隨著陸地油田進(jìn)入開發(fā)的中后期，注水開發(fā)已經(jīng)成為世界各大油田的主要開采方式，油田注水開發(fā)往往伴隨大量的采油廢水生成。采油廢水中含有原油、固體懸浮物、細(xì)菌以及大量的無機(jī)鹽，直接排放不僅造成環(huán)境污染，而且浪費(fèi)大量的水資源。采油廢水的資源化利用技術(shù)是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，多種物理法、化學(xué)法和生物法已被單一或聯(lián)合應(yīng)用于采油廢水處理。其中，浮選、粗粒化法等物理處理方式主要適用于乳化油和分散油;為提高處理效率，投加混凝劑、破乳劑等化學(xué)藥劑的化學(xué)處理法不僅增加了廢水處理成本，而且導(dǎo)致含油污泥的產(chǎn)生。

生物法一般是在自然或受控條件下，利用微生物將廢水中的油類或其他有機(jī)物作為其生長代謝過程所需的底物進(jìn)而轉(zhuǎn)化或降解，從而徹底消除污染物，使廢水達(dá)標(biāo)排放。通過生物強(qiáng)化和生物刺激等手段，可以提高污染物的降解效率，是大規(guī)模、低成本處理含油廢水的重要技術(shù)方法。一般來說，微生物對石油烴的攝取利用屬于被動運(yùn)輸過程，烴類物質(zhì)首先被乳化增溶后，通過菌體細(xì)胞膜才可被降解酶利用，這一過程往往需要表面活性劑類物質(zhì)來介導(dǎo)。實(shí)際上，為有效提高原油采收率，通常在原油驅(qū)替水中添加表面活性劑，以降低油-水界面張力和改變巖石的潤濕性，從而提高原油驅(qū)替效率。目前石油磺酸鹽類化學(xué)合成表面活性劑作為添加劑加入驅(qū)替劑，已被證明可以有效提高采收率。但這類化學(xué)表面活性劑存在毒性強(qiáng)、難以降解等問題，將導(dǎo)致采油廢水的處理難度增大。

生物表面活性劑對油-水界面性質(zhì)的影響與化學(xué)表面活性劑相似，還具有低毒、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)。在國內(nèi)外進(jìn)行的原油驅(qū)替的先導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)均已證明，糖脂類生物表面活性劑可作為化學(xué)表面活性劑的生態(tài)友好型替代品應(yīng)用于石油采收領(lǐng)域。馮艷等利用銅綠假單胞菌發(fā)酵生產(chǎn)鼠李糖脂，所得發(fā)酵液進(jìn)行物理模擬驅(qū)油，5%鼠李糖脂發(fā)酵液的生物復(fù)合體系采收率可達(dá)17.4%。

球擬假絲酵母菌(Starmerellabombicola)O-13-1是從長期污染的土壤中篩選的石油烴高效降解菌，該菌株能夠有效降解原油并以原油為碳源合成槐糖脂類表面活性劑。因此，本研究圍繞采油廢水回注資源化利用的需要，通過實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)，考察S.bombicola作為先鋒菌株強(qiáng)化采油廢水中石油烴降解的性能，探究該菌株利用采油廢水中石油烴合成槐糖脂生物表面活性劑的潛力，為油田采出廢水的高效資源化利用提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1試劑與儀器

實(shí)驗(yàn)試劑:葡萄糖、檸檬酸鈉、酵母粉、KH2PO4、(NH4)2SO4、MgSO4·7H2O、乙酸乙酯為分析純，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;正己烷為優(yōu)級純，購自Merck公司;二氯甲烷為優(yōu)級純，購自B&J公司;正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn):C8—C40包含異構(gòu)烷烴姥鮫烷和植烷，購自Accustandard公司;層析硅膠(100~200目)及硅膠層析板購自青島海洋化工廠;原油采集自中國石化勝利油田有限公司利津區(qū)塊;降解實(shí)驗(yàn)用水根據(jù)勝利油田利津區(qū)塊采出水組成配置(見表1)，采出水中pH、鹽度用多參數(shù)儀(Manta3.0，Eureka，美國)測定，K+、NO-3、Cl-、SO2-4、Na+等離子依據(jù)SY/T5523—2016《油田水分析方法》中給出的檢測方法檢測。

表1勝利油田利津區(qū)塊采出水組成

實(shí)驗(yàn)菌株為球擬假絲酵母菌(Starmerellabombicola)O-13-1，由本課題組從勝利油田長期受到油污染的土壤中選育得到，并用冷凍管保存于-80℃冷凍冰箱中。活化時先用移液槍吸取10μL菌種于平板培養(yǎng)基中，再用十字劃線法接種，培養(yǎng)箱中30℃恒溫培養(yǎng)約48h后挑取長勢較好的單菌落轉(zhuǎn)接至斜面培養(yǎng)基上，4℃、YPD斜面上保存，每30天轉(zhuǎn)移一次。

發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L):KH2PO4 1.0，(NH4)2SO4 2.0，MgSO4·7H2O 4.0，葡萄糖1.0，檸檬酸鈉5.0，酵母粉2.5。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1采油廢水降解實(shí)驗(yàn)

為模擬采油廢水中不同濃度油污染物對生物降解的影響，根據(jù)中國石化勝利油田有限公司孤島采油廠的水驅(qū)采油過程中產(chǎn)生的采油廢水中油污染物含量，配置油濃度0.3%、0.5%、0.8%三組培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。分別稱取勝利油田原油0.3、0.5、0.8g裝入盛有100 mL勝利油田利津區(qū)塊采出水的500 mL錐形瓶中，溫度為115℃下滅菌30 min，室溫下冷卻后在無菌環(huán)境下按體積比5%的接種量接入O-13-1菌株，于溫度為30℃，轉(zhuǎn)速為200r·min-1下恒溫震蕩，在此條件下培養(yǎng)10d，以不接種O-13-1菌株的相同油濃度下的油污廢水作為對照，考察物理揮發(fā)等自然過程導(dǎo)致的油污染物損失。

1.2.2表面張力的測定

培養(yǎng)液的表面張力使用芬蘭Kibron公司生產(chǎn)的Delta-8型全自動高通量表面張力儀測定。該儀器基于其專有的微力傳感技術(shù)，適用于微量樣品的快速、平行測定。

測定時，首先使用超純水對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。隨后，使用多通道移液器將待測培養(yǎng)液樣品精確移取至專用的24孔高通量樣品板中，每孔樣品體積為150μL。將樣品板置于儀器測量平臺后，于室溫（約25°C）下進(jìn)行自動測量。儀器通過監(jiān)測獨(dú)特探頭與液面相互作用時的微力變化，經(jīng)內(nèi)置算法直接計算表面張力值。每個樣品平行測定3次，結(jié)果取平均值。

該方法具有樣品消耗量少、自動化程度高、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，顯著提高了對本研究中大量樣品的篩選效率。