什么是硫酸鹽還原菌
硫酸鹽還原菌 (Sulfate-Reducing Bacteria,簡稱SRB) 是一種厭氧的微生物。廣泛存在于土壤、海水、河水、地下管道以及油氣井等缺氧環(huán)境中。它能利用金屬表面的有機(jī)物作為碳源,并利用細(xì)菌生物膜內(nèi)產(chǎn)生的氫,將硫酸鹽還原成硫化氫。
硫酸鹽還原菌腐蝕的形成
在某些環(huán)境中,硫酸鹽還原細(xì)菌(SRB)能夠在管道壁上聚集,使管道可能發(fā)生局部點(diǎn)蝕。硫酸鹽還原菌與有機(jī)物質(zhì)和硫酸鹽反應(yīng)生成硫化氫和二氧化碳會與管道壁中的鐵反應(yīng),產(chǎn)生不同形式的硫化鐵。
硫化鐵和管道中其他形式的沉積物形成大量的黑色粉末,這些黑色粉末比管道碳鋼硬度大,故會對管道部件造成嚴(yán)重的腐蝕危害。
硫酸鹽還原菌的危害
儀器和控制閥的污染 - 結(jié)垢可能導(dǎo)致測量結(jié)果不良,腐蝕會導(dǎo)致的部件損;
堵塞過濾系統(tǒng) - 當(dāng)管道系統(tǒng)中含有過量的黑色粉末時,可能會導(dǎo)致過濾器壽命縮短;
管道 - 黑色粉末增加了管道內(nèi)壁表面的粗糙度,可能會引起嚴(yán)重或不受控制的腐蝕以至于導(dǎo)致管道失效;
對于SRB,水是其存在且發(fā)生代謝活動的主要因素,要減少SRB的腐蝕影響,就需要對管道中的水汽進(jìn)行控制或消除,并用適當(dāng)?shù)纳餁鐒┻M(jìn)行控制。
硫酸鹽還原菌的檢測
SRB的生物腐蝕帶來的危害和損失是巨大的,然而在對SRB進(jìn)行控制和消除之前,需要對相關(guān)可能會發(fā)生腐蝕的場合進(jìn)行SRB檢測,以判斷SRB是否存在以及含量多少,從而制定適當(dāng)?shù)闹卫矸桨浮?/p>
目前,國內(nèi)外學(xué)者對硫酸鹽還原菌的檢測方法進(jìn)行了許多探索和研究,發(fā)明了許多檢測技術(shù),從原理上講,主要分為:(1)培養(yǎng)法;(2)免疫學(xué)法;(3)ATP法;(4)代謝產(chǎn)物定量法。
1培養(yǎng)法
培養(yǎng)法主要有測試瓶法、瓊脂深層培養(yǎng)法和溶化瓊脂管法。這些方法都是根據(jù)API RP-38美國石油學(xué)會推薦的地下注入水分析方法中的3管平行絕跡稀釋法(Disappearing Dilution Method)進(jìn)行的。
其中測試瓶法是利用瓶裝的含乳酸鹽、硫酸鹽和Fe2+(或金屬鐵)的培養(yǎng)基對待測水樣進(jìn)行接種培養(yǎng),當(dāng)待測樣品中存在SRB時,經(jīng)過培養(yǎng)瓶底會出現(xiàn)黑色的沉淀(FeS),以此作為SRB生長指示,從而確定水樣中SRB的含量。
該方法是目前國內(nèi)外為常用的SRB檢測方法。但是該方法的檢測周期過長,一般需要經(jīng)過28天的培養(yǎng),并且得到的數(shù)據(jù)比較粗糙,對低SRB含量的水樣可能無法檢出。
2免疫學(xué)法
研究人員發(fā)現(xiàn)SRB胞內(nèi)有一種酶,即腺苷-5’-磷酸硫酸鹽還原酶(APS還原酶),這種酶為SRB所*,是SRB的特征酶。所以相關(guān)研究人員發(fā)明了檢測SRB的新方法—免疫學(xué)法。
該方法基于APS還原酶進(jìn)行,這種酶能夠催化腺苷-5’-磷酸硫酸鹽還原酶發(fā)生還原反應(yīng),并生產(chǎn)相關(guān)特定產(chǎn)物。利用該產(chǎn)物與顯色劑發(fā)生顯色反應(yīng)的強(qiáng)弱,并與比色卡比較,而得到樣品中SRB的含量。該方法準(zhǔn)確、簡單、快速,且對SRB具有專一性,的能夠在15-40min內(nèi)的到結(jié)果,檢測結(jié)果易于觀察,適合現(xiàn)場檢測使用。
3ATP法
三磷酸腺苷(ATP)是所有活的生物細(xì)胞中都具有的一種化合物,其含量與細(xì)胞濃度成正比。細(xì)胞破碎后釋放出來的ATP與熒光素反應(yīng),可測定出相應(yīng)的細(xì)菌含量。所以可以通過檢測水樣中的ATP含量來間接判斷SRB數(shù)量,但是該方法只能檢測微生物總數(shù),所以檢出下限較高,不適用于低SRB含量的水樣。
其次,還有代謝產(chǎn)物定量法,以SRB新陳代謝產(chǎn)物硫化物的生成量來確定SRB含量,該方法操作簡單,且檢測結(jié)果具有指導(dǎo)意義,但是檢測過程需在無氧條件下進(jìn)行,且需要7-8h。
Modern Water QuickChek SRB 檢測系統(tǒng)
QuickChek SRB 檢測系統(tǒng)是一種采用酶免疫方法進(jìn)行快速檢測SRB的設(shè)備。該檢測采用了高純度的抗體來探測APS。本檢測試劑盒相比于細(xì)胞捕捉技術(shù)具有很多優(yōu)勢,比如快速,準(zhǔn)確等,可在15-20min內(nèi)得到一個半定量的結(jié)果。
該設(shè)備可以檢測固態(tài),半固體樣品中的全部SRB含量,包括了在一些標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)中無法存活的SRB。測試結(jié)果不會被現(xiàn)場檢測常見的化學(xué)品或鹽類所干擾。
在固體或泥漿樣品由于懸浮固體含量較高,難以使用傳統(tǒng)連續(xù)稀釋法和培養(yǎng)法進(jìn)行分析。此類樣品可以使用QuickChek檢測套裝進(jìn)行分析。QuickChek套裝中的化學(xué)破胞試劑可穿透固體顆粒并釋放出APS還原酶,從而達(dá)到對生物膜、沉積物、鐵銹、污泥或泥漿中的SRB進(jìn)行定量檢測的目的。QuickChek SRB支持固體檢測的特性尤其適合用于儲油罐底部SRB含量檢測。
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