富集培養(yǎng)下渤海沉積物中油氣微生物多樣性及其對輕烴降解規(guī)律的研究.pdf

1、海洋油氣藏的形成可能與石油礦藏?fù)]發(fā)性輕烴組分的近地層滲漏富集有關(guān)，而油氣輕烴組分在滲漏過程中被上覆層沉積物和底層海水?dāng)r截，容易發(fā)生溶解和物理、化學(xué)吸附;在合適的地質(zhì)條件下，微生物的存在會使輕烴組分發(fā)生復(fù)雜的生物化學(xué)作用。本研究選取渤海油氣田附近的沉積物，在好氧條件下，成功富集得到了不同菌落形態(tài)的輕烴降解菌，利用16SrDNA技術(shù)對富集培養(yǎng)后的輕烴降解菌進(jìn)行文庫的構(gòu)建和分析。發(fā)現(xiàn)沉積物經(jīng)C1～C5富集后的生物多樣性較低。古菌同源序列，產(chǎn)甲

2、烷古菌Methanotorris igneus的發(fā)現(xiàn)，表明烴類降解菌和產(chǎn)甲烷古菌存在共生關(guān)系;氨氧化古菌的大量發(fā)現(xiàn)，表明甲烷氧化過程與氨氧化過程相互耦聯(lián)。細(xì)菌同源序列，以嗜甲基菌（Methylophilales）、甲基球菌（Methylococcales）和紅細(xì)菌（Rhodobacterales）為主，同時發(fā)現(xiàn)了假單胞菌（Pseudomonadales）Acinetobactervenetianus，這四類細(xì)菌在烴類的降解過程中發(fā)揮了主

3、要作用。以C4～C5為碳源的結(jié)果表明文庫生物多樣性也較低，細(xì)菌同源序列分屬于擬桿菌門（Bacteroidetes）和變形菌門(Proteobacteria)。其中，假單胞桿菌屬(Pseudomonas)占文庫序列的66％、不動桿菌屬(Acinetobacter)占文庫序列的14％、固氮弧菌屬(Azoarcus)占文庫序列的8％和黃桿菌屬（Flavobacterium）占文庫序列的4％，為優(yōu)勢菌屬，這些菌屬具有明顯的烴類生物降解作用。隨后

4、，模擬海洋微環(huán)境，向脫氣的海洋沉積物中注入已知濃度的輕烴混合標(biāo)準(zhǔn)氣體，探究輕烴在海洋沉積物中的吸附與解吸行為。吸附試驗結(jié)果表明，溶解和吸附作用使輕烴各組分發(fā)生顯著的變化，即:引起低碳原子輕烴的變化以溶解作用為主導(dǎo)，引起高碳原子數(shù)輕烴的變化以吸附作用為主導(dǎo);同時，同碳數(shù)的烯烴較烷烴更容易被溶解，正構(gòu)烷烴較異構(gòu)烷烴更容易被吸附。解吸附試驗表明，熱解吸可以起到解吸附的作用，且溶解態(tài)輕烴相對于吸附態(tài)輕烴更容易被解吸。最終，利用富集得到的輕烴降解

5、菌模擬輕烴的生物降解，探討了油氣微生物對甲烷(C1)、乙烷(C2)、丙烷(C3)、丁烷(C4)、戊烷(C5)等輕烴組分的降解規(guī)律。結(jié)果表明，富集輕烴降解菌對輕烴各組分產(chǎn)生明顯的降解作用，培養(yǎng)基的溶解作用和沉積物的吸附作用均可被忽略。C1～C5輕烴的生物降解曲線呈明顯的反“S”型，微生物對不同輕烴的降解作用具有選擇性:碳數(shù)越少的輕烴組分越容易發(fā)生生物降解，正構(gòu)烷烴較碳數(shù)相同的異構(gòu)烷烴更容易發(fā)生生物降解。研究結(jié)果對于探明海底環(huán)境對輕烴的作用