一株油基泥浆钻井岩屑降解功能菌及其应用制造技术

本发明专利技术属于环境微生物领域，具体公开了一株枯草芽孢杆菌属(Bacillus subtilis strain.)细菌CGMCC 13202，该细菌可有效降解油基泥浆钻井岩屑等油基钻井废弃物。此外，本发明专利技术还公开了使用该细菌降解油基泥浆钻井岩屑的方法。

An oil based mud drilling cuttings degrading functional bacteria and its application

The invention belongs to the field of environmental microorganisms, in particular discloses a Bacillus bacillus (Bacillus subtilis strain. CGMCC) bacteria 13202, the bacteria can degrade oil based mud and other waste oil-based drilling drilling cuttings. In addition, the invention discloses a method for degrading drilling cuttings by using the bacteria to degrade oil base mud.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环境微生物领域，具体涉及一株可降解油基泥浆钻井岩屑的功能菌以及使用该功能菌降解油基泥浆钻井岩屑的方法。
技术介绍
油基泥浆钻井岩屑是油井开采过程中产生的固体污染物。它是油基泥浆和钻井岩屑的混合物，主要有石油类化物、酚类化合物、岩屑及重金属的复杂多相体系。随着我国油气勘探开发的发展，非常规气井、水平钻井、多分支井越来越多，井壁稳定的问题越来越突出，油基钻井液技术相比水基钻井液具有明显的优势受到越来越多的重视而不断的发展，但是油基钻井液技术产生的油基泥浆钻井岩屑废弃物越来越多，又由于钻探石油长期野外作业，施工现场的所有废弃物不能及时输送至处理厂处理，几乎所有的废弃物全部排放堆放于废泥浆储存坑内。其高COD，高石油类污染物对土壤、地表和地下水的污染。破坏土壤结构及土壤微生物的生存环境，影响了土壤酶的活性，从而干扰作物的生长；人类通过皮肤接触和食用受污染的食物进入体内进而危害到人类的健康和生命安全，甚至引起致癌、致畸、致突变等健康问题。为探索大量的废弃油基钻井液安全有效的出路，减轻油田的负担，减轻钻井产生的废弃物对环境的危害，因此研究废弃油基钻井液的无害化处理技术具有重要的实际意义。目前对油基泥浆钻井岩屑的处理主要有就地排放法、土地耕作法、指定场所集中处理、化学固化法、焚烧法、生物处理技术等物理化学方法。就地排放法是最传统的处理方法，通过自然沉降或者机械脱水后加入适量的絮凝剂在油田施工现场就地掩埋的方法，具有成本低的特点，但易造成二次污染。土地耕作法是通过自然沉降或机械脱水后，直接与土壤混合，利用土壤的自净能力或者栽种植物，达到净化的目的，但易侵蚀地表，污染地下水。指定场地集中处理是通过抽吸车将施工场地的废弃物运至指定的场所，集中处理，但是处理成本过高。化学固化法是通过加入固化剂以及破乳剂、吸附剂，与钻井泥浆作用，使其形成具有一定强度的稳定的抗水固体，将废弃钻井泥浆中的有害成分封闭、包裹在其中。具有能够消除钻井泥浆中的金属离子和有机物质对水体、土壤和生态环境的影响和危害；但是成本高，不适合对大量废弃钻井泥浆进行固化施工。焚烧法是将油基泥浆钻井岩屑通过焚烧的方法处理有机物，焚烧后的残渣用于建筑施工材料等。有机物在高温下易碳化成CO2和H2O，对有机物处理较为彻底，但是有机物成分复杂，含有N、S等杂质，易造成空气的二次污染，能耗、成本较高。生物修复技术是利用特定生物(植物、微生物或原生动物)的吸收、转化来清除环境污染物，实现环境净化、生态效应恢复的生物措施。具有成本低、无二次污染等优点，但修复周期长。从各项处理技术综合比较可以看出，物理化学处理技术处理石油烃类污染物虽然具有成效快、容易控制管理和易于实施等优点。同时也存在过程复杂，成本较高，对原有生态系统破坏较强、油品回收不完全等缺点，而且存在二次污染。生物处理技术与物理化学处理技术相比，适用于各类废弃钻井泥浆，且具有成本低，节约能源，无二次污染的特点，但是修复周期长。钻井过程中，自然界的微生物进入油基泥浆岩屑中，在高浓度含油的极端环境中存活的微生物资源，在油基泥浆岩屑污染的环境修复方面有着潜在的应用价值。因此，从油基泥浆岩屑中通过富集培养、涂布选择性培养、驯化及平板划线分离纯化，获得油基泥浆岩屑土著降解功能菌。
技术实现思路
本专利技术的目的包括：提供一种可降解油基泥浆钻井岩屑的微生物，以及该微生物的用途；提供一种油基泥浆钻井岩屑的生物处理或生物降解方法；提供一种快速降解油基泥浆钻井岩屑的方法，等。本专利技术公开了一株从原油中筛选得到的枯草芽孢杆菌属(Bacillussubtilisstrain.)菌株。该菌株已于2016年10月31日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏编号为CGMCC13202，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。该菌株在本专利技术及实验中可简称为SCDC-3。本专利技术同时公开了该菌株16SrDNA的核苷酸序列。基于该序列，可鉴定枯草芽孢杆菌属菌株CGMCC13202。本专利技术公开的枯草芽孢杆菌属菌株CGMCC13202可用于降解油基钻井废弃物，尤其适用于降解油基泥浆钻井岩屑等。此外，本专利技术还公开了一种降解油基泥浆钻井岩屑的方法，包括：将权利要求1所述枯草芽孢杆菌属菌株菌悬液接种至原油培养基，恒温培养；其中，所述枯草芽孢杆菌属菌株CGMCC13202的培养PH值为6～8，优选为PH值为7～7.2；所述枯草芽孢杆菌属菌株CGMCC13202的培养温度为33～37℃，优选为35℃；所述枯草芽孢杆菌属菌株CGMCC13202的培养环境中，氮元素与磷元素的质量比为(1～96)：1，如1：1、6：1、12：1、24：1、48：1或96：1等；优选的，氮元素与磷元素的质量比为(6～12)：1；最优选的，氮元素与磷元素的质量比为12:1，其中氮元素含量为700毫克/升，磷元素含量为58mg/升；所述枯草芽孢杆菌属菌株CGMCC13202的培养环境中，NaCl含量4～6克/升，优选为5克/升。本专利技术公开的一种使用枯草芽孢杆菌属菌株CGMCC13202降解油基泥浆钻井岩屑的方法，例如，可采用下述步骤：将枯草芽孢杆菌属菌株CGMCC13202的菌悬液(菌悬液的菌浓度数量级为107CFU/毫升)以体积比10％的接种量接入原油培养基中，初始原油浓度为1000毫克/升，pH为7.0～7.2，置于恒温培养箱中，35℃培养18天，培养环境中氮元素与磷元素的质量比12：1，其中氮元素含量为700毫克，磷元素含量为58毫克/升；培养环境中NaCl含量优选为5克/升。菌悬液的制备方法可参照本领域制备菌悬液的常用方法。有益效果从环境保护的角度出发，针对油基泥浆钻井岩屑污染物的无害化处理选用成本低，简单操作无二次污染的生物技术，对于油基泥浆钻井岩屑的处理具有重要的社会经济效益。选用本专利技术的微生物，可提高降解效果，缩短修复时间，达到快速修复的目的。本专利技术枯草芽孢杆菌属(Bacillussubtilisstrain.)菌株为CGMCC13202，一方面将含油污泥等原油污染物中的有机大分子降解为分子量相对更低的小分子，另一方面可将降解后的小分子进一步转化为酯、醇等中间物，有利于进一步的降解和消除。本专利技术功能菌尤其对C15～C19直链烷烃及C21和C24直链烷烃有较好的降解效果，可产生支链烷烃类、酯类、醇类及环己烷类等中间产物。微生物材料保藏本专利技术所述枯草芽孢杆菌属(Bacillussubtilisstrain.)细菌，于2016年10月31日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，保藏编号为CGMCC13202，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。附图说明图1SCDC-3菌落形态图2SCDC-3显微镜形态图3SCDC-3革兰氏染色显微镜形态图4SCDC-3生长曲线图5SCDC-316SrDNAPCR扩增产物电泳图谱图5中，LineM：DL2000；Line1,2,3：SCDC-316SrDNA；目标条带处于1000-1200bp位置图6SCDC-3发育树图谱图7不同pH下SCDC-3降解情况图8不同温度下SCDC-3降解情况图9不同N-P比下SCDC-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一株枯草芽孢杆菌属(Bacillus subtilis strain.)细菌，微生物保藏编号为CGMCC 13202。

【技术特征摘要】
1.一株枯草芽孢杆菌属(Bacillussubtilisstrain.)细菌，微生物保藏编号为CGMCC13202。2.根据权利要求1所述的枯草芽孢杆菌属细菌，其16SrDNA的核苷酸序列如序列表SEQIDNO.1所示。3.权利要求1所述的枯草芽孢杆菌属细菌用于降解油基钻井废弃物的用途。4.根据权利3所述的用途，其特征在于，所述油基钻井废弃物为油基泥浆钻井岩屑。5.一种降解油基泥浆钻井岩屑的方法，包括：油基泥浆钻井岩屑加入无机盐培养基后，接种权利要求1所述枯草芽孢杆菌属细菌菌悬液，恒温培养。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌属细菌CGMCC13202的培养PH值为6～8，优选为PH值为7～7.2。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌属细菌CGMCC13202的培养温度为33～37℃，优选为35℃。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述枯草...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国，陈政阳，陈春梅，谢翼飞，徐熊鲲，唐彬彬，
申请(专利权)人：成都理工大学，四川容大成环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51