌来源和实验材料及培养基降解菌:筛选自大庆油田含HP AM的产出液.HP AM:水解度为24.4%～25.7%,固含量为89%～90.2%,由大庆油田助剂厂生产.液体聚合物培养基(g・L-1):HP AM1,NaCl 015,(NH4)2S O40.1,MgS O40.025,Na NO30.2, NaH2P O40.5,K2HP O41.0;pH=7.2～7.4.聚合物平板培养基:在上述液体聚合物培养基中加入2%的琼脂.牛肉膏蛋白胴培养基(g・L-1):牛肉膏5,蛋白胴10,NaCl5;pH=7.2～7.4.2.1.2　降解菌分离及鉴定　将适量产出液或污水接种于液体聚合物培养基中,置于45℃、(80～100)r・m in-1的摇床中培养7～14d,每天取样,对培养液进行分析并涂聚合物平板,分离降解菌.提取细菌总DNA,以通用引物对16Sr DNA进行PCR扩增,测序;通过同源性比对鉴定降解菌的种属(Sant oni et al1,2006).以细菌基因组DNA为模板PCR扩增16S r DNA,扩增引物采用细菌通用引物B14926(5’2 CCGG ATCCAG AGTTTG ATCCTGGT CAG AACG AACG2 CT23’)和B14927(5’2CGGG ATCCT ACG CCT ACC2 TTGTT ACG ACTT CACCC23’)(上海生工生物技术有限公司合成).PCR反应体系选用20μL反应体系: PCR缓冲液(含MgCl220mmol・L-1)2μL,Taq DNA 聚合酶0.2μL,10μmol・L-1引物各1μL,DNA模板1μL,去离子水13.8μL.PCR扩增条件:94℃预变性10m in;94℃变性45s,55℃退火60s,72℃延伸70s,共30个循环;72℃延伸10m in.扩增的PCR产物连接到载体P MD18-T(T AK ARA)上,转化E.coli DH5α.提取有16S r DNA插入的质粒并测序,序列测定由北京三博远志公司完成.2.2　降解菌降解聚合物性能指标的检测2.2.1　细菌降解聚合物实验过程　将降解菌接种于牛肉膏蛋白胴培养基培养48h后,在4000 r・m in-1条件下离心30m in,弃上清,用pH=7.2磷酸缓冲液稀释沉淀菌体制成菌液.以5%比例将菌液接种至灭菌后的液体聚合物培养基,有氧条件下培养7d.然后将聚合物提纯以除去金属离子等杂质的影响,测定聚合物的各种指标.222211期刘永建等:一株聚丙烯酰胺降解菌的降解性能和机理2.2.2　聚合物的提纯和含量测定　向聚合物培养液中加入无水乙醇,除去上清无机盐溶液.将所得粘稠物用三氯甲烷抽提至抽提液无色,剩余聚合物真空干燥至恒重,即得粗品.将粗品放入适量去离子水中浸泡24h,倾滤,除去不溶物.真空干燥至恒重,称重测定其质量,以蒸馏水稀释至实验前浓度.2.2.3　聚合物粘度的测定和降粘率的计算　聚合物溶液粘度按照G B12005.121989中的一点法测定:反应前后聚合物粘度的差值同反应前聚合物粘度的比值,即菌种的降粘率.2.2.4　聚合物侧链基团结构的检测和相对分子量的测定　以D2O为溶剂溶解提纯后的聚合物,用核磁共振C132NMR 测定各侧链基团的数量百分数.以十八角度激光光散射仪测定、计算聚合物的重均相对分子量及其分布.2.3　降解菌各产物降解能力的测定将降解菌接种至100mL牛肉膏蛋白胴培养基,培养48h后分作A、B2份,制备下列降解菌产物.①活菌对照:菌液A保留作为对照;②胞外蛋白产物:菌液B经4000r・m in-1离心30m in除去菌体.离心液加硫酸铵使其饱和度为10%,离心(12000 r・m in-1)分离沉淀蛋白.然后向离心液继续加入硫酸铵使其饱和度达到20%,分离蛋白,直至硫酸铵饱和度为100%.收集10%～100%共10个硫酸铵梯度的全部盐析产物,为胞外蛋白产物;③胞内蛋白:离心所获菌体以磷酸缓冲液冲洗后经超声破碎,12000r・m in-1离心下10m in除去细胞碎片后制得胞内蛋白;④胞外非蛋白产物:以考马斯亮蓝法测定盐析除蛋白后的离心液在595n m下的吸光度,以未接菌牛肉膏蛋白胴培养基为对照,比较二者的OD595.如对离心液样品任意3次测量的OD595同对照相比均无显著差异,则可基本认为样品中不含大分子蛋白,此样品为胞外非蛋白产物.将各类组分加入聚合物无机盐溶液(或将聚合物加入菌液、离心液),使溶液最终体积均为50mL. 45℃下反应48h后,测定聚合物的平均相对分子量以及侧链基团的变化,以判断各组分降解活性.3　实验结果(Experi m ent results)3.1　降解菌的筛选及其基本情况经过筛选,得到一株降解活性较强的菌株,命名为JH W21.通过PCR扩增后,得到了16Sr DNA全长序列,同Gene Bank中数据进行比较,发现该菌株与栗褐芽孢杆菌(B acillus ad ius)同源性为99.4%.该菌细胞呈直杆状、常以成对或短链排列,具圆端,单个细胞为(0.7～0.8)μm×(2～4)μm.细胞具有鞭毛,能运动,芽孢椭圆,中生,每个细胞产一个芽孢(见图1).菌落湿润,浅栗褐色,不透明,菌落表面光滑,无可溶性色素产生.革兰氏染色阳性, v2p反应阴性,吲哚反应阴性,属于兼性厌氧细菌.图1　JH W21的电子显微镜照片(×13000)Fig.1　Electr on m icr oscope phot o of JHW21(×13000)图2　温度和pH对降解菌降粘率的影响Fig.2　Effect of te mperature and pH on rate of viscosity reducti on 3.2　温度和pH对降解菌性能的影响实验测定了33℃～49℃和pH=6.4～8.0时的降粘率.由图2所示结果可知,在37℃～49℃时降解菌降粘能力较强,41℃时最大,达到48.5%.降解菌降粘能力在低于41℃时下降趋势明显,明显大于41℃以上时.这同一般的酶促反应规律有一定差距,3222环 境 科 学 学 报28卷主要原因是起降解作用的物质以及作用机制不止一种,而且可能有生物酶以外的物质参与反应.此外,降解菌的最适降解pH 为7.2左右,而且在pH =6.4～8.0之间基本仍能保持较高的降粘能力.3.3　降解菌降解能力和浓度的变化将降解菌接入聚合物培养基培养7d,测定降解菌浓度和聚合物降粘率变化曲线.由图3可见,在反应前2d 内降解菌浓度基本没有变化,表明其处于延滞期.而后进入指数生长期,到第5天达到稳定期;在此期间菌浓由0.5×108个・mL -1升至0.8×108个・mL -1.聚合物降粘率的变化也基本符合该规律,只是延滞期相对不明显.由于聚合物难以为微生物利用,故降解菌生长速度缓慢,但至少降解菌可将聚合物作为其生长的唯一有机营养源.图3　降解菌浓度和降粘率的变化曲线Fig .3　M icr obial concentrati on and viscosity reducti on with ti me图4　氮源和碳源对降解菌降粘率和细菌浓度的影响Fig .4　Effect of nitr ogen and carbon s ources on viscosityreducti on and m icr obial concentrati on3.4　外来营养物质和微量金属离子的作用3.4.1　营养物质的影响　在液体聚合物培养基中添加2g ・L -1的外来营养物质,检测其降粘率的变化.图4所示结果表明,无机氮源、液蜡、原油和蔗糖基本对降粘率没什么贡献,细菌浓度和无营养对照之间的差别也不大.有机氮源物质能提高降解菌降粘效果,酵母粉可将降粘率提高到69%;这是因为它同时能提供氮源和碳源,会显著促进微生物繁殖,可使菌浓度提高至94×108个・mL -1,更利于其发挥生物活性.葡萄糖也能明显提高降解菌降解活性,这说明降解菌能利用它为碳源进行繁殖,降粘率达到8617%.由图还看出,葡萄糖要比酵母粉更能激发降解菌降解聚合物的能力,而此时的菌浓度却低于前者,只有18×108个・mL -1.这是由于葡萄糖不能提供氮源,所以降解菌生长所需氮源来自聚合物,而降解菌利用聚合物为氮源时会使降解菌的某些生理活性增强,促进其对聚合物的降解.这也表明降解菌的降解能力并非仅同菌浓度有关.3.4.2　有机营养物浓度的影响　调整酵母粉和葡萄糖的浓度,测定降粘率的变化.由图5可知,当葡萄糖浓度超过2g ・L -1时,降解菌浓度和降粘率的变化均趋于平缓,说明已经接近最大值.同样,酵母粉浓度为2g ・L -1时降解菌降粘率也基本达到最大,但细菌浓度随着酵母粉浓度的增加仍继续增大;这表明,在酵母粉体系中菌浓增至1010个・mL -1时降解菌降粘能力就达到最大,降粘率不再随细菌浓度的增长而升高.图5　有机营养物浓度对降解菌降粘率和浓度的影响Fig .5　Effect of organic content on rate of viscosity reducti onand m icr obial concentrati on3.4.3　微量金属离子的影响　由图6可知,在低浓度范围内,FeS O 4浓度的增加对降粘率和菌浓度都有促进作用,FeS O 4浓度为20～40mg ・L -1时基本稳定,但超过40mg ・L -1时降解菌的活性和生长都被抑制.CuS O 4和ZnS O 4对降解菌活性和生长影响相似,在低浓度时对降解菌影响不明显,在高浓度时产生抑制作用.MnS O 4对降解菌的生长没有明显影响,但在小于30mg ・L -1时,降粘率随其浓度增大而增大,此后平稳.BaCl 2在考察浓度范围内对降解菌的活性和浓度均无明显影响.Fe 2+和Mn 2+是多种生物酶的辅酶因子,同时也是微生物多种生理活动所必需的422211期刘永建等:一株聚丙烯酰胺降解菌的降解性能和机理元素,故它们能够通过刺激活性蛋白的生物活性和促进降解菌生长提高其降解能力.相对来说,Fe 2+影响范围更大些,它直接影响了降解菌的生长繁殖,而Mn 2+则可能是直接针对活性蛋白.Fe 2+、Cu 2+和Zn 2+三者在高浓度时不利于降解菌发挥其降解作用,主要是由于这些金属离子在浓度较高时,会对细胞膜通透和蛋白合成等生理功能产生抑制.图6　金属盐对降解菌降粘率和浓度的影响Fig .6　Effect of metal salt on rate of viscosity reducti on andm icr obial concentrati on3.4.4　培养基组分复配对降解菌活性的影响在液体聚合物培养基中加入30mg ・L -1的FeS O 4和MnS O 4后,设无机盐对照、葡萄糖(2g ・L -1)、酵母粉(2g ・L -1)3个试验组,检测各组在培养7d 后的聚合物性质.由表1可知,在添加了FeS O 4和MnS O 4后,3个试验组的降粘率进一步提高,同时降解菌浓度略有增加.表1　营养组分对聚合物含量和降粘率的影响Table 1　Effect of nutrients on poly mer concentrati on and viscosityreducti on rate配方聚合物含量/(mg ・L -1)聚合物降粘率降解菌浓度/(个・mL -1)反应前996-0.5×108无机盐对照93457.4% 1.2×108葡萄糖91891.4% 2.2×109酵母粉97275.1%1.06×1010降解菌在酵母粉培养体系中发酵后,聚合物浓度略有减少但不显著,这表明存在其它可作为碳源和氮源的有机物质时,降解菌利用聚合物为营养源的效率很低.当无外源有机营养时,聚合物成为降解菌的唯一营养源,所以有更多的聚合物被细菌降解、吸收.当降解菌以葡萄糖和聚合物为主要有机营养源时对聚合物的利用率甚至更高,可能是此时聚合物的相对分子量明显降低,使降解菌更易于吸收聚合物所致.3.5　分子量分布的变化将降解菌接种于葡萄糖聚合物培养基培养7d,比较反应前后聚合物分子量分布的变化,结果见图7.图7结果表明,反应前聚合物相对分子量的峰值为107,主要分布区间为106～107,峰形明显,分布集中;反应后峰值接近105,分布为103～106,没有明显峰形,分布较为离散.这证明,聚合物在降解菌作用下明显被降解,其碳链大量断裂;降解后各种分子量的碳链含量比例都很高,表明降解菌降解聚合物的作用位点在聚合物碳链中部,而非末端.图7　降解菌作用前后聚合物分子量变化Fig .7　Molecular weight of the poly mers during cultivati on ofthe m icr obe3.6　降解菌降解聚合物生化机理的初探3.6.1　降解菌各组成部分降解能力的比较　测定降解菌发酵液各组成部分对聚合物的作用效果,结果见表2.表2所示结果表明,菌体内物质不能明显降低聚合物分子量,而无菌离心液的降解能力同活菌液相近.这证明,细菌无法将聚合物吸收到细胞5222环 境 科 学 学 报28卷内降解,主要是靠分泌到细胞外的物质降解聚合物的.表2　降解菌各组成部分对聚合物侧链基团含量的影响Table2　Effect of s ome m icr obial p r oducts on side chain gr oup s of poly mers降解菌组成pH酰胺含量羧酸根含量羧酸含量相对分子量实验前7.275.41%24.48%0.08%17.8×106菌液 6.266.72%28.51% 5.29% 2.3×106胞内蛋白7.075.27%24.64%0.07%16.9×106离心液 6.368.43%27.59% 3.83% 2.6×106胞外蛋白 6.368.07%27.76% 4.02%16.2×106非蛋白产物7.174.94%24.78%0.21%15.4×106 HP AM溶解在水中时,HP AM的侧链基团主要为—CONH2和—COO-,此外还有少量的—COOH和其它基团.经活菌液或无菌离心液作用后,聚合物侧链的羧酸、羧酸根基团含量均有增加,同时酰胺基团含量和pH下降.除此3种基团外,反应后聚合物侧链上没有检测出其它官能团.聚合物侧链基团出现变化是因为在微生物作用下,一部分—CONH2基团被微生物分泌的胞外蛋白水解为—COOH,氨基氮被微生物吸收为氮源,而部分—COOH进一步电离为-COO-和H+,使pH降低.而胞内蛋白则对聚合物侧链没有作用.离心液中的胞外蛋白同样能使聚合物侧链的酰胺水解成羧酸,并且降解能力同原菌液和离心液相近,说明降解菌主要靠其释放的胞外蛋白水解聚合物.但是,胞外蛋白不能明显降低聚合物分子量,而胞外非蛋白产物对聚合物的侧链和分子量也都没有明显作用.如果将胞外蛋白和胞外非蛋白产物重新混合后作用聚合物,作用效果和分离前的离心液相比无明显差别.这说明,聚合物侧链的变化不是聚合物降解的直接原因,而且细菌是通过其所产胞外蛋白和非蛋白产物的协同作用降解聚合物的.3.6.2　降解菌降解聚合物的机理推断　在除去胞外蛋白的离心液中加入10滴溴水和3滴硝酸银溶液后,降解菌离心液出现沉淀的时间比普通培养基空白对照(5m in)早2m in左右,证明降解菌离心液中存在还原性物质,可使B r2更易于被还原成B r-产生Ag B r沉淀.将除蛋白离心液经2%溴水作用10m in,使离心液中的非蛋白产物完全被氧化丧失还原性,此时若继续滴加硝酸银不再产生沉淀.将经溴水氧化后的降解菌非蛋白产物同其胞外蛋白混合后作用于聚合物,45℃下反应48h,结果发现聚合物的分子量接近胞外蛋白单独作用后聚合物的分子量,为14.8×106.这表明,降解菌胞外非蛋白产物被氧化后其降解活性几乎完全丧失,进一步说明非蛋白产物的还原性对降解活性起到重要作用.由此可以推断降解菌降解聚合物的生物机理:微生物通过胞外蛋白水解—CONH2,使C—N键断裂时,通常会出现少量—CHO、—C・O自由基等不稳定中间产物,它们大部分会在胞外蛋白作用下继续反应生成—COOH.但是,降解菌会在繁殖过程中产生一系列还原性代谢产物,它们能够同工业聚合物中的氧化物发生自由基氧化还原反应;聚合物侧链上的不稳定中间体会受此攻击,导致β碳原子和γ碳原子之间的C—C键断裂,使碳链变短.由于反应后基本未出现新基团,所以C—C键断裂处主要是生成—CH3和—COOH等基团,形成新的稳定形态.(1) 4　结论(Conclusi ons)1)筛选得到的聚合物降解菌JHW21属于褐栗芽孢杆菌(B acillus bad ius);在41℃、pH=7.2条件下,无外来营养物时,可将油田聚合物粘度降低4815%左右.2)添加30mg・L-1的FeS O4和MnS O4可以增强降解菌的降解活性,使其降粘率提高到57.4%.聚合物培养基中加入酵母粉、葡萄糖后,可使降粘率进一步提高到75.1%、91.4%,并且聚合物经降解菌降解后相对分子量分布由106～107降至103～106.降解菌浓度的增长不一定和其降粘能力成正比.3)降解菌能够利用分泌到细胞外的蛋白成分622211期刘永建等:一株聚丙烯酰胺降解菌的降解性能和机理水解聚合物的—CONH2侧链基因,使其变为羧酸,利用水解下来的氨基氮为生长所需氮源.同时,降解菌在生长过程中还会释放非蛋白还原性物质,诱发自由基氧化还原反应,使酰胺基水解时产生的中间体受到攻击,导致碳链断裂.References:El2Mamouni R,Frigon J C,Ha wari J,et bining phot olysis and bi op r ocesses m ineralizati on of high molecular weight polyacryla m ides[J].B i 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Chinese)中文参考文献:韩昌福,郑爱芳,李大平.2006.聚丙烯酰胺生物降解研究[J].环境科学,26(1):151—153孙晓君,王志平,刘莉莉,等.2005.油田驱采出水中聚丙烯酰胺在S BR中的生物降解特性研究[J].化学与生物工程,2:16—177222。

降解含聚丙烯酰胺采油污水的菌种筛选
马少华;杨艳丽
【期刊名称】《化学工程师》
【年(卷),期】2016(0)12
【摘要】生物降解法处理含聚丙烯酰胺(PAM)采油污水具有高效、成本低、环保等优点.本文采用富集培养和平板分离的方法,并结合初筛和复筛实验,以聚丙烯酰胺降解率为指标从采油废水中分离出了具有聚丙烯酰胺降解能力的三株菌株分别编号为4号、8号、11号.
【总页数】3页(P6-8)
【作者】马少华;杨艳丽
【作者单位】陕西国防工业职业技术学院化学工程学院,陕西西安710300;陕西国防工业职业技术学院化学工程学院,陕西西安710300
【正文语种】中文
【中图分类】X52
【相关文献】
1.含聚采油污水降解菌的筛选及其特性的研究 [J], 马敬环;李强;裴孝君;杨丽萍
2.细菌对注聚驱采油污水中部分水解聚丙烯酰胺降解作用研究 [J], 蒋官澄;包木太;马先平;纪朝凤;葛红江
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4.硫酸盐还原菌降解采油污水中聚丙烯酰胺的实验研究 [J], 任广萌;徐冬羽;颜朝忠
5.硫酸盐还原菌降解采油污水中聚丙烯酰胺的实验研究 [J], 任广萌;徐冬羽;颜朝忠;
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聚丙烯酰胺化验方法聚丙烯酰胺是一种重要的高分子化合物，广泛应用于各种工业和生物学领域中。

本文将简要介绍聚丙烯酰胺的化验方法。

试验室用品和试剂：- 聚丙烯酰胺- 三甲基氯硅烷- 甲醇- 二氯甲烷- 二氯乙烷- 乙二醇二甲醚- N,N-二甲基乙酰胺- 液体氨- 三氟乙酸- 氨基乙酸- 磷酸- 恒温水浴操作步骤：1. 聚丙烯酰胺单体合成将乙烯基甲基丙烯酸酯和N,N-二甲基乙酰胺混合，在氧化镉光催化剂或硼酸的促进下，在深度搅动后于0℃ 置放30min。

反应混合液用水淀粉稀释并过滤，粗聚合物以甲酸或苯硫酸为协同催化剂，在高温下再次聚合，制备成聚丙烯酰胺单体。

2. 聚丙烯酰胺的结晶与精炼将得到的粗聚合物在热甲醇溶液中结晶，并用热甲醇洗净。

将聚合物溶解在二氯甲烷、二氯乙烷或乙二醇二甲醚中，加入三甲基氯硅烷作为交联剂，在恒温水浴中搅拌15min。

将反应混合物用醇洗涤并干燥至恒重，制备出具有特定交联度的聚丙烯酰胺。

3. 聚丙烯酰胺的分析测定3.1 分子量测定聚丙烯酰胺的分子量是其性能的重要指标之一，可通过凝胶渗透色谱法（GPC）进行测定。

将聚丙烯酰胺样品溶解于三氯化铁苯溶液中，通过一系列校正样品的比较，测定聚合物分子量。

3.2 动态光散射测定动态光散射测定（DLS）能够测定聚合物的颗粒大小和分布情况。

聚丙烯酰胺样品溶解于液体氨中，用恒温水浴搅拌后，通过测量散射光的角度和强度，得到聚合物的颗粒大小和分布情况。

3.3 热重分析热重分析（TGA）可测定聚丙烯酰胺的热稳定性和分解温度。

将样品放置于铂盘中，通过加热方式升温，并测量样品失重率和温度变化曲线，得出聚合物的热降解情况。

结论：本文简要介绍了聚丙烯酰胺的化验方法，包括单体合成、结晶精炼和分析测定。

对聚丙烯酰胺的性能分析能够帮助实现其在不同领域的应用。

在工业应用中，聚丙烯酰胺的应用主要是基于其吸附分离的性质，它可以与各种离子和杂质结合并被沉淀或过滤掉。

这种性质使得聚丙烯酰胺在液体分离中得到广泛应用，例如水处理、石油开采、炼油和纸浆工业等。

PAHs降解优势菌的筛选、降解特性及动力学分析PAHs降解优势菌的筛选、降解特性及动力学分析摘要：多环芳香烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs）是一类具有毒性和生物累积性的环境污染物，其主要源自于石油、煤炭的燃烧以及工业废弃物的排放。

因其稳定性较高且难被自然降解，对环境造成了严重威胁。

因此，寻找高效降解PAHs的细菌成为一项重要研究。

本研究利用土壤和水样品进行菌株的筛选，通过培养基平板法和液体培养法，分离筛选出了一株优势菌株。

通过形态学特征、生理生化特性以及16S rRNA基因序列分析等方法，将菌株鉴定为XX属。

为了进一步研究菌株的PAHs降解能力，选择了苯并[a]芘（BaP）作为仿真物质进行培养试验。

结果表明，该菌株对BaP具有较好的降解能力，其去除率在96小时内达到了约80%。

此外，菌株在不同初始浓度和不同pH值下的降解情况也进行了研究。

结果显示，菌株对不同浓度的BaP都表现出较好的降解效果，且在中性至微碱性的环境中降解效果更好。

为了进一步了解菌株降解PAHs的动力学过程，选择了BaP浓度为影响因素进行了降解动力学分析。

通过拟合得到的动力学方程，计算了菌株的最大降解速率常数（Kmax）和降解半饱和常数（Ks）。

结果表明，Kmax为xx，Ks为xx，说明该菌株对BaP具有较高的降解速率。

综上所述，本研究成功筛选出一株对PAHs具有较强降解能力的菌株，并对菌株的降解特性和动力学进行了详细分析。

这为深入研究PAHs的降解机制以及进一步应用于环境修复提供了重要参考。

关键词：PAHs降解；优势菌株；降解特性；动力学分综上所述，本研究成功筛选出一株优势菌株，鉴定为XX 属，并证实其具有较好的苯并[a]芘（BaP）降解能力。

该菌株在不同浓度和中性至微碱性的环境中表现出较好的降解效果。

通过动力学分析，确定了菌株的最大降解速率常数（Kmax）和降解半饱和常数（Ks），表明该菌株对BaP具有较高的降解速率。

应用与环境生物学报　2005,11(5):648～650 C h in J A ppl Environ B iol=ISSN10062687X　2005210225聚丙烯酰胺生物降解研究进展3韩昌福　李大平33　王晓梅(中国科学院成都生物研究所　成都　610041)摘　要　聚丙烯酰胺(P AM)是丙烯酰胺均聚物和各种共聚物的统称,作为一种高技术含量、高附加值的重要化工产品,已广泛应用到工农业生产的各个领域并渗透到人们的日常生活中.过去通常认为聚丙烯酰胺是非常稳定的高分子聚合物,事实上,在自然条件下,聚丙烯酰胺会发生缓慢的物理降解(热、剪切)、化学降解(水解、氧化以及催化氧化)和生物降解,最终生成各种低聚物以及具有神经毒性的剧毒丙烯酰胺单体,对人体造成了极大的间接或直接危害.因此,进行聚丙烯酰胺的降解研究很有意义,而聚丙烯酰胺的生物降解研究领域几乎为空白.参33关键词　聚丙烯酰胺;转化;毒性;生物降解CLC　X172¬O633.22PR O GRESS O F STUD I ES O N POLYACRYLA M I D E B I OD EGRADAT I O N3HAN Changfu,L IDap ing33&WANG Xiaomei(Chengdu Institute of B iology,Chinese Acade m y of Sciences,Chengdu610041,China)Abstract　Polyacryla m ide(P AM)is a general ter m for acryla m ide homopoly mers and copoly mers.A s an i m portant p r oduct of che m ical industry with high2tech and high accessi onal values,polyacryla m ide has been widely app lied t o different fields of in2 dustry and agriculture,and even t o peop le’s daily life.It was generally considered that polyacryla m ide was an extraordinarily stable macr omolecular poly mer.But unf ortunately,polyacryla m ide is f ound with sl ow physical degradati on(heat,cutting), sl ow che m ical degradati on(hydr olysis,oxidati on,catalysis oxidati on)and sl ow bi odegradati on under natural conditi ons,and it finally p r oduced different oligomers,as well as acryla m ide,which possess neur ot oxicity,and are directly and indirectly har mful t o hu man health.So,the studies on degradati on of polyacryla m ide are greatly inportant.However,there have been very fe w studies on bi odegradati on of polyacryla m ide till now.Ref33Keywords　polyacryla m ide;transf or mati on;t oxicity;bi odegradati onCLC　X172¬O633.22 聚丙烯酰胺(P AM)是丙烯酰胺均聚物和各种共聚物的统称,是重要的水溶性聚合物,并兼具絮凝性、增稠性、耐剪切性、降阻性、分散性等性能,作为一种高技术含量、高附加值的重要化工产品,已广泛应用在采油、化工、造纸、纺织、制糖、医药、环保、建材、农业生产等部门和领域并已渗透到人们的日常生活中[1～7].由于其良好的絮凝性能,聚丙烯酰胺最早开始在水处理领域得到广泛应用,包括原水处理、污水处理和工业水处理、城市生活污水处理等[3],目前仍然是国内外水处理领域使用量最大的水处理剂.近年来,部分水解性聚丙烯酰胺(HP AM)在油田采油生产中已得到大规模应用[4,5].聚合物驱油开始于20世纪50年代末,一般采用水溶性高分子的聚丙烯酰胺通过注水井注入地下,提高原油采收率[6].美国、俄罗斯、加拿大、法国、德国以及阿曼等国家进行的大量聚合物驱油工业性试验表明,采用聚合物驱油一般能提高原油采收率6%～17%[7,20].我国国内的注聚采油技术在20世纪90年代发展很快,继大庆油田之后,胜利、大港、河南、辽河等油田也都进行了先导性试收稿日期:2004206223 接受日期:20042072233中国科学院知识创新工程重要方向项目资助(KSCX22S W2114)　Supported by the Knowledge I nnovati on Pr oject of the Chinese Acade my of Sciences33通讯作者　Corres ponding author(E2mail:lidp@)验,并取得了成功.其中,大庆油田、胜利油田等大型油田已形成注聚采油的规模生产,2003年大庆油田聚合物驱油生产原油已达到年产1000万吨以上.目前,我国大型油田已成为聚丙烯酰胺的最大应用领域.聚丙烯酰胺还在造纸生产领域用作驻留剂、助滤剂等,以提高浆料的过滤性能,改善纸张质量,提高细小纤维的留作率,减少原材料消耗和减轻污染物排放等[1,8].聚丙烯酰胺作为良好的絮凝剂还大量应用于采矿、洗煤等领域,因吸湿性强的特点作为上浆剂和整理剂广泛应用到纺织、印染工业[9].近年来,由于其良好的保水、吸湿性能,聚丙烯酰胺还被大量生产来作固体水用于干旱、少雨等地区的植树、造林等农林业生产领域[30].1　聚丙烯酰胺在自然条件下的分解和潜在毒性过去通常认为聚丙烯酰胺是非常稳定的高分子聚合物.事实上,在自然条件下,聚丙烯酰胺会发生缓慢的物理降解(热、剪切)[10,30]、化学降解(水解、氧化以及催化氧化)[11～19]和生物降解(微生物酶解)[27～32].这些降解主要是通过激发产生自由基引起连锁氧化反应,从而造成聚合物主链断裂和分子量降低,水溶液粘度损失.在对聚丙烯酰胺的稳定性研究发现,P AM在水溶液中同时发生两种化学降解反应:水解反应,引起侧基结构的变化,由酰胺基转变为羟基;氧化反应,引起主链的断裂,使聚合物分子量减少.氧化降解反应具有自由基连锁反应的特征,过氧化物、还原性有机杂质以及过渡金属离子等起着活化剂作用,产生活性自由基碎片,促进聚合物氧化降解.聚合物中的过氧化物以及产生的羰基化合物是引发聚合物氧化降解和光降解的主要成因.聚丙烯酰胺根据其用途的不同,其分子量一般在2×106～20×106之间,由于降解作用,主链断裂分子量大幅降低,产生大量的低聚物,低聚物的进一步降解会产生大量的丙烯酰胺单体(AM)[29].而丙烯酰胺是一种有毒化学物质,对其毒性国内外已经进行了大量的研究[25].对于环境中的丙烯酰胺浓度各国都有相应的法律法规:美国职业安全与卫生法(OS HA)规定职业接触标准是空气中丙烯酰胺的阈值-时间加权平均(T LA-T WA)为0.3mg/m3;我国费渭泉等人提出,丙烯酰胺在水中的剩余浓度<10×10-9;英国规定饮料中丙烯酰胺含量<0.25×10-9;日本规定向河水中排放丙烯酰胺含量<10×10-9[22～24].由于其良好的水溶性,排入环境的丙烯酰胺基本上进入地面水体和地下水中,可以通过皮肤、黏膜、呼吸道和口腔被吸收,广泛分布在人的体液中,也能进入胚胎中,引起中毒.丙烯酰胺的代谢主要是与谷胱甘肽结合发生反应产生N2醋酸基2S2半胱氨酸,在肝、脑和皮肤通过酶和非酶的催化结合反应.它已被证明是染色体的断裂剂,诱发染色体畸变.它能引起神经性毒性反应,其毒性反应是感觉和运动失常,病理表现为四肢麻木、感觉异常、运动失调、颤抖、感觉迟钝和中脑损伤.摄入丙烯酰胺污染水会引起嗜睡、平衡紊乱、混合记忆丧失和幻觉.毫无疑问,聚丙烯酰胺本身是安全无毒的,因此其应用范围渗入到人们生活的方方面面,在食品、药品以及整容等直接关系人类健康的领域也有应用.事实上,聚丙烯酰胺在环境中的迁移、降解[29,30]引发的深远影响还并没有得到认识,因此很有必要对聚丙烯酰胺的生物降解开展深入的研究,为消除其潜在毒性寻找合适的治理手段.2　聚丙烯酰胺的污染与国内外生物降解研究现状2.1　聚丙烯酰胺的污染现状聚丙烯酰胺在为油田生产提高采收率的同时,对地面工程也产生了相当恶劣的影响.注入地层的聚丙烯酰胺随原油/水混合液进入地面油水分离与水处理终端,大幅提高了混合液的粘度和乳化性,使油水分离难度加大,造成采出水含油量严重超标.聚丙烯酰胺对环境的直接影响是油田生产过程中不得不排入当地水体的外排水.由于油田配制聚丙烯酰胺需要新鲜水和以及部分低渗透地层,使部分含有较高浓度的聚丙烯酰胺采出水外排.绝大多数的聚丙烯酰胺进入地下油层,由于地层结构原因,很难避免其渗透到地下水层.聚丙烯酰胺在地面水体和地下水中的长期滞留,必将对当地水环境造成严重污染.除油田大量使用聚丙烯酰胺以外,水处理、造纸、纺织、采矿以及直接影响人体健康的众多产业,对聚丙烯酰胺的排放和可能带来的影响并没有相关的数据.公众认识还停留在聚丙烯酰胺为生产和生活带来的益处方面.在相当长的时期内,类似“固体水”等保水剂,在缺水、干旱地区植树、造林过程中还将得到广泛应用.所有的通过各种途径残留在环境中的聚丙烯酰胺会发生缓慢降解,释放出有毒的丙烯酰胺单体,这将给当地环境带来巨大的长期的影响.然而,这依然还没有引起足够的重视.2.2　聚丙烯酰胺生物降解国内外研究现状过去一般认为聚丙烯酰胺对微生物具有毒性,有关聚丙烯酰胺的生物降解研究,国内外都少见公开的文献报道.我们对国内外近10～20a的专利、文献数据库的检索发现,仅有数篇文献提到有关聚丙烯酰胺的生物降解.早期M agdaliniuk S (1995)[26]等人曾提出聚丙烯酰胺的不可生物降解性.但日本的Kunichika N(1995)[31]等人,在30℃,以P AM,K2HP O4, M gS O4・7H2O,NaCl,FeS O4・7H20的混合物作为培养基,从活性污泥和土壤中分离出能以水溶性聚丙烯酰胺为唯一碳源和氮源的Enterobacter agglo m erans和A zo m onas m acrocytogenes两株降解菌株;经过27h培养,整个生物体系消耗总有机碳的20%,聚丙烯酰胺平均分子量从2×106降至0.5×106;实验表明,微生物只能利用聚丙烯酰胺中的一部分,而不能利用其中的酰胺部分,即使是低浓度的聚丙烯酰胺也不能全部被利用. Jeanine L.Kay2Shoe make等人[26,27]在以聚丙烯酰胺作为土壤微生物生长基质的实验中,聚丙烯酰胺只能作为唯一的氮源被微生物所利用,但是却不能作为碳源被降解,可能原因是聚丙烯酰胺先被转化为长链聚丙烯酸酯,而后者可以被微生物作为氮源利用.在国内,黄峰(2002)[32]等人的实验表明,腐生菌(TG B)连续活化5次,在1000mg/L的P AM中恒温培养7d,可使溶液粘度损失率达11.2%,但TG B对P AM的生物降解较缓慢,由TG B导致P AM溶液的粘度损失率30d仍不超过12%;硫酸盐还原菌(SRB)[33]菌量达3.6×104mL-1时,经恒温30℃7d培养,可使1000mg/L的P AM粘度损失率达19.6%,但P AM粘度损失率并未随培养时间的增加而增加.到目前为止,国内外对聚丙烯酰胺的研究基本停留在初步阶段.作为一种稳定的高分子聚合材料,聚丙烯酰胺有着极强的生物抗性,即使是已经被降解为小分子的聚丙烯酰胺依然有着这一特征[28].3　结论由于聚丙烯酰胺自身庞大的分子量和稳定的结构,长期以来始终被认为是安全和难于降解的.有关其在自然界中的降解及其可能产生毒性的报道也是20世纪90年代开始首先由S m ith E[29]提出的.但是,对以聚丙烯酰胺为底物的生物降解研究却极少,已公开的聚丙烯酰胺的生物降解率都明显较低,而降解不完全的聚丙烯酰胺反而在环境中更容易发生化学、物理降解,造成环境积累.目前,聚丙烯酰胺的应用范围和规模正呈现快速增长趋势,同时其在环境中的累积、迁移、转化带来的毒性亦将逐渐显露出来,并将给生态环境带来不可估量的长期危害.已有研究结果表明,在聚丙烯酰胺的转化过程中,生物催化、氧化扮演了重要作用.作为对环境污染物高效的处理手段,生物降解与处理工艺已经在各种难降解污染物的无害化处理领域发挥着核心作用.由于微生物特殊的环境适应性、高繁殖速率和变异性,946　5期韩昌福等:聚丙烯酰胺生物降解研究进展 微生物降解与无害化将成为解决聚丙烯酰胺引起环境污染和转化的潜在毒性问题的有效手段.References1　汪多仁.聚丙烯酰胺的合成进展与应用.造纸化学品,1998,10(2):13～152　Yun XF(员学锋),W u PT(吴普特),Feng H(冯浩).Devel opment of app licati on of 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聚丙烯酰胺水凝胶中丙烯酰胺单体提取及ＨＰＬＣ测定目的：建立聚丙烯酰胺水凝胶(PAMG)中丙烯酰胺(AM)单体提取及检测的高效液相色谱(HPLC)分析方法。

方法：用水做提取剂对PAMG中的AM进行提取，采用Oasis HLB 6cc和Varian Bond Elut－Accucat固相萃取柱对样品进行纯化，以HPLC测定其含量。

结果：未植入人体PAMG中AM含量为0.2－0.8μg/ml，从人体中取出PAMG中AM含量均低于最小检出限0.05μg/ml。

结论：本方法适用于PAMG中AM单体含量的检测，具有操作简单、灵敏、准确等优点。

标签：聚丙烯酰胺水凝胶；丙烯酰胺；高效液相色谱聚丙烯酰胺水凝胶(PAMG)于1997年由乌克兰引入我国后，广泛应用于注射隆乳。

而后由于出现移位、硬结、疼痛、无菌性炎症等多种术后并发症，国家食品药品监督管理局于2006年4月全面禁止医用PAMG在国内的生产与销售。

有研究表明聚丙烯酰胺在多种条件下可以发生一定程度的降解，如光降解、热降解、化学降解、生物降解等，而人体组织是一种复杂的生物有机环境，因此考虑PAMG 在人体中可能发生降解。

由于合成PAMG的丙烯酰胺(AM)单体已被证明对人体具有神经毒性及可能的生殖毒性、致癌性，因此分析植入人体内PAMG中AM 的含量就变得至关重要。

1材料和方法1．1样品来源：从5位患者体内抽出的医用PAMG(奥美定，吉林富华医用高分子材料有限公司)；患者均为女性，2006年就诊于西京医院整形外科，因注射隆乳术后发生术后并发症要求手术取出植入物，年龄29－38岁，PAMG植入时间2－5年，并发症有单侧或双侧乳房的疼痛、硬结、移位等，抽出物均为淡黄色、半透明、凝胶状颗粒。

1．2仪器与试剂：HP1100型高效液相色谱仪(Agi－lent公司，美国)；AL204电子天平(上海梅特勒－托利多仪器有限公司)；BR4i高速台式离心机(Thermo Electro公司，美国)；MTN－2800D氮吹浓缩仪(天津奥特赛恩斯仪器有限公司)；Oasis HLB6cc (200mg)固相萃取柱(Waters公司，美国)：Bond Elut－Accucat (mixed mode，C8，SAX andSCX)3ml固相萃取柱(Varian公司，美国)；大旋转过滤管，0.45txmPVDF(Alltech公司，美国)；SKY－100B恒温培养摇床(上海苏坤实业有限公司)。

一株聚丙烯酰胺降解菌的分离鉴定及其生物降解魏利; 马放【期刊名称】《《华东理工大学学报（自然科学版）》》【年(卷),期】2007(033)001【摘要】应用厌氧Hungate技术,从大庆油田常规污水回注工艺采油的采出液中分离到一株聚丙烯酰胺降解菌株A9。

对该菌株进行形态、生理生化、分子生物学鉴定结果表明:菌株为革兰氏阳性(G+),短杆状,具有硫酸盐还原功能,产H2S,兼性厌氧,通过核糖体16S rDNA基因序列鉴定,菌株与Anaerofilum pentosovorans(AP716816S)的相似性为98%,暂时命名为Anaerofilum pen-tosovoransA9。

扫描电镜和红外光谱分析结果表明:菌株以聚丙烯酰胺为唯一碳源,菌株作用前后表面结构发生变化,分子链上的酰胺基水解成羧基,侧链降解,部分官能团发生改变,浓度为500mg/L时,20 d菌株生物降解率为61.2%,其溶液粘度下降显著。

气质联机(GC-MS)初步分析表明:聚合物发生断链生成的低分子量化合物除含双键、环氧和羰基的聚丙烯酰胺碎片外,大多属于一般丙烯酰胺低聚体的衍生物。

【总页数】5页(P57-60,103)【作者】魏利; 马放【作者单位】哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨 150090【正文语种】中文【中图分类】X172【相关文献】1.聚丙烯酰胺降解菌的分离鉴定及其降解特性 [J], 李淑芹;韦微;包龙;许景钢2.一株N,N-二甲基甲酰胺高效降解菌的筛选鉴定及其生物降解特性 [J], 陈建华;许尚营;李常行;苏建文3.一株聚丙烯酰胺降解菌的筛选及降解特性研究 [J], 刘宇程; 邱恋; 梁晶晶; 李玲丽; 马丽丽4.一株聚丙烯酰胺降解菌的降解性能和机理 [J], 刘永建;郝春雷;胡绍斌;赵法军;闻守斌;王大威5.一株聚丙烯酰胺降解菌降解聚丙烯酰胺及原油性能研究 [J], 李蔚;刘如林;梁凤来;杨振宇;石梅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

废水中聚丙烯酰胺降解率测定方法综述于博【摘要】石油三采过程中产生大量的含聚丙烯酰胺的污水,这些含聚污水需要降解至达标后才能够排放,该文综述了浊度法、淀粉-碘化镉法、总有机碳测定法、气相色谱-质谱联用、高效液相色谱法、化学需氧量测定法、荧光分光光度法、化学发光定氮法、近红外光度法9种常用的、快速准确的聚丙烯酰胺降解率测定方法,找出了各种方法的优势和不足.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2016(030)009【总页数】4页(P60-62,66)【关键词】聚丙烯酰胺;降解率;测定方法;优势;不足【作者】于博【作者单位】东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】X703.1聚丙烯酰胺（PAM）是应用最为广泛的水溶性线型高分子聚合物，按离子特性分可分为阳离子（APAM）、阴离子（HPAM）、非离子（PAM）和两性型四种类型。

PAM及其衍生物可以用作有效的增稠剂、絮凝剂、纸张增强剂，以及液体的减阻剂等，广泛应用于石油开采、水处理、轻纺、造纸、煤炭、矿冶、地质、医药、建筑等行业。

聚丙烯酰胺作为驱油剂、调剖堵水剂等在石油开采过程中广泛应用，含聚丙烯酰胺的采出水的一部分用于回注，大部分经处理后要排放到地表水系统，含聚污水能使水体的COD值升高，水体中还原性物质含量增加，当聚丙烯酰胺降解为单体丙烯酰胺时，有致畸、致癌、致突变和神经毒性。

为了给石油三采污水找一个合适的去处，首先就要对含聚丙烯酰胺的石油污水进行物理降解、化学降解、热降解［1］等。

用什么方法去验证污水中聚丙烯酰胺的降解程度呢，以下就聚丙烯酰胺降解率的测定方法做一些归纳和总结。

石油工业中经常使用的是阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM），它是聚丙烯酰胺部分水解的产物，分子式如下：聚丙烯酰胺的降解分为完全降解和不完全降解，完全降解产物为CO2、水、硝酸盐，有时还有甲烷。

当聚合物分子的主链断裂时为不完全降解，此时产生的是分子量小的聚丙烯酰胺，同时还可以产生含环氧键、羧基、双键的聚合物碎片，还可能产生丙烯酰胺低聚体的衍生物［2］。

综 述油气田环境保护第18卷·第2期 ·41·聚丙烯酰胺降解的研究进展张学佳1 纪 巍2 康志军1王 建1 于家涛3 侯宝元3 韩会君3（1.大庆石化公司炼油厂；2.大庆石化工程有限公司；3.大庆石化公司化工一厂）摘 要 聚丙烯酰胺(PAM)的降解一直是人们研究的重点。

文章综述了PAM的主要降解方式，包括化学降解、热降解、机械降解和生物降解，分析了PAM各种降解的可行性及降解产物，并探讨了丙烯酰胺在环境中的降解情况，为以后PAM的扩大应用及其污染治理提供了充分的参考和依据。

关键词 聚丙烯酰胺 降解 丙烯酰胺0 引 言PAM(聚丙烯酰胺，Polyacrylamide，简称PAM)是一类重要的水溶性高分子聚合物，是由丙烯酰胺均聚或与其它单体共聚而成，含50％以上的线性及水溶性高分子化学产品的总称。

源于分子结构上的特性，PAM具有特殊的物理化学性质，广泛应用于石油开采、污水处理、造纸、矿产、医药、农业、纺织等行业，享有“百业助剂”之称。

但在生产、使用过程中，PAM难免会发生一系列的降解，对其性能产生影响，社会各界对其极为关注。

PAM的降解是指PAM在化学、物理及生物因素的作用下，分解成小分子或简单分子，甚至分解为CO2、H2O及硝酸盐。

在自然条件下，PAM会发生缓慢的物理降解(热、机械)、化学降解(水解、氧化以及催化氧化)和生物降解，最终生成各种低聚物以及具有神经毒性的剧毒丙烯酰胺单体(AM)，对人体造成了极大的间接或直接危害。

有关PAM降解的一些特例在相关文献中均有不同程度的提及，但将其进行系统归纳和研究目前还很少见。

全面了解PAM的降解，对PAM的扩大应用和环境治理等方面具有重要的理论意义。

1 PAM降解方式1.1 化学降解化学降解是指聚合物溶液短期或长期与一些物质(如氧气)接触，该物质破坏聚合物分子结构的过程。

根据降解机理的不同，化学降解主要有氧化降解和光降解。

1.1.1 氧化降解PAM的氧化降解主要为自由基传递反应。

丙烯酰胺降解微生物的研究——降解菌的分离、筛选
李志茹;武觐文
【期刊名称】《北京林业大学学报》
【年(卷),期】2001(23)2
【摘要】为寻找降解丙烯酰胺的微生物处理法 ,用选择性培养基加富培养的方法 ,从自然界筛选能分解丙烯酰胺单体的微生物 .在含有丙烯酰胺单体的培养基中进行培养实验 ,测定降解效果 ,从中筛选出了降解效果较好的菌株B99 0 8,并初步鉴定其为节细菌属的一种 (Arthrobactersp .)
【总页数】3页(P40-42)
【关键词】丙烯酰胺;降解菌;单体;分离;筛选;节细菌;污水处理
【作者】李志茹;武觐文
【作者单位】北京林业大学生物科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1;Q939.1
【相关文献】
1.赤霉素萃余液降解微生物的分离筛选及其降解 COD 的研究 [J], 张金儿;刘义雄;毛玉华;朱江萍;叶晓斌;肖芳;涂国全
2.土壤中降解百菌清微生物的筛选及其降解性能的研究 [J], 曾佳佳;陈静;刘乃芝;徐辉;任甜甜;蒋正民;谷巍
3.聚丙烯酰胺降解菌分离鉴定及降解特性研究 [J], 赵敏;王欣宇;韩颂
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