硫酸盐还原菌杀灭方法
微生物防治硫酸盐还原菌SRB方法
防治SRB腐蚀的微生物方法有很多种,现介绍如下几种:
(1)生物竞争排斥法
很多微生物在SRB生存的环境中能生长或者能更好的生长,具有相同的生活习性,并且对钢铁无腐蚀作用;由此与SRB争夺生活空间和食物营养,从而抑制了SRB的生长繁殖[16,17]。如表2中的异养反硝化菌[12-17]、脱氮硫杆菌[18]等。
(2)代谢产物抑制法
有些微生物通过产生可抑制SRB生长的代谢产物如短芽胞杆菌分泌的抗生素, 尤其对包在生物膜中的SRB起到很好的效果,由此抑制或杀死SRB。
表2 防治SRB腐蚀的几种微生物
名称
防腐机制
特征
短芽胞杆菌
(Bacillus brevis, 简称B.brevis)
分泌抗生素
严格好氧和兼性厌氧菌,菌细胞杆状,菌体大小(0.7~0.9)×(3~5)μm,革兰氏阳性或可变,以周生鞭毛运动,有芽孢。
假单胞菌
( Pseudomonas fragiK, 简称P.fragiK)
机制不明
(对软钢防腐效果较好)
好氧,直或微弯的杆菌,不呈螺旋状,菌体大小(0.5~1.0)×(1.5~5.0)μm,革兰氏阴性,无芽孢,具单根极生鞭毛,运动活泼。
硫化细菌
(Sulphide-Oxidizing Bacteria简称SOB)
氧化硫化氢、硫代硫酸钠
好氧自养菌
异养反硝化菌
(dinitrobenzene
简称DNB)
竞争生存空间和营养
严格厌氧和兼性好氧菌,菌细胞杆状,革兰氏阴性
脱氮硫杆菌
(Thiobacillus denitrificans,
简称T.denitrificans)
竞争生存空间和营养,氧化硫化氢、硫代硫酸钠
严格自养和兼性厌氧菌,菌细胞球杆状,菌体大小(0.3~0.5)×(1.0~1.5)μm ,单个、成对或短链状排列,具单根极生鞭毛,运动活泼,无芽孢,革兰氏染色阴性。
(3)反代谢产物法
SRB产生的硫化物与Fe2 形成FeS,是铁的腐蚀的一个重要中间产物,而有些微生物如硫化细菌却能将硫化物氧化成没有腐蚀效应的硫酸盐[15]。
(4)生物膜保护法
一些微生物在钢铁表面产生聚合物,形成一层生物膜,从而阻止腐蚀微生物的入侵。
(5)生物阴极保护法
很多钢铁构件通过阴极保护法或牺牲阳极法来防止不受腐蚀,其原理也就是向铁供给电子以阻止Fe变成铁离子;一些微生物却能够产生电子,以此进行生物阴极保护。目前本实验室正从微生物电池着手这一研究。
硫酸盐还原菌 (Sulfate-Reducing Bacteria,简称SRB) 是一种厌氧的微生物。广泛存在于土壤、海水、河水、地下管道以及油气井等缺氧环境中。
据不完全统计,S R B 目前已有1 2 个属4 0 多个种 ,S R B 的分类学研究进展比较缓慢。目前已知的S R B 从生理学上分为两大亚类
Ⅰ类
如脱硫弧菌属、脱硫单胞菌属、脱硫叶菌属和脱硫肠状菌属,其特点是可利用乳酸、丙酮酸、乙醇或某些脂肪酸为碳源及能源,将硫酸盐还原为硫化氢;
Ⅱ类
如脱硫菌属、脱硫球菌属、脱硫八叠球菌属和脱硫线菌属,它们的特别之处是可以氧化脂肪酸,并将硫酸盐还原为硫。现在,随着研究的进展,陆续又有一些新的种属被命名。
1、成分:牛肉膏0.5g,蛋白胨1.0g,氯化钠0.5g,蒸馏水100mL,pH7.2~7.5。
2、制法:加热溶解,调pH值,分装于三角瓶中121℃,20min高压灭菌。硫酸盐还原菌是一种厌氧微生物,生存在土壤、海水、油气井等缺氧并富含水分的环境中,会把硫酸盐还原成硫化氢。
虽然从理论上讲,SRB为严格的厌氧菌,但随着研究的深入,已有研究结果表明SRB并非严格意义上的绝对厌氧,而是兼性厌氧。
但总体上来说,SRB对氧还是极其敏感的,因此对其培养与分离关键要采用严格的厌氧技术培养SRB不仅仅要求周围生长的环境是无氧的,还有培养基中氧化还原电位必须在-100mV以下。
所以通常在培养基中加入一些强还原剂,如巯基乙醇、抗坏血酸、L2半胱氨酸盐酸盐,这些物质受热容易分解,所以要采用过滤除菌的方法单独灭菌 ⑴中温型:30-40 ℃ 之 间
⑵高温型:55-60 ℃ 之 间 ⑴稀释摇管法
稀释摇管法是稀释倒平板法的一种变通形式,先将一系列盛有无菌琼脂培养基的试管加热使琼脂熔化并保持在50℃左右,将已稀释成不同梯度的菌液加入到这些已熔化好的琼脂试管中,迅速充分混匀。待凝后,在琼脂柱表面倒一层灭菌的液体石蜡和固体石蜡的混合物,使培养基尽量隔绝空气。培养后,菌落形成在琼脂柱的中间。
困难之处在于菌落的挑取,首先需用一只灭菌针将覆盖的石蜡盖取出,然后再用一只毛细管插入琼脂和管壁之间,吹入无菌无氧气体,将琼脂柱吸出,放在培养皿中,最后用无菌刀将琼脂柱切成薄片进行观察并转移菌落。
该法的不足之处是观察与挑取菌落比较困难,但在缺乏专业设备的条件下,此法仍是一种方便有效地进行厌氧微生物分离、纯化和培养的低成该方法
⑵叠皿夹层法
叠皿夹层法实质是将菌夹在上下两层培养基之间,使其造成一个相对无氧的环境,从而使SRB能在夹缝中生长。
具体做法是将已经富集好的菌液采用无菌操作技术稀释成不同浓度。将含有质量分数为2%琼脂的固体培养基熔化并保持在50℃左右,在无菌条件下,向培养皿(90mm×15mm)的皿盖中倒入约1/3高度的固体培养基,待其刚刚冷凝后,将不同浓度的稀释液吸取适量,快速涂布平板上,使稀释液渗透约30s后,在培养皿的中间位置倒入同种营养型固体培养基,直到将溢未溢的突起状态,随后迅速盖上皿盖并往下压,最终皿内不能有气泡。
去掉培养皿内外两层侧壁间多余的琼脂,并在其中灌入适量熔化的石蜡,使培养皿侧壁缝隙被石蜡密封,尽量不要留有气泡。培养一周后,在加有二价铁离子的平板中会长出黑色的SRB菌落,在酒精灯旁加热使固体石蜡熔化,由于上下两层培养基凝固时间不同,所以当移去内皿后,用镊子很容易将上层培养基揭起,从而露出下层培养基的菌落。当需要进行菌落挑取时,可以对其进行切块转移,放入液体培养基时捣碎即可。
该方法的优点是培养物均采用涂布或划线生长于营养琼脂夹层中,取菌落时可很方便地做到定点取菌,同时该方法不需要另外创建一个无氧环境,故省时、省力,具备了所有好氧、厌氧分离方法的优点。
⑶Hungate滚管技术
Hungate滚管技术是培养厌氧菌最佳的方法。滚管技术是美国微生物学家亨盖特于1950年首次提出并应用于瘤胃厌氧微生物研究的一种厌氧培养技术。这项技术又经历了几十年的不断改进,从而使亨盖特厌氧技术日趋完善,并逐渐发展成为研究厌氧微生物的一套完整技术。目前国内外很多专门做厌氧培养的实验室大都采用此技术。
Hungate滚管技术是指将适当稀释度的菌液,在无菌无氧条件下接入含有琼脂培养基的厌氧试管中,然后将其在滚管机或冰盘上均匀滚动,使含菌培养基均匀地凝固在试管内壁上。当琼脂绕管壁完全凝固后,琼脂试管即可垂直放置贮存,并可使少量的水分集中在底部,经过几天的培养后,就可见到厌氧管内固体培养基内部和表面有菌落出现。挑取菌落时也很方便,可以在酒精灯旁用自制的玻璃细管接种针挑取生长状态良好的菌落,快速接到液体培养基中富集培养。
Hungate滚管技术的优点在于,培养基可以在厌氧管内壁上形成一层均匀透明的薄层,同时菌落可以埋藏在培养基内部或生长在表面,同平板涂布法相比,与氧气接触的机会大大减少。